Пристрій для зміцнюючого та чистового обкатування поверхонь тіл обертання зі стабілізацією робочого зусилля

Реферат: UA 71119 U UA 71119 U 5 10 15 20 25 30 35 Пристрій належить до галузі обробки матеріалів тиском, а саме до зміцнюючої технології. Відомо однороликовий пристрій для зміцнюючого обкатування поверхонь [див. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник. М.: Машиностроение, 1987. - С. 84, рис. 69, б], роликовий вузол встановлений на штоку, що переміщується з пружинами, сила нижньої пружини передається безпосередньо на ролик, а сила верхньої пружини передається через важіль. Важіль встановлений в корпусі пристрою на опорах ковзання. Ознаки, співпадаючі з істотними ознаками пристрою, що заявляється: - як деформуючий елемент застосований тороїдальний ролик; - регулювання зусилля обкатування здійснюється за допомогою зміни стискання пружини; - передача зусилля до ролика здійснюється через важіль. Причина, яка перешкоджає отриманню необхідного технічного результату, наступна: при установці важеля на опорах ковзання, між корпусом пристрою і важелем виникають сили тертя, що впливають на робоче зусилля обкатування і створюють хвилястість на поверхні деталі, що оброблюється. Найближчим по технічній суті до пристрою, що заявляється, є пристрій, з пружиною малої жорсткості, для обкатування роликом тіл обертання [див. Браславский В.М. Технология обкатки крупных деталей роликами. 2-е издание. -М.: Машиностроение, 1975. - С. 74, рис. 31, а], в якому поворотний важіль з роликом встановлений в корпусі пристрою на опорах ковзання. Ознаки, співпадаючі з істотними ознаками пристрою, що заявляється: - як деформуючий елемент застосований тороїдальний ролик; - встановлення підтискної гайки на радіально-упорному підшипнику; - роликовий вузол переміщується відносно корпуса. Причина, яка перешкоджає отриманню необхідного технічного результату, наступна. Коефіцієнт тертя в підшипниках ковзання, на яких установлений поворотний важіль, становить fc =0,050,1. Сили тертя в опорах роликового вузла складуються з робочим зусиллям пружинячого елемента обкатного пристрою, впливають на величину зусилля обкатування; при наявності радіального биття ролика сили тертя в процесі обкатування стають змінними за величиною і напрямком. Основною причиною появи хвилястості на поверхні деталей, що оброблюються, є коливання зусилля обкатування за рахунок радіального биття ролика. Крок хвилі Sw при некратних відношеннях D д / Dр , де D д , Dр відповідно діаметри деталі і ролика. Точками на розгортці сліду ролика при коченні його по деталі відмічені місця, максимального значення зусилля Р (фіг. 1). Точки, зсуваючись по поверхні деталі, утворюють гвинтові лінії з кроком Sw, переважаючим величину S подачі ролика. Уздовж цих ліній деформація метала поверхневого шару деталі утворюється більша, ніж в проміжках між ними, що і обумовлює появу хвилястості. Із подібності трикутників ABC і A1B1C отримаємо S w  DpS /(DpN  D д ) 40 45 50 55 де: N  D д / Dр  1 (тут D д / Dр - ціла частина відношення). Даний вираз справедливий для випадку, коли виключено проковзування ролика по деталі при їх взаємному обертанні, при наявності проковзування фактичний крок хвилі може значно відрізнятися від розрахункового. Розвертанням осі ролика навколо перпендикуляра до поверхні контакту в ту або іншу сторону можна змінити ступінь проковзування ролика і тим самим вплинути на величину Sw В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити пристрій для чистового та зміцнюючого обкатування тіл обертання різних діаметрів, шляхом установки поворотного важеля на опорах кочення. В підшипниках кочення коефіцієнт тертя становить fк =0,0030,008, тому стабілізація сили Р при установці роликового вузла на підшипниках кочення досягається