Способ упрочняюще-чистовой обра-ботки и устройство для его осу-ществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. В 24 В 39/00 с присоединением заявки М Государствеииый комитет СССР ао дедам изобретеиий и Открытий/Белорусский ордена Трудового Красного Знамениполитехнический институт(71) Заявитель 54) СПОСОБ УПРОЧНЯЩЕ-ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ 1.Изобретение относится к металлоОбработке, в частности к способам и устройствам для окончательной обра;ботки внутренних поверхностей вращения методом пластического деФормирования.Известен способ упрочняюще-чистовой обработки деталей деФормирующими элементами воздействием сжатого возду ха, при котором детали сообщают вращение вокруг оси симметрии обрабатываемой поверхности и возвратно-поступательное перемещение 1.Известно устройство для осуществления способа упрочняюще-чистовой обра з ботки деталей, содержащее корпус, в котором выполнена кольцевая камера для размещения деФормирующих элементов, находящихся под воздействием сжатого воздуха, подводимого в зону 20 кольцевой канавки через осевой ка,нал и тангенциальные сопла 21.При обработке известным способом не обеспечивается требуемая величина пластического деФормирования. дав ление сжатого воздуха, используемого в производственных условиях, не поз.,воляет обрабатывать деталис твердостью большей НКС 30-40, так как усилие деФормирования невелико. 30 Цель изобретения - интенсиФикация процесса за счет создания"дополйи- тельных одинаково направленных инерционных сил.Поставленная цель достигается тем, что деталям и деФормирующим элементам сообщают дополнительное вращение вокруг оси, параллельной оси симметрии обрабатываемОй поверхности, в направлении, совпадающем с направлением вращения деФормирующих элементов.При этом устройство снабжено пустотелым валом и двумя дисками, установленными на нем с возможностью пово" рота, при этом диск, несущий корпус с деФормирующими элементами, выполнен с камерой для подвода сжатого воздуха, а другой снабжен стаканами, несущими введенныев них элементы крепления обрабатываемой детали, установленные с возможностью поворота, при этом один из элементов крепления деталей кинематически связан с введенной в устройство шестерней, размещенной на диске со стаканами и со" осно закрепленной на нем, причем диск со стаканами установлен с воэможностью возвратно-поступательного перемещения относительно другого диска.На Фиг. 1 дана схема способа обработки, на Фиг. 2 - устройство, разрез, на фиг. 3 - сечение А-Л на Фиг. 2,на Фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2.В предлагаемом Способе обработкифиг. 1) деформирующие элементы 1,вращаясь под действием сжатого воздуха со скоростьюсдг, -вращаются вместе с обрабатываемой деталью со скоростью И вокруг оси, параллельнойси симметрии обрабатываемой поверхности, в одинаковом направлении, Обрабатываемая деталь при этом имееттакже осевое возвратно-поступательное перемецение и вращение вОкругсвоей оси симметрии со скоростью Мгв сторону, противоположную направлению вращения деформирующих элементов,При равномерном относительном ипереносном вращениях деформирующиеэлементы имеют ускорениеч=ч +й +й 20а г кС достаточной степенью точностиможно считать, чтои б оэй,где и - су .арное ускорение, действующее на шарик,о - угловая скорость вращения детали относительно центра О,й - радиус обрабатываемой поверхности. 30На обрабатываемую поверхность действуют силыГ х = Га +Г+Гкоткуда с достаточной степенью точности35гпахгде Г- вектор наибольшей силы деформации,Г - вектор силы от"центробежного ускорения, 40Г - вектор силы от центростремительного ускорения,Г - вектор силы от ускоренияКориолиса.Вращение обрабатываемой детали вокруг собственной оси со скоростьюИ45кобеспечивает изменение точки приложения максимальной силы и способствует равномерному силовому воздействиюна всю круговую обрабатываемую поверхность, Осевое перемещение обес 50печивает обработйу по длине всей обрабатываемой внутренней поверхностивращения.