Инструмент для упрочняющей обработки внутренних цилиндрических поверхностей

,ЯМ - ". СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАПИС РИЧЕСИХРЕСПУГлПИК 761452 А 1)4 Д Г /С с КО ГОСУДАРСТВЕННПО ИЗОВРЕТЕНИПРИ ГКТ СССР ИТЕТТКРЫТИЯ"Л И г. гф" ццъ), р. 1-:. ЛГ 1,; )у ОГ 1 ИСАН ИЕИ СВИдЕТг ф) с 8.1 НЯЮЩЕЙ,1 ЛИНДРИртэлеи пГ ормировэнстолвнг ом, ради- распо ЛОО,3 ентр 51204 б фь ,(Л Я ност обра щий стью Ор раз жа рен нен тан(21) 4754020 722) 30,10.8946) 15.09.92, Бюл, М 3471) Могилевский машиностроитеьнй и; -ститут72) А.П.Минаков, Н,С,Гэрлачов,О Вя, Г.и В.В,Нетесин56) Авторское свидетельство СССР"ь 841938, кл. В 24 В 39/02, 197г 54) ИНСТРУЧЕНТ ДЛЯ УПРООБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ ЦВЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ,7) Использование; обработка дверхностньл гластическим дефнием. Сущность изобретения: исодерлит корпус с осевым каналэльньми отверстиями-соплами,женными под углом, отличным от прямог коси инструмента, и соплами в торцевой час зобретение относится к металлообра, а именно к обработке деталей поверным пластическим деформировэнием. Известен раскатник для упрочняющей ботки детали методом ППД, содержэорпус, снабженный внутренней поло- и расположенными на нем дисками, и которых обращены друг к другу и обет кольцевую камеру расширения, слуую для размещения в ней фирующих шаров, связанную с внутей полостью корпуса соплами, выпольми на наружной поверхности енциэльно к окружности перемещения тИ КСГОП./СЭ ОСИ КОТОГ 1 э",. гас Пол ОжЕНГО,ГЛО ЛВИЭМ -т% РЭСПСЛОЖЕНИЯ ЦЕНРОВ ДЕ- фор".Ир ющих заеме:- , Ов, диск,; тэновленнь 1 й нэ корпусе и фиксируемый с;,омощь,о гайИ, ДЛСК Обраэувт ВМЕСТЕ С торцОМ КОрпуса кэмеоу рэсирения, в котоосй свободно рэзмещенц геформиру 1 ощие шары, причем торец диска, оораще знай к камере зэсширения вь полнен с уклоном к оси инструмента, 1 л 1 нстрлент включает также ВТУЛКУ, ПГУжИНУ И Г; л;, УСТЭНОВЛЕ.НЫЕ НЭ коопсе и предохоэня.щие От еьпадения .1 е 4 оомируоие швов ии вьаоГе инстру ;лента из зоны обоабс гки, .1 рл подаче рябо- чего агента и вво:,;нструментэ в зону обоэботи ежа 1 ц, воз гух через осевой канал и сопла в коопусе попадает в камеру п гИ ЕНИд -г 1- Уф ВО.Ей, В Я На ШЭ- гь, приводят их во вращение. 3 з,п, ф-лц, 3 ил,емпфирусщлх шаров (эвт. сз. Конструкция данного инструмента не обеспечивает тоебуемого качества поверхности отверстий диэмером менее Зд мм.Наиболее бгизким по технической сущности и достигаемому результату к пред лэгэемому изобГе гелю являет.;. инструге г 1, у хотор:го с цз-,ь а по":ышенля производительност:., Т.е, интенсифи:эции процесса, отверстия вцполнены в кольцах под углом к диаметр, расположения цент. ров деформируон.х элементов, при этом Ось отверстия касэт=льна к диаметру рэспоО - б1= м -2 ложения центров деформирующих элементов относительно оси инструмента.Недостатком этого инс, румек, а такжеявляется то, что им невозможно качественно обработать поверхности отверстий диаметром менее 30 мм, Указанный недостатокобусловлен тем, что при уменьшении диаметра обрабатываемого отверстия приходится уменьшать и диаметр осевого каналав инструменте, а этот приводи к падениюмощности струй воздух, воздействующих надеформирующие элементы, не обеспечивается постоянство шероховатости по всейдлине втулки, если на обрабатываемой поверхности имеются выточки для подачисмазки или масляные карманы,Целью изобретения является расширение технологических возмокностей за счетобработки отверстий малого диаметра1830 мм,Поставленная цель достигается тем, чтов известном инструменте для упрочняющейобработки внутренних цилиндрических поверхностей, содержащий корпус с размещенным на нем диском, кольцевую камерурасширения и свободно размещенные в нейдеформирующие элементы, при этом в кор.пусе выполнен центральный осевой каналдля подвода агента, соединенный радиальными отверстиями и соплами с камерой расширения, причем оси сопел расположеныпод углом к диаметральной плоскости расположения центров деформирующих элементов, согласно изобретению соплавыполнены в торцовой части корпуса, причем торец диска, обращенный к камере расширения выполнен с уклоном к осиинструмента, не превышающим 10, а осиотверстий сопел на торцевой части корпусавыполнены под углом к диаметральной плоскости расположения центров деформирующих элементов в плоскосги, проходящейчерез ось сопел перпендикулярно к плоскости, касательной к окружности расположения вышеуказанных центров. Кроме того,оси отверстий сопел смещены к оси инструмента относительно окружности расположения центров деформирующих элементовна величину, не превышающую радиус деформирующего элемента, а радиальные отверстия выполнены под углом 45,80" к осиинструмента.