Патент на изобретение №2303514

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБКАТКИ ВИНТОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ КРУГОВОГО ПРОФИЛЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области механической обработки металлов, а именно к устройствам для обкатки кругового профиля, например, винтовых канавок на обечайках канатных барабанов грузоподъемных машин. Устройство содержит опорный элемент в виде диска и расположенные на его окружности инденторы с устройством для их крепления. Инденторы выполнены в форме шара с радиусом, равным радиусу обкатываемого профиля винтовой поверхности, и размещены в полусферических углублениях, радиально расположенных на диске. Центры упомянутых инденторов в форме шара расположены на расстоянии от вертикальной оси вращения диска, равном радиусу начальной окружности диска, и с шагом, равным шагу винтовой линии обкатываемой винтовой поверхности. При этом радиус начальной окружности диска определен по формуле. В результате расширяются технологические возможности устройства, уменьшается шероховатость поверхности, появляется возможность вести обкатку винтовых поверхностей с радиусом кругового профиля менее 35 мм. 2 ил.

Изобретение относится к механической обработке металлов, а именно к устройствам для обкатки кругового профиля, например, винтовых канавок на обечайках канатных барабанов грузоподъемных машин.

Известны способы воздействия на поверхностный слой детали, в основе которых лежит деформирование вращающимся индентором (Ермаков Ю.М., Ершов А.А. Тенденции развития конструкций инструментов для отделочно-упрочняющей обработки. М., 1987. 44 с., 22 ил. – Технология, оборудование, организация и экономика машиностроительного производства. Сер.2. Режущий инструмент: Обзорная информация / ВНИИТЭМР; вып.1).

Известно многоинденторное устройство для огибающей обкатки винтовых поверхностей (Технология механической обработки и сборки. Труды НИИТЯЖМАШа Уралмашзавода. Вып.25 «Производство крупных машин». Под ред. канд. техн. наук В.М.Браславского. М.: Машиностроение, 1976, с.137-161). Такое исполнение устройства обеспечивает обкатку винтовой поверхности только с прямолинейным профилем.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для обкатки ручьев канатных барабанов (Браславский В.М. Технология обкатки крупных деталей роликами. М.: Машиностроение, 1975, с.130-131). Устройство содержит опорный элемент в форме тела вращения с расположенными на нем по окружности инденторами и устройство для их крепления. Конструктивное исполнение устройства не позволяет использовать его для обкатки винтовых поверхностей с радиусом кругового профиля менее 35 мм из-за условий прочности опорного элемента.

Недостатками данного устройства являются невозможность вести одновременную обкатку многозаходных винтовых поверхностей, а также суженные технологические возможности, ограниченные получением шероховатости обкатанной поверхности не ниже R_a=0,8 мкм и обкаткой винтовых поверхностей с радиусом кругового профиля не менее 35 мм.

Изобретение направлено на расширение технологических возможностей устройства, обеспечивающих: достижение меньшей шероховатости обкатываемой поверхности; возможность вести обкатку винтовых поверхностей с радиусом кругового профиля менее 35 мм; возможность одновременной обкатки всех заходов многозаходных винтовых поверхностей.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве, содержащем опорный элемент в виде тела вращения с расположенными на нем по окружности инденторами и устройство для их крепления, согласно изобретению опорный элемент выполнен в форме диска, а инденторы имеют форму шара с радиусом, равным радиусу обкатываемого кругового профиля винтовой поверхности, и размещены в полусферических углублениях радиально расположенных на диске, причем центры шаровых инденторов расположены на расстоянии от вертикальной оси вращения диска, равном радиусу начальной окружности диска с шагом, равным шагу винтовой линии обкатываемой винтовой поверхности, а радиус начальной окружности диска определяют из формулы

где t – шаг винтовой линии обкатываемой винтовой поверхности, мм;

z_u – число инденторов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство для обкатки винтовой поверхности кругового профиля;

на фиг.2 – то же, вид сверху.

Устройство для обкатки винтовой поверхности кругового профиля содержит диск 1, в котором равномерно выполнены радиально расположенные углубления 2 полусферической формы. В углублениях 2 размещены шаровые инденторы 3.

Центры шаровых инденторов расположены на расстоянии от вертикальной оси вращения диска, равном радиусу начальной окружности диска r, определяемому по формуле с окружным шагом Т, равным шагу t винтовой линии обкатываемой винтовой поверхности. Инденторы закреплены в диске при помощи сепаратора 4 и винтов 5. В диске выполнено отверстие 6 для закрепления устройства на инструментальном шпинделе станка при его использовании в работе. Отверстие 6 может иметь и другое конструктивное исполнение в зависимости от формы присоединительной поверхности инструментального шпинделя станка.

Конструктивное исполнение установки инденторов в углублениях диска может иметь и другие варианты, например, в полости между инденторами и полусферической поверхностью углубления могут располагаться промежуточные опорные элементы в форме шариков меньшего диаметра, чем индентор, или шайба из антифрикционного материала.

Устройство для обкатки винтовой поверхности кругового профиля работает следующим образом. Собранное устройство закрепляется на инструментальном шпинделе станка и располагается так, чтобы шаровый индентор контактировал с соответствующим усилием с профилем обкатываемой винтовой поверхности. Устройство реализует способ формообразования, основанный на принципе огибания. Обкатка винтовой поверхности происходит при постоянном расстоянии между осью обрабатываемой детали (на чертеже не показана) и вертикальной осью вращения устройства, при этом начальная окружность диска катится без скольжения по начальной прямой детали. В процессе обкатки деталь вращается вокруг своей оси, а устройство получает сложное движение подачи, состоящее из его вращения вокруг своей оси и одновременного прямолинейно-поступательного движения, при этом вращение и прямолинейно-поступательное перемещение устройства должны быть кинематически связаны с вращением обкатываемой детали вокруг своей оси, что может быть реализовано с помощью устройства по патенту РФ №2253545, МПК В23В 5/48. Сочетание сложных движений подачи устройства для обкатки и вращения обрабатываемой детали; геометрических параметров профиля индентора и параметров их расположения в опорном элементе устройства – диске – позволяют осуществить обкатку винтовой поверхности кругового профиля.

Предлагаемое устройство, снабженное опорным элементом в форме диска с радиально расположенными на нем углублениями полусферической формы, шаровыми инденторами, а также положенный в основу его конструкции способ формообразования, основанный на принципе огибания, позволяют одновременно вести обработку всех заходов многозаходных винтовых поверхностей, увеличивают диапазон в сторону уменьшения радиуса обкатываемых профилей винтовых поверхностей и снижают шероховатость обкатанной винтовой поверхности до R_a=0,2 мкм.

Факт получения менее шероховатой поверхности объясняется специфическими особенностями работы шаровых инденторов (Папшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 1978, с.7).

Формула изобретения

Устройство для обкатки винтовой поверхности кругового профиля, содержащее опорный элемент в виде тела вращения с расположенными на нем по окружности инденторами и устройство для их крепления, отличающееся тем, что опорный элемент выполнен в форме диска, а инденторы – в форме шара с радиусом, равным радиусу обкатываемого профиля винтовой поверхности, и размещены в полусферических углублениях, радиально расположенных на диске, причем центры упомянутых инденторов в форме шара расположены на расстоянии от вертикальной оси вращения диска, равном радиусу начальной окружности диска r, и с шагом, равным шагу винтовой линии обкатываемой винтовой поверхности t, мм, при этом r=t·z_u/2, где z_u – число инденторов в форме шара.

РИСУНКИ