Устройство для чистовой и упрочняющей обработки цилиндрических отверстий Советский патент 1992 года по МПК B24B39/02 

Изобретение относится к обработке металлов давлением без снятия стружки и может быть использовано для чистовой и упрочняющей обработки цилиндрических отверстий деталей машин. Цель изобретения - повышение производительности и качества обработки за счет снижения шероховатости. Устройство содержит оправку с двумя оппозитно расположенными с возможностью вращения фланцами, в конические торцы которых вмонтированы расположенные под углом к оси оправки механизмы крепления деформирующих пружинных элементов со штифтами, а также механизмы нагружения и регулирования. Устройство снабжено подшипниками вращения, установленными в механизме крепления деформирующих пружинных элементов и связанными со штифтами. При этом механизм нагружения выполнен в виде втулки, один конец наружной поверхности

которой выполнен в виде цилиндра, а другой - в виде усеченного конуса. Длина образующей усеченного конуса в 3-4 раза больше длины образующей цилиндра, при этом выполняется условие:

л - D2-Di - оm

dnp 2- 2dnP ()

где Da и DI - соответственно, максимальный и минимальный диаметры поверхности усеченного конуса;

dnp - диаметр проволоки деформирующего пружинного элемента.

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к отделочной и упрочняющей обработке деталей машин, а именно к конструкции пружинного инструмента для чистовой и упрочняющей обработки.

Цель изобретения - повышение производительности и качества обработки за счет снижения шероховатости.

СО 00

о

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит оправку 1 с коническим хвостовиком и двумя оппозитно рас- положенными фланцами 2 и 3 с возможностью вращения, в конические торцы которых вмонтированы расположенные под углом к оси оправки механизмы крепления деформирующих пружинных элементов 4 со штифтами 5.

Устройство снабжено подшипниками 6 вращения, установленными в механизме крепления деформирующих пружинных элементов и связанными со штифтами. При этом механизм нагружения выполнен в виде втулки 7, один конец наружной поверхности которой выполнен в виде цилиндра 8, а другой - в виде усеченного конуса 9. Длина образующей усеченного конуса Ц, образующей цилиндрической части La, причем выполняется условие: 3...4. (2)

Диаметры указанных частей втулки 7 - соответственно DI и D2, выбираются из соотношения:

D2 - Pi r,.,

dnp 2 - dnp (3)

где D2 и DI-соответственно, максимальный и минимальный диаметры поверхности конуса;

dnp - диаметр проволоки деформирующего пружинного элемента 4.

Устройство имеет также регулировочную упорную гайку 10 и контргайки 11 и 12 для фиксации фланцев 2 в определенном положении.

Таким образом диаметр обрабатываемого отверстия равен

Ообр 02 + 2-Dnp,(4)

где Dnp - наружный диаметр пружины деформирующего пружинного элемента 4.

Вышеуказанные зависимости выбраны из следующих оптимальных соображений, что подтверждается результатами экспериментов.

Если 3, то можно реализовать значительные силовые нагрузки на обрабатываемую поверхность. Однако в этом случае на пружинные деформирующие элементы также действуют значительные центробежные силы, что при повышении производительности обработки (например, за счет роста скорости обработки) может привести к отрыву этих элементов и разрушению устройства в целом.

В противном случае, когда 4, сложно обеспечить высокое качество обработки.

Пример. Предлагаемое техническое решение было реализовано с использованием жесткого вертикально-расточного станка мод.2Е440А (по технологической схеме сверлильной обработки). Обрабатывались детали типа кольцо из материала сталь 45

ГОСТ 1050/74 с внутренним диаметром 50 мм, длиной 18 мм, с исходной шероховатостью поверхности Ra 1,25-2,5 мкм. Для оценки результатов использовали профило- метр мод.253, микротвердомер мод.ПМТ-3,

0 нутромер с головкой ИГМ-1.

Результаты обрабатывались на ПЭВМ с применением регрессионного моделирования и параметрической оптимизации процесса. Основные технологические режи5 мы процесса (факторы) были следующими: скорость обработки от 1,0 до 2,5 м/с (160 М/мин); рабочая подача устройства от 0,10 до 0,35 мм/об; нагрузка от 300 до 600 Н (30-60 кгс).

0 Для базового варианта (прототипа) характерны следующие значения режимов обработки: скорость до 1,3 м/с; подача до 0,3 мм/об; нагрузка 400-450 Н. При исходной шероховатости поверхности в диапазо5 не Ra 1,25-2,5 мкм, после чистовой и упрочняющей обработки с использованием известного технического решения на оптимальных режимах шероховатость поверхности составляла 0,16-0,32 мкм.

0 При обработке деталей кольцо из стали 45 с исходной твердостью HRC3 38-42 и шероховатостью Ra 1,25-2,5 мкм, с целью получения симметричных нагрузок, применялись предлагаемые устройства, имеющие

5 2,3 или 6 деформирующих элементов в виде пружин. Последние изготавливались из стали У8А (диаметр проволоки 2,5 мм) и закаливались до твердости HRC3 58-60. Их рабочая поверхность полировалась до пол0 учения шероховатости Ra 0,04-0,06 мкм. Для сравнения один комплект пружин (на одно устройство) покрыли микропорошком алмаза с размером фракций 1-3 мкм. На оптимальных режимах была получена шеро5 ховатость обработанной поверхности в пределах Ra 0,06-0,12 мкм. При обработке использовали масло индустриальное 20 в качестве СОЖ.

Предлагаемое устройство обеспечивает

0 высокую эффективность отделочной и упрочняющей обработки деталей машин, повышение культуры производства. Формула изобретения Устройство для чистовой и упрочняю5 щей обработки цилиндрических отверстий, содержащее оправку с двумя оппозитно расположенными с возможностью вращения фланцами, в конические торцы которых вмонтированы расположенные под углом к оси оправки механизмы крепления деформирующих пружинных элементов со штифтами, а также механизмы нагружения и регулирования, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки за счет снижения шероховатости, оно снабжено подшипниками вращения, установленными в механизме крепления деформирующих пружинных элементов и связанными со штифтами, а механизм нагружения выполнен в виде втулки, один конец наружной поверхности которой выполнен в виде цилиндра, а другой - в виде усеченного конуса, причем длина образующей конуса в 3-4 раза больше длины образующей цилиндра, при этом

2dr

. D2-D1 dnp :Ј 2 -

где DI и D2 - соответственно минимальный и максимальный диаметры поверхности усеченного конуса;

dnp - диаметр проволоки деформирующего пружинного элемента.

Использование: отделочная и упрочняющая обработка деталей машин поверхностным пластическим деформированием. Устройство содержит оправку с двумя оппозитно расположенными с возможностью вращения фланцами, в торцы которых вмонтированы механизмы крепления деформирующих элементов, выполненных в виде пружинных элементов. Устройство содержит механизмы нагружения и регулирования. Механизм нагружения выполнен в виде втулки, один конец наружной поверхности которой выполнен в виде цилиндра, а другой - в виде усеченного конуса. Длина образующей конуса в 3-4 раза больше длины образующей цилиндра. Диаметр проволоки dnp деформирующего элемента связан с параметрами усеченного конуса соотношением: dnp D2-D-I/2 2dnp, где D2 и DI - соответственно максимальный и минимальный диаметры поверхности усеченного конуса. 1 ил. (Л