УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАСТИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ ПЛОСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ СКОЛЬЗЯЩИМ ЦИЛИНДРОМ

Полезная модель относится к упрочнению деталей машин поверхностным пластическим деформированием для повышения качества поверхности, износостойкости и усталостной прочности детали. Цель изобретения - повышение чистоты поверхности, износостойкости и усталостной прочности металлических деталей с плоскими поверхностями за счет пластического упрочнения поверхностного слоя скользящим цилиндром без изменения толщины детали. Для этого обрабатываемая деталь проталкивается через устройство, в котором цилиндр, изготовленный из материала с высокой твердостью, прижимается к поверхности детали пакетом тарельчатых пружин с заданной силой, при которой около цилиндра образуется стационарная пластическая область и происходит пластическое упрочнение поверхностного слоя детали. 4 илл.
Известны устройства поверхностного пластического деформирования металлических деталей вращающимися роликами или вдавливанием сферических индеторов, в которых пластическая деформация локализуется в малой зоне около инструмента. При этом качество поверхности и неравномерность распределения деформаций по поверхности обрабатываемой детали зависят от технологических режимов поверхностного пластического деформирования (Школьник Л.М., Шахов В.И. Технология и приспособления для упрочнения и отделки. М.: Машиностроение, 1964). В отличие от известных устройств, в предлагаемом устройстве пластическая деформация происходит по всей ширине поверхности детали скользящим цилиндром с заданной силой прижима, что повышает качество поверхности и позволяет регулировать толщину и уровень упрочнения поверхностного слоя.
На фиг.1 показан главный вид предлагаемого устройства с вертикальным проталкиванием обрабатываемой детали; на фиг.2 - вид по А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.2. Устройство для пластического деформирования плоской поверхности детали скользящим цилиндром содержит корпус, состоящий из пластин 1 и 2, соединенных со стойками 3 болтами 4; пакет тарельчатых пружин 6, сжатый до заданной силы болтами 7 между пластинами 2 и 5; силовой винт 8, связанный резьбовым соединением с пластиной 5; опорный диск 9; инструмент 10; направляющие 11, прикрепленные к пластине 1 болтами 12; обрабатываемую деталь 13 и толкатель 14.
Устройство работает следующим образом. Перед началом проталкивания на переднем конце обрабатываемой детали 13 выполняется пластическое вдавливание инструмента по нормали к обрабатываемой поверхности или фрезеруется узкая заходная часть. Деталь 13 устанавливается в направляющие 11 и прижимается к пластине 1 вращением винта 8 до контакта с инструментом 10 по поверхности пластического отпечатка или заходной части. В начальном положении линия контакта инструмента 10 находится ниже поверхности детали 13 на заданную глубину. При проталкивании детали 13 толкателем 14 сначала происходит выход цилиндрической поверхности инструмента 10 на поверхность детали 13 за счет сжатия пружин 6 и перемещения инструмента в пазах направляющих 11. Затем наступает стационарная стадия пластического скольжения инструмента по поверхности детали без изменения ее толщины при постоянной силе проталкивания детали 13 и силе прижима инструмента пружинами 6. Стационарная стадия процесса при сохранении толщины детали и эффект поверхностного пластического упрочнения получены экспериментально при обработке поверхности детали из углеродистой стали с начальным пределом текучести 700 МПа инструментом из закаленной инструментальной стали У8 с применением описанного устройства.
Изменение жесткости пакета пружин 6, силы сжатия этого пакета до обработки детали 13, начального положения инструмента 10 относительно поверхности детали 13, чистоты поверхности инструмента и смазки позволяют изменять величину пластической деформации, толщину пластического слоя, упрочнение и качество поверхности обрабатываемой детали.