Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОБРАБОТКИ

Изобретение относится к технологии машиностроения, а именно к упрочняющей обработке холодным пластическим деформированием, и может быть использовано при механической обработке деталей поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Так для обеспечения износостойкости втулки цилиндра ДВС в большинстве случаев технологическим процессом предусматривается поверхностная закалка током высокой частоты (ТВЧ) с последующим алмазным хонингованием.

Одним из главных недостатков используемого процесса является наличие при закалке ТВЧ высокого магнитного поля превышающее нормативный показатель более чем в 200 раз. Кроме того, процесс хонингования обеспечивает в большинстве случаев 9 класс шероховатости, что также в силу специфики работы пары трения втулка цилиндра - поршневое кольцо не способствует повышению износостойкости данной пары.

Целью предлагаемого изобретения является разработка способа обработки центробежным раскатником ударного принципа действия для обеспечения высокой поверхностной твердости и класса шероховатости внутренних поверхностей деталей типа тел вращения.

Известные раскатники ударного принципа действия, основанные на использовании центробежной силы шариков, размещаемых на периферии диска раскатника, имеют тот недостаток, что в конструкции раскатника всегда должен присутствовать передаточный механизм, чаще всего электродвигатель. Кроме того, возможности варьирования силой удара также ограничены и при равных условиях зависят от частоты вращения электродвигателя. Получаемый класс шероховатости обработанных поверхностей невысокий и зависит в первую очередь от исходной твердости материала.

Известна конструкция раскатника (фиг.1), в которой раскатывающее действие роликов сочетается с ударами. Раскатник такого рода состоит из оправки 1 с конусным хвостовиком, роликов 2, сепаратора 3. Рабочая часть оправки выполняется в виде многогранника или на ней делаются продольные рифления под ролики. Недостатком указанной конструкции раскатника является невозможность одновременного вращения детали и раскатника, что при всех одинаковых конструктивных и технологических возможностях обеспечило бы более повышенные показатели качества поверхностного слоя. Кроме того, для вращения раскатника необходим дополнительный механизм.

В показанном раскатнике ударного принципа действия практически нет удара, а присутствует нарастание силы прижатия роликов на обрабатываемую поверхность, что в конечном итоге может привести к заклиниванию роликов.

Целью разработанного изобретения является повышение качественных (с точки зрения износостойкости) показателей поверхностного слоя обрабатываемых внутренних поверхностей.

Поставленная цель достигается раскатыванием отверстий центробежным раскатником (фиг.2), который устанавливается на подшипниках 1 в резцедержателе станка. Заготовка 2, закрепленная в цанговом патроне, принудительно вращается и за счет фрикционной связи между ней и подпружиненными шариками 4, расположенными на периферии диска 3, обеспечивает самовращение раскатника.

Подпружиненные шарики за счет центробежной силы ударяются об раскатываемую поверхность и тем самым ее пластически деформируют. За счет кратковременности удара шариков, их проскальзывания и раскатывающего действия класс шероховатости поверхности увеличивается в зависимости от исходной до 10-11 кл. Важное значение при этом играет жесткость пружины 5 (фиг.3), опирающейся в подпятник 6 и удерживающей шарик всегда в крайнем верхнем положении.

Разработанный способ обработки центробежным раскатником был апробирован при обработке втулок 095 мм и длиной 220 мм из чугуна марки СЧ 28-48. Обработка производилась на станке модели 16К20. Заготовка зажималась в специальном цанговом патроне. Частота вращения заготовки составляла 2500 об/мин, подача резцедержателя вместе с раскатником S=0,11-0,17 мм/об.

Литература

1. Упрочнение деталей наклепыванием ВПТИ, ОТИ, Москва, 1955.

2. Способ упрочняюще-чистовой обработки, МКИ B24B 39/00 опубл. в 1987.

3. Способ совмещенной обработки резанием и поверхностным пластическим деформированием комбинированным инструментом, МКИ B24B 39/00, опубл. в 1987.

4. Устройство для поверхностного пластического деформирования внутренних цилиндрических поверхностей деталей, МКИ B24B 39/00, 1988.