Устройство для осуществления предлагаемого способа, содержит деформирующе элементы 1 шарики, ролики),обкатывапщиеся по обрабатываемойвнутренней поверхности детали 2 врезультате воздействия на них. потока сжатого воздуха, поступающего в щ)камеру, образованную торцами двухшайб 3 и 4 и внутренней поверхностьюобрабатываемой детали. Оайбы установлены на резьбовой части трубы 5 стангенциальными соплами и зафиксиро- у ваны на ней в осевом направлении с помощью втулки б с соосными тангенциальными соплами и гаек 7 и 8. Обрабатываемая деталь 2 крепится в гильзе 9 стаканами 10 и 11, что обеспечивает поворот вокруг ее оси симметрии. Стаканы 10 и 11 установлены вподшипниках 12 и 13, которые размещены в неподвижном стакане 14 и стакане 15, имеющем возможность осевогоперемещения со шпонкой 16 и гайкой17., воздействующей на стакан черезпружину 18. Труба 5 с одной стороныимеет заглушку 19, второй резьбовойконец оснащен гайкой 20, обеспечивающей крепление ее к диску 21, вращающемуся вместе с полым шлицевым валом 22 со шпонкой 23 и гайкой 24.Крышка 25 крепится к диску 21 болтами 26. Иежду обращенными друг к другу торцами диска и крышки образованаполость 27, герметичность которойобеспечивается подкладкой 28. Диск29 вместе с закрепленными на его торце гильзами 9 с помощью болтов 30имеет возможность осевого перемещения вдоль полого шлицеэого вала ивращается вместе с ним. К диску 29прикреплена шлицеэая втулка 31.Устройство снабжено приводом подачи, содержащим неподвижный гидроцилиндр 32 и шток 33, связанный с диском 29, вилки 34, закрепленные на штоке с помощью шпонок 35, стопорных колец 36 и распорной втулки 37, и приводом врацения обрабатываемых деталей вокруг собственной оси, которыйвключает в себя невращающуюся шестерню 38 с внутренним зацеплением, входяцую в зацепление с шестернями 39, выполненными за одно целое со стаканами 11. Перемещение шестерен 39 вместе с шестерней 38 обеспечивается засчет крепления последней к штоку 33с помощью стопорных колец 40.Устройство работает следующим образом,При подаче сжатого воздуха черезполый шлицевой вал 22 полость 27 исоосные тангенциальные сопла в резьбовой части трубы 5 и втулке 6 в каме-.ре, образованной торцами шайб 3 и 4и внутренней обрабатываемой поверхностью детали 2, создается вихревойпоток. Деформирующие элемейты 1, вращаясь равномерно в вихревом потоке вокруг оси симметрии обрабатываемой поверхности, воздействуют на неецентробежной силой, равной произведению массы шарика на нормальное (центростремительное) ускорение в относительном движении. При вращении полого шлицевого вала 22 диски 21, 25и 29 вращаются вместе с закрепленнымина них трубами 5 и гильзами 9 с установленными на них обрабатываемымидеталями 2 вокруг оси, параллельнойоси вращения деформирующих элементов,Таким образом, деформирующие элементы участвуют в двух двйжениях отно- ния штока (реверсирование) при измесительном и переносном. Относитель- нении"подачи масла в полости а и бное перемещение их происходит вокруг гидроцилиндра 32,оси симметрии обрабатываемойповерх- После обработки подача сжатогоности, переносное - вокруг оси, парал- воздуха и вращение полого вала 22лельной первой и отстояцей от нее на 5 прекращаются. Подача масла в понекотором расстоянии. В этом случае, лость а гидроцилиндра 32 обеспечивапри совпадении их направленйй враще- ет ускоренное перемещение его штоканияна обрабатываемую поверхность33 с диском 29, гильзами 9 и обракроме центробежной сила Г в относи- батываемыми деталями 2 слева напраетельном движениИ действуют еще две во до полного выхода труб 5 из внут 1 Осилы инерции возникаищие в результа- ренКей зоны гильзы 9. После остановте наличия двух ускорений деформирую- ки (прекращения подачи масла в полостьцих элементов: нормального (центро- а гидроцилиндра 32) отворачиваютсястремительного) ускорения - сила Г гайки 17, вынимаются пружины 18,в переносном движении и поворотного стаканы 15 (с закрепленными на ихускорения (ускорения Кориолиса) - си поверхности шпонками 16) с подшипЬа Г . Однонаправленность относитель- никами качения 13 и установленныминого и переносного вращений определя- в них стаканами 10. После чего вынияет направление ускорения Кориолиса маются обрабатываемые детали 2. Натаким образом, что вектор его всегда их место устанавлйваются новые обнаправлен к центру обрабатываемых 2 О рабатываемые детали 2, затем подшипдеталей. Таким образом в предлагае- никовые узлы со стаканами 10, 15 и-мом устройстве на обрабатываем(юе по- установленными в них подшипниками 13верхности действуют