Раскатник с магнитоуправляемыми деформирующими элементами

(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) Раскатник с магнитоуправляемыми деформирующими элементами, содержащий ротор из немагнитопроводного материала, две щечки из магнитопроводного материала, образующие кольцевую камеру, источник магнитного поля в виде кольцевого магнита с осевой 11531 1 2009.02.28 намагниченностью, деформирующие элементы, установленные в кольцевой камере с возможностью окружного и радиального перемещений, отличающийся тем, что содержит устройство перераспределения магнитного потока, содержащее торцовую шайбу, цилиндрический сердечник, удаленную от магнита щечку и втулку, цилиндрический сердечник введен в отверстие втулки, на одном конце цилиндрического сердечника закреплена удаленная от магнита щечка, на противоположном конце - торцовая шайба, установленная с возможностью взаимодействия торцовой поверхностью с торцом кольцевого магнита, при этом торцовая шайба и цилиндрический сердечник изготовлены из магнитопроводного материала, а втулкаиз немагнитопроводного материала кольцевой магнит установлен за пределами кольцевой камеры с возможностью взаимодействия своим торцом с торцом одной из щечек и насажен отверстием на наружную поверхность втулки соосно ротору. 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. Однако этот инструмент предназначен для обработки наружных поверхностей и не предназначен для раскатывания отверстий, в том числе для отверстий малых диаметров. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому изобретению является с магнитоуправляемыми деформирующими элементами, содержащий ротор из немагнитопроводного материала, две щечки из магнитопроводного материала, образующие кольцевую камеру, источник магнитного поля в виде кольцевого магнита с осевой намагниченностью, деформирующие элементы, установленные в кольцевой камере с возможностью окружного и радиального перемещений 2. В инструменте-прототипе источник магнитного поля расположен в зоне кольцевой камеры, что приводит к существенному увеличению радиальных размеров инструмента. При этом минимально допустимый размер обработки превышает величину, равную сумме диаметра магнита и двух значений диаметра деформирующих элементов. Это снижает технологические возможности инструмента, так как невозможно обработать отверстия малых диаметров, размеры которых сопоставимы с диаметром источника магнитного поля. Кроме того, в инструменте-прототипе, вследствие значительных радиальных размеров щечек-магнитопроводов, наблюдается рассеивание магнитного поля, что приводит к уменьшению сил связи между деформирующими элементами и щечками. Величина проскальзывания деформирующих элементов по щечкам возрастает, что увеличивает износ контактирующих элементов и уменьшает долговечность инструмента. Задача изобретения - расширение технологических возможностей инструмента за счет уменьшения минимально допустимых диаметральных размеров обрабатываемых поверхностей повышение долговечности инструмента за счет уменьшения износа щечек и деформирующих элементов. Указанная задача достигается тем, что раскатник с магнитоуправляемыми деформирующими элементами, содержащий ротор из немагнитопроводного материала, две щечки из магнитопроводного материала, образующие кольцевую камеру, источник магнитного поля в виде кольцевого магнита с осевой намагниченностью, деформирующие элементы,установленные в кольцевой камере с возможностью окружного и радиального перемещений, согласно изобретению, инструмент содержит устройство перераспределения магнитного потока, содержащее торцовую шайбу, цилиндрический сердечник, удаленную от магнита щечку и втулку, цилиндрический сердечник введен в отверстие втулки, на одном конце сердечника закреплена удаленная от магнита щечка, на противоположном конце торцовая шайба, установленная с возможностью взаимодействия торцовой поверхностью с торцом кольцевого магнита, при этом торцовая шайба и цилиндрический сердечник изго 2 11531 1 2009.02.28 товлены из магнитопроводного материала, а втулка - из немагнитопроводного материала кольцевой магнит установлен за пределами кольцевой камеры с возможностью взаимодействия своим торцом с торцом одной из щечек и насажен отверстием на наружную поверхность втулки соосно ротору. Такое выполнение инструмента обеспечивает возможность обработки поверхностей