Способ вибрационной упрочняюще-чистовой обработки поверхностей деталей

Способ вибрационной упрочняюще-чистовой обработки поверхностей деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

()903092

Сееа Севетеких

Соцналнетнчвсних

Респубннн

ОП ИСАНКЕ

ИЗОБРЕГЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВ ТЮЛЬ СТВУ (б! ) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 20,06.79 (21) 2787495/25-08 (51) М. Кл.

В 24 В 39 00 с нрисоедйнейнем заявки М—

Ивударатненей кеинтет

CCCP не делам нзабрвтеннй н етнрмтнй (28) Приоритет

Опубликовано 07.02.82. Бюллетень М 5, (53) УД К 621 923.77 (088.8) Дата опубликования описания 07.02.82 (72) Автор изобретения

П. Г. Балюра

Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. А. Н.. Туполева (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ВИБРАЦИОННОЙ УПРОЧНЯЮЩŠ— ЧИСТОВОЙ

ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к способам и стенкам для обра. ботки металлов поверхностным пластическим деформировацием с упрочнением слоя.

Известен способ обкатывания, при котором инструмент устанавливают эксцентрично отное снтельио оси детали, а обрабатываемой детали кроме вращения вокруг собственной оси сообщают планетарное движение вокруг оси, расположенной с эксцентриситетом относительно осн вращения детали (1). те

Однако по такому способу обкатывания ввиду статического действия деформирующего инструмента упрочнять поверхности на значительную глубину затруднительно. Этот способ

3$ обеспечивает в большей мере эффект сглаживания, чем унрочйення.

Цель изобретения — обеспечение воэможности интенсификации процесса упрочнения обрабатываемых поверхностей.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве инструмента используют шариковый упрочнитель, рабочие элементы которого расположены по архимедовой спирали на ее поверхности, а детали дополнительно сообщают маятниковое движение внутри окруж1 ности планшайбы, не пересекая оси ее вращения, причем скорость качения детали принимают меньше окружной скорости планшайбы.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема взаимного расположения детали и планшанбы-инструмента; на фнг. 2 — вид А фиг. 1; на фиг. 3 — эпюры скоростей.

Обрабатываемую деталь 1 в виде диска или кольца устанавливают эксцентрично на шариковую поверхность планшайбы 2, где твердые шарики 3 расположены по закону архимедовой спирали и находятся в сенараторе 4. Деталь фиксируется роликовыми опорами 5 устройства 6, выполненного в форме скобы (фиг. 2). Роликовые опоры. 5 закреплены шарнирно на осях 7. Планщайба

2 жестко посажена на вал 8, на который также жестко посажена круговая рейка 9, в эацеплещщ с которои находится зубчатый сектор 10, к которому прикреплен рычаг 1Г, соединенный через шарнир 12 с кривошип,ным диском 13. Этот диск в свою очередь

3 соединен с электроприводом. Вал 8, кроме того, через упор 14 соединен с пружиной

15, а через зубчатые колеса 1,.17, вал 18 и червячную передачу 19 — с электроприво. дом 20.

К торцу зубчатого. колеса 17 жестко присоединена направляющая планка 21 с пазом, в который жестко,. с возможностью перемещения вдоль планки, установлено водило 22, на которое шарнирно надеты три длинных рычага 23 — 25. Эти рычаги через шарниры

26 — 28 соединены с короткими рычагами 29—

31; которые, в свою очередь, жестко соединены со стойками 32 — 34, к каждой нз которых жестко прикреплено устройство 6, Способ отделки и упрочнения поверхностей металлов реализуется следующим образом.

Деталь 1 устанавливают на шариковую поверхность планшайбы и фиксируют роликовыми опорами 5 устройства 6 путем прижатия детали к роликам. При этом роликовые опоры 5 в устройстве 6 закреплены шарнир1 но и могут вращаться вокруг собственных осей 7. Затем планшайбе 2 сообщают враще-. ние вокруг собственной оси и движение осцилляции в направлении стрелок Б в вертикальной плоскости (фиг. 1) с заданной амплитудой.

