Сборный сложнопрофильный инструмент для поверхностного пластического деформирования
PREFABRICATED COMPLEX-SHAPE TOOL FOR SURFACE PLASTIC DEFORMATION

Изобретение относится к области технологии машиностроения, а именно к устройствам для наружной отделочно-упрочняющей обработки деталей из сталей и сплавов поверхностным пластическим деформированием (ППД) сборным сложнопрофильным инструментом.
Известен сложнопрофильный инструмент - ролик обкатной мультирадиусный (патент РФ №2557377, МПК В24В 39/04 (2006.01), 20.07.2015, бюл. №20), включающий профиль рабочей поверхности, представляющую собой комбинацию последовательно расположенных деформирующих элементов в количестве от 2 до 10 с профильным радиусом 0,5…5 мм, расположенных относительно друг друга со смещением в радиальном направлении на величину 0,01…0,1 мм как к оси ролика, так и от нее.
Недостатками данного изобретения являются невозможность оперативной замены изношенной рабочей части деформирующего элемента, в виду цельности конструкции, и невозможность обработки деталей с небольшой длинной в виду ширины рабочей части.
Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение технологических возможностей метода ППД, повышение эксплуатационных свойств обкатанных изделий в условиях приложения высоких эксплуатационных нагрузок.
Указанный технический результат достигается тем, что сложнопрофильный инструмент, на рабочей поверхности которого последовательно расположены деформирующие элементы, смещенные относительно друг друга в радиальном направлении, согласно заявленному изобретению, профиль рабочей поверхности инструмента выполнен из последовательно установленных на оси трех упрочняющих роликов торообразного типа с одинаковыми малыми профильными радиусами и одного выглаживающего ролика торообразного типа с наибольшим профильным радиусом.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема сборного сложнопрофильного деформирующего инструмента, на фиг. 2 показана схема внедрения сборного сложнопрофильного инструмента.
1
2
3
1
2
3
4
4
Сборный сложнопрофильный деформирующий инструмент выполнен из четырех частей - последовательно установленных трех упрочняющих роликов торообразного типа 1, 2, 3 с одинаковыми малыми профильными радиусами R, R, R и шириной B, В, В; одного выглаживающего ролика торообразного типа 4 с наибольшим профильным радиусом R и шириной B.
При внедрении сборного сложнопрофильного инструмента в поверхностном слое заготовки образуются очаги пластической деформации 5, 6, 7, 8, которые при перемещение инструмента на величину подачи S перекрывают друг друга, образуя зоны перекрытия очагов деформации, в которых металл находится в условиях высокого гидростатического давления, в результате чего происходит существенные структурные изменения материала: интенсификация напряженно-деформированного состояние, упрочнение, измельчение структуры материала.
Первым, вступающим в контакт с обрабатываемой поверхностью, является деформирующий упрочняющий ролик торовой формы 1 в результате чего, образуется очаг деформации 5; далее в контакт с поверхностью вступает второй деформирующий упрочняющий ролик торовой формы 2, происходит интенсификация напряженно-деформирующего состояния, образуется очаг деформации 6, перекрывающий очаг деформации 5; далее в контакт с поверхностью вступает третий деформирующий упрочняющий ролик торовой формы 3, образуется очаг деформации 7, перекрывающий очаг деформации 6, при этом, напряженно-деформирующее состояние так же усиливается; в последнюю очередь в контакт с поверхностью вступает четвертый сглаживающий полирующий ролик торовой формы 8 с наибольшим профильным радиусом, вследствие чего образуется очаг деформации 8, который в свою очередь перекрывает очаг деформации 7, сглаживает неровности и препятствует разрушению поверхностного слоя материала заготовки. Стоит отметить, что ширина рабочей части сборного сложнопрофильного инструмента В для ППД составляет не более 7 мм, что позволяет обрабатывать ответственные изделия длиной от 10 мм.
Предлагаемый сборный сложнопрофильный инструмент для поверхностного пластического деформирования позволяет расширить технологические возможности метода ППД, в частности применять сложнопрофильные инструменты, обрабатывать небольшие изделия (от 10-50 мм), обеспечить интенсивное напряженно-деформированное состояние и упрочнение без разрушения поверхностного слоя материала заготовки, а также осуществлять частичное изменение рабочего профиля за счет замены деформирующих элементов в наборе, что позволяет повысить эксплуатационные свойства обкатанных изделий в условиях приложения высоких эксплуатационных нагрузок.