Патент на изобретение №2311278

(54) СПОСОБ СТАТИКОИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ УПРУГИМ ДЕФОРМИРУЮЩИМ ИНСТРУМЕНТОМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к технологии машиностроения, а именно к способам отделочно-упрочняющей обработки заготовок в виде валов. Прикладывают к деформирующему инструменту нормально к поверхности обрабатываемого вала статическую нагрузку и периодическую импульсную нагрузку. Периодическую импульсную нагрузку прикладывают с помощью бойка и волновода, выполненных в виде стержней одинакового диаметра. Устанавливают деформирующий инструмент, выполненный упругим из проволоки в виде части тора, на свободном конце волновода. Обеспечивают параллельное расположение продольной оси обрабатываемой заготовки и центральной оси тора, внутренний диаметр которого меньше диаметра обрабатываемого вала. Статическую нагрузку к части тора прикладывают из условия увеличения ее внутреннего радиуса для схватывания и деформирования обрабатываемой заготовки. Выбирают диаметр упомянутой проволоки и длину дуги части тора из условия обеспечения упругого деформирования части тора при приложении к нему упомянутой статической нагрузки. В результате расширяются технологические возможности. 6 ил.25…40 кН; Р_им=255…400 кН. Заготовки из стали 40Х; исходная твердость «сырых» образцов – HV 270…280. Глубина упрочненного статикоимпульсной обработкой слоя в 3…4 раза выше, чем при традиционном обкатывании. Упрочненный слой при традиционном статическом обкатывании формируется в условиях длительного действия больших статических усилий. Предлагаемым способом с помощью упругого деформирующего инструмента аналогичная глубина упрочненного слоя достигается в результате кратковременного воздействия на очаг деформации пролонгированного импульса энергии. При близких степенях упрочнения поверхностного слоя величина статической составляющей нагрузки предлагаемым способом упругим деформирующим инструментом значительно меньше.

Исследования напряженного состояния упрочненного поверхностного слоя статикоимпульсной обработкой показали, что максимальные остаточные напряжения находятся близко к поверхности, как при чеканке, что благоприятно для большинства сопрягаемых деталей механизмов и машин. Сравнение глубины напряженного и упрочненного слоя, градиента напряжений и градиента наклепа показывает, что глубина напряженного слоя в 1,1…1,3 раза больше, чем глубина наклепанного слоя, что согласуется с теорией поверхностного пластического деформирования.

Достигаемая в процессе обработки предлагаемым способом упругим деформирующим инструментом предельная величина шероховатости составляет R_a=0,08 мкм, возможно снижение исходной шероховатости в 6 раз.

Деформации части кольца в предлагаемом процессе, реализуемом упругим деформирующим инструментом, благоприятно сказываются на условиях работы инструмента. Они приводят к более равномерному распределению нагрузки на инструмент, вызывают дополнительные циклические перемещения контактных поверхностей инструмента и заготовки, облегчают формирование упрочняемой поверхности.

Деформации инструмента способствуют лучшему проникновению смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону обработки. При наложении импульсной нагрузки и деформации части кольца деформирующая поверхность инструмента периодически «отдыхает», что способствует увеличению ее стойкости. Обработка в условиях колебаний размеров инструмента резко увеличивает эффективность охлаждающего, диспергирующего и пластифицирующего действия СОЖ вследствие облегчения ее доступа в зону контакта инструмента и заготовки.

Предлагаемый способ, реализуемый упругим деформирующим инструментом, расширяет технологические возможности статикоимпульсной обработки поверхностным пластическим деформированием, позволяет управлять глубиной упрочненного слоя, степенью упрочнения и микрорельефом поверхности.

Источники информации, принятые во внимание

1. А.с. СССР №456719, МКИ В24В 39/00. Способ чистовой и упрочняющей обработки деталей обкатыванием. 1974.

2. Патент РФ №2098259, МКИ⁶ В24В 39/00. Лазуткин А.Г., Киричек А.В., Соловьев Д.Л. Способ статикоимпульсной обработки поверхностным пластическим деформированием. №96110476/02, 23.05.96; 10.12.97. Бюл. №34.

4. Патент РФ №2090342. Лазуткин А.Г., Киричек А.В., Соловьев Д.Л. Гидроударное устройство для обработки деталей поверхностным пластическим деформированием. 1997. Бюл. №34.

5. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. – 13-е изд., исправленное. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. С.189.

Формула изобретения

Способ статикоимпульсной обработки поверхностным пластическим деформированием валов, включающий приложение к деформирующему инструменту нормально к поверхности обрабатываемого вала статической нагрузки и периодической импульсной нагрузки, последнюю прикладывают с помощью бойка и волновода, выполненных в виде стержней одинакового диаметра, отличающийся тем, что устанавливают деформирующий инструмент, выполненный упругим из проволоки в виде части тора, на свободном конце волновода и обеспечивают параллельное расположение продольной оси обрабатываемой заготовки и центральной оси тора, внутренний диаметр которого меньше диаметра обрабатываемого вала, статическую нагрузку к части тора прикладывают из условия увеличения ее внутреннего радиуса для схватывания и деформирования обрабатываемой заготовки, при этом выбирают диаметр упомянутой проволоки и длину дуги части тора из условия обеспечения упругого деформирования части тора при приложении к нему упомянутой статической нагрузки.

РИСУНКИ