close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15263

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.12.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
B 24B 39/06 (2006.01)
ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОТДЕЛОЧНО-УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ
ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
(21) Номер заявки: a 20091407
(22) 2009.10.02
(43) 2011.06.30
(71) Заявитель: Государственное учреждение высшего профессионального образования "Белорусско-Российский университет" (BY)
(72) Авторы: Довгалев Александр Михайлович; Сухоцкий Сергей Александрович; Свирепа Дмитрий Михайлович; Рыжанков Дмитрий Михайлович (BY)
BY 15263 C1 2011.12.30
BY (11) 15263
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
учреждение высшего профессионального образования "Белорусско-Российский университет" (BY)
(56) МИНАКОВ А.П. и др. Технологические основы пневмовибродинамической обработки нежестких деталей /
Под ред. П.И. Ящерицына. - Минск:
Наука и техника, 1995. - С. 65.
BY 11531 C1, 2009.
BY 10065 C1, 2007.
SU 1801732 A1, 1993.
RU 2047470 C1, 1995.
(57)
Инструмент для отделочно-упрочняющей обработки плоских поверхностей, содержащий
оправку с корпусом из немагнитопроводного материала, имеющим центрирующую вставку,
кольцевую камеру с шарами-ударниками и кольцевую камеру с деформирующими элементами, отличающийся тем, что содержит источник магнитного поля для разгона шаровударников и устройство перемагничивания обрабатываемых плоских поверхностей в зоне их
деформирования, выполненное в виде кольцевого постоянного магнита с осевой намагниченностью, шайбы, цилиндрических магнитов с осевой намагниченностью; кольцевой постоянный магнит установлен соосно оси корпуса, шайба выполнена с возможностью взаимодействия с торцом кольцевого постоянного магнита и расположена на торце центрирующей
вставки, цилиндрические магниты установлены в аксиальных отверстиях корпуса с равномерным угловым шагом и чередованием полюсов, торцы цилиндрических магнитов установлены заподлицо с торцовой поверхностью корпуса, наружная поверхность шайбы и края
цилиндрических магнитов равноудалены от оси симметрии кольцевой камеры с возможностью размещения деформирующих элементов, шайба выполнена из магнитопроводного материала, а оправка и центрирующая вставка изготовлены из немагнитопроводного материала.
Фиг. 1
BY 15263 C1 2011.12.30
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для
чистовой обработки поверхностей ответственных плоских деталей машин из магнитопроводных материалов.
Известен инструмент, содержащий корпус, пружину и деформирующий элемент [1].
Однако инструмент не позволяет осуществлять упрочняющую обработку с высокой производительностью.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является инструмент для отделочноупрочняющей обработки плоских поверхностей, содержащий оправку, корпус из немагнитопроводного материала, центрирующую вставку, кольцевую камеру для размещения шаров-ударников, кольцевую камеру для расположения деформирующих элементов, шарыударники, деформирующие элементы [2].
Однако при обработке магнитопроводных деталей инструмент не позволяет осуществлять комбинированное воздействие на металл деформирующими элементами (поверхностным пластическим деформированием) и магнитным полем. Соответственно
снижаются качественные и эксплуатационные характеристики упрочняемой поверхности,
производительность упрочняющей обработки.
Задача изобретения - повышение качественных и эксплуатационных характеристик
упрочняемой поверхности, повышение производительности упрочняющей обработки за
счет комплексного магнитно-силового воздействия и формирования в поверхностном слое
магнитопроводной детали модифицированного поверхностного слоя с улучшенными физико-механическими характеристиками.
