Устройство для вибронакатывания поверхностей

(я)5 В 24 В 39( цпк 1 ь " -о 1 Ьон,Зт:.1 у" ИЗО И я к механической ционным поверх.формированием иашиностроении и ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Витебский технологический институтлегкой промышленности(56) Авторское свидетельство СССРМ 1183356, кл. В 24 В 39/04, 1983.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОНАКАТЫ ВАНИЯ П.ОВ ЕРХНОСТЕЙ(57) Изобретение относится к механическойобработке металлов вибрационным поверхностным пластическим деформированием иможет использоваться в машиностроении иремонтном производстве. Целью изобретения является расширение технологическихвоэможностей и снижение затрат на оснастку эа счет управления параметрами регулярного микрорельефа, а также повышениекачества обработки за счет постоянства усилия деформирования при любом наклонеролика, Отверстие ролика выполнено в видедвух частей - конической и резьбовой, а ось Изобретение относи обработке металлов вибр ностным пластическим д может использоваться вЦелью изобретения является расширение технологических возможностей и снижение затрат на оснастку за счет управления параметрами регулярного микрорельефа, а также повышение качества обработки за счет постоянства усилия деформирования прм любом наклоне ролика. выполнена со сферической цапфой, на которую установлен ролик, ролик в заданном угловом положении относительно оси вращения закреплен гайкой с конической выточкой и наружной резьбой, вкрученной в резьбовую часть отверстия ролика. На сферической части цапфы выполнен расположенный пад углом 45 к оси вращения паз, в который входит размещенный в ступице радиально к сферической выточке ролика штифт-стопор, Гайка с конической выточкой застопорена винтом, вкрученным в ступицу ролика в зоне резьбовой части.его отверстия. Ролик снабжен рабочим профилем с зигзагообразными выпуклостями, расположенными на кольцевой сферической поверхности с диаметром, равным диаметру ролика. Предлагаемое устройствообеспечивает нанесение регулярных микро- рельефов с разными характеристиками одним инструментом и достижение заданных параметров шероховатости при уменьшении усилия деформирования на 10-19. 1 э.п.ф-лы, 7 ил,аяэй На фиг, 1 показано предлагаемое устройство в работе; на фиг, 2 - вид на сферическую часть цапфы со стороны паза; на фиг, 3 - применение в качестве инструмента с изменяемым углом наклона 3 и биением рабочего профиля д гладкого(а) и профильного косинусоидальнго (б) роликов и наносимые при этом следы обработки; на фиг, 4 - изме. нение параметров следов обработки на развертках цилиндрической поверхности при разных значениях угла наклона и осевого биения рабочего профиля гладкого ролика, иа фиг. 5 - след обработки и его параметрыГ с и р н г) рименени и Г 1 )обфильного ойР)усОи"дального с переменными параметрами ролика и наклонным профилем; на фиГ, 6 и7 - полож 8 ни 8 слеДОВ ОбрабОтки на разВертках цилиндрической поверхности при 5вибронакатывании Гладкими роликами сразны ми знач 8 ниями уГла наклонад) и и осевого биения д 1 и д 2) при одинаковой подаче Эо,Устройство (фиг, 1) сосгоит из ролика 1, 1)поджимаемого при обработке с силой Р кзаое 2, цапфы 3 штифта-стопора 4,контргайки 5, гайки 6 с кснической выточ.1(ой, Вина 7, корг)уса 8, шариког)одшлг)Р)и.ков 9, крышек 1 О, шайб 11, пластин 12 и 15силОВОГО зд 8 м 8 нта 13,Ролик 11 Внутренней сферической вьггоч.Ой А устанОВлен нв сферическую часть Бцапфы 3, При зтОм штифт-стопор 4, установленный В резьбовом отверстии ступ)(- .".)1)цы ролика радиально ОтнОсительно 6 ГОсферическОЙ Выточки,:)ходит В расположенный на сферической асти цапфы па:) В иможет стопориться контргайкой 5, Гайка 6наружной поверхностью с резьбой вкоучивается в резьбовую часть Отверстия ролика,своей конической выточкой Г упираегся в;этся От загрязнен 1 Я айбамж 1ипдасти)нами 12 С илов(Й злем(-нт 13 в Видепневматического цилиндра или пружинь; 3520 здействует на хв(стОвик,О, кОрпуса и со"здает необходимую сиг)у Р поджима ролика.( обоабатываемой повар:(ности заготовки 2,Наладка и работа устройства ОсущессВ-ляется следующим образом. 4.)