Инструмент для чистовой обработки тел вращения методом пластической деформации

91 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К.) 2926040/25-08 явлено 20.0 24 В 39 и Мв присоединением за дарственный комитет СССР) Приоритет - Опубликовано УДК 621.923.77 (088 8) 04.82. Бюлл ень Мо 145.04.82 по делам изобретенни и открытийата опубликования описан В, А. те 1 ;:1 с ь.,:,. к 3," кий Ростовский-на-Дону научно-иссле институт технологии машин ател оени(54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ МЕТОДОМ ПЛАСТИЧЕСКОИ ДЕФОРМАЦИИИзооретение относится к обработке металлов давлением, в частности к инструментам для чистовой и упрочняющей обработки внутренних поверхностей деталей, и может быть использовано при обработке деталей типа тел вращения, например цилиндров, гильз, втулок и других, поверхностным плас-. тическим деформированием.По основному авт. св. Мо 664826 известен инструмент с деформируюшими элементами, расположенными в кольцевой камере 10 корпуса и воспринимающими воздействие рабочего агента, подаваемого через осевой канал и отверстия, смещенные в сторону дви жения деформируюших элементов. Причем в качестве деформирующих элементов применены ролики с опорными цапфами 111.Недостатком известного инструмента является наличие утечки рабочего агента из кольцевой камеры через кольцевые канавки колец, а также в зазоры между деформирующими элементами, что приводит к сни жению давления сжатого воздуха в кольцевой камере и эффективности воздействия деформирующих элементов на обрабатываемую поверхность. Кроме того, при движении деформируюших элементов по круговои траектории в кольцевой камере они совершают, сложное колебательное движение относительно оси инструмента. Так, находясь в районе расположения отверстий для подвода рабочего агента, деформирующие элементы прижимаются к обрабатываемой поверхности заготовки, а в пространстве между этими отверстиями непосредственное воздействие рабочего агента на деформирующие элементы отсутствует и они смещаются к оси инструмента в пределах зазоров в кольцевой камере. Такое колебательное движение деформирующих элементов приводит к тому, что между ними происходит соударение (косой удар), что также ведет к потери кинетической энергии и снижению воздействия деформирующих элементов на обрабатываемую поверхность заготовки. Все это уменьшает контактные давления в зоне деформирования, а следовательно, снижает производительность и качество обработки.Цель изобретения - повышение производительности и качества обработки.Цель достигается тем, что камера снабжена дополнительными кольцами с канавками иод цапфы роликов, установленными с возможностью поворота, ири этом в кольцах по осям канавок и в корпусе выполнены отверстия для подвода рабочего агента, причем оси канавок и отверстий расположены радиально.Кроме того, отверстия в корпусе для подвода рабочего агента к одному ряду цаиф роликов смещены в угловом направлении относительно другого ряда.На фиг. 1 изображен инструмент для чистовой обработки тел вращения методом пластической деформации; на фиг, 2 - разрез А - А ца фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б - Ь на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В - В на фиг. 1; на фиг. 5 - положение деформирующего элемента в момент совпадения отверстия в дополнительном кольце, служащем для размещения левых цаиф деформирующих элементов, с дополнительным отверстием в корпусе инструмента; на фиг. 6положение деформирующего элемента в момент совпадения отверстия в дополнительном коль. це, служащем для размещения правых цапф деформирующих элементов, с дополнитель- ным отверстием в корпусе инструмента.