УСТАНОВКА ДЛЯ ПРАВКИ ВАЛОВ С ОДНОВРЕМЕННОЙ ОТДЕЛОЧНО-УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКОЙ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к устройствам для правки с одновременной отделочно-упрочняющей обработкой поверхностным пластическим деформированием нежестких валов и может быть использована в любой отрасли машиностроения, а также на ремонтных заводах и станциях.
Известно устройство для правки с одновременным накатыванием деталей типа вала, содержащее корпус со смонтированными в нем правящим и опорным роликами, причем касательная к рабочим поверхностям правящего и опорного роликов со стороны, обращенной к рабочей зоне, параллельна оси вращения правящего и опорного роликов, причем оно снабжено двумя осями, установленными в корпусе по обе стороны от оси вращения правящего и опорного роликов, параллельно этой оси двумя имеющими реборды дисками, смонтированными на дополнительных осях, лентой, образующей рабочую поверхность опорного ролика, охватывающей диски и уложенной между ребордами дисков, и средством натяжения ленты, (авторское свидетельство СССР №1696284, МПК 5 В24В 39/04, заявитель: Новгородский политехнический институт, опубликовано: 07.12.1991 г.)
Также известно устройство для правки валов, содержащее станину, соосно смонтированные на ней две центровые опоры, одна из которых установлена с возможностью вращения относительно своей продольной оси, размещенный на станине между центровыми опорами с возможностью перемещения вдоль продольной оси центровых опор и перпендикулярно ей нагружатель в виде плунжерного гидроцилиндра, на конце плунжера которого шарнирно закреплен обкатной элемент в виде шарика или ролика, установленную на станине между центровыми опорами промежуточную опору, причем промежуточная опора выполнена в виде жестко закрепленного на станине корпуса с отверстием, продольная ось которого совпадает с продольной осью центровых опор, и расположенной в отверстии корпуса с возможностью вращения в нем разрезной эксцентриковой втулки, а устройство снабжено закрепленной на торцовой поверхности плунжера расположенной во внутренней полости цилиндра амортизирующей шайбой из эластичного материала, (авторское свидетельство СССР №1189533, МПК 4 В21D 3/16, заявитель: Предприятие П/Я А-1944, опубликовано: 07.11.1985 г.)
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, содержащее передний и задний центры станка, зажимные механизмы, соответственно, передней и задней бабок, внутренние подвижные кольца, расположенные в плоскостях, перпендикулярных к оси центров, наружные подвижные кольца, выставленные также, как и внутренние кольца, деформирующее устройство, закрепленное в резцедержателе станка, цилиндр, инструмент, опорный элемент, рычаги, привод главного движения, поводок. (патент РФ №2021098, МПК 5 В24В 39/04, В21D 3/16, опубл. 15.10.1994).
Недостаток известных технических решений состоит в недостаточные производительность и эффективность исправления коробления нежестких валов. Низкая производительность правки обусловлена большой трудоемкостью процесса предварительного упругого деформирования вала, осуществляемого путем приложения изгибающих моментов. Недостаточная эффективность исправления коробления валов обусловлена погрешностью правки, возникающей вследствие изменения глубины внедрения деформирующего инструмента из-за радиального биения детали при ее планетарном вращении вокруг линии центров.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение качества нежестких валов.
Технический результат заключается в повышение производительности и точности правки нежестких валов с одновременным упрочнением их поверхности.
Технический результат достигается тем, что установка для правки валов с одновременной отделочно-упрочняющей обработкой, содержащая станину, соосно смонтированные на ней две центровые опоры, одна из которых установлена с возможностью вращения относительно своей продольной оси, размещенный на станине между центровыми опорами с возможностью перемещения вдоль продольной оси центровых опор и перпендикулярно ей деформирующее устройство, на конце которого закреплен обкатной элемент в виде шарика или ролика, гидроцилиндр, дополнительно содержит каретку с установленными обкатными роликами и приводом от винтовой пары, причем каретка с обкатными роликами расположена со стороны противоположной деформирующему устройству.
