ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ АБРАЗИВНЫМИ БРУСКАМИ Российский патент 1996 года по МПК B24B33/08 

Изобретение относится к инструментам для обработки отверстий, в частности, абразивными брусками и может быть использовано в подшипниковой промышленности для окончательной обработки беговых дорожек наружных колец подшипников качения.

Известны инструменты, содержащие корпус с консольно установленными в нем колодками, соединенными между собой пружинами (Богородицкий Н.Н. и др. Технологическое оснащение хонингования. Л. Машиностроение, 1984, с. 237, 23 рис. 1.14: Куликов С.И. Романчук В.А. Ризванов Ф.Ф. и Евсеев Ю.М. Хонингование: Справочное пособие М. Машиностроение, 1973, с.168).

Такие инструменты просты по конструкции, однако для радиального перемещения абразивных брусков требуют специального привода, не обеспечивают достаточной производительности, точности, качества поверхностного слоя обрабатываемой поверхности, ограничены по технологическим возможностям.

Наиболее близким к предлагаемому является инструмент, содержащий корпус с консольно установленными в нем колодками, соединенными между собой пружинами. Радиальное перемещение абразивных брусков осуществляется от рабочей среды, поступающей через канал в корпусе, давящей на плунжеры, которые воздействуют на колодки (Богородицкий Н.Н. и др. Технологическое оснащение хонингования. Л. Машиностроение, 1984, с.237, рис.1, 14).

Однако этот инструмент характеризуется недостаточной производительностью, ограниченными технологическими возможностями вследствие невозможности обработки закрытых поверхностей, недостаточными точностью формы и качеством поверхностного слоя обрабатываемой поверхности, а также недостаточной компактностью.

Цель изобретения повышение производительности, расширение технологических возможностей путем обработки закрытых поверхностей, повышение точности формы и качества поверхностного слоя обрабатываемой поверхности, обеспечение компактности конструкции.

Для этого в инструменте для обработки отверстий абразивными брусками, содержащем корпус с консольно установленными в нем колодками, соединенными между собой пружинами, колодки снабжены грузами, регулируемыми и расположенными на концах, противоположных осям поворота, колодки установлены в корпусе с возможностью поворота под действием центробежных сил без дополнительного привода их, абразивные бруски установлены на державках, закрепленных на колодках посредством опор с возможностью самоустановки, причем ось опор смещена от плоскости симметрии абразивных брусков в направлении вращения инструмента, державки выполнены с полостью, в которой расположены колодки, соединенные пружинами, пересекающими ось инструмента.

Отличительными признаками изобретения являются:
изменение структуры снабжение грузами;
изменение связей между элементами установление колодок в корпусе с возможностью поворота под действием центробежных сил без дополнительного привода их; установление абразивных брусков на державках, закрепленных на колодках посредством опор с возможностью самоустановки;
изменение формы элементов выполнение державок с полостью, в которой расположены колодки;
изменение взаимного расположения элементов ось опор смещена от плоскости симметрии абразивных брусков в направлении вращения инструмента; расположение пружин так, что они пересекают ось инструмента.

Повысить производительность и расширить технологические возможности удается за счет использования способа центробежного хонингования, при котором изменением массы грузов можно легко регулировать усилие прижима брусков, а следовательно, удельный съем металла, а радиальное перемещение брусков осуществлять в момент ввода и вывода к и от обрабатываемой закрытой поверхности очень быстро и на относительно большее расстояние. Повысить точность формы и количество поверхностного слоя обрабатываемой поверхности возможно за счет обеспечения самоустановки брусков и смещения их оси поворота на колодках от плоскости симметрии в сторону направления их вращения относительно обрабатываемой поверхности. Такое расположение брусков позволяет снизить уровень их автоколебаний. Компактность конструкции обеспечивается выполнением державки с полостью, в которой стало возможным расположить колодки.

На фиг. 1 показан инструмент, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

