ИНДЕНТОР ПОЛИРУЮЩЕГО ВЫГЛАЖИВАТЕЛЯ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для финишной обработки поверхностей деталей.
Известен индентор, содержащий цилиндрическое основание, зачищающую плоскость, расположенную под углом к направляющей цилиндрического основания, рабочий радиус сопряжения, соединяющий левый торец цилиндрического основания с зачищающей плоскостью, и защитный радиус сопряжения, соединяющий правый торец цилиндрического основания с зачищающей плоскостью (патент №74334, МПК В24В 39/04).
Недостатком указанного индентора является недостаточное сглаживание обрабатываемой поверхности и сложность настройки для осуществления процесса выглаживания.
Наиболее близким по достигаемому техническому результату является полирующий выглаживатель, состоящий из корпуса, индентора, установленного в резиновой втулке. Обрабатывающая часть индентора, самоориентирующегося по обрабатываемой поверхности, выполнена в виде боковой поверхности цилиндра, а заборная часть выполнена под углом (RU 70176, U1).
Недостатками индентора являются низкая стойкость и работоспособность резинового упругого элемента вследствие высоких рабочих нагрузок и температур, что приводит к нестабильности параметров настройки.
Параметры субмикропрофиля поверхностей деталей, обработанных полирующим выглаживанием обеспечиваются только при условии точного назначения и настройки усилия выглаживания и высокой стабильности жесткости упругого элемента выглаживателя.
Резиновая втулка, выполняющая роль упругого элемента в прототипе, позволяющая рабочей части индентора самоориентироваться и стабилизироваться по обрабатываемой поверхности, вследствие высоких нагрузок и температур при обработке деталей теряет свои свойства, тем самым не обеспечивая требуемого качества субмикропрофиля поверхности.
Для обеспечения требуемого качества субмикропрофиля выглаженной поверхности за счет изменения положениярабочей части, индентор полирующего выглаживателя для обработки деталей, имеющих форму тел вращения, содержит рабочую поверхность и корпус, в котором выполнены фиксирующее отверстие, прорезь, выполненную со стороны, противоположной направлению подачи, сквозное отверстие, ось которого перпендикулярна оси индентора. Выбор размера диаметра сквозного отверстия, расположение и соотношение длины и ширины прорези обеспечивают изменение положения рабочей части индентора. Прорезь со сквозным отверстием в предлагаемом устройстве предназначены для задания требуемой жесткости корпуса индентора, причем их конструкция и расположение позволяют рабочей части индентора самоориентироваться по обрабатываемой поверхности.
Рабочая поверхность индентора выполнена в виде плоского диска с закруглением на переферии.
На фиг.1 показана конструкция индентора полирующего выглаживателя, на фиг.2 - схема работы индентора.
Индентор полирующего выглаживателя содержит корпус 1 с рабочей поверхностью 2, прорезь 3 со сквозным отверстием 4, фиксирующее отверстие 5. Рабочая поверхность индентора выполнена в виде плоского диска с закруглением на периферии. Диаметр сквозного отверстия, ось которого перпендикулярна оси индентора и оси прилагаемой к индентору силы, длина и ширина прорези, выполненной со стороны, противоположной направлению подачи, выбираются в зависимости от твердости обрабатываемого материала.
При увеличении диаметра d сквозного отверстия 4 уменьшается размер L и, соответственно, жесткость корпуса 1 индентора, что приводит к увеличению изгибающего момента М=Fd/2. Для обеспечения необходимого угла поворота φ рабочей части 2 индентора изменяют жесткость корпуса 1 индентора и изгибающий момент М за счет изменения диаметра d сквозного отверстия 4. Для материалов, имеющих твердость более HRC55 диаметр сквозного отверстия 4 d=1 мм. При выглаживании материалов с твердостью, менее чем 150 НВ диаметр сквозного отверстия 4 увеличивают до d=4 мм.
В предлагаемом инденторе реализовано линейное уменьшение контактного давления на поверхность заготовки в направлении от деформирующей части индентора к доглаживающей за счет переменной жесткости корпуса индентора. Это обеспечивает высокое качество и уменьшение шероховатости выглаженной поверхности.
Работает индентор следующим образом. Индентор фиксируют в выглаживателе, устанавливают на станке и подводят к обрабатываемой детали, которой сообщают вращательное движение с угловой скоростью ω. После касания индентором поверхности детали для создания выглаживающего усилия перемещают корпус выглаживателя к детали на величину (0,05-0,1) мм. В начале процесса выглаживания индентор под действием силы выглаживания F внедряется деформирующей частью в обрабатываемую поверхность заготовки на заданную величину Δ. При этом происходит изменение положения рабочей части индентора. По мере внедрения деформирующей части, доглаживающая часть рабочей поверхности индентора (со стороны прорези) смещается в обратном направлении на такую же величину Δ за счет поворота рабочей части индентора под силовым воздействием от обрабатываемой поверхности заготовки.
Самоориентация доглаживающей части индентора поворотом на угол φ относительно обрабатываемой поверхности обеспечивает в зоне обработки линейное уменьшение от рабочего до нулевого значения контактного давления в направлении к выглаженной поверхности. Такое распределение контактного давления на доглаживающей части индентора исключает обратное пластическое течение металла, что и обеспечивает формирование субмикропрофиля поверхности детали.
Использование предложенной конструкции индентора полирующего выглаживателя позволяет получить поверхность детали с уменьшенными параметрами волнистости и шероховатости до Ra=0,05 мкм