Роликова розкочування для обробки отворів складної форми
Сутність винаходу: розкочування містить корпус з сепаратором, в пазах якого вільно розміщені деформуючі ролики, стягнуті в радіальному напрямку, і опорний елемент. Останній вільно встановлений в осьовому отворі сепаратора і виконаний у вигляді опорної втулки з отворами, виготовленою з матеріалу з формою пам'яті (ПФ). Пам'ять втулки виражена у зміні її форми поперечного перерізу від правильного багатокутника із закругленими вершинами і числом граней, що дорівнює кількості деформуючих роликів, до кола і назад. Ролики можуть бути виконані збірними та стягнуті розрізними пружинними кільцями або кільцями з матеріалу з ПФ. Опорна втулка може мати змінний переріз уздовж осі, може бути розрізана на автономні кільця і виготовлена з феромагнітного намагніченого матеріалу з ПФ. 8 з.п. ф-ли, 6 іл.
Винахід відноситься до обробки металів поверхневим пластичним деформуванням і може бути використане для розкочування отворів складної форми: з криволінійної утворювальної багатоступеневих, а також циліндричних і конічних отворів.
Відома роликова розкочування для обробки сферичного отвору, що містить корпус з розміщеним на ній сепаратором, в пазах якого вільно встановлені ролики, що деформують. Ролики запобігають випаданню обойми і спираються на опорний (силовий) елемент, який виконаний у вигляді двох фігурних втулок, розсунутих пружиною, тому ролики "утоплені" в пазах сепаратора.
При осьовій подачі розкочування втулка упирається через завзятий підшипник в торець пристосування і подається вгору, розсовуючи ролик і створюється зусилля радіальне розкочування.
Недоліки прототипу: неможливість обробки отворів складної конфігурації - з криволінійною твірною та багатоступінчастою; складність конструкції, щотягне за собою ускладнену технологію виготовлення розкочування, її підвищену собівартість та знижену надійність розкочування.
Мета винаходу - розширення технологічних можливостей та спрощення конструкції розкочування.
Це досягається тим, що розкочування містить корпус із закріпленим на ньому сепаратором, в пазах якого вільно розміщені деформуючі ролики, в радіальному напрямку, і опорний (силовий) елемент. Останній вільно встановлений в осьовому отворі сепаратора і виконаний у вигляді опорної втулки з отворами, виготовленої з матеріалу з пам'яттю термомеханічної форми. Пам'ять форми опорної втулки виражена зміні її форми в поперечному перерізі від правильного багатокутника із закругленими кутами до кола і назад. Грані багатокутника виконані прямолінійними чи криволінійними – опуклими чи увігнутими. Вільне місце між сепаратором, роликами і опорною втулкою заповнено проточним енергоносієм.
Сукупність перелічених ознак дозволяє обробити отвір складної форми при найпростішій конструкції розкочування.
Деформуючі ролики можуть бути виконані збірними. Це спрощує конструкцію окремих частин і спрощує технологію їх виготовлення.
Ролики можуть бути стягнуті пружинними кільцями, розміщеними в кільцевих проточках на роликах.
Ролики можуть бути стягнуті кільцями, виготовленими із матеріалу з пам'яттю форми. Кільця розміщують у кільцевих проточках на роликах.
Опорна втулка може бути виконана зі змінним перерізом уздовж осі.
Це дозволяє отримати різні радіальні зусилля розкочування на різних ділянках роликів (що товщі стінки опорної втулки, тим більше радіальне зусилля, що розвивається в цьому перерізі, і навпаки). Це дозволяє забезпечити різну глибину таступінь наклепу на різних ділянках отвору, що обробляється.
Втулка опорна може бути розрізана на автономні кільця. Це дозволяє вільно деформуватися кожному автономному кільцю в радіальному напрямку і досягати різної глибини та ступеня наклепу на різних ділянках отвору, що обробляється.
Опорна втулка може бути виготовлена з феромагнітного намагніченого матеріалу з пам'яттю форми. Це спрощує конструкцію розкочування.
