Инструмент для отделочно-упрочняющей обработки плоских поверхностей

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования БелорусскоРоссийский университет(72) Авторы Довгалев Александр Михайлович Сухоцкий Сергей Александрович Свирепа Дмитрий Михайлович Рыжанков Дмитрий Михайлович(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(56) МИНАКОВ А.П. и др. Технологические основы пневмовибродинамической обработки нежестких деталей / Под ред. П.И. Ящерицына. - Минск Наука и техника, 1995. - С. 65.11536 1, 2009.10188 1, 2008.1055632 , 1983.2068770 1, 1995.(57) Инструмент для отделочно-упрочняющей обработки плоских поверхностей, содержащий оправку с корпусом из немагнитопроводного материала, кольцевую камеру с шарами-ударниками, кольцевую камеру с деформирующими элементами, отличающийся тем,что содержит магнитную систему в виде кольцевого постоянного магнита для разгона шаров-ударников и устройство регулирования величины радиального расхождения шаровударников, выполненное в виде направляющей втулки, толкателей, тарельчатых пружин и лимба, на торце направляющей втулки выполнена соосная корпусу внутренняя коническая поверхность, с которой контактируют шары-ударники, направляющая втулка установлена в отверстии корпуса с возможностью осевого перемещения, тарельчатые пружины установлены между кольцевым постоянным магнитом и торцом направляющей втулки, толкатели размещены в аксиальных отверстиях корпуса, при этом одной стороной контактируют с торцом направляющей втулки, а другой входят в выполненный на лимбе кольцевой паз и взаимодействуют с его торцом, при этом лимб установлен на оправке с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения. 15262 1 2011.12.30 Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для чистовой обработки ответственных плоских поверхностей деталей машин. Известен инструмент, содержащий корпус, пружину и деформирующий элемент 1. Однако инструмент не позволяет осуществлять упрочняющую обработку с высокой производительностью. Наиболее близким к заявляемому изобретению является инструмент для отделочноупрочняющей обработки плоских поверхностей, содержащий корпус из немагнитопроводного материала, оправку, кольцевую камеру для шаров-ударников, кольцевую камеру для деформирующих элементов, шары-ударники, деформирующие элементы 2. Однако в инструменте-прототипе отсутствует возможность регулирования силы взаимодействия деформирующих элементов с обрабатываемой поверхностью, что снижает технологические возможности инструмента. Задача изобретения - расширение технологических возможностей инструмента за счет регулирования силы динамического взаимодействия деформирующих элементов с обрабатываемой поверхностью. Поставленная задача достигается тем, что инструмент для отделочно-упрочняющей обработки плоских поверхностей, содержащий оправку с корпусом из немагнитопроводного материала, кольцевую камеру с шарами-ударниками, кольцевую камеру с деформирующими элементами, согласно изобретению, содержит магнитную систему в виде кольцевого постоянного магнита для разгона шаров-ударников и устройство регулирования величины радиального расхождения шаров-ударников, выполненное в виде направляющей втулки,толкателей, тарельчатых пружин и лимба, на торце направляющей втулки выполнена соосная корпусу внутренняя коническая поверхность, с которой контактируют шары-ударники,направляющая втулка установлена в отверстии корпуса с возможностью осевого перемещения, тарельчатые пружины установлены между кольцевым постоянным магнитом и торцом направляющей втулки, толкатели размещены в аксиальных отверстиях корпуса, при этом одной стороной контактируют с торцом направляющей втулки, а другой входят в выполненный на лимбе кольцевой паз и взаимодействуют с его торцом, при этом лимб установлен на оправке с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения. Такое выполнение инструмента позволяет регулировать (изменять) величину радиального расхождения шаров-ударников. Вследствие этого изменяется и сила воздействия шаров-ударников на деформирующие элементы. Соответственно изменяется и сила динамического воздействия деформирующих элементов на обрабатываемую поверхность детали, что расширяет технологические возможности инструмента. Изобретение поясняется чертежом. На фигуре показан инструмент для отделочноупрочняющей обработки плоских поверхностей. Инструмент содержит корпус 1 из немагнитопроводного материала, оправку 2, кольцевую камеру 3 для шаров-ударников 4, кольцевую камеру 5 для деформирующих элементов 6. Согласно изобретению, инструмент снабжен магнитной системой в виде кольцевого