Пристрій для зміцнення деталі поверхневим пластичним деформуванням

Реферат: Пристрій для зміцнення деталі поверхневим пластичним деформуванням виконаний у вигляді роз'ємного корпусу з робочою камерою, яка оснащена засобом для установки деталі і заповнена кульками. Пристрій оснащений механізмом, виконаним з можливістю створення тиску на масу кульок у камері, у вигляді хоча б одного плунжера, який взаємодіє з масою кульок у робочій камері, та оснащений пристосуванням для прямого та зворотного переміщення плунжера. UA 92623 U (12) UA 92623 U UA 92623 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технології машинобудування, зокрема до обладнання для кінцевої зміцнювальної обробки деталей із складною зовнішньою поверхнею шляхом поверхневого пластичного деформування (ППД), і може бути використана у всіх галузях машинобудування та приладобудування. На даний час відома та використовується в практиці технологія [1], [2], [3] опоряджувальнозміцнюючої обробки шляхом пластичної деформації поверхневого шару деталі сферичними інденторами (кульками), які діють на оброблювану поверхню з певною постійною силою, з одночасним плавним переміщенням ділянки деформації, охоплюючи всю оброблювану поверхню деталі [4]. Така обробка дозволяє поліпшити міцність та фізико-механічні характеристики деталі, забезпечити оптимальну якість матеріалу її поверхневого шару. Серед відомих пристроїв, які реалізують дану технологію, найближчим до запропонованого є пристрій для поверхневого зміцнення деталей складної форми [5]. Цей пристрій виконаний у вигляді роз'ємного корпусу з робочою камерою, яка оснащена засобом для установки деталі, наприклад колінчастого вала, і заповнена сталевими кульками, твердість яких перевищує твердість поверхні оброблюваної деталі. Корпус даного пристрою складається із двох частин, одна із яких нерухома, а друга - встановлена в ній з можливістю переміщення. Для створення статичного тису на кульки у робочій камері рухома частина змонтована у нерухомій частині корпуса за допомогою різьби. Повертаючи рухому частину у різьбі (за допомогою динамометричного ключа), створюють статичний тиск необхідної величини. Рухома частина також прикріплена до генератора ультразвукових коливань. Таким чином, у робочій камері кульки утворюють компактну масу стиснену статичним тиском, які тиснуть на поверхню деталі і одночасно передають їй ультразвукові коливання. Недоліками описаного пристрою є те, що при обробці деталі далеко не вся її поверхня взаємодіє з кульками. Це обмовлено тим, що кульки у робочій камері щільно притиснені одна до одної та до деталі статичним тиском. У цьому стані кульки практично не зміщуються у об'ємі камери, а значить і відносно поверхні деталі, навіть під дією прикладеної до них вібрації. Таким чином, зазнають оброки тільки ділянки поверхні деталі, які примикають до плям контакту кульок з поверхнею деталі. Задачею запропонованої корисної моделі є удосконалення відомого пристрою для зміцнення деталі поверхневим пластичним деформуванням. Поставлена задача вирішується у пристрої для зміцнення деталі поверхневим пластичним деформуванням, що виконаний у вигляді роз'ємного корпусу з робочою камерою, яка оснащена засобом для установки деталі і заповнена кульками, при цьому пристрій оснащений механізмом для створення тиску на масу кульок у камері, запропоновано механізм для створення тиску на масу кульок, виконаний у вигляді хоча б одного плунжера, який взаємодіє з масою кульок у робочій камері, та оснащений пристосуванням для прямого та зворотного переміщення. Технічним результатом від запропонованих удосконалень є те, що пристрій при обробці деталі забезпечує зміну положення кульок відносно поверхні оброблюваної деталі, в результаті чого вся її поверхня зазнає пластичного деформування. Суттєвими ознаками запропонованого способу, спільними з прототипом, є: пристрій для зміцнення деталі поверхневим пластичним деформуванням; пристрій виконаний у вигляді роз'ємного корпусу з робочою камерою; робоча камера оснащена засобом для установки деталі; робоча камера заповнена кульками; пристрій оснащений механізмом для створення тиску на масу кульок у камері; Новими суттєвими ознаками запропонованого способу порівняно з прототипом є: механізм для створення тиску на масу кульок виконаний у вигляді хоча б одного плунжера, який взаємодіє з масою кульок у робочій камері; механізм для створення тиску на масу кульок оснащений пристосуванням для прямого та зворотного переміщення плунжера. Суть запропонованого пристрою ілюструється кресленнями: На Фіг. 1 зображено пристрій для обробки кільцевих деталей (кілець для кільце-крутильних механізмів). На Фіг. 2 зображено схему дії навантаження на кульки та взаємодії кульок і поверхні кільця. На Фіг. 3 те ж у поперечному перерізі кільця. На Фіг. 4 те ж у перерізі деталі площиною перпендикулярною осі кільця. Запропонований пристрій для зміцнення деталі поверхневим пластичним деформуванням виконаний у вигляді роз'ємного корпусу з робочою камерою 1. Роз'ємний корпус складається із власне корпусу 2 (нерухомої частини) та встановленої на ньому швидкоз'ємної кришки 3 з елементами її фіксації (будь-якої відомої для цього конструкції). Робоча камера оснащена 1 UA 92623 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 засобом 4 для установки деталі 5 і заповнена сталевими кульками - інденторами 6. Запропонований пристрій оснащений механізмом для створення тиску на масу кульок у робочій камері, виконаним у вигляді хоча б одного плунжера 7, який взаємодіє із масою кульок у робочій камері. При цьому плунжер встановлений у додатковій камері 