Способ обработки отверстий раздвижными абразивными инструментами и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к механической обработке, а именно к доводке особо точных деталей, и может быть использовано для доводки отверстий малого диаметра и относительно большой длины притирами с алмазной пастой, например, отверстий диаметром 2,5 мм и длиной 15 мм. Целью изобретения является повышение точности и производительности за счет установления диапазонов рабочих параметров процесса абразивной обработки. Рабочие параметры процесса абразивной обработки устанавливают в пределах : сила отжима 20-200 Н, зернистость абразива 0,3-40 мкм, зазор между обрабатываемой поверхностью и рабочей поверхностью инструментов 0,1-20 мкм. Устройство, позволяющее реализовать установку заданных диапазонов, содержит шпиндель с упругим элементом. В упругий элемент устанавливается деталь, внутрь которой вводятся абразивные инструменты, установленные на головках, между которыми установлены силовая и измерительные пружины. Пружины содержат регуляторы. 2 с.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 24 В 49/06

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4472096/25-08 (22) 09.08.88 (46) 23.09.90. Бюл. М 35 (72) А.А.Ковалев, Б.Г,Гайдуков, С.А.Демин и

В.В.Цибик (53) 621.9.08(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 124832, кл. В 24 В 1/00, 1959. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ

РАЗДВИЖНЫМИ АБРАЗИВНЫМИ ИНСТРУМЕНТАМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к механической обработке, а именно к доводке особоточных деталей, и может быть использовано для доводки отверстий малого диаметра и относительно большой длины притирами. с алмазной пастой, например, отверстий

Изобретение относится к механической обраббтке, а именно к доводке освбо точных деталей, и.может быть использовано для доводки отверстий малого диаметра и относительно большой длины притирами с алмазной пастой, например, отверстий диаметром 2,5 мм и длиной 15 мм.

Целью изобретения является повышение точности и производительности за счет установки оптимальных диапазонов рабочих параметров процесса адразивной обработки.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел I на фиг. 1.

Станина 1 снабжена продольными направляющими 2, на которых расположена бабка изделия 3 со шпинделем 4 и упруго-. эластичной муфтой (поливинилхлоридной

„„Я3„„1593931 Al диаметром 2,5 мм и длиной 15 мм. Целью изобретения является повышение точности и производительности за счет установления диапазонов рабочих параметров процесса абразивной обработки. Рабочие параметры процесса абразивной обработки устанавливают в.пределах; сила отжима 20-200 Н, зернистость абразива 0,3-40 мкм, зазор между обрабатываемой поверхностью и рабочей поверхностьюинструментов0,1 — 20 мкм.

Устройство. позволяющее реализовать установку заданных диапазонов, содержит шпиндель с упругим элементом, В упругий элемент устанавливается деталь, внутрь которой вводятся абразивные инструменты, установленные на головках, между которыми установлены силовая и измерительные пружины, Пружины содержат регуляторы. 2 с,п. ф-лы., 3 ил., 1 табл, трубкой) 5. Бабка изделия 3 совершает продольные возвратно-поступательные движения от привода.

В трубку 5 установлена деталь 6, в которую входят инструменты 7 и 8, установленные на головках 9 и 10, соединенных силовой пружиной 11 с винтовым регулятором 12 и пневмоцилиндром 13, измерительной пружиной 14 — с винтовым регулятором

15, датчиком 16 — с отсчетным устройством

17 и регулируемым упором 18 — с приводом

19. Головки 9 и 10 установлены на свободном поперечном суппорте 20 и соединены между собой направляющими 21.

Способ реализуют следующим образом.

По продольным направляющим 2 деталь 6 подают к инструментам 7 и 8, которые входят в деталь 6. При помощи регулируемого упора инструменты 7 и 8 отжимают друг

1593931

20

30

40

55 от друга в направлении на обрабатываемую поверхность отверстия детали 6 до контакта, фиксируемого датчиком 16 по отсчетному устройству 17, а затем отводят на заданную величину рабочего зазора, пневмоцилиндром 13 включают силовую пружину 1.1.Приводят во вращение шпиндель 4, при помощи привода сообщают бабке изделия 3 продольные возвратно поступэтель . ные рабочие движения.При обработке притирами с алмазной пастой последнюю подают в зону обработки.

