Инструмент 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) Инструмент для отделочно-упрочняющей обработки, содержащий корпус с направляющей поверхностью, щечки, образующие кольцевую камеру, деформирующие элементы, расположенные в кольцевой камере с возможностью радиального и окружного перемещения, ограничитель радиального перемещения деформирующих элементов и устройство разгона деформирующих элементов, выполненное в виде ротора из немагнитного материала, основного источника магнитного поля, установленного соосно на роторе, и привода вращения ротора, отличающийся тем, что включает идентичный основному источнику магнитного поля дополнительный источник магнитного поля, установленный неподвижно на одной из щечек соосно основному источнику магнитного поля, компенсатор,включающий втулку с рабочей и направляющей поверхностями, пружину и поджимную гайку, при этом направляющая поверхность втулки установлена соосно оси инструмента 10188 1 2008.02.28 с возможностью сопряжения с направляющей поверхностью корпуса, взаимодействия торцом с пружиной, охватывающей направляющую поверхность корпуса, и осевого перемещения, рабочая поверхность втулки выполнена из магнитопроводящего материала, ее внутренний диаметр равен диаметру окружности, проходящей через вершины деформирующих элементов, а длина рабочей поверхности втулкивыбрана из выражения/2,где Н - ширина кольцевой камеры, - толщина щечки инструмента. Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для чистовой обработки поверхностей ответственных деталей машин. Известен инструмент для отделочно-упрочняющей обработки, содержащий корпус,деформирующие элементы и устройство разгона деформирующих элементов 1. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому изобретению относится инструмент для отделочно-упрочняющей обработки, содержащий корпус, щечки, образующие кольцевую камеру, деформирующие элементы, расположенные в кольцевой камере с возможностью радиального и окружного перемещения, ограничитель радиального перемещения деформирующих элементов и устройство разгона деформирующих элементов, выполненное в виде ротора из немагнитного материала, источника магнитного поля, установленного соосно на роторе, и привода вращения ротора 2. В начальный момент вступления в работу деформирующих элементов инструмента имеет место асимметричное замыкание магнитного потока (магнитный поток замыкается на ближе расположенную к детали щечку, деформирующие элементы и край магнитопроводящей детали). Затем при вхождении инструмента в полость детали магнитный поток располагается симметрично, так как он замыкается равномерно на обе щечки инструмента, на деформирующие элементы и деталь. Таким образом, в процессе работы инструмента по длине обработки на деформирующие элементы действует различная по величине магнитодвижущая сила. В связи с этим различна по величине и сила воздействия деформирующих элементов на обрабатываемую поверхность. Качественные характеристики упрочняемой поверхности по длине обработки неравномерны. Также при вступлении в работу деформирующих элементов металл под действием силы деформирования пластически перераспределяется в направлении наименьшего сопротивления, т.е. в направлении торца упрочняемой детали, в результате чего профиль торца искажается (имеет криволинейную образующую), что снижает точность обработки. При работе данным инструментом на холостом режиме деформирующие элементы расходятся максимально в радиальном направлении и взаимодействуют с ограничителем радиального перемещения. При этом под действием динамической силы ограничитель деформируется и изменяет размеры, что уменьшает его долговечность. Задача изобретения - повышение качества упрочнения поверхности за счет обеспечения равномерности характеристик упрочнения по длине обработки повышение точности обработки за счет исключения искажения профиля торца упрочняемой детали повышение долговечности инструмента за счет уменьшения износа ограничителя радиального перемещения деформирующих элементов. Указанная задача достигается тем, что инструмент для отделочно-упрочняющей обработки, содержащий корпус с направляющей поверхностью, щечки, образующие кольцевую камеру, деформирующие элементы, расположенные в кольцевой камере с возможностью радиального и окружного перемещения, ограничитель радиального перемещения деформирующих элементов и устройство разгона деформирующих элементов, выполненное в 2 10188 1 2008.02.28 виде ротора из немагнитного материала, основного источника магнитного поля, установленного соосно на роторе, и привода вращения ротора, согласно изобретению, включает идентичный основному источнику магнитного поля дополнительный источник магнитного поля, установленный неподвижно на одной из щечек соосно основному источнику магнитного поля, компенсатор, включающий втулку с рабочей и направляющей поверхностями,пружину и поджимную гайку, при этом направляющая поверхность втулки установлена соосно оси инструмента с возможностью сопряжения с направляющей поверхностью корпуса, взаимодействуя торцом с пружиной, охватывающей направляющую поверхность корпуса, и осевого перемещения, рабочая поверхность