Гідроімпульсний віброударний пристрій для деформаційного зміцнення деталей

Реферат: Гідроімпульсний віброударний пристрій для деформаційного зміцнення деталей містить корпус квадратного перерізу з ніжкою кріплення його в стандартизованому різцетримачі верстата, порожнини підводу та відводу енергоносія, стакан, в який впирається поршень-ударник, прорізну пружину, регулюючий гвинт, законтрений контргайкою, який через кульку контактує з опорним штовхачем, інструмент, закріплений на інструментальній державці, штуцери підводу та відводу енергоносія з гідробака. В корпусі виконано паз, в який вставлена гільза, по якій ковзає поршень-ударник, що виконує роль золотника і є запірним елементом однокаскадного генератора імпульсів тиску з параметричним принципом генерування імпульсів тиску, об дно якої обперта прорізна пружина, яка іншим торцем обперта на опорний штовхач, на другий торець якого обперта кулька, яка протилежною півсферою завальцована в законтреному контргайкою регулюючому гвинті, який загвинчений в різьбовий отвір стакана, який законтрений контргайкою та закріплений в різьбовому отворі кришки, яка закріплена на корпусі за допомогою гвинтів та внутрішнім торцем фіксує гільзу. UA 103585 U (54) ГІДРОІМПУЛЬСНИЙ ВІБРОУДАРНИЙ ПРИСТРІЙ ДЛЯ ДЕФОРМАЦІЙНОГО ЗМІЦНЕННЯ ДЕТАЛЕЙ UA 103585 U UA 103585 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області машинобудування, а саме призначена для механічної обробки тиском, з метою поверхневого зміцнення деталей із сталей та їх сплавів поверхневою пластичною деформацією. Відомий пристрій для зміцнювально-чистової обробки валів [Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. Справочник. - М.: Машиностроение, 1987, с. 87 и 88, рис 71], що містить корпус, деформуючий і підтримуючий інструменти, гідроциліндри статичного навантаження, циліндр з поршнем-ударником, гідропневмоакумулятор тиску, що з'єднаний зі штоковою порожниною гідроциліндра, обертальний розподільник з низкою напірних і зливних вікон, зміщених одне відносно одного, та гідромотор. Конструкція пристрою не дозволяє досягти високого ступеня зміцнення обробленої поверхні внаслідок нехтування хвильовими процесами. Також недоліками є застосування гідромотора, який вимагає додаткових витрат енергії, наявність невикористаної енергії, що призводить до перевантаження вузлів пристрою, та низька якість обробки поверхні. Найбільш близьким аналогом до пристрою, що заявляється, є гідроімпульсний віброударний пристрій для деформаційного зміцнення деталей [Патент Україна № 81039, м. кл. опубліковано 25.06.2013, бюл. № 12 В24В 39/04 2006]. Гідроімпульсний віброударний пристрій для деформаційного зміцнення деталей містить корпус квадратного перерізу, поршень-ударник, порожнини підводу та відводу енергоносія. Корпус, на якому встановлено штуцери підводу та відводу енергоносія з гідробака з ніжкою кріплення його в стандартизованому різцетримачі верстата, в якому розміщено поршень-ударник. Поршень-ударник містить кульку, яка є запірним елементом однокаскадного генератора імпульсів тиску (ГІТ) клапанного типу з параметричним принципом генерування імпульсів тиску. Кулька однією півсферою обперта об внутрішню розточку поршня-ударника, а іншою півсферою обперта на торець циліндричного штовхача, який через виту пружину та опорний штовхач контактує із кулькою, що завальцьована в регулюючому гвинті, розміщеному у стакані. Стакан закріплений в розточці корпусу, та упирається в прорізну пружину, яка контактує, через плунжер, із внутрішньою розточкою поршень-ударника, що протилежним торцем обпертий через пакет тарілчастих пружин об дно внутрішньої розточки корпусу, в якій, в свою чергу, виконано наскрізний отвір глухого перерізу, в якому розміщена інструментальна державка. Недоліками пристрою є недостатня площа поперечного перерізу зливної щілини під час відкриття запірного елемента ГІТ (кульки) та сполучення напірної і зливної порожнин пристрою, внаслідок чого спад