Устройство для упрочнения и образования регулярного микрорельефа

Устройство для упрочнения и образования регулярного микрорельефа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: металлообработка, в частности упрочнение методом поверхностного пластического деформирования (ППД). Сущность, изобретения: устройство содержит неподвижную опору с установленной на упругой подвеске виброплатфо рмой, к которой прикреплено приспособление для фиксации обрабатываемой детали. Устройство содержит также кассету (или магазин кассет ) с механизмом подачи, закрепленную на неподвижной опоре, содержащей подвижные в осевом направлении деформирующие элементы. Деформирующие элементы снабжены ограничителями свободного хода, один из которых может быть выполнен в виде плиты-отражателя, и расположены в кассете таким образом, чтобы при обработке ППД образовывался регулярный микрорельеф .Для увеличения производительности устройство снабжено дополнительным регулируемым креплением детали. 2 з.п.ф-лы. 4 ил. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 24 В 39/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ а»

° » аа

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4749954/27 (22) 12.10.89 (46) 1,5.01.93. Бюл. ¹ 2(71)а Московскйй институт инженеров гражданской авиации (72) С.В.Очагов и С.К.Груздков (56) Технический прогресс в самолетострое.нии (Под ред. В.А.Степанченко) M. Машиностроение, 1975, с.360. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ И

ОБРАЗОВАНИЯ РЕГУЛЯРНОГО МИКРОРЕЛЬЕФА (57) Использование: металлообработка, в частноСти упрочнение методом поверхностного пластического деформирования (ППД).

Сущность изобретения: устройство содер. жит неподвижную опору с установленной на

Изобретение относится к металлообработке, в частности к обработке методом по. верхностного . пластического деформирования (ППД).

Известны устройства для упрочнения, включающие рабочий орган вибромашины с закрепленным нэ нем контейнером, содержащим обрабатываемую деталь и упрочняющие (деформирующие) элементы — обычно шарики, дробь. Колебательные движения рабочего органа обусловливают соударение детали с шариками, следствием чего является упрочнение детали и улучшение микропрофиля ее поверхности.

В качестве прототипа выбрано устройство, состоящее из неподвижной опоры и рабочего органа -упруго подвешенной виброплатформы, на которой установлены возбудители колебаний. например, в виде синхронно вращающихся эксцентриков. К. Ж. 1787749 Al упругой подвеске виброплатформой, к кото-" рой прикреплено приспособление для фиксации.обрабатываемой детали. Устройство содержит также кассету (или магазин кассет) с механизмом подачи, закрепленную на неподвижной опоре, содержащей подвижные в осевом направлении деформирующие элементы. Деформирующие элементы снабжены ограничителями свободного хода, один из которых может быть выполнен в виде плиты-отражателя, и расположены в кассете таким образом, чтобы при обработке ППД образовывался регулярный микрорельеф. Для увеличения производительности устройство снабжено дополнительным регулируемым креплением детали. 2 з,п.ф-лы, 4 ил. рабочему органу прикреплено приспособление — контейнер для фиксации одной или нескольких обрабатываемых деталей, служащее одновременно емкостью для шариков. Ударный импульс, а, следовательно, глубина и степень деформации — основные параметры упрочнения связаны с размером и массой отдельных шариков. Повышение ударного импульса при одних и тех,же деформирующих элементах требует увеличения амплитуды и частоты колебаний рабочего. органа.

Недостатки устройства связаны с тем, что колеблющаяся масса включает в себя рабочий орган вибрационной машины с возбудителями колебаний, контейнер с деталью, шарики. Причем масса контейнера и шариков составляет значительную часть колеблющейся массы. Это обуславливает высокие энергозатраты при обработке. Кроме.3

1787749

15 снабжено съемной кассетой с механизмом 20 плоскостью на каждую из двух пересекаю- 30 щихся прямых, лежащих в Этой плоскости, быть выполнен в вйде плиты-отражателя," установленной с возможностью регулиро- 35 вочного перемещения относительно кассе40

50

55 того, сравнительно велики и трудозатраты, что вызвано повышенной трудоемкостью подготовительно-заключительных работ по загрузке и разгрузке контейнеров, особенно в случае обработки крупногабаритных деталей. Отсутствует также возможность образования благоприятного в эксплуатационном отношении регулярного микрорельфа.

