Устройство для упрочнения изделий

ОП ИСАНИ ЕИЗЬВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 998104 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(53) УДК 621.,787.4; :621.923.77 (088.8) Опубликовано 23,02.83. Бюллетень7Дата опубликования описания 28.02.83 пе аеием изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В. Е, Рязанцев и М. В. Авдеев 11:1 Государственный научно-исследовательский и проек но- конструкторский институт электродной промышленно и и Челябинский институт механизации и электрифика иисельского хозяйства(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для наружной упрочняюще-чистовой обработки поверхностей шеек и галтелей валов, например, при изготовлении новых коленчатых валов, а также в ремонтном производстве, например, при восстановлении покрытиями изношенных коленчатых валов с последующей упрочняющей обработкой.Известно устройство для упрочнения галтелей валов поверхностным наклепом (че.канкой), содержащее основание из стального листа, электродвигатель, сообщающий через вращающийся кулачок и ударную пружину сменному ударнику возвратно- поступательно движение с частотой 1500 цик. лов)мин, при эксплуатации которого по схеме огибания галтелей большого радиуса обрабатываемый вал устанавливают на станок (токарный или фрезерный), включают вращательное движение вала, подводят сменный ударник к обрабатываемой галтели вала, обрабатывают галтель, при этом перемещение бойка по образующей галтели осуществляют вручную поворотом всего устройства с помощью маховичка и винта вокруг вертикальной оси, совпадающей с центром сферической поверхности галтели, обрабатывают галтель от щеки до шейки 1.Известное устройство йоз вол яет вестиобработку галтелей валов с большими диаметрами и длинной шейкой, но не может быть использовано для обработки галтелей коленчатых валов с малыми длинами шеек и высокими щеками, например коленчатых валов автотракторных двигателей, ввиду значительных габаритных размеров основания (поворотной платформы), на котором смонтированы ударник с приводом.Кроме того, устройство не обеспечивает требуемого качества обработки, например, шероховатости поверхностей галтелей валов вследствие неравномерности ручной подачи по образующей галтели и малой частоты вибраций ударного инструмента, недостаточной жесткости конструкции устройства. Исполь зование этого устройства для обработкигалтелей коленчатых валов автотракторных двигателей с небольшими радиусами галтелей и диаметрами шеек приводит к.нежелательному явлению - короблению (дефор 998104мации) всего вала, а значительный шум приработе устройства ухудшает условия работы рабочего.Известно устройство для упрочняющечистовой обработки ультразвуковым инструментом шеек валов при нормальнойориентации колебаний инструмента относительно обрабатываемой цилиндрической поверхности, содержащее ультразвуковой генератор, нижнюю опорную плиту с направляющими, смонтированными на суппортетокарного станка. На плите установленымагнитострикционный преобразователь (вибрационная головка), концентратор с ультразвуковым выглаживающим инструментом в виде полусферы, грузовое прижимное устройство, направляющие 2.,Известное устройство предназначено дляобработки только цилиндрических поверхностей, в том числе шеек валов, и не можетбыть использовано без дополнительных переналадок и приспособлений для обработки глубоко расположенных между высокими щеками шеек галтелей коленчатыхвалов.Цель изобретения - улучшение качества обработки изделий, например коленчатых валов, путем создания равномерногоусилия по всей обрабатываемой поверхности - на шейках и галтелях, и повышение производительности труда.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство для упрочнения изделий, содержащее направляющие, опорную плиту, имеющую возможность возвратно-поступательного перемещения по ним, вибрационнуюголовку с ультразвуковым выглаживающиминструментом; содержащим концентраторс закрепленной на его конце рабочей частью,снабжено нагружающим элементом с поводком, размещенной в опорной плите повертикальной оси головки неподвижнойосью с размещенной на ней с возможностьюповорота дополнительной плитой, кинематически соединенной с нагружаюшим элементом посредством поводка.При этом нагружающий элемент выполнен в виде цилиндрического винта, тарированных пружин, полусферических сухариковй натяжных гаек, причем пружины расположены на винте между сухариками и гайками, а винт оперт на стойки, жестко связанные с опорной плитой,Рабочая часть ультразвукового выглаживаюшего инструмента выполнена из твердосплавной пластины в виде двух симметричных лепестков, имеющих общее основаниеи разделенных вогнутым участком. На фиг. 1 показано устройство для упрочнения шеек и галтелей валов, вид сверху, и принцип его действия; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - ультразвуковой выглаживающий инструмент, общий вид.10 20 25 30 35 40 45 50 55 15 Устройство для упрочнения шеек и галтелей вала 1 содержит ультразвуковой генератор (не показан), ультразвуковой выглаживающий инструмент 2, вибрационную головку 3, нижнюю опорную плиту 4, смонтированную на суппорте токарного станка (не показан), верхнюю плиту 5 с возможностью поворота относительно нижней плиты вокруг вертикальной неподвижной оси 6. На верхней плите 5 закреплена вибрационная головка с ультразвуковым выглаживающим инструментом. Верхняя плита 5 через поводок 7, полусферические сухарики 8 и 9, тарированные компенсирующие прижимные пружины 10 и 11, регулировочные натяжные гайки 12 и 13 кинематически соединена с цилиндрическим винтом 14, опирающимся на стойки 15 и 16, связанные жестко с нижней плитой 4. Угол разворота верхней плиты с вибрационной головкой и инструментом при обработке галтелей валов устанавливают по шкале 17 с делениями, а необходимое статическое усилие прижима инструмента к обрабатываемой поверхности детали обеспечивают подачей нижней плиты по направляющим 18 с помощью грузового прижимного устройства 19.