На сОбранном устгойстве ролик 1 фиг.1) в отжатом состоянии втифт-стог)ор 4,га)лка 6 и винт 7 откручены на 051 нит)(у1)езьбы) устанавлиВсется по )глом 8 ру на зс)Данный угол д для обеспечения требуамг( 4:севого биекия д =- Г 11 р - 2 гр)з)г) ф . где 4; -Гадиус скругдения родика ребоцего поофг,1 ля и предварительно фиксируется в зтомПОЛОЛ(ВНИИ ЗВКРУЧИВанИЕМ ШТИфта-Сссподас4 ДО упора в дно паза В цапфы 3, О атом 51)псложснии ролик Окончэт 6 льнО закр 6 пляе)"ся на цапфе закручиванием гайки 6 до упораконической выточки Г В сферическую частьцаг 1 фы, ПОсле этОГО закручиваются 1(ОР)т)."Гайка 5 На )1)тийте-СТОП 1) рЕ 4 И ВИНТ 7 ПОс 1СТ 1) Ра Ща ЮЩИЕ ОТКЛОНЕНИЕ ОТ ЗВДс) Н Р О ГО" сложения и самооткре-)ление ролика 1 признзкоп 8 ременном кинематико-динамиче. ском воздействии на него обрабатываемой поверхности.Штифт-стопор за счет расположения паза В на сферической части под углом 45 к оси цапфы (фиг, 2) способствует предотвращению поворота ролика как В направлении вращения ролика, так и в направлении его перемещения вдоль Оси заГотОВки, Для Вра" щения на штифте-стопоре предусмотрен шлиц под отвертку, на торце )айки 6 выполнены расположенные под углом 45 радиальны 6 пазы Е для сп 8 циальнОГО ВилчэтОГО ключа с Отогнутыми концами, ВхОдящими В пазы, Б целях предотвращения поворота ролика при закручивании гайки 6 подобные пазы Ж под Вилчатый ключ предусмотрены на торце родика 1, При настройке устройства нг другие значенияф ид ролик открепляется и цикл повторяется.В процессе виброР)акатывания поджа- ТЫЙ с силой Р к вращающейся с частотой пз заготовке 2 ролик 1 враьцается вместе с цапфой 3 в шарикоподшипниках 9, которые размещены в полуотверстиях коопуса 8, .закрыты сьемными крышками 10 и защищены от загрязнения шайбами 11 и пластинами 12, закрепленными на корпусе устройства винтами. Смазь вание шарико)одшипников 9 консист 6 нтным смазОчным мР)териадом ОсущестВля 8 тся при снятых и ) ас гинах 1 2.За счет наклона относительно оси наголф, осевого биения рабочего профиля и перемещения точки контакта гладкого роди,(в В процессе вибронакатывания на поверхность заготовки наносятся следы В виде синУсоиД с Длиной Волны л =7 Г с)р, амплитУДой 2 А =- д, д=-1 а р - 2 гр)з 1 п Р и Углом на и Рав:)ения у г 9 /=19 А//Переналадкой устройства и заданием разных значений 3 и д реализуется возможность ооеспечения разных значений 2 А и Рф седо Обработки при испозовани усэойстГ)а с Одним роликом, что исключает необходимость НЗгоговл 8 ниЯ набора роликов, у каждого нз которых свои постоянные 1 , , (;застывшие ) углы наклонаР относительно Оси Отверстия, с к 0) Орыми Они устэнавлиВаются на Ось устройств, и осевые биения д, При атом налицо большие затраты на изготовление набора роликов и переустановку их В существу)ощие устройства ДлЯ Обеспечения заданных значений 2 А и у следов Обраоотки.При зада Р) ии положения рабочего и рофиля гладкого ролика г)од углами 31 и Д на поверхность заГставки 2 наносятся следы с амп)1 и)уда 1 ми 2 А) и 2 А 2 и уГлами )/) и Д фиг.5., 81. В Сд,дс)ае ОСНВЩЕНИЯ УСТРОЙСТВВ ПРОФ1682145 ильным косинусоидальным роликом илисинусоидальными с переменными параметрами роликами (фиг. 3, б) на обрабатываемую поверхность наносятся следы ввиде косинусоид и прямых участков сдлиной 3 амплитудой 2 А, углом направления у или синусоид с чередующимися значениями параметров, наложенных насинусоиду 1 с 1 = хб р 2 А 1 = д и У 1, 9 У 1 - .2,46 д/А(фиг. 3, б). При этом зигзагообразная выпуклость профильных роликовдолжна располагаться не на наружной цилиндрической поверхности, как это бываету роликов с перпендикулярным расположением профиля относительно оси вращения,а на кольцевой сферической поверхностидиаметром бр, Ширина кольцевой сферичегкой поверхности принимается равной 1,3размаха (амплитуды) синусоид или косинусоид выпуклостей, Использование сферической поверхности для расположения.зигзагообразных выпуклостей приводит к .