[go: up one dir, main page]

RU2657263C1 - Method of surface plastic deformation - Google Patents

Method of surface plastic deformation Download PDF

Info

Publication number
RU2657263C1
RU2657263C1 RU2017118817A RU2017118817A RU2657263C1 RU 2657263 C1 RU2657263 C1 RU 2657263C1 RU 2017118817 A RU2017118817 A RU 2017118817A RU 2017118817 A RU2017118817 A RU 2017118817A RU 2657263 C1 RU2657263 C1 RU 2657263C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
tool
axis
plastic deformation
deforming element
Prior art date
Application number
RU2017118817A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Семен Азикович Зайдес
Ван Хинь Нгуен
Дак Фыонг Фам
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ")
Priority to RU2017118817A priority Critical patent/RU2657263C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2657263C1 publication Critical patent/RU2657263C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B39/00Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor
    • B24B39/04Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working external surfaces of revolution

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to methods for surface plastic deformation of bodies of revolution. Rotary motion is communicated to the workpiece with respect to its own longitudinal axis. Longitudinal feed is reported to the tool with the deforming element. Deforming element of the tool is used, made in the form of a plate with a lateral working surface of the fillet. Tool is additionally reported to oscillate reciprocating motion in a direction perpendicular to the axis of the workpiece in a vertical plane tangential to the surface of the workpiece.
EFFECT: increases the quality of the surface to be treated.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способам отделочно-упрочняющей обработки наружных поверхностей вращения, основанных на поверхностном пластическом деформировании при использовании пластины с боковой рабочей поверхностью скругления, и предназначено для использования в различных отраслях металлообрабатывающей промышленности.The invention relates to methods for finishing and hardening processing of external surfaces of revolution based on surface plastic deformation when using a plate with a lateral rounding working surface, and is intended for use in various branches of the metalworking industry.

Из уровня техники широко известны методы обкатывания поверхностей деталей свободно вращающимися роликами или шариками, соприкасающимися с вращающейся деталью под давлением. Недостатком известных способов является сложность точной установки оси деформирующего элемента параллельно оси детали. Если осевая линия инструмента будет ниже осевой линии заготовки, то материал при деформировании будет «набегать» на инструмент и образовывать дополнительную пластическую волну, которая снижает четкость контура рисунка и снижает шероховатость поверхности. Если осевая линия инструмента будет выше оси заготовки, то возникает частичное проскальзывание в зоне контакта, уменьшается глубина пластической деформации. При вибрационном обкатывании деформирующий инструмент в виде шарика быстро изнашивается, так как претерпевает трение скольжения и работает практически одной поверхностью.The prior art widely known methods of rolling surfaces of parts with freely rotating rollers or balls in contact with the rotating part under pressure. A disadvantage of the known methods is the difficulty of accurately setting the axis of the deforming element parallel to the axis of the part. If the axial line of the tool is lower than the axial line of the workpiece, the material will “run” onto the tool during deformation and form an additional plastic wave, which reduces the sharpness of the contour of the pattern and reduces surface roughness. If the center line of the tool is above the axis of the workpiece, then partial slippage occurs in the contact zone, the depth of plastic deformation decreases. During vibration rolling, a deforming tool in the form of a ball wears out quickly, as it undergoes sliding friction and works on almost one surface.

Известен инструмент для чистовой и упрочняющей обработки наружных поверхностей вращения (SU № 434001, МПК В24В 39/04, опубликовано 30.06.1974). Согласно данному изобретению деформирующий элемент выполнен в виде полного кругового цилиндра, установленного с возможностью свободного вращения и возможностью перемещения вдоль своей оси. A known tool for finishing and hardening of the outer surfaces of rotation (SU No. 434001, IPC VVV 39/04, published 06/30/1974). According to this invention, the deforming element is made in the form of a full circular cylinder mounted with the possibility of free rotation and the ability to move along its axis.

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются вращательное движение заготовки вокруг своей оси, продольная подача инструмента параллельно оси заготовки.Signs of an analogue that coincide with the essential features of the claimed device are the rotational movement of the workpiece around its axis, the longitudinal feed of the tool parallel to the axis of the workpiece.