тиску "закриття" ГІТ сповільнюється, що зменшує кінетичну (корисну енергію удару) енергію поршня - ударника під час його зворотного руху, а також складність забезпечення точності взаємного розташування поршень-ударника в корпусі при їх виготовленні. В основу корисної моделі поставлена задача створення гідроімпульсного віброударного пристрою для деформаційного зміцнення деталей із вбудованим ГІТ, в якому за рахунок введення нових конструктивних рішень досягається збільшення, у порівнянні з аналогом, енергії удару та підвищення технологічності конструкції. Поставлена задача вирішується тим, що гідроімпульсний віброударний пристрій для деформаційного зміцнення деталей, який містить корпус квадратного перерізу з ніжкою кріплення його в стандартизованому різцетримачі верстата, порожнини підводу та відводу енергоносія, стакан, в який впирається поршень-ударник, прорізну пружину, регулюючий гвинт, законтрений контргайкою, який через кульку контактує з опорним штовхачем, інструмент закріплений на інструментальній державці, штуцери підводу та відводу енергоносія з гідробака, в корпусі виконано паз, в який вставлена гільза, по якій ковзає поршень-ударник, що виконує роль золотника і є запірним елементом однокаскадного генератора імпульсів тиску з параметричним принципом генерування імпульсів тиску, об дно якої обперта прорізна пружина, яка іншим торцем обперта на опорний штовхач, на другий торець якого обперта кулька, яка протилежною півсферою завальцьована в законтреному контргайкою регулюючому гвинті, який загвинчений в різьбовий отвір стакана, який законтрений контргайкою та закріплений в різьбовому отворі кришки, яка закріплена на корпусі за допомогою гвинтів та внутрішнім торцем фіксує гільзу. На кресленні (фіг. 1) представлено будову гідроімпульсного віброударного пристрою для деформаційного зміцнення деталей, на фіг. 2 представлено поперечний переріз пристрою. Пристрій містить корпус квадратного перерізу 1, в який загвинчено штуцери підводу 13 та відводу 14 енергоносія з гідробака 16, у внутрішню розточку корпусу встановлена гільза 4, зафіксована в розточці корпусу за допомогою кришки 2, яка закріплена на корпусі гвинтами 12, в різьбовий отвір кришки загвинчений стакан 5, законтрений контргайкою 7, в різьбовий отвір 1 UA 103585 U 5 10 15 якого загвинчений регулюючий гвинт 8, законтрений контргайкою 9, в який завальцьована кулька 11, що контактує з опорним штовхачем 10, обпертим на прорізну пружину 6, яка обперта об дно розточки поршень-ударника 3, який містить інструментальну державку 15, на якій встановлено інструмент. Робочий цикл гідроімпульсного віброударного пристрою для деформаційного зміцнення деталей здійснюється за такими етапами: 1) зростання тиску робочої рідини (енергоносія) в напірній порожнині А пристрою до рівня, достатнього для перетворення стаціонарного опору, обумовленого попередньою деформацією пружних елементів - поршня-ударника 3 та прорізної пружини 6 і сили притиску FПР.; 2) початок руху поршня-ударника 3 і зв'язаних з нею інших рухомих елементів пристрою в момент перевищення в порожнині А тиску стаціонарного опору pс(рА≥рс); 3) зростання в порожнині А тиску енергоносія до рівня рА≥р1 під час проходження золотникової частини поршня - ударника 3 першого додатного перекриття hд1 та відкриття запірного елемента ГІТ (золотникової частини поршня - ударника 3) і порушення герметизації запірного елемента ГІТ, яке спричиняє практично миттєве зростання тиску в проміжній порожнині (утвореній поршнем-ударникам 3 та гільзою 4) до рівня p1; 4) після відкриття запірного елемента ГІТ і сполучення нагнітальної порожнини А з проміжною збільшується площа поршня і дія тиску енергоносія на всю площу ƒ 2 2 ( ƒ 2   d2  d3 ) поршня-ударника 3 спричиняє його прискорений рух на шляху другого 2 4 додатного перекриття hд2 (причому h д  h д ); п2 п1  20 25 30   pc  ƒ1  Fпр  k1  k 2 h02 , 35 (1) де h02 - попередня деформація пружинної частини поршня-ударника 