Инструмент для упрочняющей обработки внутренних цилиндрических поверхностей

-исследоваи организа- ханический В.К,феотделка деким дефорние, 1987,6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ(71) Украинский филиал Научнотельского института технологииции производства и Киевский мезавод им,Ю,К,Антонова(56) Одинцов Л.Г. Упрочнение италей поверхностным пластичесмированием. М., Машиностроес.123, 128, табл.24.Авторское свидетельство ССМ 906678, кл. В 24 В 39/00, 198(54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ(57) Изобретение направлено на повь 1 шение производительности и качества упрочняющей обработки внутренних поверхностей отверстий в деталях из высокопрочных алюминиевых сплавов. Сущность изобретения: инструмент состоит из оправки 1 с охватывае-. мой поверхностью 2 с симметричными скосами и вкладыша 2 с ответной охватывающей поверхностью 8, образующими клиновую па-, ру. Вкладыш 3 выполнен в виде цанги, в верхней части которой расположены лепестки 4, упруго связанные между собой корпусом 5. Кромка 8 концевой части лепестка 4 выполнена под углом к оси инструмента, 1 з.п.ф-лы, 4 ил,Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использована для упрочняющей обработки стенок отверстий в деталях из алюминиевых сплавов, преимущественно в транспортном машиностроении.Известен инструмент для упрачнения отверстий, содержащий оправку, на наружной поверхности которой установлены в сепараторе деформирующие ролики 11, Испол ьзовэние этого инструмента для уп рочнения отверстий в деталях из высокопрочных алюминиевых сплавов недостаточно эффективно в связи с малым допустимым натягом 0,05 - 0,1 мм 1). Увеличение натяга приводит к шелушению металла и снижению качества упрочнения.Известен, выбранный в качестве прототипа, инструмент для упрочнения внутрен. них цилиндрических поверхностей по авт,св. СССР Р 906678 2.Этот инструмент выполнен в виде двух симметрично расположенных цилиндрических вкладышей с буртиком на конце и оправки. Вкладыши и оправка выполнены со скосами, образующими клиновую пару, При перемещении клиновой оправки вдоль оси происходит перемещение вкладышей в радиальном направлении, при этом, как правило, происходит заклинивание вкладышей в отверстии. Для их удаления необходима постукивание молотком, Кроме того два вкладыша деформируют отверстие только вдоль одной оси с образованием овала, Для улучшения геометрии отверстия необходимо иметь большее число подвижных частей вкладыша, что при существующей конструкции инструмента вызывает значительные эксплуатационные трудности, связанные с установкой элементов вкладыша в отверстие. Помимо этого наблюдается бочкообразность упрочненной поверхности из-за невозможности течения материала в средней зоне упрачняемого отверстия и облегченных условий его течения ближе к его краям, при этом наплывы образуются с двух сторон отверстия.Целью изобретения является повышение производительности и качества обработки. Поставленная цель достигается тем, что в инструменте для упрочняющей обработки внутренних цилиндрических поверхностей, выполненном в виде оправки с ахватываемой поверхностью с симметричными скосами и вкладыша с буртиком и с ответной охватывающей поверхностью, образующего с оправкой клиновую пару, вкладыш выполнен в виде цанговой втулки с, по меньшей мере, двумя лепестками, оснащенными концевыми участками для взаимодей ствия с оправкой, при этом наружные кромки концевых участков выполнены с наклоном к оси инструмента, угол которого определяется из следующих соотношений;5- Яападр" = йгсзп -10 Н+ С ба = агап+ агсзп --Г н+- агсз иГ 15 где б - наружный диаметр вкладыша у оснований концевых участков, мм;20 В - расстояние от основания лепесткадо точки сопряжения линии, очерчивающей буртик, и наружной кромки концевого участка соответствующего лепестка, мм;- длина наружной кромки концевого 25 участка, мм;а- угол между осью инструмента и прямой, соединяющей основание лепестка с точкой сопряжения линии, очерчивающей буртик, и наружной кромки концевого участ ка лепестка, град;Н - величина рабочего хода концевогоучастка лепестка, мм;г - расстояние от наружной кромки концевого участка у его основания до основа ния соответствующего ему лепестка, мм.Дополнительно поставленная цель достигается тем, что охвэтываемая поверхность оправки выполнена конусной.Применение оправки с охватываемой 40 поверхностью с симметричными скосамиили с конусной поверхностью дает возможность использовать при упрочнении вкладыш, имеющий несколько лепестков (два и более) и обеспечить более равномерную 45 обработку стенок отверстия с сохранением его геометрии, что повышает качество упрочнения.Поэтому целесообразно выполнятьвкладыш в виде цанговой втулки из пружин ной стали, конструкция которой обеспечивает упругую связь между лепестками вкладыша, что упрощает установку и извлечение вкладыша из обрабатываемого отверстия и повышает тем самым произво дительнасть обработки.Выполнение кромки концевых участковвкладыша пад углом Р к оси инструмента позволяет ей вступать в контакт с обрабаты.