Инструмент для чистовой обработки тел вращения методом пластического деформирования

ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ к ПАТЕНТУИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ МЕТОДОМ ПЛАСТИЧЕСКОГ О ДЕФОРМИРОВАНИЯ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет (ВУ)(72) Авторы Куцеполенко Александр Владимирович Минаков Анатолий Петрович Ткачев Александр Владимирович (ВУ)(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет (ВУ)1. Инструмент для чистовой обработки тел вращения методом пластического деформирования, содержащий корпус, снабженный осевым каналом и кольцевой камерой, свя 3 анными между собой соплами, наклоненными к цилиндрической поверхности кольцевой камеры, одна из боковых поверхностей которой является криволинейной, и расположенные в кольцевой камере деформирующие элементы, отличающийся тем, что основание кольцевой камеры выполнено волнообразным.2. Инструмент для чистовой обработки тел вращения методом пластического деформирования по п. 1, отличающийся тем, что деформирующие элементы выполнены в виде щариков.Полезная модель относится к обработке металлов давлением, в частности к упрочняющей обработке внутренних цилиндрических поверхностей.Известен инструмент для чистовой обработки тел вращения методом пластической деформации, содержащий корпус с размещенной в нем кольцевой камерой, образованной кольцами, в которой свободно (насыпью) размещены деформирующие элементы. В корпусе выполнены отверстия для подачи рабочего агента, например сжатого воздуха, расположенные тангенциально к плоскости движения деформирующих элементов, причем выходные концы отверстий смещены от радиального направления в сторону движения деформирующих элементов 1.При обработке указанным инструментом внутренних поверхностей вращения нежестких заготовок обеспечивается преимущественно одноосное вращение и отсутствие дополнительных колебательных движений деформирующих щаров, что приводит к снижению производительности процесса, а также к ухудшению качества обработанной поверхности. Воздействие деформирующих элементов, в осевом сечении заготовки, происходит под постояннь 1 м углом к обрабатываемой поверхности. В этом случае смятие и сглаживание микровыступов обрабатываемой поверхности происходит, в осевом сечении обрабать 1 ваемой заготовки, в одном направлении. Силовое воздействие на микронеровности преимущественно в одном направлении, согласно дислокационной теории, способствует увеличению количества плоскостей скольжения в блоках в одном направлении и увеличению сопротивления развитию очагов деформации. Соответственно увеличивается сила, необходимая для осуществления процесса поверхностного пластического деформирования.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к полезной модели является инструмент для чистовой обработки тел вращения методом пластического деформирования, содержащий корпус, снабженный осевым каналом и кольцевой камерой, связанными между собой соплами, наклоненными к цилиндрической поверхности камеры, одна из боковых поверхностей которой является криволинейной, и расположенные в камере деформирующие элементы 2.При обработке указанным инструментом внутренних поверхностей вращения нежестких заготовок обеспечиваются многоосное вращение и дополнительные колебания в осевом направлении деформирующих щаров, однако при контакте деформирующих элементов с гладкой поверхностью основания кольцевой камеры рассматриваемого инструмента происходит, в осевом сечении заготовки, отскок деформирующих элементов под постоянным углом без их дополнительного проворачивания, что не позволяет повысить переориентацию осей щаров. Соответственно воздействие деформирующих элементов, в осевом сечении заготовки, происходит под постоянным углом к обрабатываемой поверхности. Происходит бесполезная потеря кинетической энергии деформирующих элементов на взаимодействие с гладкой поверхностью основания кольцевой камеры.Задачей настоящей полезной модели является повыщение качества и производительности обработки внутренних поверхностей вращения нежестких заготовок за счет создания, в осевом сечении заготовки, переменного угла воздействия деформирующих элементов на обрабатываемую поверхность и дополнительного проворачивания деформирующих элементов при их взаимодействии с основанием кольцевой камеры.