Целью изобретения является снижение затрат на обработку и расширение технологических возможностей.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее неподвижную опору с установленным на упругой подушке рабочим органом и возбудителями колебаний, приспособление для установки обрабэтываемых деталей, закрепленное на рабочем органе, а также деформирующие элементы, подачи, закрепленными на неподви>кной опоре, верхним и нижним ограничителями свободного хода деформирующих элементов, При этом деформирующие элементы (ДЭ) выполнены в виде разъемных и-сменных стержней, установленных в кассете с возмо>кностью осевого перемещения из yc ловия образования проекциями точек пересечения их осей с горизонтальной рядов точек с постоянным шагом, Верхний ограничитель свобоДного хода ДЭ может ты. С целью- повышения производительности устройство может быть снабжено дополнительным приспособлением для установки детэлей, размещенным над кассетой оппозитно основному приспособлению с возможностью регули рованИя расстояния до кассеты.

Нэ фиг.1 приведена блок-схема устройства для обработки"дличномерных деталей; на фиг,2 — блок-схема устройства для обработки деталей типа тел вращения, например колец крупногабаритных подшипников; на фиг,3 — эскиз кассеты; на фиг,4 — варианты исполнения стержневых ДЭ

Заявляемое устройство состоит из следующих основных элементов (фиг.1): рабочего органа (платформы) 1 на упругой подвеске (подушке) 2, снабженного возбудителями колебаний 3 и приспособлениями для крепления 4 деталей ", кассеты 6 с подвижно установленными ДЭ 7. Кассета 6 посредством механизма ее перемещения 8 соединена с .опорой 9 (фундаментом или . станиной 10). ДЭ имеют ограничители свободного хода — ограничитель подъема 11 и ограничитель нижнего положения 12. Ограничитель подъема ДЭ выполнен в виде плиты-отражателя 11, установленного с возможностью изменения расстояния от него до кассеты, в данном случае — при помо. щи винтовой пэры 13, Устройство, предназначенное для обработки колец подшипников (фиг,2) состоит из рабочего органа 1 на упругой подвеске 2, оборудованного возбудителями колебаний

3 и приспособлением для крепления дета- . лей 5, Устройство содержит кассету или магазин кассет 6 с ДЭ 7, Отличительной особенностью. данного варианта исполне-. ния устройства является то, что оно снабже- . но дополнительным приспособлением 4 для установки деталей 5, размещенным над кассетой оппозитно основному приспособлению с возможностью регулировки расстояния до кассеты, На фиг.3 приведен эскиз кассеты со схемой расположения ДЭ. Кассета представляет собой перфорированную деталь 6, в

5 отверстия 14 которой с зазором установлены

ДЭ 7. ДЭ установлены таким образом, чтобы при перемещений кассеты и детали относительно друг друга; напрймер при продольной (Чг род) и поперечной (Vnonep) подаче: обеспечивалось равномерйое деформирование поверхности, характеризуемое шагом т(11) (фиг.3). Это достигается тем, что ДЭ расположены в кассете так, чтобы проекции точек пересечения осей ДЭ с горизонтальной плоскостью на каждую из двух пересекающихся прямых (в данном случае— ортогональных и совпадающих с направлениями продольной и поперечной подачи)лежащих в этой плоскости образовывали бы ряд точек с постоянным шагом t(i1).

На фиг.4 приведены варианты выполнения ДЭ:: с двумя ограничителями — нижнего положения (пружинное кольцо 15), и ограничитель подъема (буртик бойка 16), боек сменный; с одним ограничителем нижнего положения — буртиком 17 (роль другого ограничителя выполняет отражатель); разъемный, позволяющий устанавливать для увеличения массы ДЭ несколько (N) промежуточных элементов 18, в том числе из материала, имеющего повышенную плотность; облегченный — с навинчивающимися ограничителем нижнего положения 19 и бойком 20.

Устройство работает следующим обрэ зом, 1787749

10

20

35

45

3. Устройство по п.1, о тл и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения произво55 дительнасти, оно снабжено дополнительным приспособлением для установки деталей, размещенным над кассетой оппозитно основному приспособлению с возможностью регулировки расстояния до кассеты.