Ультразвуковой выглаживаюший инструмент 2, содержащий концентратор 20 и рабочую часть 21 в виде пластины из. высокопрочного и износостойкого материала, жестко закрепленной на конце концентратора, выполненную как одно целое в виде двух симметричных расходящихся в разные стороны под углом ы= 20 - 30 к осевой линии инструмента лепестков 22 и 23, имеющих общее основание и разделенных между собой плавным переходным вогнутым участком 24, причем рабочая часть каждого лепестка выполнена в виде выпуклой полусферы с радиусом в пределах г = 1,5 - 5,0 мм, т. е. близким или равным радиусу обрабатываемой галтели вала, и плавно сопряженной с вогнутым участком.Устройство работает следующим образом.Коленчатый вал 1 устанавливают в центрах или центросместителях токарного станка, включают вращение вала, подводят левый лепесток 21 рабочей части инструмента до упора в левую галтель, с помощью ручной продольной подачи суппорта станка влево производят по часовой стрелке по шкале 17 разворот верхней плиты 5 вместе с вибрационной головкой 3 и инструментом 2 так, чтобы осевая линия левого лепестка располагалась под углом 45 к осевой линии шейки (положение а) и через поводок 7 и полусферический сухарик 9 сжимают тарированную прижимную пружину 11, которая воздействует на инструмент и компенсирует уменьшение основного радиального статического усилия, создаваемото грузовым устройством 19, обрабатывают эту галтель по схеме вдавливания инструмента с заданным необходимым статическим усилием за 3 - 5 оборота вала, затем включают механическую продольную подачу суппорта на станке вправо, в автоматическом режиме разворачивают по часовой стрелке до момент одвовременного касания двумя: лепестками рабочей части инструмента шейки вала (положение б), обрабатывают цилиндрическую поверхность шейки вала с заданным необходимым статическим усилием на всю длину шейки вала, при этом дружины 10 и 11 уравновешиваются, после чего, при подходе правого лепестка рабочей части инструмента к противолежащей галтели, в автоматическом режиме производят разворот верхней плиты с вибрационной головкой и инструментом против часовой стрелки по шкале 17 так, чтобы осевая линия правого лепестка была расположена под углом 45 к осевой линии .шейки вала (положение в) и через поводок 7 и полусферический сухарик 8 сжимают тарированную прижимную пружину 10, которая воздействует на инструмент и компенсирует уменьшение при развороте радиального статического усилия, создаваемого грузовым устройством 19, выключают механическую продольную подачу суппорта станка, обрабатывают правую галтель за 3 - 5 оборота вала по схеме вдавливания инструмента с заданным необходимым статическим усилием, отводят инструмент и выключают станок.Работа предлагаемого устройства для упрочнения галтелей и шеек коленчатых валов может быть обеспечена полностью в автоматическом режиме по программе с помощью конечных выключателей.Использование предлагаемого изобретения обеспечивает по сравнению с известными устройствами следующие преимущества: машинное время обработки валов с галтелями (например, шатунных и коренных шеек и галтелей коленчатых валов авто- тракторных двигателей) на финишной операции уменьшается, так как обработку галтелей и шейки проводят за 1 проход инструмента без дополнительных перенала. док; улучшается качество обработки галтелей и шеек валов за счет повышения прочности поверхностного слоя валов и образования сжимающих остаточных напряжений.Ожидаемый годовой экономический эффект от использования изобретения 500 тыс.руб.формула изобретения1. Устройство для упрочнения йзделий,преимущественно коленчатых валов, содержащее направляющие, опорную плиту, имею 0 щую возможность возвратно-поступательного перемещения по ним, вибрационнуюголовку с ультразвуковым выглаживающиминструментом, содержащим концентраторс закрепленной на его конце рабочей частью,отличающееся тем, что, с целью улучшениякачества обработки изделий путем создания равномерного усилия по всей обрабатываемой поверхности и повышения произ-,водительности труда, ойо снабжено нагружающим элементом с поводком, размещеннойв опорной плите по вертикальной оси головки неподвижной осью с размещенной наией с возможностью поворота дополнительной плитой, кинематически соединенной снагружающим элементом посредством поводка.25 2. Устройство по п, 1, отличающеесятем, что нагружающий элемент выполненв виде цилиндрического. винта, тарированных пружин, полусферических сухарикови натяжных гаек, причем пружины расположены на винте между сухариками.и гайками, а винт оперт иа стойки, жестко свя;заиные с опорной плитой.3. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что рабочая часть ультразвукового выглаживающего инструмента выполнена изЗ 5 твердосплавиой пластины в виде двух симметричных лепестков, имеющих общее основание и разделенных вогнутым участком.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР40104766, кл, В 24 В 39/00, С 21 0 7/06,1955.2. Муханов И. И. Импульсная упрочняюще-чистовая обработка деталей машин ультразвуковым инструментом. М., Машиностроение, 978, с. 15 - 7, 31.Липгартс Корректор Г. ОгарПодписноекомитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5род, ул. Проектная, 4 Составитель И айчук Техред И. Вер Тираж 793 ИИПИ Государственного по делам изобретений 35, Москва, Ж - 35, Рау ППП Патент, г. Ужго