втулки выполнена из магнитопроводящего материала, ее внутренний диаметр равен диаметру окружности, проходящей через вершины деформирующих элементов, а длина рабочей поверхности втулкивыбрана из выражения/2,где Н - ширина кольцевой камеры, - толщина щечки инструмента. Такое выполнение инструмента обеспечивает одинаковую величину силы деформирования по всей длине обрабатываемой детали, что повышает качество упрочняемой поверхности исключение пластического перераспределения металла в направлении торца упрочняемой детали (за счет введения в конструкцию инструмента компенсатора), что повышает точность обработки уменьшение износа ограничителя радиального перемещения деформирующих элементов и повышение долговечности инструмента. Изобретение поясняется чертежом. На фиг. 1 показан инструмент для отделочноупрочняющей обработки. На фиг. 2 показано поперечное сечение кольцевой камеры. Инструмент содержит корпус 1 с направляющей поверхностью 2, щечки 3, 4, образующие кольцевую камеру 5, деформирующие элементы 6, расположенные в кольцевой камере 5 с возможностью радиального и окружного перемещения, ограничители 7 (выполненные в виде колец) радиального перемещения деформирующих элементов 6 и устройство разгона деформирующих элементов 6, выполненное в виде ротора 8 из немагнитного материала, основного источника магнитного поля 9, установленного соосно на роторе 8, и привода 10. Согласно изобретению, инструмент включает идентичный основному источнику магнитного поля 9 дополнительный источник магнитного поля 11, установленный неподвижно на щечке 3 соосно основному источнику магнитного поля 9,компенсатор 12, включающий втулку с рабочей 13 и направляющей 14 поверхностями,пружину 15 и поджимную гайку 16, при этом направляющая поверхность 14 втулки установлена соосно оси инструмента с возможностью сопряжения с направляющей поверхностью 2 корпуса 1, взаимодействуя торцом 17 с пружиной 15, охватывающей направляющую поверхность 2 корпуса 1, и осевого перемещения, рабочая поверхность 13 втулки выполнена из магнитопроводящего материала, ее внутренний диаметр равен диаметру окружности,проходящей через вершины деформирующих элементов 6, а длина рабочей поверхности 13 втулкивыбрана из выражения/2, где Н - ширина кольцевой камеры 5, - толщина щечек 3, 4 инструмента. Если длина рабочего участкавыполнена меньше чем /2, то в начальный момент работы инструмента имеет место асимметричное замыкание магнитного потока и, как следствие, различная по величине сила воздействия деформирующих элементов на обрабатываемую поверхность по длине обработки, что снижает качественные характеристики упрочненной поверхности. Инструмент работает следующим образом. Деталь 18 закрепляют в патроне станка, и корпус 1 инструмента посредством державки закрепляют в резцедержателе станка и выставляют соосно обрабатываемой детали 18. Затем осевым перемещением инструмента 3 10188 1 2008.02.28 вводят в контакт с торцом упрочняемой детали 18 торец компенсатора 12. Ротору 8 сообщают вращение посредством привода 10 и перемещают корпус 1 инструмента вдоль обрабатываемой детали. В процессе работы инструмента магнитный поток замыкается симметрично благодаря наличию компенсатора 12, что обеспечивает постоянную величину магнитодвижущей силы,действующей на деформирующие элементы 6, по всей длине обработки. В результате деформирующие элементы 6 действуют на деталь 18 с одинаковой силой по всей длине обработки и обеспечивают стабильные характеристики упрочнения. Компенсатор 12 в процессе работы находится в постоянном плотном контакте с деталью 18, что достигается наличием пружины 15, расположенной между торцом 17 компенсатора 12 и поджимной гайкой 16. Данный плотный контакт исключает искажение профиля торца упрочняемой детали. При выводе инструмента из зоны обрабатываемой детали 18 максимальному расхождению деформирующих элементов 6 в радиальном направлении препятствует компенсатор 12,что уменьшает износ ограничителя 7, следовательно, увеличивает долговечность инструмента. В качестве примера конкретного выполнения можно привести упрочняющую обработку внутренней поверхности втулки из материала, сталь 20 Х. Диаметр отверстия 180 мм,длина обработки 50 мм. Толщина стенки 10 мм. Обработку осуществляли на токарном станке модели 16 К 20. В качестве деформирующих элементов использовали шарики диаметром 9,7 мм (ШХ 15, Э 62). Размеры магнитовосновного магнита 1403020, дополнительного магнита - 1403020. Материал магнитов 5. Величина магнитной индукции в зоне расположения деформирующих элементов - 0,6 Тл. Режимы обработки скорость вращения ротора инструмента - 350 м/мин, осевая подача - 120 мм/мин. Охлаждение - масло индустриальное. Упрочненные поверхности имели одинаковые характеристики упрочнения по длине обработки. Искажение профиля торца упрочняемых деталей отсутствовало. Износ ограничителя радиального перемещения деформирующих элементов не наблюдался. Источники информации 1. Ящерицин П.И., Минаков А.П. Упрочняющая обработка нежестких деталей в машиностроении. - Мн. Наука и техника, 1986 г., . 28. 2. Патент РФ 1801732, 1993. Фиг. 2 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4