Накатной ролик

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР .(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ К АВТОРСКО ии инст А,А,Алеик. 1989 еталлов бразую(21) 4812133/27(57) Использование:обработкадавлением, правка валов с любой Изобретение относится к машино- и приборостроению и может быть использовано дляправки валов ППД, их обычного накатывания и комбинированной обработки - накатывания с одновременной правкой,Цель изобретения - повышение качества обработки и расширение технологических возможностей ролика.На фиг.1 показана геометрия накатного ролика; на фиг,2-6 - Схемы обработки вала.Обрабатываемая деталь 1 установлена в центрах токарного станка, С ней контактирует щуп датчика 2, соединенного с блоком управления шаговым двигателем (БУШД) 3. Последний соединен с шаговым двигателем (ШД) 4, который управляет положением накатной головки (не показана), в которой установлен накатной ролик 5.Детали 1 сообщают вращение. Датчик 2 вырабатывает сигнал и падает его на БУШД 3, который в зависимости от величины и знака сигнала датчика 2 вырабатывает команду и передает ее на ШД 4. Последний поворачивает накатную головку вместе с роликом 5 в положения ,или(фиг,2-4),1)5 В 24 В 39/04,В 21 :) 3 щей ППД, накатывание и комбинированная обработка (накатывание + правка). Сущность изобретения; накатной ролик содержит два деформирующих элемента одного диаметра - опорный (ОЭ) и правящий (ПЭ), Их рабочие профили очерчены по радиусам и сопряжены прямолинейной образующей, длинакоторой выбрана из условия ОЫ (1 2) (й - г), Радиус рабочего профиля ОЭ й выполнен больше радиуса рабочего профиля ПЭ г.6 ил 1 табл. Когда деталь 1 поворачивается к ролику 5 своей вогнутой поверхностью, ШД 4 поворачивает ролик 5 в положение(фиг,2), Когда деталь поворачивается к ролику выпуклой стороной - в положениеилиа (фиг,3, 4), Подводят накатную головку до соприкосновения ролика 5 с деталью 1, нагружают усилием Р и сообщают головке подачу вдоль образующей вала 1. Одновременно с (р накатыванием поверхности вала идет процесс его правки строго в плоскости изгиба.Если в процессе обработки вал 1 будет полностью выправлен, датчик 2 вырабатывает сигнал на отсутствие биения и ШД 4 при непрекращающемся вращении вала 1 фиксирует одно из трех положений ролика (-) в зависимости от требуемой глубины наклепа. Поэтому далее осуществляется обычное равномерное накатывание вала по всей его поверхности, При этом достигнутая ранее прямолинейность его оси не нарушается,Таким образом, процесс обработки детали идет непрерывно, без переустановок детали или инструмента, чта повышает производительность обработки и облегчает использование предложенного ролика в автоматическом производстве,Из сказанного видно, что предложенный ролик можно использовать для обработки валов, образующие которых имеют сложную форму,П р и м е р, Необходимо обработать вал из стали 45, диаметром 0 = 60 мм. Обработку ведем на токарном станке, Усилие накатывания Р.,= 100 кг;,.па =. 36 кг/мм.Принимаем диамет 1 ролика б = 50 мм, В =10 мм. Радиус г выбираем из соотношения г=(0,010,1)с 1,т.к. при г 0,01 с происходит повреждение поверхности вала при накатывании, а при г0,1 с нет эффекта упрочнения, Принимаем г = 2 мм. При рассчитывании глубины упрочненного слояд имеем в виду следующие соображения.В положении ролика 1(фиг.2) накатывание осуществляется рабочим профилем радиусом г, в положении 1(фиг.З) - радиусом В, Когда ролик находится в положении 111 (фиг,4), в контакт с деталью входят В, г и прямолинейная образующая 1, касательная к В и г, В последнем случае, если 1 = О, то с незначительной погрешностью можно считать, что обработка ведется средним радиусом профиля Вср, равнымВ+г(5)Результаты расчета сведены в таблицу.