РАСТОЧНАЯ ГОЛОВКА Российский патент 2008 года по МПК B23B29/34 

Изобретение относится к металлообработке, в частности к чистовой обработке отверстий, преимущество гильз для блока цилиндров двигателей внутреннего сгорания.

Известны расточные инструменты (а.с. СССР № 532485, №539693, МКИ В23В 29/03), содержащие резцовую вставку с упругим резцедержателем или державкой, механизм деформирования державки и перемещаемый вдоль оси клин, взаимодействующий с элементом деформирования упругой державки.

Недостатком данного технического решения являются низкие технологические возможности устройства, заключающиеся в очень малом диапазоне диаметров обработки и относительно низкой жесткости и виброустойчивости инструмента.

Известна также расточная головка (патент РФ № 2236328, МКИ В23В 29/034), содержащая резцовые вставки с упругой державкой и механизм деформирования державки, состоящий из винта и копира в виде клина, перемещаемого вдоль оси оправки с помощью привода.

Недостатком данного технического решения являются сложность конструкции расточной головки и низкая ее виброустойчивость.

Технической задачей данного изобретения является упрощение конструкции, повышение виброустойчивости, производительности и качества обрабатываемых отверстий.

Поставленная техническая задача решается тем, что расточная головка, включающая корпус, в котором установлена, по меньшей мере, одна резцовая вставка с режущим элементом и механизм отвода режущего элемента после расточки отверстия в обрабатываемой детали, содержит две направляющие, переднюю и заднюю. Между направляющими установлена резцовая вставка, передняя направляющая взаимодействует с отверстием обрабатываемой детали от предыдущей обработки, а задняя с поверхностью обрабатываемого отверстия, каждая направляющая имеет жесткую и упругую часть, причем жесткая и упругая части имеют возможность взаимодействовать с отверстием, выполненным по нижнему значению допуска на отверстие, а упругая часть с отверстием, выполненным по верхнему значению этого же допуска.

Сущность изобретения поясняется графически, где на фиг.1 изображен общий вид расточной головки в рабочем положении, разрез; на фиг.2 - общий вид расточной головки в нерабочем положении, разрез; на фиг.3 - разрез А-А, фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б, фиг.1; на фиг.5 - разрез В-В, фиг.1; на фиг.6 - разрез Г-Г, фиг.1.

Расточная головка состоит из корпуса 1, в подшипниках 2 и 3 которого установлены две направляющие: передняя 4 и задняя 5 соответственно. В свою очередь каждая из направляющих 4 и 5 содержит жесткую часть 6 и 7 и упругую часть 8 и 9 соответственно. Жесткая часть 6 и 7 в виде диска, диаметром, выполненным или настроенным на нижнее отклонение диаметров (от предыдущей обработки D₁ и обрабатываемого D) отверстия 10 растачиваемой детали типа гильзы цилиндров. Упругая часть 8 и 9 выполнена в виде манжеты из упругого материала с необходимой жесткостью и износостойкостью, например из полиуретана, и настроена на работу как по нижнему, так и верхнему отклонению диаметров D₁ и D отверстия 10. Передняя направляющая 4 выполнена регулируемой за счет своей эластичной конструкции и позволяющей настраиваться на различные диаметры D_i=D₁ (фиг.1, 6) в определенном узком диапазоне при перемещении ее ступицы 11 по корпусу 12 с помощью гайки 13. Задняя направляющая 5 может быть выполнена нерегулируемой при стабильном (не корректируемом) диаметре D. Между направляющими 4 и 5 в корпусе 1 на шарнире 14 установлена, по меньшей мере, одна резцовая вставка 15 с режущим элементом 16. Резцовая вставка 15 представляет собой коромысло, одно плечо которого взаимодействует с пружиной 17, а другое, в то время, поджимается регулировочным винтом 18, установленным на ней, к толкателю 19. Регулировочный винт 18 служит для настройки режущих элементов 16 на обрабатываемый диаметр D. Толкатель 19 взаимодействует также с плунжером 20 механизма быстрого отвода режущего элемента 16 от обрабатываемого отверстия 10. Плунжер 20 своим корпусом 21 подпружинен в рабочем положении пружиной 22 для надежного центрирования к конусу 23 крышки 24. На одном конце плунжера 20 смонтирована вращающая опора 25, которая имеет возможность взаимодействовать с неподвижным упором 26 после осевого перемещения головки на расстояние L. На другом конце плунжера 20 имеется стопор 27 с клиновой поверхностью 28 и опорной поверхностью 29. На фиксаторе 30, служащим для фиксации плунжера 20 в осевом направлении и от поворота, установлены два ролика 31 и 32. Ролик 31 взаимодействует с поверхностью 28 с помощью пружины 33 в рабочем положении плунжера 20 и с поверхностью 29 с помощью пружины 22 в нерабочем его положении, т.е. при отводе режущих элементов 16 от обработанного отверстия 10 на расстояние Δ=(D-D₂)/2. Ролик 32 взаимодействует с конусным отверстием 34, выполненным на неподвижном фланце 35, установленном концентрично пиноли 36 шпинделя станка. Корпус 1 крепится на пиноли 36 с помощью оправки 37. Фиксатор 30, кроме перечисленных функций, может выполнять роль ограничителя осевого перемещения кольца 38, а следовательно, и подшипника 3.