Поставленная задача достигается тем, что инструмент для отделочно-упрочняющей
обработки плоских поверхностей, содержащий оправку с корпусом из немагнитопроводного материала, имеющим центрирующую вставку, кольцевую камеру с шарамиударниками и кольцевую камеру с деформирующими элементами, согласно изобретению,
содержит источник магнитного поля для разгона шаров-ударников и устройство перемагничивания обрабатываемых плоских поверхностей в зоне их деформирования, выполненное в виде кольцевого постоянного магнита с осевой намагниченностью, шайбы,
цилиндрических магнитов с осевой намагниченностью; кольцевой постоянный магнит
установлен соосно оси корпуса, шайба выполнена с возможностью взаимодействия с торцом кольцевого постоянного магнита и расположена на торце центрирующей вставки, цилиндрические магниты установлены в аксиальных отверстиях корпуса с равномерным
угловым шагом и чередованием полюсов, торцы цилиндрических магнитов установлены
заподлицо с торцовой поверхностью корпуса, наружная поверхность шайбы и края цилиндрических магнитов равноудалены от оси симметрии кольцевой камеры с возможностью размещения деформирующих элементов, шайба выполнена из магнитопроводного
материала, а оправка и центрирующая вставка изготовлены из немагнитопроводного материала.
Такое выполнение инструмента обеспечивает комбинированное магнитно-силовое
воздействие на кристаллическую решетку магнитопроводногоматериала, позволяет сформировать модифицированный поверхностный слой с высокими эксплуатационными характеристиками, обеспечивает повышение пластичности деформируемого металла,
снижение требуемых усилий деформирования и повышение производительности процесса
упрочнения.
Изобретение поясняется чертежом. На фиг. 1 показан инструмент для отделочноупрочняющей обработки плоских поверхностей; фиг. 2 - вид А фиг. 1.
Инструмент содержит оправку 1, корпус 2 из немагнитопроводного материала, центрирующую вставку 3, кольцевую камеру 4 для размещения шаров-ударников 5 и кольцевую камеру 6 для размещения деформирующих элементов 7.
Согласно изобретению, инструмент снабжен источником магнитного поля 8 для разгона шаров-ударников 5. Инструмент снабжен также устройством перемагничивания по2
BY 15263 C1 2011.12.30
верхностного слоя магнитопроводной детали в зоне деформирования, выполненным в виде кольцевого постоянного магнита 9 с осевой намагниченностью, шайбы 10, цилиндрических магнитов 11 с осевой намагниченностью. Кольцевой постоянный магнит 9 установлен соосно оси 12 инструмента. Шайба 10 взаимодействует с торцем 13 кольцевого
постоянного магнита 9 и расположена на торце 14 центрирующей вставки 3. Цилиндрические магниты 11 установлены в аксиально-расположенных отверстиях 15 корпуса 2 с равномерным угловым шагом, чередованием полюсов S и N. Торцы 16 цилиндрических
магнитов 11 установлены заподлицо с торцовой поверхностью 17 корпуса 2. Наружная
поверхность 18 шайбы 10 и края 19 цилиндрических магнитов 11 равноудалены от оси
симметрии 20 кольцевой камеры 6 для размещения деформирующих элементов 7, что
обеспечивает намагничивание поверхностного слоя магнитопроводной детали 21 непосредственно в зоне деформирования (под деформирующим элементом). Шайба 10 выполнена из магнитопроводного, а оправка 1 и центрирующая вставка 3 - из немагнитопроводного материала.
Инструмент работает следующим образом. Оправку 1 закрепляют в шпинделе, а магнитопроводную плоскую деталь 21 - на столе станка. Оправке 1 сообщают вращение, а
детали 21 - движение продольной подачи.
При вращении инструмента механическая энергия вращения оправки 1 с корпусом 2
передается шарам-ударникам 5 посредством магнитного поля, создаваемого магнитом 8. В
результате шары-ударники 5 разгоняются в окружном направлении с угловой скоростью
ω1, перемещаясь вдоль кольцевой камеры 4. Шары-ударники 5 сталкиваются с деформирующими элементами 7. Деформирующие элементы 7 под действием динамической силы
от шаров-ударников 5 внедряются в поверхность детали 21 и осуществляют ее поверхностное пластическое деформирование.
