Инструмент для поверхностного пластического деформирования

.;с 1 К ПАТЕНТУ мятет Российской Федерациипатентам и товарным знака ПИСАНИЕ И(Уб) Довгалев Александр Михайлович(64) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГОПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ(5 У) Использование: обработка металлов давлением, поверхностное упрочнение мапожестких полыхизделий. Сущность изобретенитс инструмент содержит корпус, кольцевую камеру, образованнуюразъемными по оси, перпендикулярной продольнойоси инструмента щечками Щечни выполнены издвух частей соответственно из магнитного и немагнитного материала Инструмент содержит толоке ротор, исто аик магнитного поля, привод вращения и поступательного перемещения ротора. Ротор выполнен.составным из трех частей, одна из которых обржценная к державке, выполнена из немагнйтного, материала, в другая - концевая также выполнена составной с плоскостью разъема по продольной оси инструмента, при этом. одна половина этой части выполнена из немагнитного материала, а другая - из магнитного, Источник магнитного поля в виде кольцевого магнита установлен во фпанце изнемагнитного материала, закрепленного в корпусе, эксцентрично относительно оси вращения рото- ра Зип.Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к упрочняющей. обработке отверстий маложестких. деталей машин.Известен инструмент для поверхностного пластического деформирования, содержащий установленный в державкекорпус, щечки, образующие кольцевую камеру, деформирующие элементы, установленные в кольцевой камере с воэможностью 10осуществления пространственных колебательных перемещений, ротор, источник магнитного поля, привод вращательного ипоступательного перемещения ротора,. Недостатком известного инструмента 15является недостаточно высокое качествообрабатываемой поверхности, обусловленное низкой динамической силой воздействия деформирующих элементов наобрабатываемую поверхность; 20Целью изобретения является повышение качества обрабатываемой поверхностиЭто достигается за счет тога, что инструмент снабжен закрепленным в корпусефланцем из немагнитнаго материала, щечки 25выполнены составными из магнитной и немагнитной частей с плоскостью разъема пооси симметрии перпендикулярной продольной оси ротора, а роторвыполнен сос 1 авным из трех частей, одна из которых, 30обращенная к державке, выполнена из магнитного материала, а другая - концеваячасть ротора также выполнена составной сплоскостью разъема па продольной оси инструмента, при этом одна половина упомянутой части выполнена из немагнитногоматериала, а другая - иэ магнитного, источник магнитного поля выполнен в виде кольцевога магнита, размещенного в отверстиифланца с зазором относительна магниткой 40части ротора, эксцентрично оси вращенияротора, а привод вращения и поступательного пер";мещения последнего выполнен ввиде муфты и электродвигателя,На фиг. 1 изображен инструмент, общий 45вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; нафиг. 3 - сечение Б-Б на фиг, 1.. Инструмент содержит корпус 1, щечки.2, 3, образующие кольцевую камеру 4, деформирующие элементы 5, размещенные в 50. кольцевой камере с возможностью осуществления. пространственных колебательныхперемещений и изготовленные из магнитного материала. Инструмент содержит ротор инструмента, выполненный сборным из 55двух частей 6, 7, одна из катррых (часть 6) из немэгнитнаго материала, э другая часть 7 (концевая часть ротора) - составной.Концевая часть 7 ротора и щечки состоят из магнитной 8 и немэгнитной 9 частей(см, фиг, 2), разделенных между собой плоскостью 10 симметрии. Инструмент имеет фланец 11 из немагнитного материала, закрепленный на корпусе,1, источник магнитногополя в виде кольцевого магнита 12, запрессованного в отверстие 13 фланца 11 и установленного с зазором на магнитной части ротора 7, муфту 14, электродвигатель 15, Щечки вмонтированы на концевом (противоположном фланцу 11) участке 7 магнитной части ротора. Кольцевой магнит 12 установлен в отверстии 13 фланца 11, эксцентрично оси 16. вращения ротора.