Способ чистовой обработки поверхности деталей типа тел вращения Советский патент 1992 года по МПК B24B39/04 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам чистовой обработки наружной поверхности деталей типа тел вращения, например втулок, колпачков с цилиндрической конусной и фасоннрй поверхностями, дисков, крышек со сферическим и плоским дном и т:д.

Известен способ чистовой обработки наружной поверхности тел вращения при помощи роликовой головки, установленной в шпинделе станка, перемещающейся вдоль оси обрабатываемой детали от гидропривода и двух спиральных пружин.

При этом способе деталь неподвижна и зажата в патроне, а инструмент, вращаясь, перемещается вдоль оси детали, производя/ обкатку поверхности детали.

Недостаток способа заключается в том, что деталь необходимо зажимать в патроне, в связи с этим усложняется конструкция и ухудшается качество обработки особенно

тонкостенных деталей. Этот способ не позволяет обрабатывать детали с фасонной поверхностью: Кроме того, значительно усложняется механизация загрузки деталей.

Известно также устройство для чистовой обработки наружных конических поверхностей тел вращения, содержащее деформирующие ролики, контактирующие с поверхностью нажимной втулки, и подпружиненный упор, взаимодействующий с торцом детали.

Это устройсво позволяет обрабатывать деталь без зажимного патрона. Закрепление детали от проворота осуществляется путем прижима детали к трехгранному центру, при этом неподвижная деталь обкатывается подвижным инструментом.

Однако трехгранный центр деформирует деталь, оставляя след. Кроме того, на этом устройстве нельзя обрабатывать детали с фасонной поверхностью.

Ј

VJ

КЗ КЗ XI

о

XI

Наиболее близким к предлагаемому является способ ротационного выдавливания, при котором оправка установлена неподвижно в осевом направлении, на нее плотно надевается цилиндрическая заготовка и давильные ролики, перемещающиеся в продольном направлении.

Детали должны надеваться на оправку плотно. Это усложняет автоматизацию способа и требует дополнительной подготовки внутреннего диаметра заготовки повышенной точности (механообработка, калибровка, развертка и т.д.). По этому способу нельзя обрабатывать детали, имеющие фасонную поверхность, а также плоские детали и детали типа колпачков или крышек с- обрабатываемым сферическим дном. Кроме того, деталь, надетая на оправку даже с натягом, может проскальзывать на ней при деформации слоя металла между роликами и оправкой, что снижает качество чистовой обработки.,

Цель изобретения -упрощение процесса обработки и повышение качества дета- лей за счет уменьшения проскальзывания.

Указанная цель достигается тем, что согласно предлагаемому способу деталь устанавливается на оправке с зазором, причем в осевом направлении перемещают оправ- ку, а инструмент закрепляют неподвижно, при этом параметры обработки выбирают из условия

( 1).

пр.

где m - толщина стенки, мм;

R - радиус оправки, мм;

to - коэффициент трения скольжения по оправке;

fnp - приведенный коэффициент трения, причем последний определяют по формуле

f 2 К

- h(Du-h); где К- коэффициент трения качения.

DU - диаметр инструмента, мм;

h - величина деформации в радиальном направлении, мм.

Установка детали на оправке с зазором, а так же перемещение .в осевом направлении оправки при неподвижно закрепленноминструментепозволяютавтоматизировать технологический процесс простейшими средствами. Выбор параметров из приведенного условия позволяет уменьшить проскальзывание детали на оправке, что приводит к повышению качества,

На.фиг. 1 представлена схема реализации способа на фасонной детали; на фиг. 2 - обрабатываемая деталь с фасонной поверхностью; на фиг. 3 - схема реализации

способа на колпачковой детали; на фиг. 4 - деталь колпачкового типа; на фиг. 5 - схема реализации способа на детали типа диска; на фиг. 6 - деталь типа диска.

Способ осуществляется следующим об0 разом.

