Статико-импульсная обработка радиуса впадины резьбы охватывающим инструментом с роликами

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Прикладная культурология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 621. 791. 019
Н. И. Егоров, Ю. Н. Полянчиков, М. Ю. Полянчикова, О. А. Курсин
СТАТИКО-ИМПУЛЬСНАЯ ОБРАБОТКА РАДИУСА ВПАДИНЫ РЕЗЬБЫ ОХВАТЫВАЮЩИМ ИНСТРУМЕНТОМ С РОЛИКАМИ
Волгоградский государственный технический университет E-mail: egorov_ni@mail. ru
Для упрочнений радиуса впадины резьбы разработан охватывающий инструмент для статико-импульс-ной обработки в виде кольца с самоподжимающими роликами. Установлены зависимости размеров инструмента, шероховатости поверхности и энергии удара от параметров режима обработки.
Ключевые слова: резьба, охватывающее кольцо, ролики, пластическая деформация, шероховатость поверхности, предел выносливости.
For reinforcements radius of the depression thread developed covering tool for static-pulse treatment in the form of a ring with suboptimality rollers. The dependence of tool dimensions, surface roughness and impact energy on the parameters of the processing mode.
Keywords: thread, covering the ring, rollers, plastic deformation, surface roughness, the limit of endurance.
Для повышения предела выносливости резьбы штоков применяется статико-импульс-ная отделочно-упрочняющая обработка радиуса впадины резьбы пластическим деформирование [1, 2]. Упрочнение впадины резьбы происходит за счет наклепа, создающего остаточные напряжения сжатия, и снижения шероховатости впадины резьбы [3, 4].
Рис. 1. Охватывающий инструмент для статико-импульсного упрочнения впадины резьбы
Разработан инструмент (рис. 1) для статико-импульсной отделочно-упрочняющей обработки радиуса впадины резьбы, содержащий волновод 1, с помощью которого инструменту сообщается динамическая РИМП составляющая деформирующей силы. Ролики 4, упрочняющие профиль резьбы 3, установлены по винтовой поверхности с углом у в соответствии с шагом Р
резьбы. Цапфы роликов 5 установлены с возможностью самоподжима к заготовке 6 с силой Рст в наклонных овальных отверстиях 7 в резь-бонакатном кольце 2 и направленных в сторону вращения заготовки с наклоном к центру заготовки на величину припуска.
Из разреза А-А (рис. 2) можно рассчитать длину l овальных отверстий 7 из условия самоподжима (самоторможения клиновой поверхности):
t ^ t t t
l =

tga tg9 f 0,03 — 0,09
= 11 — 33 • t,
(1)
где a
угол наклона прорези tga = -, где t
величина деформации впадины резьбы (припуск на обработку), мм, I — длина овального отверстия- ф — угол трения, tgф = /, / = 0,030,09 — коэффициент трения стали по стали.
Мощность Ыд, необходимую для обработки, можно посчитать по формуле
Мкр ¦ п
N
-кр
9750
с