с малыми диаметральными размерами, сопоставимыми с диаметром источника магнитного поля, что расширяет технологические возможности инструмента уменьшение величины проскальзывания деформирующих элементов по щечкам инструмента, что уменьшает износ контактирующих элементов и повышает долговечность инструмента. Изобретение поясняется чертежом. На фигуре показан раскатник с магнитоуправляемыми деформирующими элементами. Раскатник содержит ротор 1 из немагнитопроводного материала, две щечки 2, 3 из магнитопроводного материала, образующие кольцевую камеру 4, источник магнитного поля в виде кольцевого магнита 5 с осевой намагниченностью, деформирующие элементы 6,установленные в кольцевой камере 4 с возможностью окружного и радиального перемещений. Согласно изобретению, инструмент содержит устройство перераспределения магнитного потока, содержащее торцовую шайбу 7, цилиндрический сердечник 8, удаленную от магнита 5 щечку 2 и втулку 9. Цилиндрический сердечник 8 введен в отверстие 10 втулки 9, на одном конце сердечника 8 закреплена удаленная от магнита 5 щечка 2, на противоположном конце - торцовая шайба 7, установленная с возможностью взаимодействия торцовой поверхностью с торцом 11 кольцевого магнита 5, при этом торцовая шайба 7 и цилиндрический сердечник 8 изготовлены из магнитопроводного материала, а втулка 9 из немагнитопроводного материала. Кольцевой магнит 5 установлен за пределами кольцевой камеры 4 с возможностью взаимодействия своим торцом 12 с торцом 13 щечки 3 и насажен отверстием на наружную поверхность 14 втулки 9 соосно ротору 1. Инструмент работает следующим образом. Ротор 1 инструмента закрепляют в шпинделе 15 станка. Инструмент вводят в полость отверстия детали 16, сообщают ему вращение и перемещают с подачейвдоль обрабатываемой поверхности. В процессе обработки источник магнитного поля 5 и щечки 2, 3 фокусируют магнитное поле в кольцевой камере 4 в зоне расположения деформирующих элементов 6. Вращаемое магнитное поле перемещает деформирующие элементы в окружном направлении кольцевой камеры 4. Возникающая центробежная сила прижимает деформирующие элементы 6 к обрабатываемой поверхности. Одновременно на деформирующие элементы 6 действует магнитная сила,имеющая постоянную и динамическую составляющие. Наличие динамической составляющей магнитной силы обусловлено магнитным трением при перемещении деформирующих элементов в магнитном поле, а также периодическим перераспределением магнитного потока в зоне кольцевой камеры инструмента, вызываемым колебательными перемещениями деформирующих элементов. Под действием динамической магнитной силы деформирующие элементы приобретают высокочастотные колебания, интенсифицирующие процесс упрочнения. В результате деформирование поверхности осуществляется под действием центробежной и магнитной силы. Причем магнитная динамическая сила существенно превышает центробежную. В заявляемой конструкции инструмента расположение источника магнитного поля непосредственно влияет на габаритные размеры инструмента. Так, в инструменте-прототипе внешняя (наружная) поверхность кольцевого магнита образует дно кольцевой камеры. В связи с этим минимальный диаметр обработки равен наружному диаметру магнита и двум диаметрам деформирующих элементов (шаров). В заявляемом же инструменте диаметр обрабатываемого отверстия соизмерим с диаметром источника магнитного поля. Поэтому минимально возможный диаметр обработки уменьшается на величину, равную двум диаметрам деформирующих элементов. 11531 1 2009.02.28 В качестве примера конкретного выполнения можно привести упрочняющую обработку внутренней поверхности втулки из материала Д 16 Т. Диаметр отверстия 63 мм, длина обработки 48 мм. Толщина стенки 8 мм. Обработку осуществляли на вертикально-фрезерном станке модели ВФ-130. В качестве деформирующих элементов использовались шарики диаметром 12,5 мм (ШХ 15, НСэ 62). В качестве источников магнитного поля использовался кольцевой магнит с осевой намагниченностью. Размер магнита 61259. Материал магнита 5. Величина магнитной индукции в зоне расположения деформирующих элементов - 0,4 Тл. Режимы обработки частота вращения ротора - 2140 мин-1,осевая подача - 100 мм/мин, число проходов - 1. Охлаждение - масло индустриальное. Долговечность заявляемого инструмента повышается в 1,8-2,3 раза. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4