УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ
DEVICE FOR SURFACE PLASTIC DEFORMATION

Изобретение относится к инструменту для обработки наружных поверхностей вращения, основанной на поверхностном пластическом деформировании, предназначено для использования в различных отраслях металлообрабатывающей промышленности.
Устройство с инструментом, имеющим стержень с рабочей поверхностью скругления, предназначено для поверхностного пластического деформирования цилиндрических деталей, прижимающее к вращающейся обрабатываемой детали наклонным к ней под углом, а стержнем с постоянным радиальным усилием при сообщении ему движения подачи вдоль оси обрабатываемой детали и колебательных движений относительно вертикальной плоскости, касательной поверхности обрабатываемой детали.
Широко распространены методы обкатывания поверхностей деталей свободно вращающимися роликами или шариками, соприкасающимися с вращающейся деталью под давлением. Недостатки известных инструментов заключаются в сложности точной установки оси деформирующего элемента параллельно оси детали. Если осевая линия инструмента будет ниже осевой линии заготовки, то материал при деформировании будет «набегать» на инструмент и образовать дополнительную пластическую волну, которая снижает четкость контура рисунка и снижает шероховатость поверхности. Если осевая линия инструмента будет выше оси заготовки, то возникает частичное проскальзывание в зоне контакта, уменьшается глубина пластической деформации. При вибрационном обкатывании деформирующий инструмент в виде шарика быстро изнашивается, так как претерпевает трение скольжение и работает практически одной поверхностью.
Известны конструкции инструментов для обработки поверхностей деталей широким выглаживанием, состоящие из корпуса и выглаживателя, изготавливаемого из сверхтвердых материалов (Лукьянов А.А. и др. Инновационный технологический процесс обработки широким выглаживанием // Технические науки - от теории к практике. 2012 №7-1).
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются деформирующий элемент в виде стерня с цилиндрической рабочей поверхностью и корпус для удержания деформирующего инструмента.
К недостаткам известного аналога можно отнести большую величину силы прижатия выглаживающего инструмента к обрабатываемой поверхности, что вызывает большие радиальные нагрузки на деталь и приспособления, в которых она базируется. Причем существует проблема возникновения погрешности при установке: тяжело установить инструмент точно параллельно горизонтали.
За прототип принят инструмент для обработки выглаживанием наружных цилиндрических поверхностей (RU №2348503, МПК В24В 39/04, опубликовано 10.03.2009). Указанный инструмент содержит корпус, прихват и цилиндрический деформирующий элемент. Прихват содержит базовую часть и два выступа, выполненные с возможностью поворота относительно базовой части, при этом упомянутые выступы прихвата расположены с возможностью размещения между ними с зазором не менее 1…2 мм поверхности уступа.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются деформирующий элемент с цилиндрической рабочей поверхностью, прихват деформирующего элемента болтами для переналадки и смены деформирующего инструмента.
Недостатком прототипа является неравномерность изнашивания деформирующего элемента и отсутствие возможности сформировать на поверхности детали регулярный микрорельеф в виде пересекающихся волн заданной амплитуды и шага, а также их изменения в процессе работы.
Задача заявляемого изобретения заключается в создании устройства для поверхностного пластического деформирования.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении производительности выглаживания за счет получения регулярного микрорельефа широкого спектра путем дополнительного наложения осциллирующего движения рабочего деформирующего элемента.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для поверхностного пластического деформирования содержит деформирующий элемент с рабочей поверхностью скругления, прихват деформирующего элемента с болтами для переналадки и смены деформирующего инструмента, согласно изобретению с целью придания деформирующему элементу осциллирующего движения в вертикальном направлении дополнительно содержит мотор-редуктор, механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, инструментальный блок для удобства регулирования угла наклона деформирующего инструмента относительно вертикали.
Отличием заявляемого изобретения от прототипа является то, что устройство для поверхностного пластического деформирования дополнительно содержит мотор-редуктор, механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, инструментальный блок.
Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «новизна».
Компактность и сравнительно малые габариты мотора-редуктора позволяют легко встраивать в конструкцию для осуществления осциллирующего движения инструмента. Выполнение механизма преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное обеспечивает сообщение инструменту нужное возвратно-поступательное движение. Выполнение инструментального блока позволяет удобно поменять инструмент и легко изменять его угол наклона относительно обрабатываемой детали в процессе эксплуатации.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан вид инструмента спереди (поперек оси заготовки), на фиг. 2 - вид А (по фиг. 1).
Устройство для поверхностного пластического деформирования содержит мотор-редуктор 1, плиту 2, на которой смонтированы все узлы приспособления, диск 3, смонтированный на оси мотора-редуктора 1, на диске 3 установлен палец 4, соединяющий диск 3 с подвижной пластиной 5. Конец пальца 4 находится в горизонтальном пазе пластины 5 и способен перемещаться по нему. Диск 3, палец 4 и пластина 5 образуют механизм преобразования вращательного движения в прямолинейное. Подвижная пластина 5 совершает возвратно-поступательное перемещение по направляющим кронштейнам 6, которые прочно закрепляются на плите 2. Инструментальный блок 7 установлен на пластине 5 с помощью болтов 8. Инструментальный блок 7 состоит из диска 9 и вилки 10. На диске 9 имеются радиальные пазы, служащие для поворота инструментального блока относительно пластины 5 путем ослабления болтов 8 и поворачивания инструментального блока 7 на требуемый угол и повторного закрепления. Вилка 10, сваривающаяся с диском 9, имеет У-образный вид для закрепления деформирующего элемента 11 с помощью болтов 12.
Устройство работает следующим образом. Инструмент и все узлы приспособления устанавливают в каретке станка и опирают деформирующий элемент 11 на обрабатываемую поверхность заготовки. Вращательное движение от мотора-редуктора 1 через диск 3 и палец 4 преобразуется в возвратно-поступательное движение пластины 5 по направляющим кронштейнам 6. Пластина 5 вызывает возвратно-поступательное движение инструментального блока 7. Процесс обработки происходит с осциллирующим движением инструмента при его постоянной подаче. При наладке инструмента частота осциллирующего движения инструмента варьируется с помощью мотора-редуктора 1, а угол наклона деформирующего элемента относительно вертикали изменяется поворотом инструментального блока 7 с помощью болтов 8.
Использование заявляемого изобретения позволяет повысить производительность выглаживания за счет получения регулярного микрорельефа широкого спектра путем дополнительного наложения осциллирующего движения рабочего деформирующего элемента.