Работает расточная головка следующим образом. Вначале расточная головка должна быть установлена в исходное положение - когда ролик 32 касается конуса 34, а ролик 31 клиновой поверхности 28. Режущий элемент 16 настраивается винтом 18 на обрабатываемый диаметр D. Затем включается вращение и подача шпинделя, а следовательно, и расточной головки. Передняя направляющая 4 входит в отверстие 10 и режущий элемент 16 касается обрабатываемой детали, начинается расточка отверстия с диаметра D₁ на D. Когда консоль пиноли 36 увеличивается, в отверстие 10 входит задняя направляющая 5. После выхода режущего элемента 16 из зоны резания и прохождения опорой 25 расстояния L она упирается в упор 26. Далее головка перемещается еще на расстояние (a), стопор 27 поднимается и ролик 31 оказывается на опорной поверхности 29. Плунжер 20 с конусом 21 фиксируется в поднятом положении (фиг.2). Толкатели 19 в это время касаются конуса 21, а пружина 17 поворачивает резцовую вставку 15 вокруг шарнира 14 и отводит режущие элементы от обработанной поверхности на диаметр D₂<D. Затем подается команда на подъем пиноли и расточная головка поднимается до касания ролика 32 конуса 34. Происходит расфиксация плунжера 20 и возврат режущих элементов 16 в рабочее положение, т.е. установка их на размер D, и цикл по обработке повторяется.

Данная расточная головка позволяет вести безвибрационную обработку с высокими скоростями резания с использованием сверхтвердых материалов, тем самым повышая производительность и качество обработки.

Изобретение относится к области металлообработки, чистовой обработке отверстий, преимущественно гильз для блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Головка включает корпус, в котором установлена по меньшей мере одна резцовая вставка с режущим элементом и механизм быстрого отвода режущего элемента после расточки отверстия в обрабатываемой детали. Для упрощения конструкции, повышения виброустойчивости, производительности и качества обрабатываемых отверстий она содержит две направляющие: переднюю и заднюю, между которыми установлена резцовая вставка. Передняя направляющая предназначена для взаимодействия с отверстием обрабатываемой детали от предыдущей обработки, а задняя - с поверхностью обрабатываемого отверстия. Каждая направляющая имеет жесткую и упругую части, причем жесткая и упругая части имеют возможность взаимодействовать с отверстием, выполненным по нижнему значению допуска на отверстие, а упругая часть - с отверстием, выполненным по верхнему значению упомянутого допуска. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Расточная головка, включающая корпус, в котором установлена по меньшей мере одна резцовая вставка с режущим элементом и механизм быстрого отвода режущего элемента после расточки отверстия в обрабатываемой детали, отличающаяся тем, что она содержит переднюю и заднюю направляющие, между которыми установлена резцовая вставка, передняя направляющая выполнена с возможностью взаимодействия с отверстием обрабатываемой детали от предыдущей обработки, а задняя - с обработанной поверхностью отверстия, каждая направляющая имеет жесткую и упругую части, имеющие возможность взаимодействия с отверстием, выполненным по нижнему значению допуска на отверстие, а упругая часть - с отверстием, выполненным по верхнему значению упомянутого допуска.2. Расточная головка по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна из направляющих выполнена регулируемой по диаметру.3. Расточная головка по п.1, отличающаяся тем, что направляющие установлены в корпусе на подшипниках с возможностью вращения вокруг своей оси.4. Расточная головка по п.1, отличающаяся тем, что механизм отвода режущего инструмента содержит неподвижный упор, по меньшей мере один толкатель, фланец и крышку с конусными отверстиями в них, подпружиненные фиксатор с двумя роликами и плунжер с конусом, стопором и вращающейся опорой, причем конус плунжера взаимодействует с конусным отверстием крышки и толкателем, а толкатель - с резцовой вставкой, стопор - с одним из роликов фиксатора, другой ролик фиксатора - с конусным отверстием фланца, а вращающаяся опора - с неподвижным упором.5. Расточная головка по п.1, отличающаяся тем, что резцовая вставка выполнена в виде коромысла, шарнирно установленного в корпусе, одно плечо которого взаимодействует с пружиной, а другое, на котором крепится режущий элемент, взаимодействует посредством регулировочного винта с толкателем.