Оправка 1 (см. фиг. 1), зажатая в патроне 2 силовой головки, приводится во вращение. На гладкую рабочую часть оправки 1 надевается обрабатываемая деталь 3. и ей

5 вместе с деталью сообщается осевое движение с определенной подачей. На пути их движения деталь 3 своей внешней поверхностью с определенным радиальным усилием входит . в- контакт стариком 4

0 неподвижно закрепленного накатного инс- трумента5. При дальнейшем движении происходит чистовая обкатка наружной поверхности детали. При этом сила трения внутренней поверхности детали с поверхно5 стью оправки больше, чем числа трения наружной поверхности детали с накатным шариком. Разности этих сил достаточно для удержания детали от проворота на оправке без дополнительного зажима. По окончании

0 обработки после схода шарика с поверхности детали осевая составляющая силы прижима шарика сбрасывает деталь с оправки, не требуя дополнительного для сьема устройства. После обкатки шероховатость по5 верхности уменьшается в 20-30 раз, при этом внутренний диаметр при обкатке одним шариком несколько увеличивается, а при обкатке несколькими шариками (по схеме фиг. 3) внутренний диаметр детали мало

0 отличается от диаметра оправки.

При чистовой обкатке торцовой поверхности по схеме фиг. 5 деталь 1 (фиг. 6) устанавливается на вращающуюся оправку 2, зажатую в шпиндель силовой головки, и

5 подводится к подпружиненной державке 4 со свободно размещенным на ней многороликовым сепаратором 5. При соприкосновении торца детали с роликами 6 происходит чистовая обкатка торцовой поверхности де0 тали 1. Возникающие при обкатке силы трения детали 1 с торцом оправки 2 больше, чем силы трения между роликами 6 и обкатываемой поверхностью детали 1, поэтому они удерживают деталь 1 от проворота от5 носительно оправки 2.

П р и м е р 1. Для проверки отсутствия проворота детали, подвергаемой чистовой обкатке, при ее установке на оправке с зазором не имеет значения,-перемещается ли в осевом направлении оправка с деталью

при неподвижном инструменте или наоборот. Поэтому чистовая обкатка поверхности детали (фиг. 2) производилась на токарном станке ТВ 320. Рабочая часть оправки 1 (фиг. 1) была выполнена по внутреннему контуру детали с допуском дб, имела шероховатость Ra 0,8 мкм и твердость HRC3 45-50. Наименьший диаметр оправки 25 мм. Деталь - заготовка, штампованная из латунной ленты толщиной m 0,8 мм, имела шероховатость Ra 6,3 мкм. Требуемая шероховатость детали Ra 0,4 мкм. Коэффициент трения стали по латуни f0 0,15. Диаметр шарика 8 мм. Вначале деталь проверялась на соответствие условию

т,(). прВеличина деформации: h 6,3 мкм - 0,4 мкм 5,9 мкм, принимает h 6 мкм. Коэффициент трения качения

К v h(Du-h) 0,006(8-0,006) 0,22 мм. Приведенный коэффициент трения 2 К 2.0,22 .--

о,055.

Наибольшая допустимая толщина стенки детали, исключающая проворачивание

m $ ) 12,5 ,6 мм.

Пр.U,UOO

Так как толщина стенки детали 0,8 мм, то деталь проворачиваться не будет.

Затем проводилась практическая проверка, Оправку зажимали в патроне шпинделя, а шариковый накатной инструмент - в резцедержателе станка. На оправку свободно надевали деталь-заготовку. Оправке сообщали 1600 об/мин, а суппорту - подачу 0,08 мм/об. Усилие поджима шарика 10-15 кг. Шарик смазывали машинным маслом. После схода в конце обработки шарика с поверхности детали деталь отстреливалась, снимаясь с оправки на 0,5-1 м. Замеры шероховатости на профилометре модели 253 показали величину Ra 0,1...0,05 мкм-. Увеличение внутренних размеров - до 0,3 мм. При обработке проскальзывания детали на оправке не наблюдалось.

. Проверка этой же детали с теми же режимами на сверлильном станке показала аналогичные результаты.

