Устройство для отделочно-упрочняющей обработки

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Авторы Довгалев Александр Михайлович Свирепа Дмитрий Михайлович Рыжанков Дмитрий Михайлович(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Устройство для отделочно-упрочняющей обработки, содержащее ротор из немагнитного материала, источник магнитного поля, установленный на роторе, щечки, образующие кольцевую камеру, деформирующие элементы, установленные в кольцевой камере,отличающееся тем, что снабжено расположенным на роторе соосно основному источнику магнитного поля дополнительным источником магнитного поля, торцовая поверхность которого взаимодействует с боковой поверхностью одной из щечек поводковым элементом,10065 1 2007.12.30 выполненным в виде оправки из немагнитного материала с соосно закрепленной предохранительной щечкой и с рабочей рифленой поверхностью подвижной опорой, содержащей корпус с выполненным в нем осевым отверстием, в котором установлена с возможностью принудительного осевого перемещения под действием силовой пружины пята и плитой, при этом в пяте выполнена дорожка качения, в которой установлены тела качения, контактирующие с торцом ротора, а рабочая рифленая поверхность оправки выполнена с возможностью сопряжения с аналогичной поверхностью, выполненной на торце ротора. Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для чистовой обработки поверхностей ответственных деталей машин. Известно устройство для отделочно-упрочняющей обработки, содержащее корпус,деформирующие элементы и устройство разгона деформирующих элементов 1. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому изобретению относится устройство для отделочно-упрочняющей обработки, содержащее ротор из немагнитного материала, источник магнитного поля,установленный на роторе, щечки, образующие кольцевую камеру, деформирующие элементы, установленные в кольцевой камере 2. Однако указанное устройство привязано к одной токарной группе станков и не может использоваться на станках других групп (например сверлильных, фрезерных, расточных и др.). Это снижает технологические возможности устройства. При обработке устройством-прототипом невозможно обеспечить большую глубину упрочнения, так как отсутствует фокусирование магнитного потока в зоне кольцевой камеры с деформирующими элементами. Это снижает качественные характеристики упрочненного слоя. В процессе работы устройства-прототипа деформирующие элементы имеют возможность несанкционированно смещаться в радиальном и осевом направлениях, что с учетом больших скоростей окружного вращения, снижает безопасность работы. Задача изобретения - расширение технологических возможностей устройства, повышение качественных характеристик упрочнения и повышение безопасности работы устройства соответственно за счет возможности его использования на станках различных групп (сверлильных, фрезерных, расточных), за счет увеличения глубины деформирования, а также за счет исключения несанкционированного вылета деформирующих элементов из зоны обработки в радиальном и осевом направлениях. Указанная задача достигается тем, что устройство для отделочно-упрочняющей обработки, содержащее ротор из немагнитного материала, источник магнитного поля, установленный на роторе, щечки, образующие кольцевую камеру, деформирующие элементы,установленные в кольцевой камере, согласно изобретению, дополнительно снабжено расположенным на роторе соосно основному источнику магнитного поля дополнительным источником магнитного поля, торцовая поверхность которого взаимодействует с боковой поверхностью одной из щечек поводковым элементом, выполненным в виде оправки из немагнитного материала с соосно закрепленной предохранительной щечкой и с рабочей рифленой поверхностью подвижной опорой, содержащей корпус с выполненным в нем осевым отверстием, в котором установлена с возможностью принудительного осевого перемещения под действием силовой пружины пята и плитой, при этом в пяте выполнена дорожка качения, в которой установлены тела качения, контактирующие с торцом ротора,а рабочая рифленая поверхность оправки выполнена с возможностью сопряжения с аналогичной поверхностью, выполненной на торце ротора. Такое выполнение устройства обеспечивает возможность применения устройства для станков различных групп (сверлильных, фрезерных, расточных и др.), что расширяет технологические возможности инструмента повышение глубины упрочненной поверхности 2 10065 1 2007.12.30 за счет фокусирования магнитного потока в зоне расположения деформирующих элементов повышение безопасности работы устройства, так как исключается радиальный и осевой вылет деформирующих элементов в процессе работы. Изобретение поясняется чертежом. На фигуре показано устройство для отделочноупрочняющей обработки. Устройство содержит ротор 1 из немагнитопроводящего материала, источник магнитного поля в виде постоянного магнита 2, установленный на роторе 1, щечки 3, 4 из магнитопроводящего материала, образующие кольцевую камеру 5, и деформирующие элементы 