На корпусе 1 установлены поворотные колодки 2 посредством сопряжения их с пазом в корпусе 1 и закрепления винтом 3. Поворотные колодки 2 размещены в пазу по подвижной посадке с возможностью поворота вокруг оси I-I винта 3 под действием центробежной силы. Поворотные колодки 2 имеют пластинообразную изогнутую форму. С их противоположного конца установлены центробежные грузы 4, масса которых может быть подобрана различной в зависимости от режима работы инструмента. Абразивные бруски 5 закреплены на державках 6 с помощью клея либо механическим способом. Державки 6 соединены с поворотными колодками 2 посредством штифтов 7. Ось О₁ штифтов 7 расположена на расстоянии а от плоскости симметрии II-II абразивных брусков 5 в направлении вращения инструмента. При этом державки 6 имеют полость 8, в которой расположены поворотные колодки 2. Поворотные колодки 2 соединены между собой пружиной 9 растяжения, расположенной через ось О-О инструмента по кратчайшему расстоянию между поворотными колодками 2. Таким образом, при невращающемся инструменте абразивные бруски 5 вместе с державками 6 наиболее приближены к оси О-О инструмента. При вращающемся вместе со шпинделем инструменте абразивные бруски 5 имеют возможность под действием центробежной силы прижиматься к обрабатываемой поверхности 10 заготовки 11 (например, наружное кольцо роликового подшипника качения). При этом обрабатываемая поверхность 10 может быть закрытой, например, бортами 12 и 13. В связи с этим подача и отвод абразивных брусков 5 к и от обрабатываемой поверхности 10 возможны лишь в радиальном направлении.

Инструмент работает следующим образом.

После установки заготовки 11 так, чтобы оси ее и инструмента совпадали, инструмент вместе со шпинделем перемещается в осевом направлении до совпадения радиальных плоскостей симметрии абразивных брусков 5 и обрабатываемой поверхности 10. Включается вращение заготовки 11 с заранее выбранной частотой вращения. Включается вращение инструмента в том же направлении, но с частотой вращения, большей частоты вращения заготовки и обеспечивающей разность линейных скоростей обрабатываемой поверхности 10 и рабочей поверхности абразивных брусков 5, равную скорости резания. После начала вращения абразивных брусков 5 они под действием центробежных сил собственной массы и массы грузов 4 начинают перемещаться в радиальном направлении к обрабатываемой поверхности 10 заготовки 11. При этом поворотные колодки 2 поворачиваются вокруг оси I-I, а державки 6 вместе с абразивными брусками 5 вокруг оси О₁. Радиальное перемещение брусков 5 с большой скоростью заканчивается, как только они коснутся обрабатываемой поверхности 10. Дальше начинается съем металла заготовки 11 при рабочей поперечной подаче брусков 5 на врезание. Одновременно в зону обработки подается СОЖ. После заданного промежутка времени (цикла обработки) вращение инструмента прекращается. Абразивные бруски 5 под действием пружины 9 сходятся к оси О-О в исходное положение. Поскольку наибольший диаметр абразивных брусков 5 в сведенном состоянии меньше диаметра ограничивающей поверхности 14 отверстия бортов 12, 13, инструмент легко выводится из заготовки в осевом направлении в исходное положение. Заготовка 11 раскрепляется и удаляется из зоны обработки.

Пример реализации инструмента для обработки отверстий брусками. Инструмент использовали в условиях ПО ГПЗ-4 на внутришлифовальном станке "Морара". Обрабатывали наружные кольца роликоподшипника типа 32310 с размерами обрабатываемой поверхности диаметром 97^+0,006 мм, длиной 17 мм. Начальный радиус расположения грузов 40 мм. Пружину подбирали с силой упругости 1,2 Н. Зернистость микропорошка абразивных брусков М28. Интервал скоростей резания 110-380 м/мин. Машинное время 15-30 с. После обработки отверстие имело огранку 0,2-0,8 мкм, волнистость 0,3-0,6 мкм, шероховатость R_а 0,2-0,32 мкм.

Экономическая эффективность предлагаемого инструмента для обработки отверстий может быть определена из следующих соображений. Основная доля эффективности определяется возможностью замены двух операций одной. Так, чистовое шлифование и последующее суперфиниширование возможно заменить обработкой предлагаемым инструментом, штучное время которой меньше штучных времен двух указанных операций. Это позволяет сократить оборудование, производственные площади. Сокращаются расходы по зарплате наладчиков, ремонтников и т.д. Повышаются точность обработки и качество поверхностного слоя. Это позволяет получить подшипники более высокого класса точности при более низкой из себестоимости.

Использование: в подшипниковой промышленности при окончательной обработке беговых дорожек наружных колец подшипников качения. Сущность изобретения: абразивные бруски в инструменте для обработки отверстий закреплены на державках, установленных на колодках посредством опор с возможностью самоустановки. Державки выполнены с полостью для расположения колодок, установленных в корпусе с возможностью поворота. 2 ил.

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ АБРАЗИВНЫМИ БРУСКАМИ, содержащий корпус с консольно-установленными в нем соединенными между собой пружинами колодками с державками абразивных брусков, отличающийся тем, что инструмент снабжен грузами и опорами, а абразивные бруски закреплены на державках, установленных на колодках посредством опор с возможностью самоустановки, при этом державки выполнены с полостью, предназначенной для расположения колодок, на противоположных опорам поворота концах которых расположены указанные грузы, причем колодки установлены в корпусе с возможностью поворота.