УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ СКВОЗНЫХ ОТВЕРСТИЙ
DEVICE FOR STRAIN HARDENING OF INNER SURFACE OF THROUGH HOLES

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к упрочнению деталей машин методами комплексного локального деформирования.
Наиболее близким решением к заявляемому изобретению является двухрядный раскатник, содержащий два опорных конуса, закрепленных на оправке меньшими основаниями друг к другу, регулировочные элементы, сепаратор и конические ролики, а также снабженный дополнительным сепаратором и рядом конических роликов, пружиной и антифрикционными кольцами, расположенными между двумя рядами роликов (См. авторское свидетельство №648392, Кл. B24B 39/02, опубл. 1979 г.).
Однако данное устройство имеет следующий недостаток: невозможность обработки сквозных отверстий, т.к. ввиду отсутствия поджатия торцов возможно растекание металла в осевом направлении.
Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в упрочнении внутренней поверхности сквозных отверстий с сохранением первоначальной геометрии обрабатываемого отверстия.
Техническая задача достигается тем, что в устройстве для деформационного упрочнения внутренней поверхности сквозных отверстий, содержащем опору и два или более деформирующих элемента в виде конических роликов, прилегающих к опоре и удерживаемых от выпадения сепаратором, при этом один или более роликов выполнены с кольцевым выступом, согласно изобретению опора имеет сквозное отверстие и установлена на резьбовой шток с возможностью вращения относительно него при помощи зубчатых колес, установленный в корпусе прижимного устройства, состоящего из прижима, соединенного со штоком при помощи гаек и упора, к которому присоединен гидро- или пневмоцилиндр, обеспечивающий предварительное сжатие торцов сквозного отверстия.
Технический результат заключается в расширении номенклатуры обрабатываемых деталей за счет упрочнения сквозных отверстий корпусных деталей с сохранением исходной его геометрии, при этом создавая благоприятное распределение механических параметров по сечению детали.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена конструкция устройства для деформационного упрочнения внутренней поверхности сквозных отверстий.
Устройство состоит из упора 1 с прикрепленным к нему гидро- или пневмоцилиндром 2, внутри которого установлен поршень 3 со штоком 4, имеющим резьбовую часть, на которой установлено обрабатывающее устройство, содержащее опору, выполненную в виде резьбовой втулки 5, конические деформирующие 6 и заглаживающие 7 ролики, имеющие возможность свободного вращения относительно своих осей, но ограниченные в осевом линейном перемещении и удерживаемые от выпадения сепаратором 8. На свободный конец штока устанавливается прижим 9 и фиксируется относительно него гайкой 10 и контргайкой 11. В отверстии 12 прижима 9 установлен приводной вал 13 с установленным на нем зубчатым колесом 14 любой конфигурации на его конце. С одного из концов втулки 5 имеется ответная часть 15 в виде венца зубчатого колеса, соответствующего профилю колеса 14.
Через отверстие 16 в поршневую полость цилиндра 2 подается рабочая жидкость или воздух, создающий давление, за счет которого обеспечивается необходимая сила сжатия части детали, расположенной между упором 1 и прижимом 9. Истечению рабочей жидкости или стравливанию воздуха в полость обрабатываемого отверстия препятствует уплотнитель 17. Приводному валу 13 сообщается вращательное движение вокруг своей оси, которое передается на резьбовую втулку 5 посредством зубчатых колес 14 и 15. В результате втулка 5 вместе с роликами 6 и 7 начинает вращаться с одновременным осевым перемещением относительно резьбовой части штока 4 на шаг резьбы за один оборот. Для снятия нагрузки, приложенной к обрабатываемой детали, через отверстие 18 в штоковую полость цилиндра 2 подается рабочая жидкость или воздух, тем самым отводя упор 1 и прижим 9.
Пример. Брали металлическую плиту с длиной 500 мм, шириной 500 мм, толщиной 50 мм, в центре которой выполнено сквозное отверстие диаметром 50 мм, фиксировали ее на позиции обработки удерживающим устройством. Затем в отверстие плиты вводили устройство для деформационного упрочнения внутренней поверхности сквозных отверстий, торцевые зоны заготовки фиксировали упором и прижимом, создавая напряжения сжатия, не достигающие предела текучести материала, сообщали устройству вращательное движение посредством зубчатых колес, тем самым обеспечивая осевое возвратно-поступательное перемещение за счет резьбового соединения между штоком и резьбовой втулкой. После завершения обработки устройство возвращали в исходное состояние и удаляли готовую деталь с позиции обработки.
После обработки проведены измерения геометрических и механических параметров полученной детали. Изменение геометрических параметров обработанного отверстия является незначительным и находится в пределах допуска на механическую обработку, а изменение механических свойств по сечению детали носит градиентный характер.
Заявляемое устройство для деформационного упрочнения внутренней поверхности сквозных отверстий позволяет расширить номенклатуру обрабатываемых деталей за счет упрочнения сквозных отверстий корпусных деталей с сохранением исходной его геометрии, при этом создается благоприятное распределение механических свойств по сечению детали.