Инструмент для поверхностного деформировани

(р 1) в 24 в 39/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН юл, У литех онстр о хим ический кторско ческого сти и техащи-(088,8)видетельст08 В 1/04 СС 84 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21)4714308/27 (22) 3 1,05.89 (46) 23.12.91. (71) Пермс ки й п тут и Проектнонологическое бю ностроения (72) А.А.Плотни (53) 621.923.77 (56) Авторское И 1174097, кл. 801699761(54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГОДЕФОРМИРОВАНИЯ(57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к инструментамдля отделочно-упрочняющей обработкивыглаживанием, и может быть использовано при механической обработкедеталей методом поверхностного пластического деформирования. Изобретение поэволяет повысить качество обработки деталей путем уменьшения1699761 30 35 40 50 деформирования металла на кромках деталей и обеспечения плавного пе 1 рехода с необработанной поверхности на выглаженную, расширить номенклатуру обрабатываемых деталей и увеличить срок службы инструмента, Инструмент имеет деформирующий элемент 1 в виде призмы с боковой рабочей поверхностью, образованной по лога рифмической спирали, переходящей в прямолинейный участок. Призма с помощью цапф установлена в корпусе с возможностью поворота вокруг оси цапф. Поворот призмы ограничен регу лируемым упором ч, перемещение которого производится с помощью рифленой гайки. Установ упораи, соответственно, ограничение поворота Изобретение относится к машиностроению, а именно к инструментам для отделочно-упрочняющей обработки выглаживанием, и может быть использоцано при механической обработке деталей методом поверхностного пластического деформирования.Цель изобретения - повышение качества обработки обрабатываемыхдеталей и расширение технологических возможностей за счет обеспечения обработки деталей из различных материаловфИзменение радиуса происходит при повороте выглаживающего элемента в автоматическом режиме и не Зависит от исполнителя, что исключает влияние субьективного фактора, упрощает обработку и способствует повышению качества выглаживания.На фиг,1 представлен инструмент для выглаживания в исходном положении, при котором выглаживающий элемент обращен к обрабатываемой детали плоским участком рабочей поверхности, общий вид, на фиг.2 - то же, в процессе выглаживания, когда выглаживающий инструмент самоустановился на заданный рабочий радиус выглаживания на Фиг.3 - проФиль выглаживающего элемента, на фиг, - вид А на Фиг.1.Инструмент для деформирования имеет деформирующий элемент 1, выполненный в виде призмы с боковой рабоэлемента 1 контролируют с помощьюштифта 6 по рискам, нанесеннымна корпусе, На данной шкале рисокотмечены значения рабочих радиусов,и непосредственно по ним устанавливают требуемый для конкретной обрабатываемой детали рабочий радиусэлемента 1, В корпусе установленатакже плоская пружина, прикрепленная к нему двумя винтами, возвращающая элемент 1 в исходное положение. Жесткость пружины подбираетсятаким образом, что развиваемое еюусилие не препятствует. поворотупризмы в процессе работы, однакодостаточно для возвращения ее висходное положение по завершенииобработки, 1 з.п. Ф-лы,ил,чей поверхностью, образованной пологарифмической спирали, переходящей в прямолинейный участок, Призма 1 с помощью цапф 2 установлена в корпусе 3 с,возможностью поворота вокруг оси цапф 2. Поворот призмы ограничен ре- гулируемым упором 1, перемещение которого производится с помощью рифленой гайки 5. Установ упора 4 и соответственно ограничение поворота выглаживающего элемента 1 контролируют с помощью штифта 6 по рискам, нанесенным на корпусе 3. На данной шкале рисок отмечены значения рабочитрадиусов и непосредственно по ним устанавливают требуемый для конкретной обрабатываемой детали рабочийрадиус деформирующего элемента 1. Вкорпусе 3 установлена также плоскаяпружина 7, прикрепленная к нему двумя винтами, возвращающая деформирующий элемент 1 в исходное положение.Жесткость пружины 7 подбирается таким образом, цтобы развиваемое ею усилие не препятствовало поворотупризмы 1 в процессе работы, однако было достаточным для возвращения еев исходное положение по завершениюобработки. На профиле деформирующего элемента 1 (фиг, 2) рабочая часть АБ образова на по логарифмической спирали, описываемой уравнением в полярных коор- динатах1699761котором он обращен к обрабатываемой поверхности своим плоским участком (фиг. 1). Далее осуществляют перемещение инструмента вдоль обраба-.