істотним зменшенням сил тертя в опорах роликового вузла. Це приведе до усунення хвилястості на поверхні деталі, що оброблюється. Суть корисної моделі полягає в пристрої для зміцнюючого та чистового обкатування тороїдальним роликом поверхонь тіл обертання, що містить корпус з встановленим в ньому на опорах тертя поворотним важелем, в якому змонтований роликовий вузол з деформуючим елементом та пружинячим механізмом, що складається із пружини, підтискної гайки, тяга, вісь і поворотний важіль, яке відрізняється тим, що поворотний важіль встановлений в корпусі на опорах кочення. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між істотними ознаками пристрою, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, необхідно відзначити наступне. 1 UA 71119 U 5 10 15 20 25 Істотна ознака пристрою, що заявляється: - на опорах поворотного важеля роликового вузла встановлені замість підшипників ковзання підшипники кочення; Істотна ознака пристрою, що заявляється, дозволить ліквідувати хвилястість на поверхні деталі, що оброблюється. Суть корисної моделі пояснюється прикладеними кресленнями. На фіг. 2 зображено пристрій, поздовжній переріз; на фіг. 3 переріз А-А фіг. 2; на фіг. 4 переріз В-В фіг. 2; на фіг. 5 переріз Б-Б фіг. 2; на фіг. 6 вид Г фіг. 3. В пристрої для чистового та зміцнюючого обкатування поверхонь тіл обертання ролик 1 встановлений за допомогою підшипників 13 та 15 на осі 8. Зусилля пружини 7 через тягу 6, вісь 9 та важіль 2 передається на ролик 1 та прикладається до деталі, що оброблюється. Важіль 2 встановлений на осі 10 за допомогою, згідно з корисною моделлю, голчатого 14 і упорних 15 підшипників та легко повертається відносно корпуса 4. Пристрій працює наступним чином. Корпус 4 закріплюється в різцетримач токарно-гвинторізного верстата, при стисненні пружини 7 за допомогою гайки 3, зусилля через тягу 6 і вісь 9 передається на поворотний важіль 2, що встановлений на упорних 15 та гольчатому 14 підшипниках. Важіль легко переміщується навколо осі 10 відносно корпусу 4 і підтискає ролик до деталі, що оброблюється, за допомогою поперечної подачі різцетримача. При обертанні деталі із швидкістю обкатування Vo та продольною подачею S супорта верстата, за рахунок сили тертя ролик 1 прокочується по поверхні деталі i деформує поверхневий шар. Жорсткість важільно-пружинного механізму становить 0,745 кН/мм. Зусилля пружини Рпр визначається величиною її стискання fnp в міліметрах і розраховується по залежності: Pnp  Jnp  fnp 30 35 дe jnp жорсткість пружини, jnp=0,472 кН/мм. Зусилля обкатування Р на ролику в кН визначається по залежності P  Pnp  60 / 38  fnp  0,472  60 / 38  0,745fnp , де 60 и 38 величини пліч зусилля пружини та зусилля на ролику відповідно в міліметрах. Таким чином, за рахунок установки поворотного важеля на опорах кочення, знижують силу тертя в опорах повороту важеля більше як на порядок, стабілізують за рахунок цього зусилля обкатування, усувається виникнення хвилястості на обкатаній поверхні і при зміцнюючому обкатуванні (кут втискання ролика в поверхню деталі  =5°). Таким чином здійснюють поєднання чистового і зміцнюючого обкатування деталей обертання. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 Пристрій для зміцнюючого та чистового обкатування тороїдальним роликом поверхонь тіл обертання, що містить корпус з встановленим в ньому на опорах тертя поворотним важелем, в якому змонтований роликовий вузол з деформуючим елементом та пружинячим механізмом, що складається із пружини, підтискної гайки, тяга, вісь і поворотний важіль, який відрізняється тим, що поворотний важіль встановлений в корпусі на опорах кочення. 2 UA 71119 U 3 UA 71119 U 4 UA 71119 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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 5