6, расположенные в кольцевой камере 5. Согласно изобретению, устройство дополнительно снабжено расположенным на роторе 1 соосно основному источнику магнитного поля 2 дополнительным источником магнитного поля в виде постоянного магнита 7, поводковым элементом, выполненным в виде оправки 8 из немагнитного материала с соосно закрепленной предохранительной щечкой 9 и с рабочей рифленой поверхностью 10, подвижной опорой, содержащей корпус 11 с выполненным в нем осевым отверстием, в котором установлена с возможностью принудительного осевого перемещения под действием силовой пружины 12 пята 13, и плитой 14, при этом в пяте 13 выполнена дорожка качения 15, где установлены тела качения 16, контактирующие с торцом 17 ротора 1, а рабочая рифленая поверхность 10 оправки 8 выполнена с возможностью сопряжения с аналогичной поверхностью, имеющейся на торце ротора 1. В конструкцию устройства введен палец 18, исключающий возможность вращения пяты 13 относительно продольной оси устройства. Устройство работает следующим образом. Деталь 19 устанавливают в отверстие 20 корпуса 11. Оправку 8 поводкового элемента закрепляют в шпинделе (патроне) 21 станка. Продольным перемещением оправки 8 рабочую рифленую поверхность 10 вводят в контакт с сопрягаемой рифленой поверхностью, имеющейся на торце ротора 1 устройства. При этом вследствие разностороннего расположения магнитов 2,7 по отношению к деформирующим элементам 6 имеет место фокусирование магнитного потока в зоне кольцевой камеры 5 устройства. Это повышает величину магнитодвижущей силы, действующей на деформирующие элементы 6 (увеличивается жесткость связи деформирующих элементов 6 с ротором 1 устройства). Шпинделю 21 станка сообщается вращение и перемещают с подачейв осевом направлении. Оправка 8 посредством рабочей рифленой поверхности 10 вращает ротор 1 относительно продольной оси. Вместе с ротором 1 вращаются магниты 2, 7 и щечки 3,4. На деформирующие элементы 6 действует как магнитодвижущая сила со стороны магнитов 2,7, так и центробежная сила, возникающая при окружном вращении деформирующих элементов 6. Под действием магнитодвижущей и центробежной сил деформирования элементы 6 взаимодействуют с поверхностью детали 19 и осуществляют ее упрочнение. Так как конструкция устройства обеспечивает фокусирование магнитного потока в зоне расположения деформирующих элементов 6, то это приводит к увеличению магнитодвижущей силы, которая, в свою очередь, увеличивает силу деформирования, соответственно увеличивая глубину упрочнения детали. Качественные характеристики упрочняемого слоя при этом повышаются. Трение ротора 1 при вращении минимальное за счет введения в конструкцию устройства тел качения 16, установленных в дорожке качения 15 и контактирующих с торцом 17 ротора 1. В процессе обработки ротор 1 устройства и пята 13 смещаются в направлении подачи. При этом пята 13 не вращается, поскольку палец 18 предохраняет ее от проворота относительно продольной оси устройства. В процессе обработки дополнительная предохранительная щечка 9 исключает несанкционированный вылет деформирующих элементов 6 из зоны кольцевой камеры 5, что повышает (обеспечивает) безопасность работы устройства. 10065 1 2007.12.30 По окончании обработки шпиндель станка останавливают и перемещают с ускоренной подачей в исходное положение. Силовая пружина 12 при этом возвращает пяту 13 и ротор 1 устройства в начальное положение. Оправка 8 выполнена в нескольких исполнениях, которые имеют как цилиндрический,так и конический хвостовик. Это позволяет закреплять оправку 8 на станках различных групп (сверлильных, фрезерных, расточных и др.) и осуществлять упрочняющую обработку поверхностей деталей на различном оборудовании, что расширяет технологические возможности устройства. В качестве примера конкретного выполнения можно привести упрочняющую обработку внутренней поверхности втулки из материала Д 16 Т. Диаметр отверстия 65 мм, длина обработки 50 мм. Толщина стенки 10 мм. Обработку осуществляли на вертикальнофрезерном станке модели ВФ-130. В качестве деформирующих элементов использовались шарики диаметром 9,7 мм (ШХ 15, э 62). В качестве источников магнитного поля использовались магниты с радиальной намагниченностью. Размеры магнитовосновного магнита - 401610, дополнительного магнита - 582512. Материал магнитов 5. Величина магнитной индукции в зоне расположения деформирующих элементов 0,4 Тл. Режимы обработки скорость вращения ротора - 246 м/мин, осевая подача - 63 мм/мин. Охлаждение - масло индустриальное. При обработке заявляемым устройством обеспечена максимальная глубина упрочнения 0,5 мм (при обработке инструментом прототипом глубина упрочнения составляла 0,25 мм). Предлагаемое устройство обеспечивает повышение качественных характеристик обработки, так как повышает глубину упрочняемого слоя. Источники информации 1. Ящерицин П.И., Минаков А.П. Упрочняющая обработка нежестких деталей в машиностроении. - Мн. Наука и техника, 1986. - С. 28. 2. Патент РФ 2068764, 1996. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4