Деталь 17 устанавливают в патроне, а корпус 1 - в державке 18 станка, Плоскость симметрии кольцевой камеры 4 совмещают с плоскостью торца детали 17. Магнитный поток (силовые линии магнитного паля, условна изображенные на чертеже тонкими линиями) замыкается на концевую часть 7 ротора, имеющую магнитный участок 8 (см. фиг. 1, 2), При этом магнитный поток ат магнита 12 (вследствие того, что концевая часть ротора и щечек состоят из магнитной 8 и немагнитной 9 частей, разделенных плоскостью симметрии 10 между собой) замыкается на магнитный участок 8 ротора, асимметрично относительно оси симметрии ротора, Ротору инструмента (посредством электродвигателя 15 и муфты 14) сообщают вращение и перемещают инструмент вдоль обрабатываемой поверхностиПад действием магнитного поля деформирующие элементы 5 разгоняются в окружном направлении кольцевой камеры 4, получая периодически прир:"щение энергии (и ри расположении деформ и рующих эл ементов 5 напротив магнитногоучастка 8), В связи с этим увеличивается и сила динамического воздействия дефармирующих элементов на обрабатываемую поверхность, чта повышает характеристики упрочнения поверхностного слоя детали. По мере вращения ротора, так как магнит 12 установлен эксцентрично оси вращения, периодически изменяется и величина зазора между отверстием магнита и магнитным участком 8 концевой части 7 ротора. В связи с этим периодически изменяется плотность (количество) магнитных линий, проходящих через магнитный участок 8 концевой части 7 ротора, а следовательно, увеличивается динамика воздействия магнитного поля на деформирующие элементы 5, В свою очередь динамика воздействия дефармирующих элементов на обрабатываемую поверхность детали 17 также возрастает, Эта приводит к повышению характеристик упрачнения поверхностного слоя детали. Качественные характеристики обработанной поверхности повышаются.В качестве примера конкретного выполнения можно привести обработку отверстия втулок Малого диаметра на станке 16 К 20 Ф 1. Материал обрабатываемых деталей Л 62, диаметр обрабатываемых отверстий 5- 30 мм; длина обработки 50 мм, В качестве деформирующих элементов использовали шарикидиаметром 2-10 мм из ШХ 15(НВС 62), В качестве источников магнитного поля использовали кольцевой магнит размерами (О х б х Н - 80 х 20 х 40). Материал магнита ЗеСОБ. Магнитная индукция в области кольцевой камеры составляла 0,2-0,5 Тл. Магнитная часть ротора из стали 3, а немагнитная часть ротора - из титанового сплава. Зазор между поверхностью ротора и отверстием кольцевого магнита составлял от 30 мкм до 5 мм, Величина эксцентриситета кольцевого магнита к оси вращения ротора составляла 1-5 мм.Режимы обработки: скорость вращения ротора 0,5-5 м/с; осевая подача инструменФ о р мул а изобретен ияИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ, содержащий установленный в державке корпус, щечки, образующие кольцевую камеру, деформирующие элементы, установленные в кольцевой камере с возможностью осушествления пространственных колебательных перемещений, ротор,источник магнитного поля, привод враща. тельного и поступательного перемещения ротора; отличающийся тем, что, с целью повышения качества обрабатываемой поверхности за счет увеличения характери- стик упрочнения поверхностного слоя, он снабжен закрепленным в корпусе фланцем из немагнитного материала, щечки выполнены составными из магнитной и немагта 100-600 мм; охлаждение - масло индустриальное,Обработка инструментом-прототипомобеспечивала; шероховатость поверхности5 й - 0,63-0,32 мкм; глубину упрочнения 0,2мм; остаточные напряжения сжатия 40 - 120МПа; степень деформации металла 10 - 15.Обработка описанным инструментомобеспечивала: снижение шероховатости по 10 верхности до В = 0,32-0,16 мкм; глубинуупрочнения 0,35 мм; увеличение напряжений сжатия до 200-400 МПа; увеличениестепени деформации металла до 25 - 30.Ойисанный инструмент обеспечивает15 повышение качества обработанной поверхности, так как позволяет снизить шероховатость поверхности до Я = 0,32 - 0;16 мкм иувеличить характеристики упрочнения поверхностного слоя детали,20(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 906679, кл, В 24 В 39/02, 1982. нитной частей с плоскостью разьема по 25 оси симметрии, перпендикулярной к продольной оси ротора, а ротор выполнен составным из трех частей, одна из которых, обращенная к державке, выполнена из магнитного материал, а другая - концевая 30 часть ротора - также выполнена составнойс плоскостью разъема по продольной оси инструмента, при этом одна половина упомянутой части выполнена из немагнитного материала, а другая - из магнитного, ис 35 точник магнитного поля выполнен в видекольцевого магнита, размещенного в отверстии фланца с зазором относительно магнитной части ротора, эксцентрично оси вращения ротора, а привод вращения и по ступательного перемещения последнего2003456 Фиг:.3 Фиг.2 оставитель В, Шаброехред М,Моргентал ешеля актор Л. Народная орректо Заказ 32 Тираж Подписн НПО "Поиск" Роспатента35, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат."Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1