ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ СФЕРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ

Полезная модель относится к обработке металлов давлением, в частности, к обработке поверхностным пластическим деформированием (ППД) сферических поверхностей, например автомобильных шаровых пальцев.
Известно устройство для реализации способа обкатки неполных сферических поверхностей (патент РФ №2276005 B24B 39/04, опубл. 10.05.2006) - прототип.
Устройство содержит корпус коробчатой формы с дугообразной рабочей поверхностью для деформирующих элементов в виде шариков, укрепленный на корпусе инструмента (инструментальной головке), в котором размещено средство для создания рабочего давления (механизм осевой подачи). В патенте указано, что осевую установочную подачу для оказания давления деформирующими элементами на обрабатываемую поверхность осуществляют известным механизмом осевой подачи.
Недостатком устройства является отсутствие возможности регулирования рабочего давления отдельных деформирующих элементов. Это влияет на равномерность упрочнения обрабатываемой поверхности и может приводить к браку, а так же давление на поверхность создается за счет оборудования, что не позволяет изменять давление в процессе обработки. Все это снижает технологичность инструмента.
Эти недостатки устраняются предложенным решением.
Поставлена задача повышения технологичности инструмента за счет возможности регулирования рабочего давления деформирующих элементов на обрабатываемую поверхность.
Технический результат - повышение качества пластического деформирования поверхностей сферической формы за счет возможности регулирования глубины зоны упрочнения.
Этот технический результат достигается тем, что в инструменте для пластического деформирования поверхностей сферической формы, содержащем корпус для деформирующих элементов в виде шариков, укрепленный и корпус инструмента, в котором размещено устройство для создания рабочего давления, корпус для деформирующих элементов выполнен в виде дугообразной скобы и каждый деформирующий элемент снабжен пружиной с регулировочным винтом, а корпус инструмента в виде гидроцилиндра одностороннего действия с поршнем, создающим рабочее давление, к поршню прикреплен хвостовик корпуса для деформирующих элементов.
Такое выполнение инструмента дает возможность двойного регулирования рабочего давления: деформирующими элементами в виде шариков, причем каждый элемент может регулироваться отдельно, как в начале, так и в процессе работы, и поршнем, давление которого можно также менять в процессе работы. Таким образом, упрощается кинематика процесса обработки, а главное, это влияет на равномерность упрочнения обрабатываемой поверхности и глубину зоны упрочнения.
Выполнение корпуса для деформирующих элементов в виде дугообразной скобы обеспечивает доступ к каждому деформирующему элементу для его регулировки.
Предлагаемый инструмент приведен на чертеже: на фиг. 1 - общий вид (спереди в разрезе) на фиг 2 - схема процесса упрочнения поверхности.
Инструмент для пластического деформирования поверхностей сферической формы содержит корпус 1 для деформирующих элементов 2 в виде шариков, изготовленных из достаточно твердого материала, например, подшипниковой стали. Корпус 1 имеет хвостовик 3. В корпусе 4 инструмента размещено устройство для создания рабочего давления. Корпус 1 для деформирующих элементов 2 выполнен в виде дугообразной скобы, по образующей которой расположены деформирующие элементы 2. Для создания равномерного давления всеми деформирующими элементами 2 предусмотрен механизм регулировки давления шариков на обрабатываемую поверхность, выполненный в виде пружины 5 с регулировочным винтом 6. Корпус 4 инструмента выполнен в виде гидроцилиндра одностороннего действия с поршнем 7, создающим рабочее давление. Для удобства сборки - разборки устройства предусмотрены нижняя 8 и верхняя 9 крышки, в последней предусмотрено отверстие для подачи через штуцер рабочей жидкости. Крепление крышек осуществляется болтами, например Мб, М8.
н
Инструмент используют следующим образом. Устанавливают в специальном электромеханическом приспособлении в шпинделе передней бабки токарного станка с ЧПУ, например 16К20ФЗ заготовку пальца шарового, изготовленную из стали 20Х ГОСТ 1050-74. Обрабатывают сферическую поверхность диаметром 32,7±0,1; исходный параметр шероховатости Ra3,2 мкм. Корпус 1 с деформирующими элементами 2 в виде шариков, давление которых предварительно отрегулировано и дополнительно может регулироваться в процессе работы, подводят к обрабатываемой детали. В процессе обработки по показаниям приборов плавно изменяют давление на обрабатываемую деталь поршнем 7. Кинематические движения при обработке могут быть обеспечены системой ЧПУ станка. Как предполагается, при обработке можно достичь параметра шероховатости до Ra0,4 мкм за счет подобранного режима обработки (V - скорость вращения инструмента, Vз - скорость вращения заготовки, Po - рабочее давление и Pp - регулировочное давление отдельных деформирующих элементов). Для улучшения условий обработки необходимо использовать смазывающе-охлаждающую жидкость, например сульфофрезол (5% эмульсия).
Проведенный анализ аналогов свидетельствует о соответствии предлагаемого решения критерию «новизна», а проведенные лабораторные испытания подтверждают его промышленную применимость.