Инструмент для отделочно-упрочняющей обработки

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования БелорусскоРоссийский университет(72) Авторы Довгалев Александр Михайлович Сухоцкий Сергей Александрович Рыжанков Дмитрий Михайлович Свирепа Дмитрий Михайлович(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Инструмент для отделочно-упрочняющей обработки, содержащий оправку, диски, образующие кольцевую камеру, деформирующие элементы, магнитную систему, отличающийся тем, что снабжен обоймой с осевым отверстием и кольцевым пазом, обойма отверстием насажена на оправку и расположена в кольцевой камере, торцы обоймы взаимодействуют с торцами дисков, деформирующие элементы установлены в кольцевом пазу обоймы, обойма изготовлена из немагнитного материала, а магнитная система выполнена из двух кольцевых постоянных магнитов с осевой намагниченностью, кольцевые постоянные магниты расположены за пределами кольцевой камеры и взаимодействуют с торцами дисков одноименными полюсами, при этом диаметральный размер дисков превышает диаметральный размер кольцевых постоянных магнитов, оправка выполнена из немагнитопроводного материала, а диски - из магнитопроводного материала. 15022 1 2011.10.30 Изобретение относится к области упрочняющей обработки и может быть использовано в машиностроении для упрочнения ответственных поверхностей отверстий деталей из магнитопроводных материалов на станках токарной группы. Известен инструмент, содержащий корпус, пружину и деформирующий элемент 1. Однако инструмент не позволяет осуществлять обработку одновременно по всему периметру отверстия с высокой производительностью. Наиболее близким к заявляемому изобретению является инструмент для отделочноупрочняющей обработки, содержащий оправку из немагнитопроводного материала, диски из магнитопроводного материала, кольцевую камеру, деформирующие элементы, магнитную систему 2. Однако для реализации упрочняющей обработки требуется сообщение вращения оправке инструмента, что легко реализуется на станках сверлильно-фрезерно-расточной группы. Инструмент не может применяться на станках токарной группы, т.к. на нем нет специального шпинделя для закрепления инструмента и сообщения ему вращательного движения (имеющийся на станках токарной группы шпиндель предназначен для закрепления,базирования и сообщения вращения обрабатываемой детали). Это сужает технологические возможности инструмента. Также в процессе обработки деформирующие элементы,перемещаясь по поверхности детали, осуществляют высокочастотные радиальные колебательные движения, вызванные магнитным трением при их перемещении в магнитном поле. Это увеличивает шероховатость поверхности и снижает качественные характеристики обработки. Задача изобретения - расширение технологических возможностей инструмента за счет осуществления магнитно-динамической упрочняющей обработки на станках токарной группы и повышения количественных характеристик упрочненной поверхности за счет снижения ее шероховатости. Задача изобретения достигается тем, что инструмент для отделочно-упрочняющей обработки, содержащий оправку, диски, образующие кольцевую камеру, деформирующие элементы, магнитную систему, согласно изобретению, снабжен обоймой с осевым отверстием и кольцевым пазом, обойма отверстием насажена на оправку и расположена в кольцевой камере, торцы обоймы взаимодействуют с торцами дисков, деформирующие элементы установлены в кольцевом пазу обоймы, обойма изготовлена из немагнитного материала, а магнитная система выполнена из двух кольцевых постоянных магнитов с осевой намагниченностью, кольцевые постоянные магниты расположены за пределами кольцевой камеры и взаимодействуют с торцами дисков одноименными полюсами, при этом диаметральный размер дисков превышает диаметральный размер кольцевых постоянных магнитов, оправка выполнена из немагнитопроводного материала, а диски - из магнитопроводного. Такое выполнение инструмента позволяет осуществлять магнитно-динамическую упрочняющую обработку поверхности отверстия магнитопроводных деталей на станках токарной группы (без сообщения инструменту вращательного движения). Это расширяет технологические возможности инструмента. Одновременно инструмент позволяет придать магнитопроводной детали магнитные свойства. В результате деталь притягивает к себе с магнитной силой деформирующие элементы и снижает амплитуду их радиальных магнитных высокочастотных колебаний. Это