В это же время деталь получает маятниковое движение вместе с устройством 6 и вращательное движение вокруг собственной оси за счет разницы в силах трения на торцовой поверхности детали.

Обработка детали по данному способу производится при наличии четырех движений, два из которых получает планшайба-инструмент и два — обрабатываемая деталь.

1) Вращательное цвижение планшайбе 2 вместе с шариками 3, расположенными по архимедовой спирали на поверхности план.шайбы в сепараторе 4 и выступающими над ним на некоторый уровень, передается от электропривода 20 через червячную передачу

19, вал 18, зубчатую пару 16 и 17 на вал

8, который жестко связан с планшайбой 2.

Это обеспечивает планшайбе 2 окружную скорость Ч .

2) Движение осцилляции (вибрационное) планшайба 2 получает от электропривода 35 через вращающийся кривошипный диск 13, рычаг 11, установленный на шарнире 12, и далее через зубчатый сектор 10 на круговую зубчатую рейку 9, жестко связанную с валом 8 и планшайбой 2. Это движение обеспечивает планшайбе 2 колебания в направлении ее оси по стрелкам Б с некоторой амплитудой.

3). Маятниковое движение с некоторой угловой амплитудой сообщается обрабатывае. мой детали от электропривода 20 через чер903092

1О тается.

55

35 4 вячную передачу 19, вал !8 и зубчатое колесо 17, к которому жестко прикреплена планка 21, в пазу которой также жестко закреплено водило 22, на которое шарнирно надеты рычаги 23-25. Эти рычаги с другой стороны соединены шарнирно с короткими рычагами 29 — 31. Поэтому водило, вращаясь вокруг вала 18, приводит в движение рычаги 23 — 25 и через шарниры 26 — 28 — корот кне рычаги 29 — 31. Поскольку короткие рычаги жестко связаны со стойками 32 — 34, которые имеют собственные оси вращения, а последние жестко связаны с устройствами

6, то последние приходят в маятниковое движение с некоторой угловой амплитудой

Ы, сообщая при этом маятниковое движение по дуге и детали 1, которая все время находится в контакте с опорами 5 и прижимается к ним за счет силы трения, 00, 0 0 и 00 — оси вращения рычагов 32, 33 и 34.

Маятниковое качательное движение происходит внутри окружности планшайбы 2, не пересекая оси ее вращения поверхностью касания детали 1, причем скорость ее качания, отнесенная к наиболее удаленной периферийной точке, находящейся между осью вращения планшайбы и осью качания одной из стоек (например 32), принимают меньше, например, на 2 — 5 мм/мин, скорости планшайбы 2, отнесенной к ее окружности, проходящей через эту точку. Это необходимо для того, чтобы деталь 1 все время находилась в контакте с Роликовыми опорами 5. В противном случае она будет отброшена центробежными силами к борту планшайбы 2.

Поэтому обязательным условием является наличие цланшайбы с радиусом больше диаметра .обрабатываемой детали.

4) Вращательное движение детали 1 вокруг собственной оси происходит за счет сил трения между деталью и поверхностью планшайбы и их различного действия, что может быть доказано теоретически и проверено на практике. Заметим также, что деталь 1 вращается в том же направлении, что и планшайба 2, поэтому по одну сторону от оси детали это вращение складывается с общим движением V„, по другую — вычиНастраивать станок надо так, чтобы начинающееся качательное движение всех устройств 6 происходило в одну и ту же сторону, например, по стрелке Чг, или в противоположном направлении, поскольку такое синхронное движение необходимо для уравновешивания планшайбы 2 в процессе обработки и, кроме того, чтобы не происходило

1. Способ вибрационной упрочняюще-чистовой обработки поверхностей деталей, при котором инструмент располагают эксцентрично относительно оси детали, установленной с воэможностью вращения, и сообщают ему вращательное движение и возвратно-поступаЬ тельные перемещения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенснфика40 ции процесса, в качестве инструмента исполь. зуют шариковый упрочнитель, рабочие элементы которого расположены по архимедовой спирали, а детали дополнительно сообщают угловое колебательное движение таким образом, чтобы ось колебания не пересека- . лась с осью вращения инструмента.

