RU78113U1

RU78113U1 - VIBRATION SURFACE TREATMENT DEVICE

Info

Publication number: RU78113U1
Application number: RU2008126260/22U
Authority: RU
Inventors: Борис Степанович Орлов; Виктор Игоревич Орлов; Дмитрий Владимирович Черепанов; Александр Александрович Скрипкин
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2008-11-20

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к устройствам для вибрационной обработки поверхностей поверхностным пластическим деформированием или резанием с образованием на них регулярного микрорельефа. Задача полезной модели - создание устройства для вибрационной обработки, позволяющего получать на обрабатываемой поверхности регулярный микрорельеф в виде дискретных углублений поверхностным пластическим деформированием или резанием. Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для вибрационной обработки поверхностей деталей, состоящем из основания 1, на котором установлены привод возвратно-качательного движения, состоящий из толкателя 6, кулачка 7, и электродвигателя 8, и корпус 2 с размещенной в нем державкой 3 с инструментом 4, на которой выполнен участок с малой поперечной жесткостью, державка 3 имеет Г-образную часть с инструментом 4, который смещен относительно оси качания державки, при этом величина смещения инструмента меньше или больше амплитуды возвратно-качательного движения от привода не менее чем на ширину режущей части инструмента 4 и определена с соответствии с выражением: , где r - радиус качания державки 3, h - максимальная глубина канавки микрорельефа на поверхности детали. В результате инструмент 4 соприкасается с обрабатываемой деталью по времени меньше периода возвратно-качательных движений державки 3 от привода, образуя на ней дискретные микролунки в виде прерывистых синусоидальных канавок. 3 илл.The utility model relates to mechanical engineering, in particular to devices for vibration processing of surfaces by surface plastic deformation or cutting with the formation of a regular microrelief on them. The objective of the utility model is to create a device for vibration processing, which allows to obtain a regular microrelief on the treated surface in the form of discrete depressions by surface plastic deformation or cutting. This object is achieved in that in a device for vibration processing of surfaces of parts, consisting of a base 1, on which a reciprocating motion drive is installed, consisting of a pusher 6, cam 7, and an electric motor 8, and a housing 2 with a holder 3 s tool 4, on which a section with low lateral stiffness is made, the holder 3 has an L-shaped part with a tool 4, which is offset relative to the axis of swing of the holder, while the amount of displacement of the tool is less than or greater than the amplitude of the return o-swing motion from the drive not less than the width of the cutting part of the tool 4 and is determined in accordance with the expression: where r is the swing radius of the holder 3, h is the maximum depth of the microrelief groove on the surface of the part. As a result, the tool 4 is in contact with the workpiece in time less than the period of the reciprocating movements of the holder 3 from the drive, forming discrete microwells on it in the form of discontinuous sinusoidal grooves. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к устройствам для вибрационной обработки поверхностей поверхностным пластическим деформированием или резанием с образованием на них регулярного микрорельефа.The utility model relates to mechanical engineering, in particular to devices for vibration processing of surfaces by surface plastic deformation or cutting with the formation of a regular microrelief on them.

Известно устройство - виброголовка, содержащая основание, на котором установлены привод возвратно-качательного движения и корпус с размещенными в нем державкой с инструментом и силовым механизмом, предназначенным для регулирования величины усилия вдавливания шара в обрабатываемую поверхность [1]. Недостатком известного устройства является значительная масса качающейся части головки и люфты в узле качания, что приводит к снижению качества обработки.A known device is a vibrohead containing a base on which a reciprocating motion drive and a housing with a tool holder with a tool and a power mechanism located in it are installed, designed to control the amount of force pushing the ball into the workpiece [1]. A disadvantage of the known device is the significant mass of the swinging part of the head and the backlash in the swing unit, which leads to a decrease in the quality of processing.

