УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНТИФРИКЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Решение относится к антифрикционной обработке внутренних цилиндрических поверхностей и может быть использовано для обработки деталей двигателей внутреннего сгорания, компрессоров, деталей гидроагрегатов, а так же отверстий в стыковых узлах крепления консолей крыла самолета.
Известно устройство для нанесения антифрикционного покрытия при безабразивной обработке гильз цилиндров при осуществлении способа по патенту РФ №2064975, С23С 26/00, опуб. 10.08.1996. Устройство содержит антифрикционные бруски, размещенные на хонинговальной головке с периодической подачей впрыскиванием технологической смеси по каналам и соплам между брусками. Однако это устройство выполнено заодно с хонинговальной головкой и требует соответствующей настройки.
В качестве прототипа принято устройство для фрикционно-механического нанесения покрытий по авт. свид. СССР №1721124, С23С 26/00, опуб. 23.03.1992., как наиболее близкое к предлагаемому по сумме признаков.
Это устройство содержит корпус, установленные на нем колодки, несущие бруски для натирания обрабатываемой поверхности, средства подачи технологической смазки (специальная полость), узел крепления устройства к шпинделю станка.
Очевидным недостатком этого устройства является его сложность: сборный корпус, наличие множества конструктивных элементов, крепление и прижим колодок и брусков, необходимость предварительного заполнения технологической смазкой специальной полости, а главное, это устройство не обеспечивает дополнительного упрочнения обрабатываемой поверхности.
Эти недостатки устраняются предлагаемым решением.
Решаема задача - создание эффективного устройства для антифрикционной обработки внутренних цилиндрических поверхностей.
Технический результат - не только нанесение покрытия на внутренние поверхности, но и их упрочнение за счет создания регулярного микрорельефа при упрощении конструкции устройства.
Этот технический результат достигается тем, что в устройстве для антифрикционной обработки внутренних цилиндрических поверхностей, содержащем корпус, установленные
на нем колодки, несущие бруски для натирания обрабатываемой поверхности, средства подачи технологической смазки, узел крепления устройства к шпинделю станка, колодки установлены на тарированных пружинах в радиальных гнездах корпуса с возможностью перемещения, обеспечиваемого кулачками, расположенными на заплечиках колодок и соответствующими пазами во внутренних поверхностях втулок, бруски установлены с чередованием первых, выполненных из антифрикционного материала, и вторых - из стали, во вторых установлены деформирующие элементы в виде шариков или роликов и их толщина меньше толщины первых, а средства подачи технологической смазки выполнены в виде канала вдоль оси, на которой установлен корпус, и выводных каналов, проходящих через стенку корпуса, колодки и бруски.
Предлагаемая установка колодок с брусками проста в осуществлении и обеспечивает их надежный поджим к обрабатываемой поверхности. Чередование брусков из антифрикционного материала и из стали - с деформирующими элементами обеспечивает поэтапную обработку поверхности, обеспечивая нужную шероховатость и создание регулярного микрорельефа деформирующими элементами, надежно удерживаемыми в стальных брусках. Выполнение каналов для подачи технологической смазки обеспечивает ее непрерывное поступление в процессе обработки заготовки, которое можно регулировать установкой вентилей.
Прелагаемое устройство приведено на чертежах: на фиг.1 - общий вид в разрезе, на фиг.2 - вид А на фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.
Устройство содержит корпус 1, средства подачи технологической смазки в виде канала 2 и выводных каналов 3, проходящих через стенку корпуса 1. В корпусе 1 выполнены радиальные гнезда 4 для размещения тарированных пружин 5, на которые устанавливаются колодки 6 с закрепленными на них брусками 7, 8 с чередованием: бруски 7 - из антифрикционного материала (медь, латунь, бронза и др.) и 8 - из стали. В брусках 8 установлены деформирующие элементы 9 - шарики или ролики. Толщина брусков 7 больше толщины брусков 8 на 1-1,5 мм, чтобы исключить повреждение уже обработанной брусками 7 поверхности. На заплечиках 10 колодок 6 имеются кулачки 11, контактирующие с соответствующими пазами на внутренней поверхности втулок 12, 13, установленных и закрепленных винтами и штифтами на корпусе 1 и на оси 14, в которой выполнен канал 2 и на которой смонтирован корпус 1. В корпусе 1 с помощью резьбы через мерное кольцо 15 крепится штанга 16, на которой установлена муфта 17 с уплотнительными кольцами и штуцером 18 для подвода суспензии технологической смазки и втулка 19 для установки и крепления устройства в шпинделе металлорежущего станка.
Устройство работает следующим образом.
Перед началом работы его закрепляют в патроне, например, вертикально-хонинговального станка посредством втулки 19. Втулки 12 и 13 поворачивают таким образом, чтобы кулачки 11 входили в их пазы, нажимая на заплечики колодок 6, перемещают их вместе с брусками 7 и 8 с вмонтированными в последние деформирующими элементами 9 в радиальном направлении. После ввода устройства в отверстие детали его поворачивают, кулачки 11 выходят из пазов втулок 12, 13 и колодки 6 с брусками 7, 8 и деформирующими элементами 9 (шариками или роликами) с заданным усилием прижимаются к обрабатываемой поверхности. Затем включают станок (вращение и продольное перемещение устройства) и одновременно через штуцер 18 под давлением подают технологическую смазку по каналам штанги 16, оси 14, выводным каналам 3, по канавкам на рабочей поверхности брусков 7, 8.
Рекомендуемые параметры процесса: радиус деформирующего элемента (шарика) Rш 1,5-2,0 мм, усилие накатывания Рш 160-500 Н, скорость вращения Vвр. 20-40 м/мин., скорость возвратно-поступательного перемещения Vв.п. 10-20 м/мин., усилие прижима антифрикционных брусков Рк 160-500 Н. Используют технологическую смазку-суспензию, содержащую 60-80% мелкодисперсного порошка дисульфида молибдена и связующее-глицерин, подают ее по давлением Р 4-6 атм.
Одновременно с покрытием поверхности деформирующие элементы образуют регулярный антифрикционно упроченный микрорельеф, в поверхностном слое формируются остаточные напряжения сжатия в пределах 400-600 МПа, повышается сопротивление износу до 100%, увеличивается микротвердость на 15-20%.