Устройство для отделочно-упрочняющей обработки

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования БелорусскоРоссийский университет(72) Авторы Довгалев Александр Михайлович Свирепа Дмитрий Михайлович Рыжанков Дмитрий Михайлович Сухоцкий Сергей Александрович(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) 1. Устройство для отделочно-упрочняющей обработки, содержащее шток, оправку с закрепленным на ней диском, консольная часть которого имеет возможность взаимодействовать с подшипниковой опорой для перемещения в осевом направлении штока с источником магнитного поля, шайбу из антифрикционного материала, образующую вместе с торцом диска кольцевую камеру, в которой размещены деформирующие элементы, и пружину для возврата штока в начальное положение, отличающееся тем, что снабжено пружиной и толкателем, которые установлены в радиальном отверстии оправки, а также 15021 1 2011.10.30 вкладышами и поршнем, при этом вкладыши закреплены на торце поршня, поршень отверстием насажен на оправку с возможностью принудительного осевого перемещения, а в отверстии поршня выполнены два разнесенных в осевом направлении углубления для взаимодействия с толкателем, в диске выполнены сквозные пазы, расположенные над деформирующими элементами, вертикальная ось которых параллельна продольной оси устройства, при этом пазы выполнены с равномерным угловым шагом, конфигурация, количество и угловое расположение вкладышей идентично пазам диска, при этом поршень,оправка и шток выполнены из немагнитопроводного материала. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пазы в поперечном сечении имеют форму окружности. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пазы в поперечном сечении имеют форму кругового паза. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пазы в поперечном сечении имеют форму прямоугольника. Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для чистовой обработки поверхностей ответственных деталей машин. Известен инструмент для отделочно-упрочняющей обработки, содержащий корпус,пружину и деформирующий элемент 1. Однако этот инструмент не позволяет осуществлять отделочно-упрочняющую обработку с высокой производительностью. Кроме того, для осуществления процесса упрочнения требуется сообщение детали вращения. Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для отделочноупрочняющей обработки, содержащее корпус, шток, источник магнитного поля, шайбу из антифрикционного материала, диск, оправку, подшипниковую опору, пружину, кольцевую камеру, образованную шайбой и торцом диска, деформирующие элементы 2. Однако устройство позволяет осуществлять упрочняющую обработку только в одном режиме - гладкого раскатывания (когда формируется гладкая упрочненная поверхность) и не позволяет формировать на поверхности детали регулярный микрорельеф. Это снижает технологические возможности устройства. Задача изобретения - расширение технологических возможностей устройства за счет обеспечения переключения режимов обработки, как режима гладкого раскатывания, так и формирования регулярного рельефа. Поставленная задача достигается тем, что устройство для отделочно-упрочняющей обработки, содержащее шток, оправку с закрепленным на ней диском, консольная часть которого имеет возможность взаимодействовать с подшипниковой опорой для перемещения в осевом направлении штока с источником магнитного поля, шайбу из антифрикционного материала, образующую вместе с торцом диска кольцевую камеру, в которой размещены деформирующие элементы, и пружину для возврата штока в начальное положение, согласно изобретению снабжено пружиной и толкателем, которые установлены в радиальном отверстии оправки, а также вкладышами и поршнем, при этом вкладыши закреплены на торце поршня, поршень отверстием насажен на оправку с возможностью принудительного осевого перемещения, а в отверстии поршня выполнены два разнесенных в осевом направлении углубления для взаимодействия с толкателем, в диске выполнены сквозные пазы, расположенные над деформирующими элементами, вертикальная ось которых параллельна продольной оси устройства, при этом пазы выполнены с равномерным угловым шагом, конфигурация, количество и угловое расположение вкладышей идентично пазам диска, при этом поршень, оправка и шток выполнены из немагнитопроводного материала. Пазы в поперечном сечении имеют форму окружности, кругового паза, прямоугольника. 