PL210091B1 - Urządzenie do dynamicznego młoteczkowania powierzchni metali - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do dynamicznego młoteczkowania powierzchni metali, przeznaczone do obróbki powierzchniowej zgniotem powierzchni płaskich, krzywoliniowych oraz krawędzi wewnętrznych.

Znane są urządzenia do dynamicznej obróbki zgniotem powierzchni płaskich i obrotowych poprzez kulowanie. Obróbka realizowana jest za pomocą obrotowych narzędzi z tarczami posiadającymi promieniowe kanały, w których są umieszczone przesuwnie stalowe kulki wystające poza obrys tarcz. Kulki te podczas wzajemnego ruchu obrotowego obrabianego przedmiotu i tarczy kulownicy uderzają z dużą prę dkością w powierzchnię przedmiotu obrabianego wprowadzając w jego warstwę wierzchnią zgniot i naprężenia ściskające. Urządzenia te mają znaczne gabaryty i stosowane są do obróbki maszynowej elementów obrotowych i płaskich w warunkach produkcji seryjnej lub masowej.

Znane są także urządzenia do obróbki i regeneracji powierzchni metalowych za pomocą obrotowych narzędzi typu „roto peen” w postaci zamocowanych promieniowo do obrotowej głowicy elastycznych łączników w postaci płatów do których przymocowane są elementy nagniatające, na przykład w postaci kulek ze stali, węglików spiekanych lub z innego twardego materiału. Podczas obróbki narzędzia tego typu obracają się z prędkością rzędu kilku tysięcy obrotów na minutę, a elementy nagniatające uderzające w odpowiednio usytuowaną obrabianą powierzchnię powodują jej umocnienie. Narzędzia te mają ograniczoną trwałość z powodu podatności elementów nagniatających na odklejanie i odpadanie od głowicy, podatności narzędzia na uszkodzenie podczas uderzania w krawędzie bądź naroża obrabianego przedmiotu, a także ze względu na wrażliwości na wysokie temperatury.

Urządzenie do dynamicznego młoteczkowania powierzchni metali, posiadające obrotową głowicę w postaci dwóch tarcz i uchwytu trzpieniowego, w której pomiędzy tarczami są zamocowane obrotowo w płaszczyźnie promieniowej elementy nagniatające z zakończonymi wypukłe końcówkami roboczymi wystającymi na obwodzie poza obrys tarcz, według wynalazku charakteryzuje się tym, że elementy nagniatające stanowią pręty osadzone obrotowo jednym końcem na sworzniach zamocowanych w tarczach głowicy poprzez sprężyste wkładki, przy czym końcówka robocza każdego pręta wystająca poza obrys tarcz, ma zróżnicowane położenie w kierunku promieniowym względem osi obrotu głowicy.

W korzystnym wykonaniu głowicy sworznie, na których s ą osadzone prę ty, są usytuowane w róż nych odległościach od osi obrotu głowicy.

W alternatywnym wykonaniu gł owicy, prę ty zamocowane na sworzniach mają róż n ą dł ugość odcinka pomiędzy sworzniem a końcówką roboczą, przy czym sworznie są osadzone w tarczach w jednakowych odległościach od osi obrotu głowicy.

Głowica według wynalazku ma prostą zwartą i trwałą konstrukcję. Zastosowanie sprężystych wkładek pozwala na obniżenie sił działających na oś elementu nagniatającego, ograniczenie drgań podczas pracy głowicy jak też na znaczną redukcję poziomu hałasu generowanego podczas obróbki. Zróżnicowanie położenia końcówek roboczych realizowane przez różne usytuowanie sworzni względem osi obrotu głowicy lub różną długość prętów, umożliwia bardziej równomierne rozłożenie śladów ich uderzeń na obrabianej powierzchni w pasie obróbki o założonej szerokości.

Wynalazek uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do dynamicznego młoteczkowania powierzchni metali, z jednakowymi elementami nagniatającymi mocowanymi w różnej odległości od osi obrotu głowicy, w perspektywie, fig. 2 przedstawia głowicę urządzenia z fig. 1 w widoku czołowym, fig. 3 przedstawia urządzenie do dynamicznego młoteczkowania powierzchni metali, z elementami nagniatającymi o zróżnicowanej długości, w perspektywie, a fig. 4 przedstawia głowicę urządzenia z fig. 3 w widoku czołowym.