Недостатком известного способа обработки является отсутствие возможности формирования на поверхности детали регулярного микрорельефа в виде пересекающихся волн заданной амплитуды и шага, а также их изменения в процессе изготовления.A disadvantage of the known processing method is the inability to form a regular microrelief on the surface of the part in the form of intersecting waves of a given amplitude and pitch, as well as their changes in the manufacturing process.

Известен способ обработки цилиндрических деталей (SU № 1353596, МПК В24В 39/04, опубликовано 23.11.1987), при котором поверхностное пластическое деформирование вращающейся детали осуществляют коническим роликом с постоянным радиальным усилием при сообщении ему движения подачи вдоль оси детали, при этом пластическое деформирование осуществляют с переменным удельным давлением, причем конический ролик устанавливают перпендикулярно оси обрабатываемой детали и сообщают ему дополнительное движение подачи, перпендикулярное его основному перемещению и касательное к обрабатываемой поверхности. Указанный способ обработки является наиболее близким аналогом и может быть принят в качестве прототипа способа для осциллирующего обкатывания цилиндрических поверхностей.A known method of processing cylindrical parts (SU No. 1353596, IPC V24V 39/04, published 11/23/1987), in which the surface plastic deformation of a rotating part is carried out by a conical roller with constant radial force when it is informed of the feed movement along the axis of the part, while plastic deformation is carried out with variable specific pressure, moreover, the conical roller is set perpendicular to the axis of the workpiece and inform it of an additional feed movement perpendicular to its main movement and tangent to the work surface. The specified processing method is the closest analogue and can be adopted as a prototype of the method for oscillating rolling of cylindrical surfaces.

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются вращательное движение заготовки вокруг своей оси, продольная подача инструмента параллельно оси заготовки, подача инструмента в касательном направлении относительно заготовки.Signs of an analogue that coincide with the essential features of the claimed device are the rotational movement of the workpiece around its axis, the longitudinal feed of the tool parallel to the axis of the workpiece, the feed of the tool in a tangent direction relative to the workpiece.

Недостатком известного способа обработки является невозможность формирования на поверхности детали регулярного микрорельефа в виде пересекающихся волн заданной амплитуды и шага, а также их изменения в процессе работы.A disadvantage of the known processing method is the impossibility of forming on the part surface a regular microrelief in the form of intersecting waves of a given amplitude and pitch, as well as their changes during operation.

Задача заявляемого изобретения заключается в повышении эксплуатационных характеристик обработанной поверхности образованием регулярных микрорельефов при сохранении основных достоинств метода поверхностного пластического деформирования.The task of the invention is to improve the operational characteristics of the treated surface by the formation of regular microreliefs while maintaining the main advantages of the method of surface plastic deformation.

Технический результат заключается в повышении качества обрабатываемой поверхности путем реализации метода обработки, обеспечивающего возможность образования на поверхности деталей регулярных, управляемых, аналитически рассчитываемых микрорельефов.The technical result consists in improving the quality of the processed surface by implementing a processing method that provides the possibility of the formation on the surface of parts of regular, controlled, analytically calculated microreliefs.

Указанный технический результат достигается тем, что способ поверхностного пластического деформирования тел вращения, при котором заготовке сообщают вращательное движение относительно собственной продольной оси, а инструменту, оказывающему давление на поверхность обрабатываемой заготовки, сообщают продольную подачу, согласно изобретению деформирующий элемент инструмента является пластиной с боковой рабочей поверхностью скругления, при этом инструменту дополнительно сообщают колебательное возвратно-поступательное движение в направлении, перпендикулярном оси заготовки в вертикальной плоскости, касательной к поверхности заготовки.The specified technical result is achieved in that the method of surface plastic deformation of bodies of revolution, in which the workpiece is rotationally rotated about its own longitudinal axis, and the tool applying pressure to the surface of the workpiece is informed of the longitudinal feed, according to the invention, the tool deformation element is a plate with a lateral working surface rounding, while the tool is additionally informed of the oscillatory reciprocating motion in n direction perpendicular to the workpiece axis in a vertical plane tangent to the workpiece surface.