2 15021 1 2011.10.30 Такое выполнение устройства обеспечивает возможность работы устройства в двух режимах режиме гладкого раскатывания и режиме динамической обработки с формированием регулярного рельефа, что расширяет его технологические возможности. Изобретение поясняется чертежом. На фиг. 1 показано устройство для отделочноупрочняющей обработки на фиг. 2, 3, 4 - варианты сечения - фиг. 1. Устройство содержит шток 1, оправку 2 с закрепленным на ней диском 3, консольная часть которого имеет возможность взаимодействовать с подшипниковой опорой 4 для перемещения в осевом направлении штока 1 с источником магнитного поля 5, шайбу 6 из антифрикционного материала, образующую вместе с торцом диска 3 кольцевую камеру 7,в которой размещены деформирующие элементы 8, и пружину 9 для возврата штока 1 в начальное положение. Устройство снабжено пружиной 10 и толкателем 11, которые установлены в радиальном отверстии 12 оправки 2, а также вкладышами 13 и поршнем 14, при этом вкладыши 13 закреплены на торце поршня 14, поршень 14 отверстием насажен на оправку 2 с возможностью принудительного осевого перемещения. В отверстии поршня 14 выполнены два разнесенных в осевом направлении углубления 15 для взаимодействия с толкателем 11. В диске 3 выполнены сквозные пазы 16, расположенные над деформирующими элементами 8, вертикальная ось которых параллельна продольной оси устройства. Пазы 16 выполнены с равномерным угловым шагом, конфигурация, количество и угловое расположение вкладышей 13 идентично пазам 16 диска 3, при этом поршень 14,оправка 2 и шток 1 выполнены из немагнитопроводного материала. Устройство работает следующим образом. Деталь 17 устанавливают в отверстие 18 корпуса 19. Оправку 2 закрепляют в шпинделе (патроне) 20 станка. Шпинделю 20 станка сообщают вращение и перемещают с подачейв осевом направлении. Оправка 2 вращается вместе с закрепленными на ней диском 3 и поршнем 14. Консольная часть диска 3 взаимодействует с элементами подшипниковой опоры 4 и перемещает в осевом направлении шток 1 с источником магнитного поля 5. Для гладкого раскатывания вводят вкладыши 13 в пазы 16 диска 3. Магнитный поток равномерно замыкается через деформирующие элементы 8 на диск 3, что обеспечивает непрерывное воздействие магнитного поля на деформирующие элементы 8. При вращении диска 3 деформирующие элементы 8 равномерно разгоняются в окружном направлении кольцевой камеры 7 и за счет возникающей центробежной силы осуществляют упрочнение внутренней поверхности детали 17. Для образования на поверхности детали регулярного рельефа вкладыши 13 выводят из пазов 16. Магнитный поток при этом неравномерно замыкается на диск 3 в месте расположения пазов 16. В результате при вращении диска 3 имеет место периодическое воздействие магнитного поля на деформирующие элементы 8,что приводит к возникновению динамической магнитной силы, осуществляющей колебательные движения деформирующих элементов 8 в окружном и радиальном направлениях. Деформирующие элементы 8 периодически отрываются от поверхности детали 17, наносят удары и формируют на ней лунки, образующие регулярный рельеф. По окончании обработки шпиндель 20 станка останавливают и перемещают с ускоренной подачей в исходное положение. Пружина 9 при этом возвращает шток 1, источник магнитного поля 5, деформирующие элементы 8 в начальное положение. При этом консольная часть диска 3 выходит из контакта с элементами подшипниковой опоры 4, поднимается вверх и обеспечивает возможность смены упрочненной детали 17. Сквозные пазы 16 в поперечном сечении имеют форму окружности, кругового паза,прямоугольника, что позволяет получить различную величину динамической магнитной силы и, как следствие, различные характеристики регулярного рельефа обрабатываемой детали 17. В качестве примера конкретного выполнения можно привести упрочняющую обработку внутренней поверхности втулки из материала сталь 45 ( 230). Диаметр отверстия 100 мм, длина обработки 50 мм. Толщина стенки 10 мм. Обработку осуществляли на вер 3 15021 1 2011.10.30 тикально-фрезерном станке модели ВФ-130. В качестве деформирующих элементов использовались шарики диаметром 9,7 мм (ШХ 15, НСэ 62-65). В качестве источников магнитного поля использовали магнит с осевой намагниченностью. Размеры магнита 853215. Материал магнита 5. Величина магнитной индукции в зоне расположения деформирующих элементов 0,8 Тл. Режимы обработки скорость диска 622 м/мин, осевая подача 50 мм/мин. Охлаждение- масло индустриальное. Предлагаемое устройство обеспечивает возможность работы устройства в двух режимах режиме гладкого раскатывания и режиме динамической обработки с формированием регулярного рельефа, что расширяет его технологические возможности. Источники информации 1. Шнейдер Ю.Г. Инструменты для чистовой обработки металлов давлением. - Л. Машиностроение, 1971. - С. 161, рис. 80. 2. Патент 10065 1, 2007. Фиг. 4 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4