Предлагаемый инструмент состоит из оправки 1 с установленным в ней корпусом 2, несущим кольца 3 и 4, образующие кольцевую камеру 5 с размещенными в ней деформирующими элементами 6, выполненными в виде бочкообразных роликов с цапфами 7 и 8, Кольцевая камера 5 снабжеа дополнительными, контактирующими с торцами роликов 6 кольцами 9 и 10, установленными с возможностью враШения вокруг оси инструмента и оснащенными радиально расположенными канавками 11 и 12, служащими для размещения цаиф 7 и 8 деформирующих элементов 6. При этом торцы роликов б, контактирующие с дополнительными кольцами 9 и 1 О, выполнены ио сфере диаметром, равным длине деформирующего элемента 6. Дополнительные кольца 9 и 10 содержат выполненные в радиальном направлении отверстия 3 и 14 для подвода рабочего агента в канавки1 и 12, один конец каждого из которых обращен соответственно к цапфам 7 и 8 ролика 6, а другой взаимодействует с введенными в корпус 2 инструмента дополнительными радиально расположенными отверстиями 15 и 16 для подвода рабочего агента, причем дополнительные отверстия 15, обращенные к цапфе 7 деформирующего элемента 6, смещены относительно отверстий 16, обращенных к цапфе 8 ролика 6 в плоскости, перпендикулярной оси инструмента. Дополнительные кольца 9 и 10 выполнены из материала, обладающего низкой плотностью и малым коэффициентом трения скольжения, например капрона, В оправке 1 и корпусе 2 размещен осевой канал 17, сообщающийся через штуцер 18 с источником сжатого воздуха (не показан) . Осевой канал 17 соединен с кольцевой камерой 5 посредством тангенциально расположенных отверстий 19, а с канавками 11 и 12 дополнительных колец 9 и 10 - через дополнительные отверстия,15 и 16 корпуса 2 и отверстия 13 и 14 дополнительных колец 9 и 10.Обработка предлагаемым инструментомосуществляется следующим образом.Обрабатываемую заготовку устанавливают и закрепляют в патроне станка и сообщают ей вращательное движение, а инстру менту - осевое перемещение с рабочей подачей. Затем в осевой канал 17 через штуцер 18 подают из источника рабочего агента сжатый воздух, который, поступая в кольцевую камеру 5 через тангенциально расположецные отверстия 19 корпуса 2 воздейст 3вует на деформирующие элементы 6, разгоняет их в кольцевой камере 5 и сообщает им вращательное движение по круговой траектории. Деформирующие элементы 6 прижимаются к обрабатываемой поверхности заго товки, образуя точечные пятна контакта взоне деформирования вслдствие бочкообраз.ной формы роликов 6, что позволяет создать повышенные контактные давления в зоне контакта. Одновременно с вращением деформирующих элементов 6 по круговой траектонрии в кольцевои камере 5 начинают вращаться дополнительные кольца 9 и 10, поскольку цапфы 7 и 8 роликов б.размещены в радиально расположенных канавках 11 и 12 дополнительных колец 9 и 10. При этом происходит периодическое совпадение отверстий 13 и 14, расположенных в дополнительных кольцах 9 и 10, с дополнительными отверстиями 15 и 16, размещенными в корпусе 2, При периодическом совпадении отверстия 13 дополнительного кольца 9 с дополнительным з отверстием 15 корпуса 2 сжатый воздух изосевого канала 17 поступает через дополнительные отверстия 15 и отверстие 13 в канавку 11, воздействуя на цапфу 7 (левую) ролика 6 силой истечения струи сжатого воздуха, что вызывает перемещение цапфы 7 в канавке 11 от оСи инструмента, разворот деформирующего элемента 6 в плоскости, проходящей через ось инструмента, и вследствие этого смещение пятна контакта ролика 6 с обрабатываемой поверхностью заго 4 з товки к его торцу, сопряженному с цапфой 7.При дальнейшем вращательном движении ролика 6 и дополнительных колец 9 и 10 в кольцевой камере 5 отверстие 13 дополнительного кольца 9 смещается относительно 50дополнительного отверстия 15 и перекрывается корпусом 2, что прерывает подачу сжатого воздуха в канавку 11, а отверстие 14 дополнительного кольца 1 О совпадает с одним из дополнительных отверстий 16 корпуса 2 из-за смещения последних в окружном направлении относительно отверстий 15.При этом сжатый воздух из осевого канала 17 поступает через дополнительное отверстие 16 и отверстие 14 в канавку 12 дополнительного кольца 10 и воздействует на цап919855 30 формула изобретения 5фу 8 (правую) ролика 6 своей струей. Цапфа 8 перемещается в канавке 12 от оси инструмента, деформирующий элемент 6 разворачивается в плоскости, проходящей через ось инструмента, а пятно контакта ролика 6 с обрабатываемой поверхностью заготовки смешается к .