Способ упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием

(088,8свидет24 В н ьство ССС /00, 1985 УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ПОПЛАСТИЧЕС КИМ ДЕФОРМИРО(54) СВЕ РХНОНИЕМ (57) Иботке О ЫМ раалов,тение оллов и д осится к о об ет угих материбу упрочнениным пластичем.б. испольпри обрабо частности к талей повер фор мир ова ни о ким но оваке машиностроени деталь закрепляении. При перемедетали инструмент с определенным Обрабатываемается в приспособ Изобретение относится к областиобработки металлов и других материалов и может быть использовано вмашиностроении при обработке деталейкриволинейного профиля,Цель изобретения - повышение качества за счет получения однородногомикрорельефа на криволинейных и плоских поверхностях и равномерного распределения на поверхности детали.На фиг, 1 представлена деталь,выполненная известным способом; нафиг. 2 - деталь с микрорельефом попредлагаемому способу; на фиг, 3эпюры модуляции ультразвуковых колебаний,щени и прижимает статическ е си м, зависящим о вердости материалает двигаться отываемой поверхно а изде я и начио обрабарументу од звуковые которые мо оси тель ти, Инс т ультр частоты нно сообща ия высокой т по амплипенчатой ф овр емолеб дулир ной с уде прянкцией уголь 2 ИР(х) 1ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР деталей криволинейного профиля, Цельизобретения - повышение качестваупрочнения за счет получения однородного микрорельефа на криволинейных и плоских поверхностях и равномерного распределения его на поверхности детали, Инструменту сообщаютультразвуковые колебания с изменяющейся амплитудой и перемещают эквидистантно обрабатываемой поверхности, Деталь вращают, образуя на нейрегулярный микрорельеф. Амплитуду колебаний изменяют ступенчато по заданной зависимости, Интервал времени также определяется математическойзависимостью. Равномерность и однородность микрорельефа обеспечивается изменением частоты модулирующейфункции в зависимости от радиусавдоль всей поверхности детали, 3 ил, 1523316шении А КА, Кс интервалом времени 20 1 1Си 21 Л(х) где А, А - амплитуды колебаний;К и К, - глубины изменения амплитуд;и - угловая скорость вращения детали;1 - параметр микрорельефа;К(х) - расстояние от оси вращения детали до точкиконтакта с инструментом;х - координата точки контак 35та.За весь цикл обработки частота иамплитуда УЗК колебаний сохраняются,меняется только частота результиру -ющего колебания, получаемого за счетсуперпозиции УЗК ч колебаний, задаваемых в виде ступенчатой модулирующейфункции. На всех радиусах К(х) (диаметра) результирующее колебание поформе, амплитуде остается одинаковым,т,еамплитуда колебаний реализуетсяравной А = КА, и равной А == К А и определяется только глучзкбиной модуляции и ничем больше, форма определяется величинами К,= 1 иК= 0-0,25. К- выбирается в каж 50дом конкретном случае обработки,При этом на разных радиусах К(х) обрабатываемой поверхности изменяетсятолько количество циклов колебанийинструмента, необходимое для образования единичного микрорельефа, которое определяется из следующего соотношения Скорость вращения детали выбирается такой, чтобы частота ультразвуковых колебаний значительно превышала частоту модуляции.Инструмент при вращении описывает по ее поверхности спираль (винтовую линию с шагом, равным подаче), а за счет модуляции ультразвуковых колебаний вдоль спирали равномерно располагаются элементы микрорельефа. Равномерность и однородность микрорельефа обеспечивается изменением частоты модулирующей функции в зависимости ;от радиуса вдоль всейверхности де тали. Амплитуду ультразвуковых колебаний изменяют ступенчато в соотногде 1 - параметр микрорельефа;Г - частота УЗК;ы - частота модулирующей функции;и - угловая скорость вращения детали.На больших радиусах их больше, наменьших - меньше,Количество цикло колебаний Б дляобразования единичного микрорельефавсегда достаточно, так как радиус детали К(х) значительно больше параметра микрорельефа,П р и м е р . Микрорельеф наносилина деталь, имеющую твердость НКс 5458. Ролики имели следующие размерыК = 40 мм, К = 35 мм, скоростьвращения ролика 60 об/мин, подачаБ = 0,43 мм/об. Параметр микрорельефа 1 = 0,5 мм. Частота продольныхультразвуковых колебаний инструмента18,3 кГц, амплитуда варьироваласьв пределах 0,10 мкм. Частота модуляции изменялась в пределах 490-530 Гц.Глубина модуляции ступенчатой прямоугольной функции бралась в двух крайних случаях1) К = 1 К = 02) К, - ; 1, К 2= 025,В первом случае получился микрорельеф с локальными изолированнымидруг от друга впадинами, расположенными на поверхности ролика по спирали.Во втором случае впадины взаимодействуют друг с другом посредствомвпадин вдвое меньшей ширины, Способпозволяет увеличить стойкость на10-203.Формула изобретенияСпособ упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием, при котором инструменту сообщают ультразвуковые колебания с изменяющейся амплитудой и перемещают эквидистантно обрабатываемой поверхности, а детали - вращение с образованием на ней регулярного микрорельефа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества за счет получения однородного микрорельефа на криволинейных и плоских поверхностях и его равномерного расп1с =-- , -п 21 К(х) 10 фиг 1 Фиг. 1 ределения на поверхности детали,амплитуду ул ьтра з вук овых кол еба нийизменяют ступенчато в соотношенииг КА, К,с интервалом времени где А и А- амплитуды колебаний; глубины изменения амплитуд; угловая скорость вращения детали;параметр микрорельефа;расстояние от оси вращения детали до точкиконтакта с инструментом;координата точки контакта. ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 11 11Производственно-издательский комбинат Патент , г. Ужгород, ул, Гагарина, 101