где Мкр = 3- fk • P
d3 _ d3 dP
— dp — d"
d"
(2)
— мо-
мент вращения заготовки для преодоления сил трения-
л2-
Рст = HB-
900
-arcsin
t- di-1
dp — 2t + d1)
сила поджатия ролика к заготовке- а1 — внутренний диаметр резьбы, м- / - коэффициент трения качения, м- - диаметр ролика, м- ёц — диаметр цапф, м- пз — число оборотов заготовки мин-1- п -кпд привода станка п = 0,85−0,95- Ыэл — мощность электродвигателя привода станка.
А-Л
Из схемы (рис. 4) можно рассчитать зависимость энергии удара, прикладываемого к инструменту, от глубины деформации:
в = НВ
п2 • Я • • / 900
-агсБт
'-•(4 -'-), (3)
р (^р — 2/ + йх)
где в — энергия удара ролика, Дж- НВ — твердость по Бринеллю Н/м2- Я — радиус закругления впадины резьбы, м.
Рис. 2. Разрез А-А охватывающего инструмента для ста-тико-импульсного упрочнения впадины резьбы на заготовке с предварительно нарезанной резьбой
Из схемы (рис. 3) можно рассчитать зависимость высоты микронеровностей поверхности Яг от параметров режимов обработки:
= ^8т2Х=4Р^1п2(3)
3 2 3 ^имп
где у — угол поворота заготовки за один импульс, рад- пимп — число (частота) импульсов,
-1 о
мин — 3 — количество роликов.
Рис. 3. Схема статико-импульсного накатывания впадины резьбы охватывающим инструментом с роликами для расчета шероховатости поверхности Кг
Рис. 4. Схема статико-импульсного накатывания впадины резьбы для расчета усилия и энергии деформации
При испытаниях заготовку из стали 40ХНМ2А твердостью НВ 226−253, с предварительно нарезанной резьбой М90*4 с припуском на диаметр г = 0,5 мм закрепили в трехкулачко-вом патроне токарного станка модели 1М63Н, мощность электродвигателя привода станка Л^эл = = 11кВт. В резцедержателе закреплен генератор механических импульсов (отбойный молоток частотой импульсов пр = 4200 мин-1 и энергии удара О = 3,1 Дж), в бойке установлен волновод. Резьбонакатное кольцо с тремя роликами диаметром 28 мм и диаметром цапфы 9 мм из стали ХВГ с углом профиля 55° и радиусом у вершины Я = 0,58 мм накручивается на заготовку с нарезанной метрической резьбой. Длина наклонных овальных отверстий I = 20 мм, что превышает предельную величину из условия самоподжима роликов /шт = (11 — 33) • г = 5,5 -16,5 мм. Скорость
*
¦
Рис. 5. Микроструктура в районе радиуса впадины резьбы после статико-импульсной обработки охватывающим инструментом с роликами
вращения шпинделя станка, в котором закрепляется обрабатываемая заготовка, п = 10 мин-1, подача равна шагу нарезаемой резьбы 51 = Р = 4 мм/об.
Испытаниями установлено, что производительность процесса повышается в 2,5… 2,8 раза по сравнению со статико-импульсным накатыванием резьбы охватывающим инструментом. Размеры резьбы соответствуют требованиям точности 6g. Параметр шероховатости поверхности резьбы Иа = 0,2 мкм. Глубина упрочненного слоя г = 0,25 мм. Увеличение микротвердости и прочности наклепанного слоя составило в среднем 25% (рис. 5).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Расчет параметров процесса обкатки вибрирующим роликом впадины резьбы / Н. И. Егоров, И. А. Небыков, П. И. Терпак, Д. В. Моисеева // Известия ВолгГТУ: меж-вуз. сб. науч. ст. № 20 (123) / ВолгГТУ. — Волгоград, 2013. -(Серия «Прогрессивные технологии в машиностроении» — вып. 10). — С. 18−20.
2. Деформационное упрочнение радиуса впадины резьбы охватывающим кольцом с роликами / Н. И. Егоров, Ю. Н. Полянчиков, М. Ю. Полянчикова, О. А. Курсин // Современные технологии и управление: сб. науч. тр. III между-нар. науч. -практ. конф. (20−21 нояб. 2014 г.) / ФГБОУ В О Московский гос. ун-т технологий и управления им. К. Г. Разумовского (Первый казачий ун-т), Филиал в р. п. Светлый Яр Волгоградской области. — Светлый Яр, 2014. — С. 161−164.
3. Исследование охватывающего кольца с роликами для упрочнений радиуса впадины резьбы / Н. И. Егоров, Ю. Н. Полянчиков, М. Ю. Полянчикова, О. А. Курсин // Известия ВолгГТУ: межвуз. сб. науч. ст. № 8 (135) / ВолгГТУ. — Волгоград, 2014. — (Серия «Прогрессивные технологии в машиностроении» — вып. 11). — С. 20−22.
4. П. м. 142 563 РФ, МПК В21Н3/02. Охватывающий инструмент для статико-импульсного накатывания резьбы на заготовке с предварительно нарезанной резьбой / Н. И. Егоров, Ю. Н. Полянчиков, М. Ю. Полянчикова, О. А. Курсин — ВолгГТУ. — 2014.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой