способ поверхностного упрочнения деталей (коленвалов, распредвалов, гильз, цилиндров, блоков, труб и т.п.) дробью
Классы МПК: | B24B1/04 с воздействием вибрацией на шлифовальные или полировальные инструменты, шлифовальные или полировальные среды или детали, например шлифование с помощью ультразвуковой частоты B24C1/10 для уплотнения поверхностей, например дробеструйным наклепом |
Автор(ы): | Казаков В.М. |
Патентообладатель(и): | Казаков Владимир Михайлович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1998-04-06 публикация патента:
20.02.2000 |
Изобретение относится к области поверхностного упрочнения металлических деталей дробью. Дробь подают через ультразвуковой волновод, используя турбонасадку с дробефакельной головкой, которой сообщают вращение вокруг ее оси. Обработке могут быть подвергнуты гильзы, цилиндры и блоки двигателей внутреннего сгорания, обоймы подшипников. Технический результат изобретения выражается в повышении производительности обработки. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8
Формула изобретения
1. Способ поверхностного упрочнения деталей дробью, которую подают через ультразвуковой волновод, отличающийся тем, что дополнительно используют турбонасадку с дробефакельной головкой, которой сообщают вращение вокруг ее оси. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют устройство для установки и обработки гильз и цилиндров двигателей внутреннего сгорания (ДВС). 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют устройство для установки и обработки блоков ДВС. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют устройство для установки и обработки обойм подшипников.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области поверхностного упрочнения металлических изделий дробью, ультразвуковыми колебаниями или в смешанном варианте. Известны многие способы обработки деталей струйно-абразивным или дробеструйным методом а/с N 1030152A от 03.08.98 г., N 5037003 от 06.03.76 г., N 878548 от 07.11.81 г., N 872235, N 1553361, N 272345, N 698751, N 814695, БИ N 11 1981 г., N 21001163, N 2106236. Известны способы обработки коленвалов N 1606300 A1 от 15.11.90 г., N 1734957 A-1 от 23.05.92 г., N 1761422 A-1 от 15.09.92 г., N 2007287 С-1 от 15.02.94 г. и др. Известны установки, устройства и способы отделочно-упрочняющей обработки поверхностей цилиндрических деталей дробеструйным методом, при использовании (вместо сопла) сопловой головки, при котором само пятно зоны деформационного нагружения дробевого потока преобразуется в кольцевой деформационный источник нагружения, движущийся с заданной подачей относительно потока (пучка) дроби. Такой вид деформационного нагружения более доступен для деталей симметричных в своем сечении по всей своей длине и менее доступен для коленвалов, так как они в своем сечении по всей длине (в том числе шеек) имеют несоосность и своеобразную конфигурацию. В связи с чем затрудняется равномерная обработка шатунных шеек коленвалов, так как их поверхности при вращении коленвала находятся на циклическом расстоянии по отношению сопла, из которого поступает дробевой поток, а также сложность равномерного вращения коленвала. Для формирования равномерной макро- и микротопографии, где (Ra до 0,18 мкм) при напряженно-деформационном состоянии поверхностного слоя, разработана своеобразная схема, при которой обработка внутренней поверхности цилиндров будет равномерной по всей поверхности. Удар о преграду единичного шарика будет носить контактно-сдвиговой характер без элементов обкатки, а сами пятна зоны деформационного нагружения дробевых потоков сливаются в наклепанно-нагруженную кольцевую обойму. Кроме того, схема предусматривает устранение отрицательного влияния таких краевых условий, как интенсивный эрозийный съем металла на кромках обрабатываемых цилиндров, в результате чего происходит изменение их конфигурации, что нежелательно для кромок цилиндров для всех моделей и модификаций цилиндров гильз и блоков ДВС, компрессоров. Техническим результатом изобретения является множительное расширение технологических возможностей при финишной обработке поверхностей деталей (валов, цилиндров) при обеспечении повышения производительности, которое достигается при одновременном воздействии ультразвуковых колебаний и подаче деталей в направлении от зоны ультразвуковой обработки к зоне дробеструйного воздействия (при обработке валов и обработке поверхностей цилиндров, блоков или гильз), а также обойм подшипников скольжения с помощью специальной турбонасадки и дробефакельной головки. Технический результат достигается тем, что в способе отделочно-упрочняющей обработки шеек коленвалов дробью, эжектируемую жидким или воздухогазообразным энергоносителем без или с наличием ультразвуковых колебаний в условиях окружных соизмеримых относительных скоростей дроби, заложена схема, исключающая неравномерную обработку поверхностей деталей (валов, цилиндров, гильз, блоков). На схемах 1 - 5 показано осуществление описываемого способа. На станке, на специальной установке или на автоматической линии по обработке шеек коленчатых валов, которые оснащены пневмо-гидродробеструйно-ультразвуковой системой, закрепляется обрабатываемая деталь. Предварительно коленчатый вал проходит полный цикл обработки шеек по обычной технологии. При проведении тонкой обточки исключается их шлифовка, вместо которой вводится операция по предлагаемому способу. Регулировку степени обработки можно производить за счет расстояния сопел, расположенных от обрабатываемой поверхности и величины диаметра отверстия в зависимости от величины обрабатываемой поверхности, а также величины давления дробеультразвукового потока. Примеры. Раздел 1. Часть 1. Проводится дробеударная отделочно-упрочняющая операция вала, прошедшего полный технологический цикл обработки с возможным исключением окончательной обработки шлифовкой. Давление рабочей смеси, поступающей в канал, равно P=3-10 мПа. Исходная шероховатость поверхности обрабатываемых шеек до 0,3-0,4 мкм, исходная твердость HB = 80-120 мПа. Полученные сравнительные данные по традиционной операции тонкой шлифовки и отделочно-упрочняющей обработки, где для обработки валов основной волновод 4 (фиг.2) оканчивается наконечником 22 (фиг. 2, 3). Площадка 23 наконечника 22 находится в процессе обработки в контакте на ширине![способ поверхностного упрочнения деталей (коленвалов, распредвалов, гильз, цилиндров, блоков, труб и т.п.) дробью, патент № 2145538](/images/patents/326/2145005/916.gif)
![способ поверхностного упрочнения деталей (коленвалов, распредвалов, гильз, цилиндров, блоков, труб и т.п.) дробью, патент № 2145538](/images/patents/326/2145014/949.gif)
![способ поверхностного упрочнения деталей (коленвалов, распредвалов, гильз, цилиндров, блоков, труб и т.п.) дробью, патент № 2145538](/images/patents/326/2145247/8856.gif)
Класс B24B1/04 с воздействием вибрацией на шлифовальные или полировальные инструменты, шлифовальные или полировальные среды или детали, например шлифование с помощью ультразвуковой частоты
Класс B24C1/10 для уплотнения поверхностей, например дробеструйным наклепом