2. Способ по ц. 1, о т л и ч а юшийся тем, что скорость колебания детали должна быть меньше на 2 — 5 мм/мин скорости инструмента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР И 632558, кл. В 24 В 39/04, 1977.

5 90 соударений одного устройства с другим, что возможно при их несогласованном движении.

При отделке и упрочнеиии поверхностей важную роль играет вопрос регулирования и выравнивания скоростей обработки. Чтобы наглядно показать успешное решение этого вопроса, рассмотрим фиг, 3, где изображены эпюры скоростей движения планшайбы-инструмента 2 и детали 1. Здесь: аЬс — эпюра скоростей. различных точек вращательного движения планшайбы — инструмента 2; а Ь с — эпюра скоростей качательного движения детали 1; а,с с, — эпюра скоростей вращательного движения детали вокруг собственной оси.

Построение эпюр скоростей дает возможность определить Ч,„ максимальную скорость и Ч,„— минимальную скорость отделки. На фиг. 3 видно, что иа выравнивание скоростей обработки при этом способе главное влияние оказывает маятниковое движе. ние детали 1, которое в сочетании с некоторой угловой скоростью планшайбы 2 может обеспечить наибольший эффект. При получении поверхностей с высокими классами шероховатостей. важное значение имеет также направленность обработки, поэтому маятниковое.движение детали и с точки зрения направленности шероховатости имеет решающее " значение, устраняя ее. Это достигается сложным движением, которое описывает каждая точка обрабатываемой поверхности детали 1, пересекая под разными углами окружные траектории планшайбы, образуя при этом дезориентированную шероховатость на своей поверхности.

При данном способе обработки важное значение также имеет расположение шариков в сепараторе на поверхности планшайбы.

Анализ окружных траекторий, которые опи,сывают шарики при вращении планшайбы, показал, что плотность этих траекторий наибольшая в том случае, когда шарики располагаются по архимедовой спирали на поверхности планшайбы и наименьшая, когда они располагаются по концентричным окружностям. Расположение шариков по архимедовой спирали более эффективно с точки зрения как сглаживающего, так и упрочняющего действия инструмента.

По данному способу кроме дисковых и кольцевых деталей, например дисков памяти

ЭВМ, могут обрабатываться детали другой формы, например твердосплавные пластинки и пластинки иэ быстрорежущих .сталей, а

3092 6 также Шарики шарикоподшипников и другие детали. Некруглые детали перед обработкой устанавливают в кольцо-кассету. На фиг. 2 внизу в кольцо-кассету 36 установлена квадратная деталь 37, В кольцо-кассет1 может быть установлено и несколько деталей, а также могут быть засыпаны шарики.

При обработке по этому способу предусмотрены и. происходят разрывы контакта инструмента (отдельных шариков, расположенных на планшайбе) с обрабатываемой деталью в процессе движения осцилляции планшайбы вместе с шариками и, следовательно, происходит динамическое действие инструмента с целью интенсификации процесса упрочнения.

Экономический. эффект при данном способе может быть получен,. во-первых, за счет более производительной обработки поверхностей с высокими классами шероховатостей; щ во-вторых, благодаря отделке поверхностей одновременно с упрочнением их слоя.

Таким образом, отделка и упрочнение дисков памяти ЭВМ позволит повысить срок их службы. Применение этого способа для

zg обработки режущих пластин повысит стойкость режущих инструментов. Отделка и упрочнение шариков шарикоподшипников повысит из износоустойчивость при эксплуатации.

Формула изобретения