Способ обработки некруглых отверстий Советский патент 1993 года по МПК B23B35/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к способам механической обработки сложных деталей, а именно способа снятия заусенцео в некруглых отверстиях.

Целью способа обработки заусенцев является расширение технологических возможностей снятия заусенцев на пространственно-расположенных кромках некруглых отверстий, улучшение качества обработки, и повышение производительности.

Для достижения названных выше целей в способе снятия заусенцев в некруглых отверстиях, например, в периодически расположенных окнах сепараторов подшипников качения, включающем установку детали, использование в качестве инструмента резца, установленного в инструментальной головке с вращательным движением инструмента, формообразующие движения инструмента и поворот его в зависимости от профиля некруглого отверстия. Перед установкой детали совмещают ось копиров с осью инструментальной головки, которую затем совмещают с осью некруглого отверстия, сообщают инструменту упругое поступательное перемещение до контакта с кромками некруглого отверстия, одновременное вращательное движение его оси вокруг оси некруглого отверстия, два фор- мообразующих поступательных движения от копиров: вдоль радиуса вращения оси инструмента и вдоль оси некруглого отверстия, а поворот инструмента в зависимости от профиля некруглого отверстия осуществляют вокруг оси инструмента, параллельной оси некруглого отверстия, оставляя при этом постоянным угол наклона режущей кромки инструмента к профилю некруглого отверстия, причем используют одновременно не менее двух инструментов, контактирующих с внешней и внутренней сторонами детали, и соответствующих двух наборов инструментальных головок с копирами.

Отличительными признаками предлагаемого способа являются:

1. Совмещение оси копиров с осью инструментальной головки, а ее затем с осью некруглого отверстия перед установкой детали.

2. Сообщение инструменту упругого перемещения до контакта с кромками некруглого отверстия.

3. Одновременное сообщение инструменту вращательного движения его оси вокруг оси некруглого отверстия, двух формообразующих поступательных движений копиров вдоль радиуса вращения оси инструмента и вдоль оси некруглого отверстия и осуществление поворота инструмента в зависимости от профиля некруглого отверстия вокруг оси инструмента, параллельной оси некруглого отверстия.

4. Использование одновременно не менее двух инструментов, контактирующих с внешней и внутренней сторонами детали, и соответственно двух наборов инструментальных головок с копирами,

0 Расширение технологических возможностей, а именно обеспечение возможности снятия заусенца на пространственно-расположенных кромках некруглого отверстия обеспечивается тем, что перед установкой

5 детали оси копиров располагают на одной оси, совмещенной с осью инструментальной головки, а ее затем совмещают с осью некруглого отверстия, резцу сообщают одновременно три формообразующих движе0 ния. Одно основное - вращательное оси инструмента вокруг оси некруглого отверстия, второе - поступательное вдоль той же оси, третье - поступательное вдоль радиуса вращения оси инструмента. Поскольку за5 кон каждого из движений обеспечивается одним из копиров, профиль каждого из которых соответствует профилю кромки некруглого отверстия, во взаимно перпендикулярных направлениях, то каж0 дый из резцов получит необходимую траекторию движения вдоль всей кромки по замкнутой кривой,

Повышение качества обработки обеспечивается вышеназванными обстоятельства5 ми, а также упругой установкой инструмента и одновременным поворотом инструмента вокруг его оси в ту или иную сторону, выдерживая постоянным угол наклона режущей кромки инструмента относи0 тельно обрабатываемой поверхности некруглого отверстия.

Обеспечение компактности технологической системы обеспечивают совмещением оси всех трех копиров на одной общей

5 оси, совпадающей с осью инструментальной головки, что достигается размещением копиров вокруг шпинделя инструментальной головки, а также совмещением затем оси инструментальной головки с осью не0 круглого отверстия.

Повышение производительности обеспечивается использованием не менее двух инструментов с инструментальными голо; вками и соответствующими копирами. Этим

5 доказана возможность достижения постав- ленных целей посредством применения отличительных признаков.