торцу ролика 6, сопряженному с цапфой 8, перемещаясь по всей длине образующей деформирующего элемента 6 от одного его торца к другому. Затем отверстие 14 смещается относительно дополнительного отверстия 16 и перекрывается корпусом 2, что прерывает пОдачу сжатого воздуха в канавку 12 дополнительного кольца 1 О: Отверстие 13 совпадает со следующим дополнительным отверстием 15, и цикл колебательных движений ролика 6 в плоскости, проходящей через ось инструмента, повторяется. Так как торцы ролика 6 выполнены по сфере диаметром, равным его длине, это позволяет беспрепятственно совершать ему указанные колебательные движения в кольцевой камере 5. Следовательно, пластическое деформирование микронеровностей обрабатываемой поверхности осуществляется за счет периодического силового воздействия сжатого воздуха, истекающего через тангенциально расположенные отверстия 19, на деформирующие элементы 6 центробежных сил, развиваемых роликами 6 от кинетической энергии струй сжатого воздуха, а также вследствие колеба-, тельных движений деформирующих элементов 6 под периодическим воздействием струй сжатого воздуха на цапфы ролика 6, что вызывает периодическое смещение пятна контакта и зоны деформации от одного торца к другому, Частоту колебательных движений ролика 6 выбирают за счет количества дополнительных отверстий 15 и 16 и их относительного смещения в плоскости, перпеидикулярной оси инструмента, причем частоту колебательных движений выбирают такой, чтобы обеспечивалось полное смещение пятна контакта от одного торца к другому и обратно по всей длине образующей деформирующего элемента за период колебания. При этом радиальное направление канавок-":1 и 12, отверстий 13 и 14 и дополнительных отверстий 15 и 16 обеспечивает получение наибольшего импульса воздействия сжатого воздуха на цапфы 7 и 8 ролика 6 и.наг именьшие потери на трение йри перемещении цапф 7 и 8 в канавках 11 и 12 дополнительных колец 9 и 10. Выполнение же дополнительных колец 9 и 1 О из материала с низкой плотностью и малым коэффициентом трения, например капрона (плотность 1,13 г/ /см, коэффициент трения скольжения 0,10 60,12), обеспечивает снижение потерь энергии на трение и вращение дополнительных колец 9 и 10.Таким образом, размещение в нредлагаемом инструменте роликов бочкообразной 5формы, установленных с возможностью возвратно-качательного перемещения в плоскости, проходящей через ось инструмента, и дополнительных, выполненных из капрона, колец, расположенных с возможностью вращения вокруг оси инструмента и оснащенных радиально расположенными канавками для размещения цапф роликов и отверстиями для подвода рабочего агента, один конец каждого из которых обращен к цапфе ролика, а другой - взаимодействует с введен- ными в корпус инструмента дополнительными отверстиями для подвода рабочего аген; та, позволяет создать повышенные контактные давления в зоне деформирования вследствие получения точечного контакта деформирующих элементов с обрабатываемой поверхностью заготовки, используя при этом всю длину образующей ролика, за счет возвратно-качательных колебательных движений деформирующих элементов в плоскости, проходящей через ось инструмента, что вызывает более интенсивное деформирование 25 микронеровностей обрабатываемой поверхности заготовки и улучшить ее качество в 1,31,6 раза по сравнению с известными инструментами,. Инструмент для чистовой обработкител вращения методом пластической деформации по авт. св. Юо 664826, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки, камера снабжена дополнительными кольцами с канавками под цапфы роликов, установленными с возможностью поворота, при этом в кольцах по осям канавок и в корпусе выполнены от верстия для подвода рабочего агента.2. Инструмент по п. 1, отличающийсятем, что оси канавок и отверстий расположены радиально.3. Инструмент по пп. 1 и 2, отличающий ся тем, что отверстия в корпусе для подводарабочего агента к одному ряду цапф роликов смещены в угловом направлении относительно другого ряда.Источники . информации,лринятые во внимание при экспертизе 1. Авторское. свидетельство СССРМо 664826, кл. В 24 В 39/02, 1973.ВНИИПпо13035,Филиал ПП Редактор М. ДылынЗаказ 2230/13 СоставительТехред А. БойТираж 882И Государственногоделам изобретенийМосква, Ж - 35, РауП Патент, г. Ужго С. Чукаевакас Корректор МПодписноекомитета СССРи открытийшскаяаб., д. 4/5род, ул. Проектная, 4