8, яка відкрита у робочу камеру і також заповнена кульками - інденторами. Плунжер оснащений пристосуванням для прямого та зворотного переміщення. Це пристосування виконане у вигляді засобу для прикладання до нього зовнішнього зусилля, а для зворотного переміщення плунжер споряджений зворотною пружиною 9. Найдоцільніше пристрій оснащати кількома плунжерами зі спільним пристосуванням для прямого та зворотного переміщення. Запропонований пристрій може мати деякі особливості в конструкції, які обумовлені конкретними умовам його експлуатації, наприклад властивостями оброблюваної деталі та ін. Так конкретний пристрій (Див. Фіг. 2), призначений для обробки кілець кільце-крутильного механізму (ця деталь є маложорсткою та має складу форму), оснащений шістьома плунжерами 7, які встановлені у додаткових камерах 8. Додаткові камери виконані у вигляді осьових отворів у втулках 10, які жорстко приєднані до дна корпусу 2. У дні корпусу виконані наскрізні отвори 11, які сполучають робочу камеру з додатковими камерами (тобто порожнинами у втулках). Кінці плунжерів прикріплені до основи 12. Зворотна пружина 9 встановлена між дном корпуса і основою. На знімній кришці 3 виконана площадка для прикладання зусилля Р. У робочому стані запропонований пристрій встановлюють основою 12 на опору, а прикладання та знімання зусилля Р до кришки здійснюється зовнішнім (пневматичним, гідравлічним, механічним та ін.) засобом. Запропонований пристрій працює наступним чином. Перед обробкою деталі пристрій приводять у робочий стан. Для цього пристрій встановлюють на опору, знімають кришку 3 і деталь 5 встановлюють на засіб 4 у робочій камері 1, заповненій сталевими кульками 6, твердість яких значно перевищує твердість оброблюваної деталі. За цим кришку встановлюють у корпус 2 і фіксують. В результаті цього деталь у робочій камері знаходиться у масі кульок, які з усіх боків оточують її. При обробці деталі за допомогою зовнішнього засобу до площадки на кришці 3 періодично прикладають та знімають дію сили Р. При прикладанні сили корпус 2 з кришкою 3 опускається, стискаючи пружину 9, а плунжери 7 тиснуть на кульки у додаткових камерах, витісняючи їх у робочу камеру, та стискаючи масу кульок у ній. Тиск кришки та плунжерів на кульки передається однаково на всі поверхні в середині робочої камери 1, у тому числі і на поверхню розміщеної там деталі. В результаті на оброблюваних поверхнях деталі з'являються осередки деформацій в зоні контакту з кульками, що рівномірно розподілені по всій поверхні деталі. При знятті дії сили Р повністю знімається тиск на кульки і на поверхню деталі. Під дією пружини 9 корпус 2 піднімається у початкове положення, а об'єм додаткових камер збільшується і частина кульок із робочої камери пересипається до них. В результаті таких зворотно-поступальних рухів корпусу кульки-індентори перемішуються і займають кожен раз випадкове положення, що дає змогу змінювати осередки плям контакту інденторів, та у кінцевому підсумку досягати рівномірного зміцнення по всій площі оброблюваної поверхні. Для зменшення тертя між кульками у робочу камеру доцільно подавати змащуючи - охолоджуючу рідину, наприклад гас або мастило. У проміжках часу, коли зусилля Р зняте, у масі кульок відсунуте взаємне стиснення і вони отримують можливість зміщуватися одна відносно одної та відносно деталі. Зміну положення кульок у камері доцільно інтенсифікувати, наприклад накладенням обертального руху з частотою n або вібрацій з частотою f на робочу камеру. В результаті цього, під дією сил інерції або вібрації відбувається зміщення кульок відносно поверхні оброблюваної деталі, обумовлене різними масами кульок і деталі. Запропонований пристрій, як і пристрій - прототип дає змогу обробляти деталі складної форми, однак переважає над ним тим, що забезпечує повну та рівномірну обробки всієї поверхні деталі деталей будь-якої конфігурації та жорсткості і не потребує складного дорогого обладнання. Джерела інформації: 1. Отделочные операции в машиностроении: Справочник / П.А. Руденко, М.Н. Шуба, В.А. Огнивец и др.: Под общ. ред. проф. П.А. Руденко. - К.: Техніка, 1985. - 136с. 2. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник. - М.: Машиностроение, 1987. - 328с. 3. Папшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 1978. - 152 с. 4. Патент України № 92693 по М. кл. B24B 39/00. 5. Патент RU № 2 137 586 по М. кл. В24В 31/06. 60 2 UA 92623 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 1. Пристрій для зміцнення деталі поверхневим пластичним деформуванням, що виконаний у вигляді роз'ємного корпусу з робочою камерою, яка оснащена засобом для установки деталі і заповнена кульками, причому пристрій оснащений механізмом для створення тиску на масу кульок у камері, який відрізняється тим, що механізм для створення тиску на масу кульок виконаний у вигляді хоча б одного плунжера, який взаємодіє з масою кульок у робочій камері, та оснащений пристосуванням для прямого та зворотного переміщення плунжера. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що пристосування для прямого переміщення плунжера виконане у вигляді засобу для прикладання до нього зовнішнього зусилля, а для зворотного переміщення плунжер споряджений зворотною пружиною. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що плунжер розміщений у додатковій камері, яка заповнена кульками і сполучена з робочою камерою. 4. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що він оснащений кількома плунжерами зі спільним пристосуванням для прямого та зворотного переміщення. 3 UA 92623 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4