В графических материалах заявки изображено: фиг. 1 - кинематическая схема способа (вид спереди); фиг.2 - то же (вид

сверху); фиг.З - то же (разрез А-А. наличие заусенца на кромке детали до контакта резца с деталью); фиг.4 - то же (разрез А-А, после контакта с деталью); фиг.5 - устройство для реализации способа (вид спереди); фиг.6 - то же (вид сверху); фиг.7 - то же (разрез Б-Б); фиг.8 - то же (разрез В-В); фиг.9 - то же (зона Г}; фиг. 10 - профили копиров для управления вращательным и поступательным движением инструмента; фиг. 11 - профиль копира для управления поворота инструмента вокруг его оси.

Деталь 1. подлежащая обработке, может представлять собой, например, массивный сепаратор подшипника. В детали 1 имеются некруглые отверстия 2, которые, в частности, могут быть равномерно расположены по периферии детали 1. Деталь 1 - сепаратор имеет внешнюю сторону 3 и внутреннюю сторону 4. Некруглое отверстие 2 имеет сложный пространственный профиль. Кромка 5 отверстия 2. образованная его сопряжением с внутренней стороной 4 детали 1 представляет собой также пространственную фигуру и имеет, например, следующие участки. Участок аб кромки 5 представляет собой дугу окружности на виде сверху и дугу окружности на виде впереди. Участок бв кромки 5 это прямая - на виде сверху и дуга окружности - на виде спереди. Участок вг: дуга окружности - на виде сверху и дуга окружности внутренней стороны детали - на виде спереди. Участок гд: прямая в обеих проекциях. Участок де: прямая

- на виде сверху, дуга окружности - на виде сбоку (условно не показан); прямая - на виде спереди. Участок еж: дуга окружности

- на виде сверху; дуга окружности - на виде спереди. Участок жз: прямая на видах сверху и сбоку (условно не показан). На каждом из участков кромки 5 до данной операции имеется заусенец 6 (фиг.З). Кромка 7 некруглого отверстия 2, образованная его сопряжением с внешней стороной 3, представляет собой также сложную пространственную фигуру. На кромке 7 до данной технологической операции также имеется заусенец, аналогичный заусенцу 6. Оба заусенца на кромках 5 и 7 имели возможность появиться во время предыдущей обработки. Некруглое отверстие 2 имеет ось Н, которая представляет собой его ось симметрии. Инструмент 8, например, резец, предназначенный для снятия заусенца 6 на кромке 5, имеет ось II-II поворота. В качестве инструмента 8 может быть использован резец-шабер, резец с огибающей кромку или округлой режущей кромкой, либо любой другой инструмент необходимой конструкции. Ось II-II инструмента 8 имеет возможность вращения вокруг оси Ill-Ill, сопмещен- ной с осью I-I некруглого отверстия, с постоянной угловой скоростью йл. Инструмент 8 установлен с возможностью поворота вок- 5 руг оси -, подпружинен пружиной 9. Инструмент 8 имеет возможность поступательного движения со скоростью V1 вдоль оси I-I некруглого отверстия 2, реализуемого за счет связи пальца 10 с копиром 0 11. Инструмент 8 также имеет возможность второго поступательного движения со скоростью V2 вдоль радиуса R расположения оси 1-1, реализуемого посредством связи пальца 12 с копиром 13. Инструмент 8, кро- 5 ме того, имеет возможность поворота вокруг оси II-II на угол со скоростью ад в зависимости от профиля некруглого отверстия 2, сохраняя при этом постоянным угол между режущей кромкой 14 инструмента 8

0 и кромкой 5 некруглого отверстия 2. В положении, изображенном на фиг.2 угол/ равен 90°. На кривых участках кромки 5 угол /3 отсчитывается между кромкой 14 инстру- мента-8 и касательной к профилю кромки 5

5 некруглого отверстия 2. Возможно обеспечение и другого значения угла Д отличного от 90°, что зависит от исходной установки инструмента 8 относительно кромки 5 некруглого отверстия 2. Поворот инструмента