Коли опорна втулка, виконана з матеріалу з пам'яттю форми, розрізана на автономні форми, між останніми можуть бути встановлені кільця з феромагнітного намагніченого матеріалу.
Це збільшує силу стягування роликів, оскільки різко розширюється номенклатура феромагнітних матеріалів і можна вибрати ефективніший матеріал у порівнянні з попереднім випадком.
На периферії опорної втулки можуть бути виконані рівномірно розташовані лиски або пази, число яких дорівнює чи кратно числу роликів.
Це дозволяє здійснювати імпульсне розкочування отворів складної форми, яке відомими розкочуваннями здійснити неможливо. Це розширює технологічні можливості, оскільки дозволяє обробляти отвори в деталях малої та нерівномірної жорсткості. При цьому у зв'язку з тим, що опорний елемент виконаний у формі втулки, удари роликів об оброблювану поверхню отвору "пом'якшуються", що підвищує якість обробки.
На фіг.1 дана розкочування в осьовому розрізі; на фіг.2 - розріз А-А на фіг. 1; на фіг.3 - розріз Б-Б на фіг.1; на фіг.4 - конфігурація опорної втулки в розрізі А-А на фіг.1; на фіг.5 - варіант розкочування в осьовому розрізі; на фіг. 6 - варіант конфігурації опорної втулки в розрізі А-А на фіг.1.
У корпус 1 (фіг.1) ввернуть сепаратор 2, відкриті радіальні пазиякого вільно встановлені деформуючі ролики 3, що спираються на опорну втулку 4. Утворює роликів 3 має форму, негативну по відношенню до поверхні, що обробляється. Ролики 3 стягнуті двома пружинними розрізними кільцями 5, що мають розрізи 6. До торця сепаратора 2 привернута кришка 7, що оберігає втулку 4 і ролики 3 від осьового випадання. Розміри роликів 3, сепаратора 2 опорної втулки 4 і втулки розпірної 8 узгоджені таким чином, що ролики 3 і втулка 4 встановлені з осьовими зазорами.
У корпус 1, сепараторі 2 і 8 втулці виконані осьові отвори для підведення енергоносія. В опорній втулці 4 з тією ж метою виконано осьовий та поперечні отвори 9, причому осьовий отвір - конічний.
На фіг.1 рух СОЖ показано стрілками. Як бачимо, СОЖ проходить через осьові та радіальні отвори втулки 4 і розігрівають її, потім потрапляє в зони обробки та здійснює функції мастила та охолодження деталі 10 та роликів 3.
Втулка 4 при розігріванні приймає в поперечнику форму круглого кільця, переміщає ролики в радіальному напрямку на деталь 10 і створює радіальне зусилля розкочування. Так як осьовий отвір втулки 4 виконано конічним, товщина стінок уздовж осі різні: в лівій її частині (по фіг.1) вона максимальна. Отже, втулка 4 лівої частини має максимальну жорсткість, тому тут розвивається максимальне радіальне зусилля розкочування і досягається найбільша глибина і ступінь наклепу.
На фіг.5 показана конструкція розкочування зі збірними роликами, розрізною опорною втулкою та кільцевими магнітами.
У корпус 11 вкручений сепаратор 12, відкриті радіальні пази якого з осьовими і радіальними зазорами встановлені деформуючі ролики, виконані збірними і складаються з центрального 13 і 14 бічних роликів.У торцях ролика 13 виконані отвори, які з зазорами входять шийки роликів 14 і 15. Опорна втулка з матеріалу з пам'яттю форми виконана розрізний і складається з центрального кільця 16 і бічних 17 і 18, в яких виконані радіальні отвори для підведення СОЖ. По торцях втулок 16, 17 і 18 встановлені кільця намагнічені 19 з феромагнітного матеріалу, стягують ролики 14 і 15.
До торця сепаратора 12 привернута кришка 20, яка оберігає ролики 14 і кільця 16 - 18, а також 19 та 21 від осьового випадання.