Известно также устройство для вибрационной обработки поверхностей поверхностным пластическим деформированием [2]. Это устройство выполнено в виде основания, на котором установлены привод возвратно-качательного движения и жестко закрепленный корпус с размещенным в нем державкой с инструментом - алмазным наконечником и силовым механизмом. Привод возвратно-качательного движения кинематически связан с передней частью державки, при этом на последней выполнен участок в виде плоской пружины с малой поперечной жесткостью, предназначенный для обеспечения степени свободы в направлении вибрирования. Это позволяет получать на обрабатываемой поверхности детали регулярный микрорельеф в виде системы непрерывных синусоидальных канавок. Недостатком данного устройства является невозможность создания на обрабатываемой поверхности A device for vibration processing of surfaces by surface plastic deformation is also known [2]. This device is made in the form of a base on which a reciprocating motion drive and a rigidly mounted housing with a holder with a tool - a diamond tip and a power mechanism located in it are installed. The drive of the reciprocating motion is kinematically connected with the front of the holder, while the latter has a section in the form of a flat spring with low lateral stiffness, designed to provide a degree of freedom in the direction of vibration. This makes it possible to obtain a regular microrelief on the workpiece surface in the form of a system of continuous sinusoidal grooves. The disadvantage of this device is the inability to create on the treated surface

детали регулярного микрорельефа в виде системы дискретных некасающихся друг друга микровпадин (лунок), позволяющего улучшать эксплуатационные свойства поверхности.details of a regular microrelief in the form of a system of discrete non-tangent microdeclaws (holes), which allows to improve the operational properties of the surface.

Задача полезной модели - создание устройства для вибрационной обработки, позволяющего получать на обрабатываемой поверхности регулярный микрорельеф в виде дискретных углублений поверхностным пластическим деформированием или резанием.The objective of the utility model is to create a device for vibration processing, which allows to obtain a regular microrelief on the treated surface in the form of discrete depressions by surface plastic deformation or cutting.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для вибрационной обработки поверхностей деталей, состоящем из основания, на котором установлены привод возвратно-качательного движения и корпус с размещенной в нем державкой с инструментом, на которой выполнен участок с малой поперечной жесткостью. Державка имеет Г-образную часть с инструментом, который смещен относительно оси качания державки. Величина смещения инструмента меньше или больше амплитуды возвратно-качательного движения от привода не менее чем на ширину режущей части инструмента d и определена в соответствии с выражением: , где r - радиус качания державки, h - максимальная глубина канавки на поверхности детали.The problem is achieved in that in a device for vibration processing of surfaces of parts, consisting of a base on which a reciprocating-motion drive and a housing with a holder with a tool placed on it are mounted on which a section with low lateral rigidity is made. The holder has an L-shaped part with a tool that is offset relative to the axis of swing of the holder. The magnitude of the displacement of the tool is less than or greater than the amplitude of the reciprocating motion from the drive not less than the width of the cutting part of the tool d and is determined in accordance with the expression: where r is the radius of swing of the holder, h is the maximum depth of the groove on the surface of the part.

В каждый период возвратно-качательного движения державки инструмент некоторое время не соприкасается с обрабатываемой поверхностью, за счет чего на ней образуются дискретные микролунки в виде прерывистых синусоидальных канавок.In each period of the reciprocating-swinging movement of the holder, the instrument does not come into contact with the surface being machined for some time, due to which discrete microwells are formed on it in the form of discontinuous sinusoidal grooves.

На фиг.1 показано устройство для вибрационной обработки поверхности пластическим деформированием или резанием; на фиг.2 - схема формирования микролунки; на фиг.3 - поверхность детали с микрорельефом, получаемым устройством - прототипом (а) и предлагаемым устройством (б).Figure 1 shows a device for vibratory surface treatment by plastic deformation or cutting; figure 2 - diagram of the formation of microwells; figure 3 - the surface of the part with a microrelief obtained by the device - the prototype (a) and the proposed device (b).