Конструкция заявляемого технического решения показана на:
фиг.1 - установка для правки валов с одновременной отделочно-упрочняющей обработкой в положении предварительного упругого деформирования вала;
фиг.2 - установка для правки валов с одновременной отделочно-упрочняющей обработкой в положении начала правки вала;
фиг.3 - разрез А-А на фиг.2;
Заявляемое техническое решение может быть реализовано в конструкции установки для правки валов с одновременной отделочно-упрочняющей обработкой, включающей передний 2 и задний 3 центры токарного станка (на фигурах не показан), в которых закреплен вал 1, винтовую пару 4, каретку 5, призму 6, опорные ролики 7, деформирущий инструмент 8, гидроцилиндр 9.
Установка для правки валов с одновременной отделочно-упрочняющей обработкой устроена и функционирует следующим образом.
Предварительно обкатывающее устройство с деформирующим инструментом 8 в виде шара или ролика закрепляют в резцедержателе, а механизм предварительного нагружения обрабатываемой детали 1, состоящий из винтовой пары 4, каретки 5 и опорного элемента, выполненного в виде призмы 6 с двумя сглаживающими роликами 7, - на суппорте токарного станка.
Обрабатываемая деталь 1 устанавливают в переднем 2 и заднем 3 центрах токарного станка в положении выпуклостью к деформирующему инструменту 8. С вогнутой стороны вала 1 прикладывают поперечную силу со стороны опорного элемента путем перемещения каретки 5 посредством винтовой пары 4. Таким образом, осуществляют предварительное упругое деформирование детали 1 в плоскости коробления вала 1 в направлении деформирующего инструмента 8. В таком положении механизм предварительного нагружения обрабатываемой детали 1 и обкатывающее устройство перемещают вдоль образующей детали 1 к началу обрабатываемого участка детали 1. К детали 1 подводят деформирующий инструмент 8 и устанавливают давление в гидроцилиндре 9. При этом деформирующий инструмент 8 поджимается к обрабатываемой поверхности детали 1 с усилием. Включают привод вращения детали 1, а обкатывающему устройству и механизму предварительного нагружения обрабатываемой детали 1 сообщают продольное движение подачи. Деталь 1 в процессе обработки вращается вокруг своей центральной оси, смещенной относительно линии центров 2, 3 в каждом поперечном сечении обрабатываемого участка.
Достижение положительного эффекта правки объясняется следующим.
При вращении деталь 1 испытывает знакопеременное нагружение, которое обусловлено предварительным упругим деформированием и короблением детали 1. При повороте исходной вогнутой стороны детали 1 к деформирующему инструменту 8 в его поверхностном слое всегда возникает упругая деформация растяжения большая по величине, чем при повороте исходной выпуклой стороны. Эта деформация складывается с упруго-пластической деформацией, которая развивается в поверхностном слое детали 1 под силовым воздействием деформирующего инструмента 8 в процессе поверхностного упрочнения. При этом сглаживающие ролики 7, имеющие форму цилиндра с прямолинейной образующей, при обработке не осуществляют пластическую деформацию материала поверхностного слоя детали. В результате сложения деформаций, вызываемых действием инструмента 8 и поперечной силы со стороны опорного элемента, поверхностный слой по контуру поперечного сечения вала получает различную интенсивность пластической деформации материала. При этом поверхностный слой с вогнутой стороны вала получает большую интенсивность пластической деформации, чем с выпуклой стороны. Неравномерное распределение по контуру поперечного сечения детали 1 интенсивности пластической деформации материала обеспечивает его выпрямление. Таким образом, одновременно с обкаткой поверхности детали 1 идет процесс его правки строго в плоскости коробления.
Применение полезной модели позволяет повысить производительность и точность правки нежестких валов с одновременным упрочнением их поверхности.