0 8 вокруг оси II-II реализуется посредством контакта пальца 15 с копиром 1G. Оси трех копиров 11,13 и 16 совпадают друг с другом и с осью Ill-Ill вращения инструмента 8, которая одновременно является осью инстру5 ментальной головки 17, условно на фиг.1, 2 не показанной. Профиль копира 11 представляет собой торцевую фасонную поверхность кулачка, закон которой соответствует закону подъема и опускания кромки 5 в на0 правлении оси I-I. Профиль копира 13 представляет собой наружную фасонную поверхность плоского кулачка, эквидистантную профилю кривой кромки 5 в плоскости чертежа (фиг.2). Профиль копира 16 пред5 ставляет собой также наружную фасонную поверхность плоского кулачка, профиль которого соответствует закону изменения угла а, наложенным на профиль копира 13. Все три копира физически могут предстаппять

0 самостоятельные детали, либо объединены в один обьемный копир, либо копиры 11 и 13 быть монолитными, а копир 16 - отдельным. Копиры для снятия заусенцев на кромке 7 согласно описанным выше правилам

5 имеют профили, соответствующие профилю кромки 7 некруглого отверстия 2. Устройство для реализации способа снятия заусенцев на некруглых отверстиях 2 вкл;очает станину 18 с закрепленным на нем прмспособлением 19 для установки детали 1, механизм 20 периодического поворота детали 2, фиксирующий механизм 21, инструментальные головки 17 и 22 для внутренней стороны 4 и внешней стороны 3 детали 2, соответственно установленные на суппорте 23 с приводом 24 его перемещения. Каждая из инструментальных головок 17,22 состоит из корпуса 25, с закрепленными на ней электродвигателем 26, шпинделем 27, копирами 11,13,16, причем копиры 11 и 13 выполнены монолитно.Копиры 11,13,16 закреплены на корпусе соосно с ее осью посредством винтов 28. Шпиндель 27 установлен в подшипниках 29 с возможностью вращения вокруг своей оси и поступательного перемещения вдоль своей оси под действием пружины 30. Шпиндель 25 связан с электродвигателем 26 посредством червячной передачи, включающей червяк 31 и червячное колесо 32. Торцевая часть 33 шпинделя выполнена с направляющими 34, в которых установлены салазки 35, подпружиненные пружиной 36, с возможностью перемещения вдоль направляющих 34. На салазках 35 закреплены упоры 10 и 12, контактирующие с копирами 11, 13, соответственно. На салазках 35 выполнены направляющие 37, в которых закреплены стакан 38 посредством гайки 39 с возможностью перестановки для регулирования исходного значения радиуса расположения оси II-II инструмента 2. В стакане 38 установлена с возможностью осевого перемещения втулка 40, подпружиненная пружиной 41. В стакане 38 закреплена державка 42 с возможностью поворота, несущая закрепленный в ней инструмент 8 и имеющая с противоположного торца отверстие и паз. В салазках 35 размещен поворотный механизм, включающий толкатель 43 подпружиненный пружиной 44 и контактирующий посредством соединенного с ним упора 15 с копиром 16, валик 45 с радиальным отверстием с одной стороны и закрепленным на нем штифтом 47 с другой, а также тросик 48, пропущенный в радиальное отверстие 46 валика 45 в виде восьмерки либо восьмерки с петлей и закрепленный на толкателе 43, Валик 45 установлен с возможностью поворота в обе стороны вокруг своей оси и контакта посредством штифта 47 с отверстием и пазом державки 41. Таким образом, инструмент 8 имеет возможность осевого перемещения вдоль оси II-II и поворота вокруг нее.

Способ снятия заусенцев и устройство для его осуществления в динамике. Для снятия заусенцев на кромках некруглого отверстия 2 в детали 1 подбирают нужные копиры, либо копиры 11,13. 16 проектируют

в соответствии с профилем пространственных кривых кромок 5, 7, соответственно внутренней стороны 4 и внешней стороны 3 детали 2, и изготавливают их заранее на

партию деталей 2. Устанавливают копиры 11, 13, 16 на посадочную шейку корпуса 25 инструментальных головок 12 и 22 соответственно. Инструменте, например, резец со специальным профилем предварительно за0 крепляют в державке 42. Стакан 38 перемещают в направляющих 37 салазок 35 в требуемое положение оси II-II инструмента 8 и закрепляют на салазках 35 посредством гайки 39. Опробуют взаимодействие всех

5 упоров 10, 12, 15 с копирами 11, 13, 16, а других механизмов путем пробных пусков электродвигателей 26. Подбирают приспособление 19 для установки детали 2 и закрепляют его на станине 18.