приводит к снижению шероховатости поверхности и повышению качественных характеристик упрочняющей обработки. Изобретение поясняется фигурой. Инструмент содержит оправку 1 из немагнитопроводного материала, диски 2, 3 из магнитопроводного материала, образующие кольцевую камеру 4, деформирующие элементы 5. Инструмент снабжен обоймой 6 с осевым отверстием 7 и кольцевым пазом 8. Обойма 6 отверстием 7 насажена на оправку 1 и расположена в кольцевой камере 4. Торцы 9, 10 обоймы 6 соответственно взаимодействуют с торцами дисков 2, 3. Деформирую 2 15022 1 2011.10.30 щие элементы 5 расположены в кольцевом пазу 8 обоймы 6. Обойма 6 изготовлена из немагнитопроводного материала. Магнитная система инструмента выполнена из двух кольцевых постоянных магнитов 11, 12 с осевой намагниченностью. Кольцевые постоянные магниты расположены за пределами кольцевой камеры 4 (по обе стороны кольцевой камеры 4) и взаимодействуют с торцами дисков 2, 3 одноименными полюсами, например . Диаметральный размер дисков 2, 3 превышает диаметральный размер кольцевых постоянных магнитов 11, 12 (иначе полюса каждого из магнитовизамкнуться на магнитопроводную деталь и участок магнитопроводной детали в зоне расположения деформирующих элементов не будет иметь магнитные свойства, что не позволит осуществлять разгон деформирующих элементов 5 вдоль кольцевого паза 8). Экспериментально установлено, что диаметральный размер кольцевых постоянных магнитов целесообразно определять по зависимости м 2, мм,где м - диаметральный размер кольцевого постоянного магнита, мм- минимальный диаметральный размер обрабатываемой детали, мм- зазор между наружной поверхностью диска инструмента и внутренней обрабатываемой поверхностью детали (0,20,5 мм)- величина, характеризующая разность диаметральных размеров диска и кольцевого постоянного магнита (510 мм). Минимальную величину зазораустанавливают при отделочно-упрочняющей обработке деталей из термоупрочненных магнитопроводных материалов твердостью более 260 НВ, имеющих более низкую магнитопроводность, а максимальную - при упрочнении деталей из магнитопроводных материалов без термоупрочнения, имеющих исходную твердость 180-200 НВ и более высокую магнитопроводность. Минимальное значениепринимают при обработке деталей из термоупрочненных материалов, максимальное - при обработке деталей из нетермоупрочненных материалов. Инструмент работает следующим образом. Оправку 1 инструмента закрепляют в резцедержателе, а деталь 13 из магнитопроводного материала - в патроне станка. Вводят инструмент в отверстие детали 13 и совмещают продольную ось оправки 1 с осью центров станка. Наружная поверхность дисков 2, 3 установлена с зазоромк обрабатываемой поверхности детали 13. Магнитный поток от полюсовкольцевых постоянных магнитов 11,12 соответственно через магнитопроводные диски 2, 3 замыкается на поверхностный слой магнитопроводной детали 13, расположенной в зоне нахождения деформирующих элементов 5. В результате участок детали 13 приобретает магнитные свойства и притягивает к себе с магнитной силой Рм деформирующие элементы 5. Детали 13 сообщают вращение и перемещают инструмент с подачей вдоль обрабатываемой поверхности. Поверхность магнитопроводной детали 13, имеющая магнитные свойства разгоняет деформирующие элементы 5 вдоль кольцевого паза 8 обоймы 6. Деформирующие элементы 5 под действием возникающей центробежной силы и магнитной силы притяжения Рм прижимаются к упрочняемой поверхности детали 13 и осуществляют ее поверхностное пластическое деформирование. Деталь 13, притягивая к себе с магнитной силой Рм деформирующие элементы 5, снижает амплитуду их радиальных высокочастотных колебаний. В связи с этим снижается шероховатость поверхности и повышаются качественные характеристики обработки. Инструмент позволяет осуществлять магнитно-динамическое упрочнение поверхности отверстий деталей из магнитопроводных материалов на станках токарной группы, что расширяет его технологические возможности. Инструмент обеспечивает снижение шероховатости поверхности до 0,16-0,10 мкм(инструмент-прототип обеспечивает шероховатость 0,32-0,25 мкм), что повышает качественные характеристики обработки. 3 15022 1 2011.10.30 Источники информации 1. Шнейдер Ю.Г. Инструмент для чистовой обработки металлов давлением. - Ленинград Машиностроение. - 1971. С - 49. 2. Патент РФ 2068767, МПК 624 39/02, 1996. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4