Пример 2. Проводили испытание по схеме фиг, 3 на детали колпачкового типа (фиг, 4) на токарном станке ТВ 320. Оправка 2 имела рабочую часть с конусом, равным конусу готовой детали. Шероховатость оправки, ее твердость, а так же режимы обработки и последовательность действий такие же, как в примере 1. Накатной инструмент имел три равномерно расположенных поокружности подпружиненных шарика. Съем детали происходит с отстреливанием. Внутренние диаметры после обкатки близки к рабочим размерам оправки и более 5 стабильны, чем при обкатке одним шариком. Шероховатость после обкатки ,2- 0,1 мкм. Проскальзывания детали на оправке не наблюдалось.

Пример 3. Проводили испытание по 0 сх.еме фиг. 5 на плоской детали типа диска (фиг. 6) с использованием токарного станка ТВ 320. Оправка 2 не была термообработа- на и имела шероховатость торца Ra 6,3 мкм. Державка 4 имела твердость HRC3 55

5 60 с шероховатостью торца Ra 0,8 мкм. Осевое усилие пружин 15-20 кг. В-сепараторе 5 размещалось три ролика 6 диаметром 6 мм с шероховатостью Ra 0,05 мкм. На оправку 2 устанавливали деталь 1, сма0 занную с обрабатываемого торца машинным маслом и имеющую шероховатость Ra 3,2 мкм. Оправка 2, зажатая в патроне шпинделя, вращалась с частотой 900 .об/мин. Подачей пиноли задней бабки де5 ржавка 4, зарепленная в ней, подводилась до соприкосновения роликов 6 с деталью. Выдержка обкатки при сжатых пружинах составляла 2 с. Затем производили отвод пиноли. После обкатки деталь имела шеро0 ховатость Ra 0,2-0,1 мкм. Проскальзывания детали, установленной без зажима, относительно опарки не было.

Проведенные испытания показали высокое качество.обработанной поверхности.

5 что свидетельствует о том, что чистовую обработку поверхности деталей - тел вращения можно производить без зажима их установкой с зазором на оправках. Формула изоб ре тения

0Способ чистовой, обработки поверхности деталей типа тел вращения,.при котором оправка по форме внутреннего контура . детали установлена с возможностью вращения и закреплена консольно, а пластиче5 ское деформирование осуществляют относительным осевым перемещением элемента пары инструмент - оправка со стороны свободного конца оправки, отличающийся тем, что, с целью упрощения про0 цесса обработки и повышения качества деталей путем уменьшения проскальзывания, деталь устанавливают с зазором на оправке, причем в осевом направлении перемещают оправку, а инструмент закрепляют

5 неподвижно, при этом параметры обработки выбирают из условия

(--1),

пр.

где m - толщина стенки детали, мм; R - радиус оправки, мм;

fo - коэффициент трения скольжения детали по оправке;

fnp - приведенный коэффициент трения, причем последний определяют по формуле

2К tnp

(Du-h); где К - коэффициент трения качения,

Du - диаметр инструмента, мм; h - величина деформации в радиальном направлении, мм.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам чистовой обработки наружной поверхности деталей - тел вращения. Цель - упрощение процесса и повышение качества. Оправка, зажатая в патроне силовой головки, приводится во вращение. На гладкую рабочую часть оправки надевается обрабатываемая деталь, и ей вместе с деталью сообщается осевое движение с определенной подачей. На пути их движения деталь своей внешней поверхностью с определенным радиальным усилием входит в контакт с подпружиненным шариком неподвижно закрепленного накатного инструмента. По окончании обкатки после схода шарика с поверхности деталь сбрасывается с оправки. Параметры обработки определяют по определенным зависимостям. Это позволяет уменьшить проскальзывание, а также производить обработку без зажимного патрона.6 ил.

г

:Z2ZXZZZZ

V ( f ъ

©.

м«е26Риг,2

:$

-о.

ФИ2.3

ФиъЛ

Фиг 5