ваемай поверхностью последовательно, об легчая тем самым течение пластически+ ЯГСЯ2,Г деформированного металла к кромке отверстия, уменьшая бочкообразность иулучшая тем самым точность упрочненногоотверстия,Заявленное техническое рещение соответствует критерию "существенные отличия", поскольку признаков с указаннойвзаимосвязью в известных решениях не обнаружено.Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображено;на фиг.1 - заиленный инструмент дляупрочняющей обработки внутренних цилиндрических поверхностей;на фиг.2 - то же, что на фиг.1, вид сверхуна вкладыш с тремя лепестками под оправкус охватываемой конусной поверхностью;на фиг.3 - то же, что на фиг.1, вид сверхуна вкладыш с четырьмя лепестками под оп, равку с охватываемой поверхностью в видечетырехгранной пирамиды;на фиг,4 - схема исходного (а) и рабочего (б) положения кромки концевого участкалепестка вкладыша.Инструмент для упрочняющей обработки внутренних цилиндрических поверхностей состоит из оправки 1 с охватываемойповерхностью 2, выполненной в видесимметричных скосов или конусной поверхности, ивкладыша с буртиком 3, выполненного в видецанги, в верхней части которой располокены, по меньшей мере два лепестка 4, связанные между собой корпусом 5, Упругиесвойства лепестков 4 обеспечиваются пазами б и материалом вкладыша. Кромка 7 концевой части лепестков 4 выполнена подуглом 3 к оси инструмента,Охватывающая поверхность 8 вкладыша 3 выполнена ответно охватываемой поверхности 2 оправки 1 и образует с нейклиновую пару.Упрочнение стенок отверстий предлагаемым инструментом осуществляется следующим образом,В обрабатываемое отверстие 9 устанавливают вкладыш 3, затем между лепесткамивкладыша устанавливают оправку 1. К оправке 1 прикладывают осевую силу, что приводит к перемещению ее в осевомнаправлении. При этом происходит перемещение лепестков вкладыша 4 в радиальномнаправлении, в результате чего деформируется металл стенки отверстия. Кромка 7 концевой части лепестков 4 перемещается врабочее полокение 10 (фиг.4) и становитсяпараллельно оси инструмента. При перемещении оправки 1 кромка 7 последовательновступает в контакт с обрабатываемой поверхностью, облегчая деформацию металлав средней зона по высоте отверстия, умень 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 шая наплыв с одной из его сторон, Размеротверстия увеличивается, происходит пластическая деформация его стенок,После окончания процесса упрочненияснимают осевое усилие и извлекэот инструмент из отверстия.Величина Н рабочего хода концевогоучастка лепестка вкладыша и соответствующая ей величина пластической деформациистенки отверстия устанавливается, исходяиз условия обеспечения оптимальной усталостной долговечности,Для высокопрочных алюминиевых сплавов зта величина лежит в пределах 0,2 - 0,3мм, т.к, уменьшение или увеличение рабочего хода приводит к уменьшению устэлостной долговечности (величиной упругоговозврата пренебрегаем, ввиду того, что еезначение на порядок меньше величины пластической деформации), Чтобы не выйти запределы оптимальных значений рабочегохода, величина Н принимается равной 0,15- 0,25 мм.Использование предложенного инструмента для упрочнения внутренних цилиндрических поверхностей позволит повыситьпроизводительность процесса упрочненияна 25 и улучшить качество обрабатываемой поверхности.По предварительному расчету ожидаемая экономическая эффективность заявленного технического решения на одномпредприятии отрасли составит около 8 тыс.руб. в год,Формула изобрет ения1. Инструмент для упрочняющей обработки внутренних цилиндрических поверхностей, выполненный в виде оправки сохватываемой поверхностью с симметричными скосами и вкладыша с буртиком и сответной охватывающей поверхностью, образующего с оправкой клиновую пару, о тлича ющийся тем,что,сцельюповышения производительности и качества обработки, вкладыш выполнен в виде цанговойвтулки с по меньшей мере двумя лепестками, оснащенными концевыми участками длявзаимодействия с оправкой, при этом нарукные кромки концевых участков выполнены с наклоном к оси инструмента, уголкоторого определяется из соотношений Н+2 Н+ б б а = аГСЗП - аГСЗ 1 П + Г- Яападр = асвп -где д - наружный диаметр у основания концевых участков, мм;й - расстояние от основания лепестка до точки сопряжения линии, очерчивающей буртик, и наружной кромки концевого участка соответствующего лепестка, мм;1 - длина наружной кромки концевого участка, мм;а- угол между осью инструмента и прямой, соединяющей основание лепестка с точкой сопряжения линии, очерчивающей буртик, и наружной кромки концевого участка лепестка, град;Н - величина рабочего хода концевого 5 участка лепестка, мм;г - расстояние от наружной кромки концевого участка у его основания до основания соответствующего ему лепестка, мм;Р - угол наклона наружной кромки кон цевого участка-лепестка к оси инструмента.2. Инструмент поп.1,отл ича ю щийс я тем, что охватываемая поверхность оправки выполнена конусной.1776548 Составитель А.РейдманТехред М.Моргентал Корректор М.Андрушенко Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 4094 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ,113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5