0 Инструментальные головки 17, 22 устанавливают на суппорте 23. Устанавливают деталь 2 в приспособление 19. Инструменты 8 устанавливают в державке 42 так, чтобы его режущая кромка 14 заняла требуемое поло5 жение к обрабатываемым кромкам 5.7. Вводят инструмент 8 в контакт с кромками 5, 7. Проводят пробную обработку детали 2, При удовлетворительных результатах наладки проводят обработку всей партии деталей.

0 При этом каждую деталь 2 устанавливают в приспособление 19, при этом инструментальные головки 17, 22 отведены в крайнее нерабочее положение. Включают устройство. Суппорт 23 от электропривода 24 через

5 передаточные механизмы (не показанные) перемещаются к детали 2. Вместе с суппортом 23 в том же направлении перемещаются инструментальные головки 17, 22. Электродвигатели 26 вращаются. Вращательное

0 движение через червяки 31, червячное колесо 32 передается шпинелю 27. Инструмент 8 и его ось II-II получают вращательное движение с постоянном угловой скоростью вокруг оси Ill-Ill инструментальной головки 17,

5 22. Перемещением суппорта 23 инструмент 8 вводится в контакт с деталью 2. Перемещение суппорта 23 на врезание прекращается после того, как он коснется, например, конечного выключателя (не показанного).

0 Необходимая сила давления инструмента 8 на обрабатываемые кромки 5, 7 детали 2 обеспечивается настройкой пружины 9. Поскольку ось Ill-Ill инструментальной головки совмещена с осью Н некруглого отверстия

5 2, то инструмент 8 и его ось II-II вращаются вокруг оси HI некруглого отверстия. Упор 12 под действием пружины 36, огибая профиль копира 13, заставляет перемещаться салазки 35 по направляющим 34 торцевой части 33 шпинделя 2.7 в радиальном направлении

к или от оси Ill-Ill. Вместе с салазками 35 такое же поступательное движение вдоль радиуса вращения вокруг оси Ill-Ill совершает инструмент 8 и его ось 11-И. Упор 10 под действием пружины 30, огибая профиль ко- пира 11. заставляет шпиндель 27 вместе с салазками 35 и инструментом 8 поступательно перемещаться вдоль оси Ill-Ill инструментальной головки, а следовательно, вдоль оси I-I некруглого отверстия 2 детали 1. Таким образом, при вращении вокруг оси I-I инструмент совершает одновременно два формообразующих движения: поступательное со скоростью vi - вдоль радиуса вращения оси 11-И вокруг оси 1-1 и поступа- тельное со скоростью V2 вдоль оси I-I. При этом режущая кромка 14 инструмента точно следует по пространственной кривой расположения кромки 5 и кромки 7. Силовое замыкание и компенсация погрешностей расположения кромок 5, 7, возникших на предыдущих операциях, осуществляется пружиной 9. Кроме того, в результате контактирования упора 15 с копиром 16 под действием пружины 44 толкатель 43 пере- мещается вдоль своей оси относительно салазок 35. Вместе с толкателем 43 перемещается тросик 48, который заставляет поворачиваться на некоторый угол валик 45, т.е. начинает работать так называемый лучковый привод. При повороте валика 45 посредством штифта 47, входящего в паз державки 42, поворачивается державка 42 и инструмент 8 со скоростью ojg на угол а, обеспечивая постоянность величины угла/3 между режущей кромкой 14 инструмента 8 и профилем кромок 5, 7 некруглого отверстия 2. Цикл снятия заусенцев 6 на кромках 5. 7 в одном некруглом отверстии 2 завершается за один оборот оси II-II инструмента 8 вокруг оси I-I некруглого отверстия 2. От командоаппарата (не показанного) дается сигналы на отвод суппорта 23 вместе с инструментальными головками 17, 22. Суппорт 23 отходит от детали 2, Фиксирующий меха- низм 21 выводит фиксатор (не показано) из одного из соседних некруглых отверстий детали. Механизм 20 периодического поворота детали 2 включается. Собачка (не показана) механизма 20 входит в одно из некруглых отверстий и, задевая за стенки детали 2, поворачивает детали вокруг ее центральной оси на угол расположения не- круглых отверстий. Дальнейшему повороту детали 2 в приспособлении 19 препятствует фиксатор, зашедший в очередное некруглое отверстие детали .2. Фиксирующий механизм 21 выключается. Инструментальные головки 17, 22 вместе с суппортом подходят