Поставленная задача рещается тем, что в инструменте для чистовой обработки тел вращения методом пластического деформирования, содержащем корпус, снабженный осевым каналом и кольцевой камерой, связанными между собой соплами, наклоненными к цилиндрической поверхности камеры, одна из боковых поверхностей которой является криволинейной, и расположенные в камере деформирующие элементы, согласно полезной модели, основание кольцевой камеры выполнено волнообразным. Деформирующие элементы выполнены в виде щариков.При контакте деформирующих элементов с волнообразной поверхностью основания кольцевой Камеры рассматриваемого инструмента происходит, в осевом сечении заготовки, отскок деформирующих элементов под постоянно изменяющимся углом, а также дополнительное проворачивание деформирующих элементов, ЧТО позволяет повысить переориентацию осей деформирующих элементов и обеспечивает их многоосное вращение. Соответственно угол воздействия деформирующих элементов на обрабатываемую поверхность, в осевом сечении заготовки, постоянно изменяется. В этом случае смятие и сглаживание микровыступов обрабатываемой поверхности, в осевом сечении заготовки, происходит в разных направлениях. Силовое воздействие на микронеровности в различных направлениях, согласно дислокационной теории, способствует увеличению количества плоскостей скольжения в блоках в различных направлениях и уменьшению сопротивления развитию очагов деформации. Воздействие сил на исходный микрорельеф обрабатываемой поверхности в разных направлениях и сложная кинематика движения щаров способствуют интенсификации процесса обработки и уменьшают на порядок силу,необходимую для осуществления процесса поверхностного пластического деформирования. Таким образом, волнообразная поверхность основания кольцевой камеры позволяет повысить производительность и качество процесса обработки и исключить непроизводительную потерю энергии в процессе взаимодействия деформирующих элементов с основанием кольцевой камеры.Сущность полезной модели поясняется чертежами.На фиг. 1 изображен общий вид инструмента в осевом сечении, на фиг. 2 - общий вид инструмента в торцовом сечении.Предлагаемый инструмент состоит из корпуса 1 с установленными на нем кольцами 2 и 3, образующими кольцевую камеру 4 со свободно размещенными в ней деформирующими элементами - щариками 5. В корпусе 1 выполнен осевой канал 6, сообщающийся с источником сжатого воздуха (не показано). Осевой канал 6 соединяется с кольцевой камерой 4 посредством отверстий 7, отклоненных от радиального направления в сторону движения деформирующих элементов 5 и смещенных друг относительно друга в осевом направлении. Одна из боковых поверхностей 8 или 9 кольцевой камеры 4 выполнена криволинейной.Для изменения угла воздействия деформирующих элементов 5 на обрабатываемую поверхность 10 в осевом сечении заготовки и усложнения кинематики деформирующих элементов 5, путем их дополнительного проворачивания при контактировании с основанием кольцевой камеры, поверхность последней (основания кольцевой камеры) 11 вь 1 полнена волнообразной.Инструмент работает следующим образом.Инструмент крепят, например, в коническом отверстии пиноли задней бабки соосно с обрабатываемой заготовкой, установленной в патроне передней бабки. Обрабатываемой заготовке сообщают вращение, а инструменту - линейное перемещение вдоль оси этой заготовки. Под действием сжатого воздуха, подводимого от системы питания (не показана) через осевой канал 6 и наклонно к нему расположенные сопла 7, деформирующие щары 5 перемещаются вдоль кольцевой камеры 4 и получают орбитальное вращательное движение. Кроме вращательного деформирующие щары соверщают осциллирующее и радиальное перемещение по отнощению к обрабатываемой поверхности 10 в пределах осевого и радиального зазоров щаров 5 в кольцевой камере 4. Пластическое деформирование микронеровностей обрабатываемой поверхности осуществляется за счет периодического силового воздействия и центробежных сил, развиваемых деформирующими элементами 5 от кинетической энергии струй сжатого воздуха. При взаимодействии деформирующих элементов 5 с волнообразным основанием 11 кольцевой камеры 4 происходит, в осевом сече ВУ 32340 2006.12.30нии заготовки, отскок Деформирующих элементов под постоянно изменяющимся углом, а также Дополнительное проворачивание Деформирующих элементов, ЧТО позволяет повысить переориентацию осей Деформирующих элементов и обеспечивает постоянное изменение угла воздействия, в осевом сечении заготовки, Деформирующих элементов на обрабатываемую поверхность.Национальный Центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.