Устройство для вибрационной обработки (фиг.1) содержит основание 1 с закрепленным на нем корпусом 2, несущим Г-образную державку 3 с инструментом - алмазным наконечником или резцом 4, смещенным A device for vibration processing (Fig. 1) contains a base 1 with a body 2 fixed on it, carrying a L-shaped holder 3 with a tool - a diamond tip or a cutter 4, offset

относительно оси качения державки, при этом величина смещения инструмента меньше или больше амплитуды возвратно-качательного движения державки 3 от привода не менее чем на ширину режущей части инструмента d и определяется из выражения: , где r - радиус качания державки, h - максимальная глубина канавки на поверхности детали, направляющие 5, толкатель 6, кулачок 7, и электродвигатель 8. Инструмент с державкой 3 поджимается механизмом 9, состоящим из пружины 10, сила натяжения которой регулируется винтом 11 и гайкой 12. Державка 3 может быть изготовлена из пружинной стали, а переходный участок 13, соединяющий ее вибрирующую часть с неподвижной частью, выполнен в виде плоской пружины, за счет которой происходит вибрация не всей державки, а только ее части с инструментом 4. Зазоры между кулачком 7 и вибрирующей Г-образной частью державки 3 выбираются винтом 14. После регулировки зазоров винтом 14 на толкатель 6 и вибрирующую часть державки 3 напрессовывается амортизатор, которым служит резиновая втулка 15. Цанга 16 с гайкой 17 служит для установки индикатора 18, измеритель которого касается штока 19, и устанавливает момент соприкосновения инструмента с обрабатываемой деталью и глубину микронеровностей.relative to the axis of rotation of the holder, while the displacement of the tool is less than or greater than the amplitude of the reciprocating movement of the holder 3 from the drive not less than the width of the cutting part of the tool d and is determined from the expression: , where r is the radius of swing of the holder, h is the maximum depth of the groove on the surface of the part, guides 5, pusher 6, cam 7, and electric motor 8. The tool with the holder 3 is pressed by a mechanism 9 consisting of a spring 10, the tension force of which is regulated by a screw 11 and nut 12. The holder 3 can be made of spring steel, and the transition section 13, connecting its vibrating part with the fixed part, is made in the form of a flat spring, due to which not the entire holder, but only its part, is vibrated with the tool 4. The gaps between ku The 7 and the vibrating L-shaped part of the holder 3 are selected with the screw 14. After adjusting the gaps with the screw 14, the shock absorber is pressed onto the pusher 6 and the vibrating part of the holder 3. The rubber sleeve 15 is used. rod 19, and sets the moment of contact of the tool with the workpiece and the depth of microroughness.

Устройство работает следующим образом. Инструмент 4, закрепленный в вибрирующей Г-образной части державки 3, подводится к поверхности обрабатываемой детали до соприкосновения и поджимается через винт 11 и гайку 12 пружиной 10. Момент соприкосновения инструмента 4 с поверхностью обрабатываемой детали и требуемая глубина регулярного микрорельефа в виде дискретных микролунок определяются индикатором 18, который установлен с помощью цанги 16, гайки 17 в корпусе 2 и через шток 19 соединен с державкой 3. При вращении кулачка 7 от электродвигателя 8 через толкатель 6, который установлен в направляющих 5, вызывается возвратно-качательное движение вибрирующей части державки 3 за счет деформации участка с малой поперечной жесткостью. Величина амплитуды осцилляции The device operates as follows. The tool 4, mounted in the vibrating L-shaped part of the holder 3, is brought to the surface of the workpiece until it contacts and is pressed through the screw 11 and nut 12 by the spring 10. The moment of contact of the tool 4 with the surface of the workpiece and the required depth of the regular microrelief in the form of discrete microholes are determined by the indicator 18, which is installed using a collet 16, a nut 17 in the housing 2 and through the rod 19 is connected to the holder 3. When the cam 7 is rotated from the electric motor 8 through the pusher 6, which is installed in Aluvial 5, the reciprocating motion of the vibrating part of the holder 3 is caused due to deformation of the section with low lateral rigidity. Oscillation Amplitude

инструмента может изменяться в пределах 0,5-2,5 мм, в зависимости от конкретных условий обработки, за счет изменения величины эксцентриситета кулачка 7.the tool can vary within 0.5-2.5 mm, depending on the specific processing conditions, due to a change in the eccentricity of the cam 7.