Розміри роликів 13, 14, 15, сепаратора 12 і втулок 16 - 19, 21 узгоджені таким чином, що ролики 13-15 і 16-19 втулки встановлені з осьовими зазорами. Діаметри і довжини роликів 13-15 підібрані так, що в сукупності їх утворюють профіль, негативний по відношенню до оброблюваної поверхні.
Опорні кільця 16-18 мають різні площі поперечного перерізу, а отже, різну жорсткість у радіальному напрямку (максимальна жорсткість у кільця 16).
Робота розкочування аналогічна роботі розкочування по фіг.1, 2 але має такі особливості.
Так як кільця 16-18 мають різну радіальну жорсткість і виконані автономними, вони деформуються незалежно один від одного і можуть створювати на сусідніх ділянках оброблюваної деталі різні глибину і ступінь наклепу. Причому ця різниця більше, ніж у розкочування на фіг.1.
У той же час при імпульсному розкочуванні через ударний характер навантаження виникає лущення поверхні деталі. При роботі розкочуванням по фіг. 5, 6 ця небезпека зменшується, так як опорні кільця 16-18 мають форму кільця, що має радіальну жорсткість менше, ніж у суцільної оправки. Це "пом'якшує" удари роликів об поверхню деталі.
При подачі "холодного" енергоносія кільця16-18 набувають форми по фіг. 4. Ролики 14 і 15 притягуються магнітами 19 на межі кілець 16-18 і тягнуть за собою своїми шийками ролик 13. Розмір розкочування по роликах стає меншим за діаметр отвору в деталі. Розкочування на прискореній подачі витягуються з обробленого отвору.
Для спрощення конструкції розкочування можливе виготовлення опорної втулки (розрізної або цільної) з феромагнітного намагніченого матеріалу з пам'яттю форми.
Таким чином, розкочування має широкі технологічні можливості, так як можна обробляти: отвори з криволінійною твірною; багатоступінчасті циліндричні отвори; циліндричні та конічні отвори; проста конструкція розкочування та її деталей.
1. РОЛИКОВА РОЗКАТКА ДЛЯ ОБРОБКИ ВІДТВОРЕНЬ СКЛАДНОЇ ФОРМИ, що містить корпус, змонтований на ньому сепаратор з пазами, вільно розміщені в пазах деформуючі ролики і опорний елемент, що відрізняється тим, що, з метою розширення технологічних можливостей, вона оснащена опорний елемент вільно встановлений в осьовому отворі сепаратора і виконаний з отворами для підведення робочого середовища, при цьому опорний елемент виготовлений з матеріалу з термомеханічною пам'яттю форми, вираженої в зміні його форми в поперечному перерізі від правильного багатокутника з закругленими кутами з числом граней, що дорівнює кількості деформуючих роликів до кола та назад.
2. Розкочування по п.1, відрізняється тим, що деформуючі ролики виконані збірними.
3. Розкочування по п.1, відрізняється тим, що засіб підтискання роликів у радіальному напрямку виконано у вигляді пружинних кілець, розміщених у виконаних на роликах кільцевих проточках.
4. Розкочування за п.1, яка відрізняється тим, що засіб підтискання роликіввиконано у вигляді кілець, виготовлених з матеріалу з пам'яттю форми та розміщених у виконаних на роликах кільцевих проточках.
5. Розкочування за пп. 1-4, яка відрізняється тим, що опорний елемент виконаний зі змінним перерізом уздовж осі.
6. Розкочування за пп. 1 і 5, що відрізняється тим, що опорний елемент виконаний у вигляді втулки.
7. Розкочування за пп. 1, 2 і 5, що відрізняється тим, що опорний елемент виконаний складовим з опорних кілець.
8. Розкочування по п.7, відрізняється тим, що засіб підтискання роликів у радіальному напрямку виконано у вигляді кілець, виготовлених з намагніченого феромагнітного матеріалу і розміщених між опорними кільцями.
9. Розкочування за пп. 1 - 8, відрізняється тим, що на зовнішній поверхні опорного елемента виконані лиски або пази, число яких дорівнює числу роликів.