постоянного магнита 7 для разгона шаров-ударников 4. Инструмент снабжен также устройством регулирования величины радиального расхождения шаров-ударников 4, выполненным в виде направляющей втулки 8, толкателей 9, тарельчатых пружин 10 и лимба 11. На торце направляющей втулки 8 изготовлена внутренняя коническая поверхность 12 соосно оси инструмента. Направляющая втулка8 установлена в отверстии 13 корпуса 1 с возможностью осевого перемещения. Кольцевой постоянный магнит 7 закреплен на оправке 2 посредством стакана 14. Тарельчатые пружины 10 установлены между кольцевым постоянным магнитом 7 и торцом направляющей втулки 8. Толкатели 9 размещены в аксиальных отверстиях 15 корпуса 1,одной стороной контактируют с торцом 16 направляющей втулки 8, а другой входят в кольцевой паз 17 лимба 11 и взаимодействуют с его торцом. Лимб 11 установлен на оправке 2 и перемещается в осевом направлении посредством резьбового соединения. Для предотвращения произвольного поворота лимба 11 предусмотрен фиксатор 18, который закреплен в корпусе 1 и взаимодействует с одним из конических углублений 19, имеющихся на торце лимба 11. 2 15262 1 2011.12.30 Инструмент работает следующим образом. Оправку 2 закрепляют в шпинделе 20, а обрабатываемую плоскую деталь 21 - на столе станка. Оправке 2 сообщают вращение, а детали 21 - движение продольной подачи. При вращении инструмента механическая энергия вращения оправки 2 с корпусом 1 передается шарам-ударникам 5 посредством магнитного поля, создаваемого кольцевым постоянным магнитом 7. В результате шары-ударники 4 разгоняются в окружном направлении с угловой скоростью 1, перемещаясь вдоль кольцевой камеры 3. Шары-ударники 4 периодически сталкиваются с деформирующими элементами 6. Деформирующие элементы 6 под действием динамической силы от шаров-ударников 4 внедряются в поверхность детали 21 и осуществляют ее поверхностное пластическое деформирование. При переналадке инструмента на другую силу деформирования шпиндель 20 станка останавливают. Поворачивают лимб 11 относительно оси инструмента на требуемый угол. При повороте лимб 11 перемещается в осевом направлении посредством резьбового соединения. Предположим, что поворот лимба осуществляется по часовой стрелке. Тогда,перемещаясь вниз, торцовая поверхность паза 17 лимба 11 давит на толкатели 9. Толкатели 9 перемещают на требуемую величину направляющую втулку 8 в направлении к шарам-ударникам 4. Внутренняя коническая поверхность 12 смещает шары-ударники 4 в радиальном направлении, уменьшая величину их радиального расхождения. Это приводит при работе инструмента к изменению силы воздействия шаров-ударников 4 на деформирующие элементы 6. Соответственно, при работе инструмента уменьшается и сила динамического воздействия деформирующих элементов 6 на обрабатываемую поверхность детали 21. Фиксатор 18 входит в конусное отверстие 19 и сохраняет неизменным положение лимба 11 в процессе обработки. При повороте лимба 11 против часовой стрелки величина радиального расхождения шаров-ударников 4 увеличивается, что приводит к увеличению силы динамического воздействия деформирующих элементов на обрабатываемую поверхность детали 21. Инструмент имеет широкие технологические возможности, так как позволяет изменять силовые характеристики процесса упрочнения. В качестве примера конкретного выполнения можно привести отделочноупрочняющую обработку детали на вертикально-фрезерном станке модели ВФ 130. Обрабатываемая деталь - пластина 20030025 из стали 45 ( 250-260), деформирующие элементы - шарики диаметром 12 мм из стали ШХ 15 ( 62-65), шары-ударники - шарики диаметром 15 мм из стали ШХ 15 ( 62-65). Количество шаров-ударников - 15 шт, количество деформирующих элементов - 30 шт. В качестве источника магнитного поля для разгона шаров-ударников использовали кольцевой постоянный магнит с размерами- 803415 мм. Материал магнита - 5. Величина магнитной индукции в зоне расположения шаров-ударников - 0,3 Тл. Режимы обработки частота вращения шпинделя - 1600 мин-1, продольная подача 100 мм/мин. Охлаждение - масло индустриальное. Предлагаемый инструмент обеспечивает изменение радиального вылета шаров-ударников в пределах 5 мм и изменение динамической силы деформирования в широких пределах. Источники информации 1. Чистосердов П.С., Радьков В.В. Совмещенная обработка резанием и поверхностным пластическим деформированием. - М. УТПМ, 1992. -83 с. 2. Минаков А.П., Бунос А.А. Технологические основы пневмовибродинамической обработки нежестких деталей / Под ред. П.И. Ящерицина. - Минск Наука и техника, 1995. - С. 65. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3