Для доказательства наличия существенных признаков в предложенном инструменте констатируем следующее: анализ известных технических решений из патентных документов и научно-технической литературы показал, что существующим пневмоцентробекным инструментом не обеспечивается требуемое качество об 5 10 15 20 30 лр 40 450 Г,5 рабатываемой поверхности отверстий диаметром 1830 мм из-за низкой мощности, развиваемой приводом, Привод имеет максимальную мощность тогда, когда приведенная скорость на выходе А = 0,2/см, Особенности выбора параметров трубопровода пневмомашин, обусловлены гидравлическими характеристиками подводящей системы. Тогда поиведенный расход ц( 1)ю 0,3.Уравнение неразрывности для выходного сечения шланга Гш (центрального канала в корпусе инструмента) и критического сечения сопл Рс имеет вид Из этого уравнения следует, что максимальную мощность привод развивает тогда, когда площадь сопл в инсгрументе составляет 0,3 плошади цен;рального канала в корпусе инструмента, а такое соотношение у существующих конструкций пневмораскатников при обработке поверхностей отверстий диаметром 1830 мм практически обеспечить невозможно,Исходя из этих соображений центральный канал в корпусе инструмента выполняется соизмеримым с диаметром обрабатываемого отверстия, а функцию второго диска выполняет непосредственно торец корпуса, в котором имеются сопла, выполненные под углом к диаметру расположения центров деформирующих элементов, По авт, св. М 841938 интенсификация г,роцесса обработки выполняется за счет подачи рабочего агента через отверстия в дисках, образующих кольцевые камеры. По оси этих отверстий имеют угол наклона лишь в одной плоскости, способствующей увеличению скорости вращения дефор дирующих элементов, а, следовательно, и цент- робекных сил, Но при обработке отверстий диаметоом 1830 мм этого недостаточно для обеспечения требуемого качества обработанных поверхностей, При обработке поверхностей малого диаметра значительно уменьшается. удельное давление деформирующих элементов на обрабатываемую поверхность из-за уменьшения их массы (из конструктивных сообщений шары имеют меньший радиус) и окружной скорости,Окружная скорость определяется по за- висимости20 25 35 40 45 50 где в - угловая скорость шара, О - диаметр обрабатываемого отверстия, б - диаметр шара,Из этой зависимости следует, что чем меньше радиус отверстия обрабатываемой поверхности тем меньше окружная скорость деформирующих элементов, а следовательно, и удельное давление их на обрабатываемую поверхность, С целью увеличения радиальной составляющей силы действующей на обрабатываемую поверхность при контакте с ней деформирующих шаров ось сопл на торце корпуса расположена под углом у к продольной оси инструмента. Это позволяет увеличить радиальную составляющую сил деформирования, так как воздушный поток, действующий на шар, имеет направление от осиинструмента к периферии. Оси выходных отверстий сопл смещены относительно диаметра расположения центров деформирующих элементов на величину, не превышающую радиус деформирующего элемента к оси инструмента. Такое смещение необходимо с целью увеличения радиальной составляющей сил деформирования. Так как оси сопл расположены под углом к продольной оси инструмента, то при расположении оси выходных отверстий сопл на линии центров деформирующих элементов воздушный поток будет действовать на деформирующий шар сверху и уменьшать тем самым радиальную составляющую сил деформирования, т.е. воздушный поток будет как бы отталкивать шары от обрабатывающей поверхности, и, при расположении оси отверстий сопл ниже диаметра центров деформирующих элементов на величину,превышающую радиус деформирующего элемента воздушный поток будет проходить ниже шаров и тем самым уменьшать скорость их вращения.При рекомендуемом расположении оси выходных отверстий сопл воздушный поток будет воздействовать непосредственно на шары снизу и тем самым увеличивать радиальную составляющую сил деформирования, не снижая окружной скорости шаров,Радиальные отверстия сопла выполнены под углом к оси инструмента, отличным от прямого.При обработке отверстий малого диаметра, например, диаметром 18 мм, при применении деформирующих шаров 5 мм диаметр цилиндрической части корпуса, на которую устанавливается диск,. образующий с торцом корпуса камеру расширения, будет всего 6 мм. Центральное отверстие в нем в лучшем случае составляет 2 мм при толщине стенки также 2 мм, При выполнении в этой цилиндрической части корпуса сопл диаметр которых не менее 1,5 мм сделает инструмент неработоспособным, так как площадь отверстий сопл выходное отверстие) больше площади входного отверстия и, соответственно, в камере расширения не будет создаваться необходимого давления. Поэтому предлагаемое расположение радиальных отверстий сопл под углом позволяет соединить камеру расширения непосредственно с осевым каналом корпуса и сделать инструмент работоспособным.