Деталь 5 фиксируется приспособлением 4 на рабочем органе 1. При помощи механизма подачи 8 кассета 6 подводится к детали и устанавливается в рабочее положение. Возбудители колебаний 3 приводят в движение виброплатформу. При соударении обрабатываемой детали 5 с ДЭ происходит ее упрочнение методом ППД. При необходимости механизм 8 обеспечивает подачу кассеты относительно детали 5 в и роцессе ее обработки, В резул ьтате соударения с обрабатываемой деталью ДЭ 7 подбрасываются вверх, Высота подбрасывания ограничивается плитой 11, а нижнее положение задается соответствующим огранлчителем 12. Ограничитель 11 выполнсн с возможностью изменения расстояния от него до кассеты, например при помощи пары винт-гайка 13, Устройство для обработки колец (фиг,2) действуетаналогичным образом, стой лишь разницей, что устройство для крепления обрабатываемых деталей 4 обеспечивает ее вращение. В процессе работы устройства подбрасываемые после соударения с нижней обрабатываемой деталью ДЭ соударяются с верхней, производя ее обработку. .Преимуществами заявляемого устройства по сравнению с прототипом являются следующие,,Снижены энерго- и трудозатраты при обработке. Это следует из отсутствия необходимости применения контейнеров и шариков, а, следовательно, уменьшения колеблющейся массы и исключения операций по загрузке и выгрузке деформирующих элементов. Как известно, . наибольшим эффектом упрочнения облада- ют устройства, отрегулированные таким образом, что соударение обрабатываемой детали с ДЭ происходит в протйвофазе, а точнее — когда их скорости имеют наибольшие значения и направлены навстречу друг кдругу, Следовательно, периоды колебания рабочего органа должны быть кратны периодам колебаний ДЭ, и это отношение обычно не менее 2, Введение ограничителя подъема ДЭ в виде отражателя, во-первых, облегчает регулировку устройства, а во-вторых,,обеспечивает уменьшение периода колебаний ДЭ, тем самым повышается 5 йроизводительнасть процесса и уменьшаются энергозатраты зэ счет исключения непроизводительных (без соударения с деталью) циклов колебания детали. В случае установки в качестве отражателя второй обрабатываемой детали, производительность .процесса ППД увеличивается примерно вдвое. Существенно повышается возможная глубина и степень деформации при упрочнении, что является следствием увеличения энергетических возможностей устройства. При необходимости устройство позволяет получать различные варианты благоприятного в эксплуатационном отношении регулярного микропрофиля поверхности (ГОСТ 24773-81) обрабатываемых деталей — для этого скорость перемещения кассеты относительно детали (или скорость движения самой детали) должна быть постоянной. К наиболее существенным преимуществам устройства относится также то, что оно реализует машинный способ обработки, в то время как прототип — аппаратный.

Это позволяет обеспечить высокое качество обработкл деталей, что особенно важно при обработке точных элементов, например резьб или контактных поверхностей елочных замков лопаток газотурбинных двигателей. Формула изобретения

1. Устройство для упрочнения и образования регулярного микрорельефа, содержащее неподвижную опору с установленным на упругой подушке рабочим органам и возбудителями колебаний, приспособление для установки обрабатываемых деталей, закрепленные на рабочем органе, а также деформирующие элементы, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью снижения затрат на обработку и расширения технологических возможностей, оно снабжено съемной кассетой с механизмом подачи, закрепленными на неподвижной опоре, верхним и нижним ограничителями свободного хода деформирующих элементов, при этом последние выполнены в виде разъемных и сменных стержней, yc ëíîâëåííûõ в кассете с воэможностью осевого перемещения иэ условия образования проекциями точек пересечения их осей с горизонтальной плоскостью на каждую из двух пересекающих прямых, лежащих в этой плоскости рядов точек с постоянным шагом.

2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения регулировки устройства и повышения производИтельности, верхний ограничитель свободного хода деформирующих элементов выполнен в виде плиты-отражателя, установленной с возможностью регулировочного перемещения относительно кассеты

1787749

Фиг,2

1787749 ер

Фме. 4

Составитель С.Груздков

Техред М.Моргентал Корректор Л,Филь

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 36 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5