На фиг.1 представлена схема обработки предлагаемого метода для поверхностного пластического деформирования заготовки-вала, 1 – пластина, 2 – заготовка; на фиг.2 - развертка взаиморасположенных канавок на обрабатываемой поверхности в зависимости от значений {i}.Figure 1 presents the processing scheme of the proposed method for surface plastic deformation of the workpiece-shaft, 1 - plate, 2 - workpiece; figure 2 - scan of mutually located grooves on the machined surface depending on the values of {i}.

Как видно из схемы обработки (фиг.1), параметрами режима, определяющими кинематику процесса и все параметры регулярного микрорельефа, являются: частота вращения заготовки (nз), подача деформирующего элемента (s), частота осцилляции деформирующего элемента (nдв.х) и амплитуда осцилляции деформирующего элемента (е). Сущность управления образованием регулярных микрорельефов состоит в том, что оно производится за счет варьирования соотношения скоростей движения заготовки и деформирующего элемента.As can be seen from the processing scheme (Fig. 1), the parameters of the regime that determine the kinematics of the process and all the parameters of the regular microrelief are: rotation speed of the workpiece (n s ), supply of the deforming element (s), oscillation frequency of the deforming element (n dvx ) and the amplitude of the oscillations of the deforming element (e). The essence of managing the formation of regular microreliefs is that it is produced by varying the ratio of the speeds of the workpiece and the deforming element.

Объемные характеристики и взаимное расположение микрорельефов зависят от отношения nдв.х /nз=i=[i]+{i}, где [i] - целая часть числа i, a {i} - дробная часть числа i. Целая часть численного значения [i] показывает, сколько раз длина волны λ укладывается на длине окружности заготовки, а дробная {i} - величину смещения канавок относительно друг друга при каждом последующем ее обороте.Volumetric characteristics and positioning of microfeatures depend on the ratio n dv.h / n s = i = [i] + { i}, where [i] - integer part of i, a {i} - fractional part of the number i. The integer part of the numerical value [i] shows how many times the wavelength λ is laid on the circumference of the workpiece, and the fractional {i} is the displacement of the grooves relative to each other at each subsequent revolution.

Figure 00000001
;
Figure 00000001
;

Figure 00000002
;
Figure 00000003
;
Figure 00000002
;
Figure 00000003
;

где

Figure 00000004
— скорость резания;
Figure 00000005
– диаметр заготовки;Т – период осцилляции деформирующего элемента. ТогдаWhere
Figure 00000004
- cutting speed;
Figure 00000005
Is the diameter of the workpiece; T is the oscillation period of the deforming element. Then

Figure 00000006
мм
Figure 00000006
mm

На фиг.2 приведены схемы взаиморасположения канавок в зависимости от значений {i}. При {i}, равном нулю (i равно целому числу), смещение канавок отсутствует (фиг. 2, а). Если {i} = 0,5, канавки смещаются при каждом последующем обороте заготовки на половину длины волны л. (фиг.2, б)). При

Figure 00000007
канавки располагаются по схеме Фиг.2, в). (переплетаются).Figure 2 shows a diagram of the relative positioning of the grooves depending on the values of {i}. When {i} is equal to zero (i is an integer), there is no displacement of the grooves (Fig. 2, a). If {i} = 0.5, the grooves are shifted at each subsequent revolution of the workpiece by half the wavelength l. (Fig.2, b)). At
Figure 00000007
grooves are arranged according to the scheme of Figure 2, c). (intertwined).