Радиальные отверстия - сопла, исходя из конструктивных соображений, выполняют под углом к оси инструмента, отличным от прямого и находящимся в пределах 4580 О.В связи с тем, что на деформирующие шары действуют потоки воздуха с одной стороны, они прижимаются к торцу диска, следовательно выполнение его под прямым углом к оси инструмента уменьшает радиальную составляющую сил, действующих на обрабатываемую поверхность. Поэтому торец диска, образующего кольцевую камеру расширения, выполнен под углом не превышающим 10 к оси инструмента в направлении воздействия воздушного потока с целью увеличения радиальной составляющей сил, действующих на обрабатываемую поверхность,На основании изложенного следует, что предлагаемый инструмент обладает существенными отличиями, позволяющими достичь поставленную цель.На фиг. 1 изображен инструмент, разрез. на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг. 2.Инструмент состоит из корпуса 1, снабженного осевым каналом 2, радиальными отверстиями-соплами 3, расположенными под углом а к оси корпуса и соплами 4 на торцевой части корпуса 1, которые расположены под углом р к диаметру расположения центров деформирующих элементов в плоскости, проходящей через ось сопла и расположенной параллельно относител о оси инструмента, а также под углом у в плоскости, расположенной перпендикулярно ей, диска 5, установленного на корпусе 1 и фиксируемого с помощью гайки б, причем торец диска. образующего кольцевую камеру расширения, в которой свободно размещены деформирующие шары 7 выполнены под углом 3 к оси инструмента, исключающим самозаклинивание деформирующихшаров 7 в направлении воздействия возд,: дного патока втулки 8, установленной нак рпусе 1 с возможностью продольного пе.г змещения вдоль него, пружины 9, втораяодним концом упирается во втулку 8, а вторы,.: - в гайку 10, и предохраняет от выпадения деформирующие шары 7 при выводеинструмента из зоны обработки.Инструмент работает следующим образом.От источника питания (не показан) сжа -. й воздух подается в камеру расширения к,. -; ор;.; руюи:,им шарам 7 через осевой ка,.эл 2 и сопла 3, 4. Стр, сжатого воздухазадействуют на шары 7 и приводят их вовращение. Инструменту сообщают осевоеперемещение.При выявлении эксплуатационных характеристик предлагаемым инструментомбыли обработаны бронзовые втулки малыхголовок шатунов двигателей ГАЗ, Внутренний диаметр втулки 21.3 мм, шероховатость после растачивания под раскатывание" =:"л:=;:, мхм, Обработ:а втулок произ.вс ивась за два прохода прямой и обрат - :":) на следующих режимах: и = 320об/мин Я = 0,2 мм/об., давление сжатоовоздуха з сети 0,3 МПа,шероховатость поверхности втулок после обработки составила В = 0,6 мкм,На основании проведенного эксперимента можно сделать следующий вывод.Предложенным инструментом можно обрабатыватьь поверхности отверстий малого диаметра 18,30 мм, обеспечивая при этом Иа, Инсгрумент для упрочняющей обрао и:,., внутренниХ цилиндрических поверхГ ностей, содержащий корпус с размещенным на нем диском, кольцевую камеру расширения и свободно размещенные в нейдеформирующие элементы, при этом в кор 5 пусе выполнен центральный осевой каналдля подвода агента, соединенный радиальными отверстиями и соплами с камерой расширения, причем оси сопел расположеныпод углом к диаметральной плоскости оас 10 положения центров деформирующих элементов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения технологических возможностей за счет обработки отверстий малогодиаметра с масляными карманами. сопла15 выполнены в торцевой части корпуса, причем торец диска, обращенный к амере расширения, выполнен с уклоном к осиинструмента, не превышающим 10.2,Инструментпоп,1,отлича ющий 20 с я тем, что, с ц лью интенсификации процесса обоаботки, оси от:,а;.с-ий сопел наторцевой части корпуса .:ыполнены под углом к диаметральной плоскости расположения центров деформирующих элементов в25 плоскости, проходящей через ось сопелпеопендикулярно к плоскости, касательнойк окружности расположения вышеуказанных ценгров,3. Инструмент по пп. 1 и 2, о т л и ч а о;.;О щ и й с я тем, что оси отверстий сов смещены к оси инструмента относительно окружности расположения центровдеформируюьцих элементов нг величину, непревышающую оадиус деформирующего35 элемента,4, Инструмент по пп,1 - 3, с т л и ч а ющ и й с я тем, что радиальные отберс иявыполнены под углом 45-80 к оси инструмен га1761452 Составитель Н.Гарла Техред М.Моргентал Корректор О.Густ актор Н,Семен Заказ 3218 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5