Одновременно с поверхностным пластическим деформированием на поверхностный
слой обрабатываемой детали действует магнитное поле, причем как со стороны цилиндрических магнитов 11, так и от кольцевого постоянного магнита 9 инструмента. При
этом на элементарный участок обрабатываемой поверхности периодически действует
магнитное поле разной полярности, обусловленное вращением цилиндрических магнитов
11, расположенных в корпусе 2 инструмента с равномерным угловым шагом и чередованием полюсов S и N. В результате смены полярности магнитного поля, действующего на
элементарный участок детали, происходит изменение направления линий индукции магнитных полей, находящихся между цилиндрическими магнитами 11 и наружной поверхностью шайбы 10 (шайба 10 выполняет функцию магнитопровода и подводит магнитное
поле в зону обработки от кольцевого постоянного магнита 9), что и обеспечивает перемагничивание поверхностного слоя магнитопроводной детали 21.
Перемагничивание поверхностного слоя детали в зоне обработки благоприятно влияет
на процесс поверхностного пластического деформирования: способствует увеличению
числа дислокаций в структуре металла; снижает коэффициент трения на границах зерен
деформируемого металла; приводит к изменению структуры металла на уровне кристаллической решетки, в том числе к возбуждению атомов кристаллической решетки и сообщению им дополнительных колебаний; обеспечивает повышение пластичности деформируемого металла, снижение требуемого усилия деформирования и повышение производительности обработки. Одновременное силовое и магнитное воздействие на деформируемый слой металла также способствует протеканию процессов диффузии и вызываемых ею фазовых и структурных преобразований в модифицируемом поверхностном слое
упрочняемой детали. В результате упрочняющей обработки детали формируется модифицированный поверхностный слой с высокими качественными и эксплуатационными характеристиками.
В качестве примера конкретного выполнения можно привести отделочноупрочняющую обработку детали на вертикально-фрезерном станке модели ВФ130. Обра3
BY 15263 C1 2011.12.30
батываемая деталь - пластина 200x300x25 из стали 45 (HB 250-260), деформирующие элементы - шарики диаметром 12 мм из стали ШХ15 (HRC 62-65), шары-ударники - шарики
диаметром 15 мм из стали ШХ15 (HRC 62-65). Количество шаров-ударников - 18 шт, количество деформирующих элементов - 30 шт. В качестве источника магнитного поля для
разгона шаров-ударников использовали постоянный магнит с размерами (Dxdxh) 80x52x10 мм, для перемагничивания зоны обработки применяли кольцевой магнит с осевой намагниченностью (Dxdxh) - 38x20x12 мм и цилиндрические магниты с осевой намагниченностью (Dxh) - 10x14 мм. Количество цилиндрических магнитов - 22 шт. Материал
магнитов - SmCo5. Величина магнитной индукции в зоне расположения шаров-ударников
- 0,3 Тл, величина магнитной индукции в зоне обработки - 0,60 Тл.
Режимы обработки: частота вращения шпинделя - 1600 мин-1, осевая подача - 100 мм/мин.
Охлаждение - масло индустриальное.
При обработке заявляемым инструментом обеспечена максимальная глубина упрочнения 0,75 мм (при обработке инструментом-прототипом глубина упрочнения составляла
0,5 мм).
Предлагаемый инструмент обеспечивает повышение качественных характеристик обработки, так как повышает глубину упрочняемого слоя.
Производительность упрочняющей обработки, вследствие увеличения пластичности
металла, возросла в 1,5-2,2 раза.
Износостойкость упрочненных поверхностей (по отношению к инструменту-прототипу) выше в 1,2-1,8 раза.
Источники информации:
1. Чистосердов П.С., Радьков В.В. Совмещенная обработка резанием и поверхностным
пластическим деформированием. - М.: УТПМ, 1992. - 83 с.
2. Минаков А.П., Бунос А.А. Технологические основы пневмовибродинамической обработки нежестких деталей / Под ред. П.И. Ящерицина. - Мн.: Наука и техника, 1995. - С. 65.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
102 Кб
Теги
by15263, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа