УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАКАТЫВАНИЯ НА СТАНКАХ
MACHINE TOOL ROLLING DEVICE

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для накатывания на станках сетчатых рифлений и упрочнения поверхностного слоя методом пластического деформирования.
Известно устройство для перекрестного накатывания на станках, содержащее ролик, закрепленный в державке посредством винта, являющегося осью ролика (Шепсенвол А.И. Вспомогательный инструмент в приборостроении. - Л.: Машгиз, - 1962, с.85).
Недостатком описанного устройства является узкая область применения, ограниченная невозможностью осуществления пластического накатывания цилиндрических заготовок, имеющих погрешность формы в виде эллипсности, вследствие жесткого закрепления ролика в державке устройства.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является устройство для накатывания на станках, содержащее накатную головку с закрепленными посредством осей двумя роликами, соединенную с державкой, выполненной в виде бруска, одна сторона которой имеет паз и канавку под стопорное кольцо, а другая сторона выполнена с возможностью закрепления в резцедержателе станка. При этом накатная головка и державка соединены посредством шпонки, торцы которой выполнены со скошенными углами, а накатная головка выполнена в виде серьги со шпоночным пазом, установлена относительно державки под прямым углом и закреплена стопорным кольцом, причем шпонка установлена в пазу державки с натягом, а в шпоночном пазу накатной головки - с образованием зазора в месте ее установки для осуществления возможности поворота накатной головки (Патент РФ №2427459, МПК B24B 39/00, опубл. 2011).
Недостатком описанного устройства является узкая область применения, ограниченная невозможностью осуществления пластического накатывания цилиндрических заготовок, имеющих погрешность формы в виде эллипсности, за счет отсутствия условий для создания постоянного усилия прижима ролика к обрабатываемой поверхности заготовки с изменяющимся радиусом вследствие невозможности осуществления поперечных перемещений накатной головки относительно заготовки, а также сложность замены накатной головки устройства при изменении параметров накатываемой детали, обусловленная необходимостью извлечения стопорного кольца из канавки державки и снятия накатной головки со шпонки с последующей установкой других накатной головки и стопорного кольца.
Предлагаемым изобретением решается задача расширения области применения и упрощения замены накатной головки устройства.
Для достижения данного технического результата в устройстве для накатывания на станках, содержащем накатную головку с закрепленным посредством оси роликом, соединенную с державкой, выполненной в виде бруска, одна сторона которой имеет паз, а другая сторона выполнена с возможностью закрепления в резцедержателе станка, в сквозном продольном пазу державки, выполненном сложно-профильной формы, установлены с возможностью перемещения вдоль него накатная головка и толкатель, при этом накатная головка выполнена в виде бруска, на одном конце которой закреплен ролик, а другой конец торцевой поверхностью контактирует с толкателем, противоположный конец которого взаимодействует с рычагом, закрепленным на державке с возможностью углового перемещения и размещенным на свободном конце грузом.
Расширение области применения, обусловленное возможностью пластического накатывания цилиндрических заготовок, имеющих погрешность формы в виде эллипсности, вследствие создания постоянного усилия прижима ролика к обрабатываемой поверхности заготовки за счет поперечных перемещений накатной головки относительно заготовки, и упрощение замены накатной головки устройства достигается тем, что в сквозном продольном пазу державки, выполненном сложнопрофильной формы, установлены с возможностью перемещения вдоль него накатная головка и толкатель, при этом накатная головка выполнена в виде бруска, на одном конце которой закреплен ролик, а другой конец - торцевой поверхностью контактирует с толкателем, противоположный конец которого взаимодействует с рычагом, закрепленным на державке с возможностью углового перемещения и размещенным на свободном конце грузом.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где изображено устройство для накатывания на станках, общий вид.
Устройство для накатывания на станках содержит накатную головку 1 с закрепленным посредством оси 2 роликом 3, соединенную с державкой 4, выполненной в виде бруска. Одна сторона державки 4 имеет паз 5, а другая сторона выполнена с возможностью закрепления в резцедержателе станка (не показан). В сквозном продольном пазу 5 державки 4, выполненном сложнопрофильной формы, установлены с возможностью перемещения вдоль него накатная головка 1 и толкатель 6. При этом накатная головка 1 выполнена в виде бруска, ответного по форме пазу 5. На одном конце накатной головки 1 закреплен ролик 3, а другой конец торцевой поверхностью контактирует с толкателем 6. Причем рабочий элемент, представляющий собой ролик 3, закреплен на одном из концов накатной головки 1 посредством оси 2 в виде ступенчатого винта, который установлен заподлицо, не выступающим за плоскость накатной головки 1. Противоположный конец толкателя 6 взаимодействует с рычагом 7, закрепленным на державке 4, например, болтом с возможностью углового перемещения в вертикальной плоскости. На свободном конце рычага 7 размещен груз 8. Обрабатываемая заготовка 9 установлена и закреплена в патроне станка (не показано).
Устройство для накатывания на станках работает следующим образом.
Державку 4 подводят к обрабатываемой цилиндрической заготовке 9 и выбирают необходимую величину продольной подачи. Включают привод вращения заготовки 9, воздействуя роликом 3 на поверхность обрабатываемой заготовки 9. В результате чего образуется обработанная и упрочненная поверхность цилиндрической заготовки 9. При этом для обеспечения заданной глубины резания накатного ролика 1 рассчитывают необходимую массу m груза 8 по расчетной формуле 1
<mrow><mi>m</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>π</mi><mo>⋅</mo><mi>E</mi><mo>⋅</mo><msup><mi>D</mi><mn>2</mn></msup><mo>⋅</mo><mi>h</mi><mo>⋅</mo><mi>B</mi></mrow><mrow><mn>8</mn><mo>⋅</mo><mi>g</mi><mo>⋅</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mn>1</mn><mo>+</mo><mi>μ</mi></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>⋅</mo><mi>t</mi><mo>⋅</mo><mi>L</mi><mo>⋅</mo><mi>cos</mi><mi>α</mi></mrow></mfrac><mtext>,            </mtext><mrow><mo>(</mo><mtext>1</mtext><mo>)</mo></mrow></mrow>
где E - модуль упругости I рода (модуль Юнга), Па;
D - диаметр обрабатываемой цилиндрической заготовки, м;
h - высота накатываемого зуба, м;
B - расстояние от оси крепления рычага до горизонтальной оси толкателя, м;
2
g - ускорение свободного падения, м/с;
L - длина рычага, м;
α - угол между рычагом и горизонтальной плоскостью, град;
µ - коэффициент Пуассона.
При изменении параметров обрабатываемой цилиндрической заготовки 9 замена накатной головки 1, установленной в сквозном продольном пазу 5 без закрепления, производится извлечением ее из паза 5 державки 4 с последующей установкой другой накатной головки 1.
Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет расширить область применения и упростить замену накатной головки устройства.