к очередным некруглым отверстиям. Цикл снятия заусенцев 6 повторяется. Таким образом, при четном числе некруглых отверстий каждая из инструментальных головок 17, 22 снимает заусенцы на некруглых отверстиях, расположённых в противополож- ных сторонах относительно центральной оси детали 2 в общей плоскости симметрии. Инструментальные головки 17, 22 могут быть установлены и настроены на обработку внутренней 5 и наружной кромки 7 одного некруглого отверстия 2. Этот случай обычно необходим при обработке нечетного числа некруглых отверстий. Предлагаемый способ снятия заусенцев может быть применен и при снятии заусенцев на любых других кромках поверхностей, в том числе наружных поверхностей. Для этого необходимо будет найти центр описанной окружности или дуги окружности в профиль такой кромки, с которым затем совместят оси копиров и ось инструментальной головки.

Пример конкретной реализации. Допустим необходимо снять заусенцы на некруглых отверстиях массивного сепаратора роликового подшипника 6-2672122Р1.56. Некруглое отверстие 2 в плане имеет прямоугольную форму с размерами 20,3 х 15, с выступами по бокам профиля, как это изображено на фиг.2. Т.е. сепаратор имеет так называемую козырьковую конструкцию. Материал сепаратора бронза БРАЖМЦ 1/0-3-1,5. Высота козырька 3,0 мм, наружный диаметр 148. мм, внутренний диаметр 135 мм, число некруглых отверстий 20. Шаг расположения некруглых отверстий 23,245 ±0,1 мм (по наружному диаметру).

Спроектированные и изготовленные заранее копиры 11, 13, 16 отбирают, собирают с инструментальными головками 17, 22. Устанавливают инструменты 8, отлаживают их положение и механизмы согласно изложенным выше правилам. Устанавливают инструментальные головки 17,22 на суппорт 23. Устанавливают приспособление 19 для установки детали 2 на устройство. Устанавливают деталь 2 в приспособление 19. Включают устройство, его электродвигатели. Устройство работает согласно описанной выше последовательности движения инструмента 8. После окончания снятия заусенцев на кромках 5, 7 всех некруглых отверстий деталь 1 снимают с приспособления 19. Устанавливают следующую деталь 1.

Формула изобретения

1. Способ обработки некруглых отверстий, при котором резцу от трех копиров задают три формообразующих движения относительно детали - вращательное вокруг своей оси и поступательные движений, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей посредством снятия заусенцев на пространственно расположенных кромках некруглых отверстий, совмещают оси копиров с осью обрабатываемого отверстия, резец подпружинивают и устанавливают его вдоль оси, параллельной оси отверстия, после чего три формообразующих движения задают одновременно, при этом резцу сооб0

щают вращения вокруг оси обрабатываемого отверстия, а его поступательные движения сообщают вдоль радиуса отверстия, образуемого осью резца при вращении его вокруг оси обрабатываемого отверстия, и вдоль последней.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности обработки, используют одновременно не менее двух инструментов, которые устанавливают с внешней и внутренней сторон детали.

Использование: в области обработки металлов резанием, в частности, к способам механической обработки сложных деталей. Сущность изобретения: способ заключается в том, что резец (8) устанавливают параллельно оси (I-I) обрабатываемого отверстия. Резец подпружинивают и сообщают ему вращение вокруг своей оси и вокруг оси (I-I) обрабатываемого отверстия. Резец поступательно перемещается вдоль оси (I-I) обрабатываемого отверстия и ,кроме того, поступательно перемещается вдоль радиуса отверстия, образованного ось ю (II-II) вращающегося вокруг оси (И) резца. 1 з.п.ф- лы, 11 ил.

ФигЛ

Фиг.5

Фи г. б

Sudr

Фиг.Ю

Фиг. П