Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ "ТОРМОЗНОЙ ДИСК"
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ "ТОРМОЗНОЙ ДИСК"

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ "ТОРМОЗНОЙ ДИСК"

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к обработке деталей давлением с применением ультразвуковых колебаний и дроби. Устройство для поверхностной отделочно-упрочняющей обработки деталей работает от генератора, подающего ультразвуковые колебания через магнитострикционный преобразователь. На торце волновода образовано асимметричное гнездо для размещения обрабатываемой детали и рабочего инструмента в виде стальных шариков. Шарики, интенсивно перемещаясь внутри гнезда, ударяют по поверхности детали, упрочняя ее. Для повышения производительности и качества обработки стальные шарики плотно упаковывают в гнезде с помощью пуансона и динамометрического ключа с прибором для измерения статического усилия. Обработка детали производится как с помощью дроби, так и с помощью ультразвуковых колебаний, а также в смешанном варианте. 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2137589
Класс(ы) патента: B24B31/06, B24B1/04, B24C1/10
Номер заявки: 97122359/02
Дата подачи заявки: 23.10.1997
Дата публикации: 20.09.1999
Заявитель(и): Казаков Владимир Михайлович
Автор(ы): Казаков В.М.
Патентообладатель(и): Казаков Владимир Михайлович
Описание изобретения: Изобретение относится к области машиностроения, к обработке поверхностей деталей давлением с применением ультразвуковых колебаний и дроби. И может быть использовано как при дробеструйной, так и при ультразвуковой обработке, а также в смешанном виде для упрочнения металлических деталей, в том числе из высокопрочных сталей.
Известно устройство для поверхностного упрочнения деталей по А.С. СССР N 1399081, взятое в качестве прототипа, выполненное в виде корпуса, состоящего из концентратора с камерой на его торце, в которую помещают рабочие тела в виде шариков и деталь, закрепленную на фланце.
Ширина камеры удовлетворяет соотношению h = (0,40-0,60)d, где d - диаметр концентратора, а высота составляет 0,3 λизг, где λизг - длина волны изгибных колебаний в стенке камеры.
Устройство имеет следующие недостатки:
1. удары шариков носят стохастический случайный характер;
2. отсутствует акустическая развязка на торец волновода с шариками, что ведет к низкому КПД его работы (холостой амплитудный ход), и не возникает стоячая волна колебаний волновода.
Техническим результатом изобретения является повышение производительности и качества обработки поверхностей деталей.
Поставленный технический результат достигается тем, что устройство для отделочно-упрочняющей обработки поверхности детали, содержащее ультразвуковой преобразователь с волноводом, на торце которого выполнено асимметричное гнездо для размещения в нем стальных шариков, и технологический фланец, расположенный перпендикулярно волноводу с зазором относительно его торца и предназначенный для установки обрабатываемой детали, снабжено пуансоном, несущим обрабатываемую деталь типа "тормозной диск" и установленным коаксильно волноводу с гнездом в технологическом фланце посредством резьбы с возможностью образования стальными шариками промежуточной плотноупакованной рабочей среды между стенками гнезда, служащего одновременно матрицей, при этом пуансон снабжен контргайкой со шлицами под накидной ключ и прибором для измерения статического усилия на шарики.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид устройства для упрочнения деталей, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - узел для создания плотноупакованной рабочей среды.
Устройство состоит из ступенчатого концентратора 1, на торце которого сквозным пазом с галтелями в основании образовано асимметричное гнездо со стенками 2. Волновод закреплен на трансформаторе упругих колебаний магнитострикционного преобразователя 3, который запитывается от генератора 4 ультразвуковые колебаний. Рабочие тела в виде стальных шариков 5 и деталь 6 "тормозной диск" помещают в рабочий объем гнезда. Технологический фланец 7 расположен перпендикулярно волноводу на опорных стойках 8, закрепленных вместе с магнитострикционным преобразователем 3 на станине 9 устройства.
На фиг. 2 приведено сечение гнезда концентратора, показывающее взаимное расположение стенок 2 гнезда и стенок 10 технологического фланца.
Ширина камеры h удовлетворяет соотношению h=(0,40-0,60)d, где d - диаметр концентратора.
Высота составляет 0,3 λизг, где λизг - длина волны изгибных колебаний в стенке гнезда. Радиус галтелей "r" в основании гнезда камеры удовлетворяет соотношению:
На фиг. 3 показаны средства, упаковывающие стальные шарики в теле волновода и выполненные в виде динамометрического ключа 11 и пуансона 12.
Обрабатываемая деталь 6 закреплена в пуансоне 12, смонтированном коаксильно волноводу с гнездом в технологическом фланце 7 посредством резьбы и контргайки 13 со шлицами под накидной ключ.
На динамометрическом ключе 11 расположен прибор 14 для измерения статического усилия на шарики.
Устройство работает следующим образом.
Ультразвуковые колебания, сообщаемые волноводу от генератора и магнитострикционного преобразователя приводят стенки 2 и торцевую поверхность меньшего цилиндра концентратора в колебательное движение, заставляя рабочие тела 5 (стальные шарики ⊘ 2,0 - 3,0 мм) интенсивно перемещаться внутри гнезда. В нашем случае они плотно упакованы с заданным усилием с помощью пуансона 12, динамометрического ключа 11 с прибором 14, показывающим усилие давления шариков на обрабатываемую поверхность. После создания определенного усилия пуансон фиксируют на технологическом фланце контргайкой 13.
Величину усилия шариков выбирают в пределах PΣ≈ 150 - 160 кг (статическое усилие) для незакаленных сталей и чугунов, PΣ≈ 350 - 450 для закаленных сталей.
Амплитуда преобразователя на волновод составляет A ≈ 100 - 120 мкм, а частота колебаний f = 50 Гц (на ультразвуковом преобразователе и его выходе).
При создании ультразвуковых колебаний шарики, ударяя по поверхности детали 6, упрочняют ее в асимметричном гнезде, служащем одновременно матрицей пуансона. При этом в его стенках наряду с продольными колебаниями имеют место изгибные колебания, являющиеся следствием наличия поперечных (пуассоновских) деформаций ступенчатого концентратора при распространении в нем продольной ультразвуковой волны.
Формула изобретения: Устройство для отделочно-упрочняющей обработки поверхностей деталей, содержащее ультразвуковой преобразователь с волноводом, на торце которого выполнено асимметричное гнездо для размещения в нем стальных шариков, и технологический фланец, расположенный перпендикулярно волноводу с зазором относительно его торца и предназначенный для установки обрабатываемой детали, отличающееся тем, что для обработки поверхностей деталей типа "тормозной диск" оно снабжено пуансоном, несущим обрабатываемую деталь и установленным коаксиально волноводу с гнездом в технологическом фланце посредством резьбы с возможностью образования стальными шариками промежуточной плотно упакованной рабочей среды между стенками гнезда, служащего матрицей пуансона, при этом пуансон снабжен контргайкой со шлицами под накидной ключ и прибором для измерения статического усилия на шарики.