Режимы и параметры поверхностного пластического деформирования на основе осциллирующего движения рабочего инструмента соответствуют режимам при обкатке шариком, роликом и алмазном выглаживании. Так, профильный радиус (радиус скругления) инструмента r составляет 2,5-5 мм, сила прижатия инструмента P при обработке 50-300 Н, частота вращения заготовки nз 100-1000 мин-1, амплитуда колебания 0,5-10 мм, подача S 0,05-0,30 мм/об, частота двойных ходов инструмента nдв.х.=100-500 дв.х./мин.The modes and parameters of surface plastic deformation based on the oscillating movement of the working tool correspond to the modes during rolling by ball, roller and diamond smoothing. So, the profile radius (radius of rounding) of the tool r is 2.5-5 mm, the pressing force of the tool P during processing is 50-300 N, the workpiece rotation speed n s is 100-1000 min -1 , the oscillation amplitude is 0.5-10 mm, feed S 0.05-0.30 mm / rev, frequency of double strokes of the tool n dv.kh. = 100-500 dv.kh. / min.

Выполнение инструмента в виде пластины обеспечивает равномерность износа рабочей поверхности деформирующего инструмента по его длине. Это увеличивает срок его службы, так как износу подвергается не одна локальная область, а цепочка последовательных зон. Устойчивое положение зоны контакта в процессе обкатывания повышает стабилизацию и точность процесса обработки.The execution of the tool in the form of a plate ensures uniform wear of the working surface of the deforming tool along its length. This increases its service life, since not one local area is exposed to wear, but a chain of successive zones. The stable position of the contact zone during the running-in process increases the stabilization and accuracy of the processing process.

Колебание инструмента с амплитудой е и частотой nдв.х в вертикальном направлении вызывает колебание пятна контакта в горизонтальном направлении с такой же частотой nдв.х но с амплитудой а=е⋅tgα. Наличие угла α и возможность его регулирования расширяет технологические возможности процесса. С одной и той же амплитудой колебания инструмента можно получать разные амплитуды пятна контакта между деталью и инструментом, причем можно получать большие значения амплитуды а=е⋅tgα при большем угле α.Oscillation of an instrument with amplitude e and frequency n dvx in the vertical direction causes the contact spot to oscillate in the horizontal direction with the same frequency n dvx but with amplitude a = e⋅tgα. The presence of angle α and the possibility of its regulation extends the technological capabilities of the process. With the same amplitude of the tool oscillation, it is possible to obtain different amplitudes of the contact spot between the part and the tool, and it is possible to obtain large values of the amplitude a = e⋅tgα at a larger angle α.

Claims (1)

Способ поверхностного пластического деформирования тел вращения, включающий сообщение заготовке вращательного движения относительно собственной продольной оси и сообщение инструменту с деформирующим элементом, оказывающему давление на поверхность обрабатываемой заготовки, продольной подачи, отличающийся тем, что деформирующий элемент инструмента выполнен в виде пластины с боковой рабочей поверхностью скругления, при этом инструменту дополнительно сообщают колебательное возвратно-поступательное движение в направлении, перпендикулярном оси заготовки в вертикальной плоскости, касательной к поверхности заготовки.A method of surface plastic deformation of bodies of revolution, comprising communicating to the workpiece rotational motion about its own longitudinal axis and communicating to the tool with a deforming element exerting pressure on the surface of the workpiece, a longitudinal feed, characterized in that the deforming element of the tool is made in the form of a plate with a lateral working surface of rounding, while the instrument is additionally informed of the oscillatory reciprocating movement in the direction perpend angles to the axis of the workpiece in a vertical plane tangent to the workpiece surface.
RU2017118817A 2017-05-31 2017-05-31 Method of surface plastic deformation RU2657263C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118817A RU2657263C1 (en) 2017-05-31 2017-05-31 Method of surface plastic deformation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118817A RU2657263C1 (en) 2017-05-31 2017-05-31 Method of surface plastic deformation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2657263C1 true RU2657263C1 (en) 2018-06-09

Family

ID=62560789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017118817A RU2657263C1 (en) 2017-05-31 2017-05-31 Method of surface plastic deformation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2657263C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2707844C1 (en) * 2019-02-26 2019-11-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" Method of surface plastic deformation
RU2753807C1 (en) * 2021-02-02 2021-08-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Method for surface plastic deformation of cylindrical parts
RU2757643C1 (en) * 2021-02-04 2021-10-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Method for surface-plastic deformation of the external surface of the part in the form of a rotation body
RU2758713C1 (en) * 2021-01-14 2021-11-01 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Method for surface plastic deformation of the outer surfaces of bodies of rotation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU433022A1 (en) * 1971-08-09 1974-06-25 Устройство Для Упрочнения Деталей
SU1353596A1 (en) * 1986-03-11 1987-11-23 Владимирский политехнический институт Method of machining cylindrical parts
WO1990006835A1 (en) * 1988-12-20 1990-06-28 Fiziko-Tekhnichesky Institut Akademii Nauk Belorusskoi Ssr Device for finishing hardening treatment of complexe body-of-revolution surfaces
RU2317187C2 (en) * 2006-01-10 2008-02-20 Юрий Васильевич Холопов Apparatus for abrasive-free ultrasonic finishing and final turning of complex-profile surfaces

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU433022A1 (en) * 1971-08-09 1974-06-25 Устройство Для Упрочнения Деталей
SU1353596A1 (en) * 1986-03-11 1987-11-23 Владимирский политехнический институт Method of machining cylindrical parts
WO1990006835A1 (en) * 1988-12-20 1990-06-28 Fiziko-Tekhnichesky Institut Akademii Nauk Belorusskoi Ssr Device for finishing hardening treatment of complexe body-of-revolution surfaces
RU2317187C2 (en) * 2006-01-10 2008-02-20 Юрий Васильевич Холопов Apparatus for abrasive-free ultrasonic finishing and final turning of complex-profile surfaces

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2707844C1 (en) * 2019-02-26 2019-11-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" Method of surface plastic deformation
RU2758713C1 (en) * 2021-01-14 2021-11-01 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Method for surface plastic deformation of the outer surfaces of bodies of rotation
RU2753807C1 (en) * 2021-02-02 2021-08-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Method for surface plastic deformation of cylindrical parts
RU2757643C1 (en) * 2021-02-04 2021-10-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Method for surface-plastic deformation of the external surface of the part in the form of a rotation body

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2657263C1 (en) Method of surface plastic deformation
WO2011152216A1 (en) Cylinder block and method of machining same
US3462887A (en) Precision surface abrading
RU2423220C1 (en) Method of combined processing by grinding and surface plastic deformation
Lyu et al. A strategy on generating structured plateau surface by the sinusoidal oscillatory lapping of the grinding wheel with the phyllotactic pattern of abrasive grains
RU2753807C1 (en) Method for surface plastic deformation of cylindrical parts
RU2757643C1 (en) Method for surface-plastic deformation of the external surface of the part in the form of a rotation body
RU149877U1 (en) GRINDING CIRCLE WITH INTERRUPTED SURFACE
RU136757U1 (en) GRINDING CIRCLE WITH INTERRUPTED PERIPHERAL SURFACE
CN103231301A (en) Raceway parameterization orderly superfinishing method for large and medium ring of rolling bearing
JP7354255B2 (en) Methods for surface treatment, roller bearing components, and equipment
Zaydess et al. Forming a regular surface topography of a cylindrical part using oscillating ironing
RU196262U1 (en) Combined grinding wheel
RU2388586C1 (en) Method of honing
RU2711283C1 (en) Method for honing holes
RU2571011C2 (en) Finishing-hardening of cylindrical surfaces by burnishing
RU154327U1 (en) DEVICE FOR STRENGTHENING-CLEAN ROLLING OF SURFACE OF PARTS
RU134105U1 (en) CENTERLESS SUPERFINITY MACHINE FOR PROCESSING CYLINDRICAL PRODUCTS
RU2458778C2 (en) Method of nanorelief formation on part surfaces by two-pass by burnishing
RU2120368C1 (en) Method of combined quasiintermittent finishing
SU1399080A1 (en) Method of machining straight ring grooves
RU2355551C1 (en) Method of grinding (versions)
RU2261793C1 (en) Abrasion-diamond tool
RU2163531C1 (en) Apparatus for abrasive working
RU2348500C1 (en) Method for honing of dead holes