Фиг.2 поясняет механизм формирования микролунок. Так как инструмент 4, закрепленный на Г-образной части державки 3, смещен на величину L от оси качания переходного участка 13 державки, колеблющейся относительно точки О, при этом величина смещения больше амплитуды А возвратно-качательного движения державки 3 от привода не менее чем на ширину d режущей части инструмента 4, то время соприкосновения режущей части инструмента 4 с поверхностью обрабатываемой деталью в правом и левом положениях за период осцилляции будет различным, что и приводит к разрыву формируемой синусоидальной канавки и образованию микролунок. Установка инструмента на требуемую глубину микролунки h осуществляется в крайнем правом положении осцилляции державки. В случае когда величина смещения меньше амплитуды возвратно-качательного движения державки 3 также будет происходить разрыв синусоидальной канавки и образование микролунок.Figure 2 explains the mechanism for the formation of microwells. Since the tool 4, mounted on the L-shaped part of the holder 3, is offset by L from the axis of swing of the transition section 13 of the holder, oscillating relative to point O, the magnitude of the offset is greater than the amplitude A of the reciprocating movement of the holder 3 from the drive by at least the width d of the cutting part of the tool 4, then the contact time of the cutting part of the tool 4 with the surface of the workpiece in the right and left positions for the oscillation period will be different, which leads to a rupture of the formed sinusoidal groove and mations microwell. The tool is installed at the required depth of the microwell h in the extreme right position of the holder oscillation. In the case when the amount of displacement is less than the amplitude of the reciprocating motion of the holder 3, a sinusoidal groove and the formation of microwells will also break.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволяет получить на поверхностях деталей, например, металлического контртела (штока или цилиндра), работающего в паре с резиновым элементом гидроуплотнительного узла, новый регулярный микрорельеф в виде дискретных микроуглублений, (фиг.3б), улучшающий такие их эксплуатационные свойства как гидроплотность и износостойкость за счет устранения каналов сквозных утечек смазки, а также образования множества гидродинамических клиньев, при которых режим трения приближается к гидродинамическому.The proposed device in comparison with the prototype allows you to get on the surfaces of parts, for example, a metal counterbody (rod or cylinder), working in tandem with the rubber element of the sealing unit, a new regular microrelief in the form of discrete microdepths (fig.3b), which improves their operational properties as hydro-density and wear resistance due to elimination of channels of through leakage of lubricant, as well as the formation of many hydrodynamic wedges, in which the friction mode approaches hydrodynamic coma.

Источники информации.Information sources.

1. Шнейдер Ю.Г. Образование регулярных микрорельефов на деталях и их эксплуатационные свойства. Л., "Машиностроение", 1972. - С.46.1. Schneider Yu.G. The formation of regular microreliefs on the details and their operational properties. L., "Mechanical Engineering", 1972. - S. 46.

2. А.с СССР №996177. Устройство для вибрационной обработки поверхностей поверхностным пластическим деформированием./Я.И.Барац, А.Э.Кашелянский, В.В.Ларюшин и Р.К.Шапошник, опубл. 15.02.83, бюл. №6.2. A.s of the USSR No. 996177. Device for vibration processing of surfaces by surface plastic deformation / Ya.I. Barats, AE Kashelyansky, VV Laryushin and RK Shaposhnik, publ. 02/15/83, bull. No. 6.

Claims

A device for vibration processing of surfaces of parts, consisting of a base on which a reciprocating motion drive and a housing with a tool holder with a tool holder are placed on it, on which a section with low lateral stiffness is made, characterized in that the tool holder has an L-shaped part with a tool , which is offset relative to the axis of swing of the holder, while the amount of displacement of the tool is less than or greater than the amplitude of the reciprocating movement from the drive not less than the width of the cutting part of the tool and defined in accordance with the expression

where r is the radius of swing of the holder, h is the maximum depth of the groove on the surface of the part.