тываемой поверхности в направлении продольной подачи, Под действием силы выглаживания деформирующий элемент внедряется в поверхностный слой на глубину упругого внедрения при, контактировании с обрабатываемой по": верхностью участками с большими радиусами кривизны и на глубину упруго- пластического внедрения при контактирввании с обрабатываемой поверхностью участками с меньшими радиусами кривизны, Вследствие такого внедрения элемент испытывает сопротивление при движении по обрабатываемой поверхности в направлении продольной подачи. Сила сопротивления движению направлена в сторону, противоположную направлению продольной подачи, Эта сила производит поворот деформирующего элемента 1 из исходного положения в рабочее и выводит его на заданный рабочий радиус выглаживания. Таким образом, при перемеще" нии по мере удаления от кромки дета" ли происходит поворот деформирующего элемента 1, Во время поворота радиус выглаживания плавно уменьшается. При уменьшении радиуса кривизны контактирующих тел уменьшается площадь их контакта,:что вызывает при постоянной силе выглаживания увеличение контактного давления в контактной зоне, Таким образом, предлагаемый инструмент в области кромки детали, конструктивно наиболее слабой, обеспечивает минимальное давление и не вызывает смятия кромки, По мере удаления от кромки давление плавно возрастает и стабилизируется при установлении заданного радиуса выглажи-.вания фиг.2), В течение всего процесса сила прижима инструмента к обрабатываемой поверхности постоянна, установ инструмента на заданный рабочий радиус выглаживания производится в автоматическом режимеПо завершении выглаживания поверхности инструмент отводят.от детали, При размыкании контакта выглаживающего элемента с обрабатываемой поверхностью выглаживающий элемент пружиной 7 возвращается в исходное положение.Аналогичным образом работает инструмент и при выглаживании цилиндрических поверхностей, к которымпредъявляются жесткие требования пообеспечению плавного перехода с невыглаженных участков на выглаженные,П р и м е р, Производится выглаживание цилиндрических деталей, име- .10ющик острые кромки, изготовленныхиз слабоэакаленных сталей 15 и я 0 Х,Выглаживающий элемент инструмента.выполнен из твердого сплава Т 15 К 6профилирование рабочей поверхностипроизведено на оптико-заточных станках по логарифмической спирали, Кривая профиля рассчитана по Формуле1 = а е "1. На выглаживающем элементе выполнен участок, спирали с мини20мальным радиусом кривизны 1,5 мм,Для получения профиля использованы/мИзначения а = 1 мм р =ф 3Инструмент устанавливают в пру-,жинную державку, закрепленную в реэцедержателе токарного станка. Обрабатываемые детали имеют исходнуюшероховатость после шлифованияВ-- 1,25 - 2,05 мкм и микротвер- ЗОдость Н 7 = 220-250 ед.Выглаживание произведено на режимах: частота вращения шпинделя215 1/об, продольная подача0,05 мм/об, сила выглаживания 150 Н, З 5В качестве СОИ применяют индустриальное масло.Выглаживание выполнено с кромкидетали в соответствии с указаннымпорядком работы инструмента. 40После обработки указанным инструментом шероховатость поверхностейсоставляет Кс = 0,16-0,24 мкм, микротвердость йоверхностного слоя НЧ == 290-315 ед. При этом повреждение 45кромок деталей не наблюдается.Аналогичнь 1 м образом инструментомвыполнено выглаживание центральных участков поверхностей деталей. На профилеграммах участков захода инструмента на поверхность, т.е. в областях перехода с невыглаженной по.верхности на выглаженную, переходный уступ вытесненного металла отсутствует, вид микропрофиля плавный, постейенно переходящий со шлифованного на характерный выглаженный,Инструмент позволяет повысить качество обработки деталей эа счет устранения деформации кромок и обеспечения плавного перехода с необработанной поверхности на выглаженную, Наличие широкого диапазона рабочих радиусов расширяет технологическле возможности инструмента при обработке различных материалов различной твердости, Инструмент отличает повышенный срок службы за счет введения в работу неизношенных участков профиля при изменении положения инструмента по высоте относительно центров станка.формула изобретения 1. Инструмент для поверхностного деформирования, содержащий смонтированный на оси в корпусе с возможностью поворота и взаимодействия с упором деформирующий элемент, выполненный в виде призмы с криволинейной рабочей поверхностью, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества обрабатываемых деталей и расширения технологических возможностей за счет обеспечения обработки деталей из различных материалов, деформирующий элемент подпружинен к упору, а его криволинейная рабочая поверхность выполнена в виде логарифмической спирали, переходящей е прямолинейный участок,2Инструмент по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что упор выполнен регулируемым.16997 Ь Составитель Г. СмирновРедактор О, Голова ц Техред М.Дидьпс Корректо та Подпис Тираж 2 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужг ул. Гагарина, 10 ЗаказВНИИИИ осударственного комитета по изобретениям и откритиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5