Анализируя данныетаблицы, видим, чтопри накатывании в положениях ролика 1 и 11глубина наклепа на вогнутой стороне больше в К 1 = 1,25 раза, чем на выпуклой.При обработке вала роликом по прототипу с г = 2 мм и В = 5 мм глубина наклепасоставит соответственно 1,05 и 0,94 мм, отношение К 2 = 1,11,Т,к, К 1К 2 при обработке предложенным роликом эффект правки будет выше,чем по прототипу.При полокении ролика 111 и наличии нанем прямолинейной образующей 0 глубина наклепанного слоя, как видно из таблицы, уменьшается с ростом 1. При этомследует иметь в виду, что фактически глубина наклепа будет меньше, чем получено расчетом. Это связано с тем, что наличие прямолинейной образующей ведет к резкому уменьшению давления в зоне контакта. Поэтому увеличение свыше 1 = (12) (В - г) нецелесообразно, т,к, это приведет лишь к увеличению ширины ролика и, следовательно, к увеличению габаритов приспособления, а эффект правки при этом не возрастает.Из таблицы видим, что если принять макс = В - г = 8 мм, то глубина наклепа будет минимальной - 0,77 мм, Поэтому, если вести накатывание вогнутой поверхности вала в положении ролика, а выпуклой - в положении 111, то эффект правки еще более возра 10 15 стет, т,к, Кз=1,36 трех положений Н 11. Далее осуществляется обычное равномерное накэтывание вала,Предложенным роликом можно обрабатывать валы с образующей сложной геомет 25 рической формы, причем вал в поперечномсечении может быть некруглым.Следует особо отметить, что предложенным роликом можно осуществлять ком- ЗО бинированную обработку вала (ППД +одновременная правка) без использованияописанного контура обратной связи. В этомслучае обработку ведут как в прототипе(фиг,5 и 6), Ролик устанавливают так, чтобы 35 его.ось была параллельна прямолинейнойобразующей вала, а профиль с большим радиусом был обращен в направлении сечения вала с наибольшим прогибом.Валу сообщают вращение, а ролику - 40 движение подачи вдоль образующей вала. Свогнутой поверхностью вала всегда будетконтактировать профиль малого радиуса, ас выпуклой - профиль большого радиуса итд45 Преимущества изобретения по сравнению с прототипом:повышается производительность обработки, т.к. деталь не требуется переустанавливать в процессе обработки;50 повышается качество обработки, т.к. 03и ПЭ роликов не разделены канавкой;резко повышается эффективность правки, т.к. разность между г и В ничем не ограничивается;55 расширяются технологические возможности, т,к,а) ролики имеют сложную конфигурацию, что позволяет получать разные глубины наклепа при использовании одногоролика; После того, как ось вала 1 примет пря 20 молинейную форму, датчик 2 вырабатывает сигнал и ШД 4 фиксирует ролик 5 в одном изб) можно обрабатывать валы с прямолинейными и с криволинейными образующими,появляется возможность вести обработку валов в автоматических производствах - на автоматических линиях, е гибких производственных системах, на ГПМ.формула изобретения Накатной ролик, содержащий опорный и правящий деформирующие элементы, причем радиус В рабочего профиля опорного элемента В выполнен большим, чем радиус г рабочего профиля правящего элемента,а диаметры опорного и правящего элемента выполнены равными, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества обработки за счет интенсификации проБ цесса правки и расширениятехнологических возможностей за счет. Об;.работки валов с различной изогнутостьЮ,радиусы рабочих профилей опорного и правящего элементов сопряжены прямолиней 10 ной образующей, длина котороивыбирается из условия0 Я 12) СК - г),1816669Составитель В.ЕмельяновРедактор Техред М.Моргентал Корректор С. Юск . Заказ 1702 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101