Способ обработки деталей поверхностным пластическим деформированием

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК О 9) 8 690 4 В 39 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ О ОБРЕТЕВИЯ ЕЛЬС М этом величину максимального зна лия пластического деформироваают равной величине усилия плас деформирования без пропускания го электрического тока, а значение величины усилия пластического ования определяют по формуле тока, причения усиния выбитическогопеременнотекущейдеформир ловечко, и А. В. П Трудовогоический инс опов(1 - Й - )8 А ение и восстаимической обние, 1977,текущее значение усилия пластического деформирования за полупериод прохождения переменного электрического тока через зону контакта инструмента с деталью;максимальное значение усилия пластического деформирования, ф равное усилию пластического деформирования без пропускания переменного электрического тока;коэффициент, характеризующий относительное уменьшение проч- а ностных свойств при нагреве металла при 1 = 1000 С (М = 0,8 - 0,9;Фаи 4 значение плотности тока; аавй амплитудное значение плотности (д тока.Ж где Рр(54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ПОВЕРХНОСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ, при котором пластическое деформирование осуществляют инструментом с одновременным пропусканием через зону контакта инструмента с деталью переменного электрического тока и сообщают инструменту и детали относительное перемещение, отличаюиийся тем, что, с целью повышения качества за счет обеспечения возможности получения равномерной глубины упрочненного слоя, величину усилия пластичеСкого деформирования изменяют в течение одного полупериода прохождения электрического(71) Волгоградский орденаКрасного Знамени политехнтутИзобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при упрочняюще-чистовой обработке поверхностей деталей с целью повышения их износостойкости и усталостной прочности.Цель изобретения - повышение качества за счет обеспечения возможности получения равномерной глубины упрочненного слоя. На фиг, 1 представлена электромеханическая схема устройства, реализующего способ;.на фиг. 2 и 3 - графики измененияусилия взаимодействия деформирующего инструмента с обрабатываемой поверхностью;на фиг. 4 - графики изменения микротвердости поверхности упрочнений по известному и предлагаемому способам.Устройство, реализующее способ, состоящий из корпуса 1, несущего соленоид 2,в котором помещен шток 3 с деформирующиминструментом 4, поджимаемым к обрабатываемой детали 5 пружиной 6. Соленоид 2через выпрямитель подключен к сети переменного тока, Деформирующий инструмент4 и обрабатываемая деталь 5 подключенык сети переменного тока через обмотку трансформатора, напряжение выпрямленноготока, поступающего на обмотку соленоида,контролируется вольтметром.Способ реализуется следующим образом,Расчетным или экспериментальным путем определяют максимальное значениеусилия пластического деформирования,которое принимают равным усилию пластического деформирования без пропусканияпеременного электрического тока.Затем выбирают текущее значение величины изменяющегося усилия пластическогодеформирования 1 используя формулуР = Р (1 - К - ),8Агде Рр - текущее значение усилия пластического деформирования за полупериод прохождения переменногоэлектрического тока через зонуконтакта инструмента с деталью;Ро - максимальное значение усилияпластического деформирования,равное усилию пластического деформирования без пропусканияпеременного электрического тока;1 - коэффициент, характеризующийотносительное уменьшение прочностных свойств при нагреванииметалла для температур порядка 1000 С (3 с = 0,8 - 0,9);8 - значение плотности тока;Е - амплитудное значение плотностиАтока,определяют минимальное усилие пластического деформирования, принимая О =- фА,и рассчитывают необходимое усилс на соленоиде 2 Рс = Рд - РржцДалее инструмент 4 поджимают к обрабатываемой детали 5 с усилием деформирования Р=- Ро, развиваемого пружиной 6. Затем через вону контакта инструмента с деталью пропускают переменный электрический ток, после чего инструменту и детали задают относительное перемещение. При этом усилие деформирования изменяют в течение одного полупреиода прохождения электрического тока, задавая ему значения, равные Рр, что осуществляется следующим образом.В тот момент, когда сила тока 3 = О,на деформирующий инструмент действует только постоянная нагрузка Р. С ростом силы тока от Ляин до Ли ,в обмотке соленоида 2 возникает электрический ток, создающий втягивающее усилие Р, направленное противоположно усилию Р . В ре зультате этого на деформирующий инструмент действует результирующее усилие, равное Рр -- Р - Р. В момент прохождения Лю через зону контакта к деформирующему инструменту прикладывается уси- -. Рмин = Ра - Р и. В следующуючетверть периода сила тока изменяется от Знаксдо 3 мн, соответственно ей изменяется результирующее усилие на деформирующем инструменте от Рри, до Рр мака., равное Р(Р, = 0 при Лнж= 0). Этот процесс ЗО повторяется периодически (графики 1 и 2).У,.ловием непрерывного контакта деформирующего инструмента 4 с обрабатываемой поверхностью является Р; Р,.В тот момент, когда сила тока Л = О,т. е. нагрев детали и деформирующего ин струмента минимальный и осуществляетсяза счет конвенции из ранее нагретых участков, усилие в зоне контакта создается только за счет пружины 6 и является максимальным. В момент времени, когда через зону контакта протекает 3 нзси достигается авив(тем.пература нагрева), через обмотку соленоида 2 протекает выпрямленный ток, создающий усилие на штоке, стремящееся втянуть шток 3 внутрь соленоида 2. Это усилие меньше усилия, создаваемого пружиной 6, в ре .зультате чего происходит уменьшение результирующего усилия в зоне контакта деформирующего инструмента и детали. Максимальные значения температуры нагрева зоны контакта, а следовательно, и минимальные значения предела текучести материала детали соответствуют минимальному усилию в зоне контакта, В результате формируется поверхностно упрочненный слой одинаковой толщины.Пример. Проводят упрочняющую обработку втулки (материал - сталь 45, НВ 220, К 20 мкм) инструментом в виде свободно врагцающегося ролика с наружнымдиаметром 36 мм, рабочим профилем, сос1156900 Фиг. 7 тоящим из цилиндрической ленточки шириной 0,5 мм и заходных конусов с углом 4", Максимальное усилие обкатки составляет 500 Н. Минимальное усилие по приведенной формуле для расчета Рр составляет 100 Н. Усилие, развиваемое соленоидом, составляет 400 Н. Обработка проводится при следующих режимах; Л 600 А, скорость детали У 5 м/мин, подача Я 0,25 мм/об, в один проход. Согласно результатам измерения микротвердости по глубине поверхностного слоя глубина пластического деформирования материала составляет 150 мкм и изменяется не более чем на 20 мкм, в то время как обработка по известному способу дает отклонение в 1,5 раза.Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет повысить качество дбработки, получив упрочненный слой равномерной глубины.1156900 50 К рбато ВН КИПИ Го по дела 113035, Москва Филиал ППП Памитета СССоткрытийкая каб., д.ул. Проект сударственного к м изобретений иЖ 35, Раушс тент, г, Ужгород 4/5ная Редактор Л. ГратиллоЗаказ 3244/15 Соста витель Техред И. Вер Тираж 769