Jak przedstawiono na fig. 1 i fig. 2, urządzenie do dynamicznego młoteczkowania powierzchni metali jest wyposażone w obrotową głowicę i w postaci dwóch tarcz i uchwytu trzpieniowego. Do głowicy 1, pomiędzy jej tarczami, są zamocowane w płaszczyźnie promieniowej elementy nagniatające w postaci jednakowych prętów 2, które wystają swobodnym końcem poza obrys tarcz. Swobodny koniec każdego pręta 2 zaopatrzony jest w wypukłą końcówkę roboczą. Pręty 2 są osadzone obrotowo jednym końcem na sworzniach 4 zamocowanych w tarczach głowicy 1 poprzez sprężyste wkładki 3 wykonane z elastycznego tworzywa. Sworznie 4 mają osie usytuowane równolegle do osi obrotu tarcz i są zabezpieczone przed przemieszczeniami osiowymi. Osie podłużne prętów 2 są prostopadłe do osi sworzni 4. Końcówka robocza każdego pręta 2, wystająca poza obrys tarcz, ma zróżnicowane położenie w kierunku promieniowym względem osi obrotu głowicy 1, zrealizowane przez zamocowanie

PL 210 091 B1 sworzni 4 w tarczach w różnych odległościach od osi obrotu głowicy 1. Na fig. 2 zasięg roboczy głowicy i zaznaczony jest okręgiem R wyznaczonym przez zasięg swobodnego końca najbardziej wysuniętego elementu nagniatającego zawieszonego na sworzniu 4 o osi usytuowanej w największej odległości od osi obrotu głowicy 1, na okręgu Rn.

Głowica 1' urządzenia przedstawiona na fig. 3 i fig. 4 różni się od głowicy 1 z fig. 2 tym, że pręty 2, zamocowane na sworzniach 4, mają różną długość na odcinku pomiędzy osią sworznia 4 a końcówką roboczą, przy czym sworznie 4 są osadzone w tarczach w jednakowych odległościach od osi obrotu głowicy 1'. Dzięki temu końcówki robocze mają zróżnicowane położenie w kierunku promieniowym względem osi obrotu głowicy 1', przez co różny jest ich zasięg podczas obróbki. Na fig. 4 zasięg roboczy głowicy 1' zaznaczony jest okręgiem R wyznaczonym przez zasięg swobodnego końca najdłuższego elementu nagniatającego, przy czym wszystkie pręty 2 zawieszone są na sworzniach 4 o osiach usytuowanych w jednakowych odległości ach od osi obrotu głowicy 1', na okręgu R'.

Głowica urządzenia jest napędzana jest z wysokoobrotowego silnika lub ręcznej szlifierki i wykonuje wraz z uchwytem trzpieniowym ruch obrotowy. Z uwagi na sposób obróbki wypukła końcówka robocza na swobodnym końcu elementu nagniatającego powinna być zakończona czaszą kulistą lub powierzchnią o innym wypukłym kształcie. W zależności od wykonania i przeznaczenia głowicy, ilość elementów nagniatających może zawierać się w zakresie od dwóch do kilkudziesięciu. Położenie osi głowicy powinno być w przybliżeniu równoległe do tworzącej obrabianego przedmiotu znajdującego się w zasięgu końcówek roboczych, działających jako mikromłoteczki. Poruszające się z dużą prędkością elementy nagniatające uderzając w obrabianą powierzchnię generując w niej odkształcenia plastyczne, naprężenia ściskające oraz wygładzając powierzchnię, przy czym szerokość pasa obróbki wynika z różnic położenia końcówek roboczych względem osi głowicy. Głowica względem obrabianej powierzchni powinna wykonywać ruch posuwowy, nadawany ręcznie lub automatycznie, zapewniający równomierną obróbkę powierzchni.

Claims (3)

1. Urządzenie do dynamicznego młoteczkowania powierzchni metali, posiadające obrotową głowicę w postaci dwóch tarcz i uchwytu trzpieniowego, w której pomiędzy tarczami są zamocowane obrotowo w płaszczyźnie promieniowej elementy nagniatające z zakończonymi wypukłe końcówkami roboczymi wystającymi na obwodzie poza obrys tarcz, znamienne tym, że elementy nagniatające stanowią pręty (2, 2) osadzone obrotowo jednym końcem na sworzniach (4) zamocowanych w tarczach głowicy (1, 1) poprzez sprężyste wkładki (3), przy czym końcówka robocza każdego pręta (2, 2) wystająca poza obrys tarcz, ma zróżnicowane położenie w kierunku promieniowym względem osi obrotu głowicy (1, 1').

2. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że sworznie (4), na których są osadzone pręty (2), są usytuowane w różnych odległościach od osi obrotu głowicy (1).

3. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że pręty (2), zamocowane na sworzniach (4), mają różną długość odcinka pomiędzy sworzniem (4) a końcówką roboczą, przy czym sworznie (4) są osadzone w tarczach w jednakowych odległościach od osi obrotu głowicy (1).