плавкой работе инструмента при изменении угла наклона ф роликов,Применение профильных роликов снаклонным относительно оси вращенияпрофилем приводит к усложнению кинематики перемещения пятна контакта, значительной интенсиФикации поверхностнойпластической деформации, созданию регулярных микрорельефов 2-х и более уровней,увеличивает возможности вибронакатывания как декоративной обработки;Параметры следов обработки гладкихроликов с наклонным профилем на развертке поверхности цилиндрической заготовкидиаметром Оз показаны на фиг. 4. Следыобработки и их параметры при использовании профильных синусоидальных с переменными параметрами роликов с 5наклонным профилем представлены на развертке цилиндрической поверхности заготовки (фиг. 5),Примеры наложекия следов обработкипри подаче на оборот заготовки 30 и разныхзначениях Р И д гладкого ролика на развертках цилиндрической поверхности иллюстрируют фиг, 6 и 7. Подобные картины, но сболее сложной кинематикой возникают приприменении профильных роликов с наклонным рабочим профилем.Для экспериментальной проверки изготовлено устройство. Шкворни из стали 40 Хв количестве 8 штук после предварительного обтачивания подвергаются виброобкатыеанию на станке 1 К 62 при помощиустройства, имеющего ролик с регулирумемым по углу наклона относительно оси вращения профилем, Контроль полученных при больших подачах 0 частично регулярныхмикрорельефов ЧРМР, ГОСТ 24773-81 надеталях показал практическое соответствиерассчитанных по значениям амид роликов20 параметров следов обработки 2 А и ус фактически полученными. Установлено, что путем переналадки приспособления можнообеспечивать уголфот О до 22 30, биениеот Одо 14 мм(ролик с бр = 50 мм, грмм),25 В этом случае при применении гладкого ролика создаются регулярные микрорельефыс 2 А от 0 до 14 мм р от 0 до 150. С применением профильных роликов границы изменения параметров ЧРМР значительно30 расширяются, что видно на фиг. 3, б и 5,При обработке роликом с наклонным относительно оси вращения профилем радиус (фиг. 3, а) расположения точки контактаотносительно оси вращения является пере 35 менным и изменяется для приведенных выше бр = 50 мм и границ значенийф и д от р = 0,5 бр до р= 0,475 бр или от 25 до23,75 мм, Однако изменение сжатия пружины, которая используется в устройстве в ка 40 честве силового элемента, на 1,25 мм неприводит к значительному колебаниюзначения силы Р и заметному изменениюглубины й наносимых канавок - следов обработки, а использование в каче 45 стве силового элемента пневмоцилиндра,шток поршня которого соединяется с хвостовиком Д корпуса 8 устройства (фиг. 1),вообще не приводит к изменению значенияР, так как давление воздуха в магистрали50 постоянно (при проверке р = 0,5 МПа).При малых подачах Яо и нанесении полностью регулярных микрорельефов (ПРМР)замечено уменьшение Й шероховатости поверхности по мере увеличения В и д, что5 свидетельствует о интенсификации процесса деформации металла и сглаживания исходных микронеровностей обрабатываемойповерхности. В результате появляется воэможность достигать заданные параметрышероховатости поверхности при силах,уменьшенных на 1019 по сравнению ссилой накатывания роликами без наклонарабочего профиля относительно оси вращения,Ф о р мул а и зоб рете н ия1. Устройство для вибронакатыванияповерхностей, содержащее корпус, в котором на оси установлен ролик с наклоннойсферической рабочей поверхностью и центральным отверстием в ступице, и кагружающий элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения технологических возможкостей и снижения затрат на оснасткуза счет управления параметров регулярногомикрорельефа, Оно снабжено гайкой с внутренней сферической Выточкой и наружной резьбой, штифтом-стоги)ром и винтом, при этом центральное отверстие родика выполнено В Виде двух частей - конической и резь" бовой, а ось - со сферической цапфой и пазом, расположенным над ней под углом 45 к йродольной оси, ролик установлен на сферической цапфе оси, а гайка - в резьбоВой части отверстия ролика, причем в зонах конической и резьбовсй частей отверстия ролика выполнены радиальные отверстия соответственно для размещения в них винтаи штифта-стопОра, при этОм последний установлен с Возможностью контакта с пазОмоси, а винт - с возможностью вэаимодейстБ вия с гайкой,2.Устройствопоп,1,отл ичаюаеес я тем, что, с целью повышения качестваобработки за счет постоянства усилия деформирования при любом наклоне ролика,1 О рабочая поверхность ролика Выполнена сдиаметром сферы, равным диаметру ролика, и с зигзагообразными Выпуклостями.ЫаьТиражста 8 нчОГО конитбтз Г 1 ЗОВ, МОСКйд КЗаказ Зд 13 ВИИЙБИ Госуд ЙОДПИСНО 8ар и) .,зобретвниям и открытиям при ГКНТ О:С35 Г 811 шскач наб 415ГЗРОидВОхстВ 8 нно-издат льский комбинат 3 Здтднт Ге Ъм(ГОРОД, уйфГВГаринд, 101