3 та прорізної пружини 6, яка в пропонованій конструкції є постійною і досягається загвинчуванням стакана 5 та 2 2 регулюючого гвинта 8; ƒ1   d1  d3 - робоча площа поршня-ударника 3 в закритому 4 положенні запірного елемента ГІТ з боку напірної порожнини А; k1 та k2 - відповідно жорсткості прорізної пружини та пружної частини поршня-ударника. Тиск в момент відкриття ГІТ (етап 3) можна, за нехтування сили тертя, описати рівнянням:  40  5) переміщення запірного елемента ГІТ на шляху від'ємного перекриття hв hп  hв  h д п п2 п і сполучення напірної порожнини А зі зливною С пристрою, яка через штуцер 14 приєднана до гідробака 16 насосної станції привода пристрою (на кресленні умовно не показані); 6) зменшення тиску енергоносія в гідросистемі пристрою, до рівня тиску закриття р 2 пристрою і початок зворотного руху поршня-ударника і зв'язаного з нею оброблюваного інструмента; 7) переміщення поршня-ударника 3 з системою різця на величину hрз зворотного ходу і ударна взаємодія інструмента із заготовкою, що обробляється; 8) початок нового циклу роботи пристрою. На кожному з описаних етапів робочого циклу пристрою мають місце певні співвідношення сил, що діють на ланки пристрою, з яких можна визначити характерні силові та геометричні параметри робочого циклу. Тиск рс стаціонарного опору може бути знайдений з рівняння: p1  k1  k 2 h02  h д 1 ƒ1 ,  (2) де h д - перше додатне перекриття. 1 Тиск "закриття" ГІТ (етап 6) можна оцінити за формулою: 45 p2  k1  k 2 h02  hд ƒ2 2  hв п , (3) 2 UA 103585 U   2 де hв - від'ємне перекриття; h д - друге додатне перекриття; ƒ 2   d2  d3 - робоча 2 п 2 4 площа поршня-ударника 3 в відкритому положенні запірного елемента ГІТ. Співвідношення між тисками "відкриття" р1 і "закриття" р2 ГІТ можна установити за допомогою залежностей (2) і (3): 5 p1   p 2 ƒ 2  k1  k 2  h д1  h д 2  hв п ƒ1 , (4) Тиск "закриття" р2 зв'язаний з тиском рс стаціонарного опору залежністю p2  10 pc  ƒ1  Fпр 20 ƒ2 2  hвп . (5) Рівень тиску рс стаціонарного опору відносно тиску р1 "відкриття" ГІТ можна установити із залежностей (1) і (2): pc  p1  15 ƒ2 k1  k 2 hд  k1  k 2 h д 1 ƒ1  Fпр ƒ1 . (6) Регулювання тиску "відкриття" ГІТ здійснюється за допомогою регулюючого гвинта 8, законтреного контргайкою 9, який через кульку 11, опорний штовхач 10 та прорізну пружину обпирається об запірний елемент ГІТ (поршень-ударник 3). Регулювання попередньої деформації пружинної частини поршня-ударника здійснюється за допомогою стакана 5, законтреного контргайкою 7, який загвинчується в різьбовий отвір кришки 2, яка кріпиться на корпусі 1 за допомогою гвинтів 12. На інструментальній державці 15 встановлюється необхідний інструмент. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 Гідроімпульсний віброударний пристрій для деформаційного зміцнення деталей, який містить корпус квадратного перерізу з ніжкою кріплення його в стандартизованому різцетримачі верстата, порожнини підводу та відводу енергоносія, стакан, в який впирається поршеньударник, прорізну пружину, регулюючий гвинт, законтрений контргайкою, який через кульку контактує з опорним штовхачем, інструмент закріплений на інструментальній державці, штуцери підводу та відводу енергоносія з гідробака, який відрізняється тим, що в корпусі виконано паз, в який вставлена гільза, по якій ковзає поршень-ударник, що виконує роль золотника і є запірним елементом однокаскадного генератора імпульсів тиску з параметричним принципом генерування імпульсів тиску, об дно якої обперта прорізна пружина, яка іншим торцем обперта на опорний штовхач, на другий торець якого обперта кулька, яка протилежною півсферою завальцьована в законтреному контргайкою регулюючому гвинті, який загвинчений в різьбовий отвір стакана, який законтрений контргайкою та закріплений в різьбовому отворі кришки, яка закріплена на корпусі за допомогою гвинтів та внутрішнім торцем фіксує гільзу. 3 UA 103585 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4