три силы"инерции и пружинй 18, завинчиваются гайкиГ, Г и Г . Центростремительная си. Подается масло в полость б гидла инерции Г в переносном движении, 25 роцилиндра 32 для ввода деформируюнаправленная к оси вращения полого щих элементов 1 в обрабатываете девала 22, оказывает переменное силовое тали, подается сжатый воздух в повоздействие на отдельные точки"обра- лый шлицевой вал 22 н при вращениибатываемых поверхностей. Выравнива- вала 22 и осевой подаче происходитние суммарного силового воздействия обработка новой партии деталей,на отдельные точки обрабатываеМых по- В связи с тем, что сила воздейверхностей происходит при обкатыва- ствия со стороны деформирующих элении шестерен 39, выполненных за одно ментов на обрабатываемую поверхностьцелоесо стаканами 11, в которых ус- . увеличивается в несколько раз втановлены обрабатываемые детали 2, б раз), можно производить обработкупо неподвижной шестерне 38. При этом закаленнух и труднообрабат;зваемцх де 35обрабатываемые детали 2 вращаются талей предлагаемым способом в цахотакже вокруг своей оси симметрии в вых условиях без увеличения давлениясторону, противоположную направлению сжатого воздуха. Увеличение усилиявращения деформируищих элементов 1 в зоне контакта деформи 1 ующих элемен.относительно той же оси, что обеспе тов с обрабатываемой поверхностичивает также увеличение частоты их способствует также увеличению с-,епевоздействия на обрабатываемую поверх- . ни пластической деформации, что в изностьвестном спбсобе и известным устройПри увеличении давления в полости ством не обеспечивается.б гидроцилиндра 32 диск 29, охватывае мый вилками 34, соединенными с поршнем 33, перемещается справа налево, формула изобретенияВместе с диском 29 перемещаются вэтом же направлении и обрабатываемые 1. Способ упрочняюще-чистбвой обдетали, установленные в гильзах 9, работки деталей деформирующими элеприкрепленных к торцу диска болтами ментами, восприиимающими воздействие30, относительно неподвижных в осе- рабочего агента, при котором деталивом направлении деформирующих элемен- сообщают вращение вокруг оси симтов 1. В процессе осевого перемещения метрии обрабатываемой поверхности иобрабатываемых деталей 2 относитель- возвратно-поступательное перемещениеное осевое положение шестерен 38 55 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, си 39 не нарушается. Иестерня 38 пере- целью интенсификации процесса эа счетмещается вместе со штоком 33 благо- создания дополнительныходинаководаря креплению ее к штоку с поМощью направленных инерционных сил, детастопорных колец 40. При перемещении лям и деформирующим элементам сообобрабатываемых деталей 2 в осевом до щают дополнительное вращение вокругнаправлении на требуемую величину оси, параллельной оси сймметрии обраподача масла в полость б гицроцилинд-батываемой поверхности, в направлера 32 прекращается. При необходимос- нии, совпадающем с направлением врати двухпроходной обработки происхо- щенр детали и деформирующих элемеидит изменение направления перемеще- тов.2. Устройство для упрочняюще-чистовой обработки деталей, содержащее корпус, в котором выполнена кольцевая камера для размещения деформйрующих элементов, находяцихся под воздействием рабочего агента, нодводимого в зону кольцевой канавки через осевой канал и тангенциальные сопла, о т л и ч а ю щ е е с я тем," что, оно снабжено размещенными на корпусе с возможностью поворота двумя дисками, вкоторых выполнены дополни-тельные отверстия для установки введенного в устройство полого вала, расположенного с возможностью вращения и предназначейногд для дополнительного подвода рабочего агента, при этом на корпусе размещены с возможностьюповорота введенные в устройство стаканы с элементами крепления обрабатываемой детали, при этом один из элементов кинематически связан с введенной в устройство шестерней, закрепленной на одном из дисков, 5установленном с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно другого диска. Источники информации,принятые,во внимание при экспертизеО 1. Ящерицин П.И. и др. Пневмоцентробежная обработка нежестких деталей поверхностным пластическим деформированием, Сб. "Доклады Академии Наук БССРф, т. ХХ 1, Р 11, 1977,5 с. 1004-10072. Авторское свидетельство СССРР 512043, кл. В 24 В 39/02, 197 б.