В процессе обработки периодически отключают пневмоцилиндром 13 силовую пружину 11, при помощи привода 19 и регулируемого упора 18 снижают ограничения на взаимный отжим инструментов (измерительной пружиной) и по показанию датчика

16 с отсчетным устройством 17 производят измерение отклонения от круглости. По результатам измерения и показаниям отсчетного устройства 17 вручную или автоматически корректируют зернистость абразива, величину рабочего зазора, число оборотов детали, величину продольного рабочего хода и его интенсивность и силу отжима притиров друг от друга.

Примером конкретного воплощения предложенного способа является доводка притирами с алмазной пастой отверстий диаметром 2,5 мм во втулках из закаленой стали с диаметром наружной цилиндрической поверхности 6 мм и длиной 15 мм. Длина притиров 18 мм, режимы обработки: число оборотов в 1 мин 100, число двойных ходов в 1 мин 10, величина продольного хода 6 мм.

В качестве абразива применяют алмазную пасту зернистостью 7/5. Силу отжима притиров при доводке выбирают 100 Н, а при измерении 0,2 Н.

Граничные значения регулируемых параметров представлены в таблице.

По сравнению с оптимальными параметрами увеличение зернистости абразива до 40,0 мкм целесообразно при необходимости повысить производительность труда и уменьшить исходные погрешности по некруглости величиной выше 5,0 мкм, а ее уменьшение вплоть до 0,3 мкм целесообразно для повышения качества обработки поверхности при поддержании предельно высокой точности по.круглости, например, 0,1 мкм и выше. Увеличение зернистости . абразива свыше 40 мкм не приводит к даль, нейшему повышению производительности иэ-за увеличения неравномерности раскалывания абразивных зерен и катастрофически ухудшает качество доведенной поверхности, а уменьшение зернистости абразива эа 0,3 мкм предъявляет недостижимые требования к точности измерения и регулирования величины рабочего зазора порядка 0,05 мкм, Увеличение рабочего зазора вплоть до

90 от величины абразивных зерен обеспечивает длительную работоспособность абразивных зерен, но увеличение рабочего зазора сверх 90%> из-эа погрешностей его установки и уменьшения силы взаимодействия абразивных зерен с рабочими поверхностями детали и притиров приводит к резкому уменьшению съема обрабатываемого материала (оптимальная величина рабочего зазора в 50% от величины абразивных зерен позволяет однажды расколотым абразивным зернам опираться в процессе доводки сколотой гранью на обрабатываемую поверхность детали и в течение малого срока, например 0,5 мин, проиэводит острыми кромками интенсивный съем обрабатываемого материала).

Уменьшение рабочего зазора до 10 от величины абразивных зерен позволяет продлить срок эффективного использования абразива до 2 — 5 мин за счет двух-трех раскалы ваний, но дальнейшее уменьшение за 10 неоправдано из-за многократного дробления зерен и ухудшения качества обработанной поверхности, Частоту вращения детали снижают до 10 об/мин при недостаточной точности по круглости на недостаточно точном и жестком оборудовании (дальнейшее снижение не приводит к повышению точности и резко снижает производительность)и повышают вплотьдо500об/мин для повышения производительности (до нарушения равномерности распределения абразивной пасты в рабочем зазоре).

Силу отжима увеличивают вплоть до 200 Н для обеспечения преимущественного съема обрабатываемого материала с выступающих участков обрабатываемой поверхности (дальнейшее увеличение сдерживается нежесткостью оборудования) и не уменьшают ее на 20 Н (при недостаточной жесткости оборудования) вследствие резкого уменьшения выборочности съема обрабатываемого материала с выступающих участков обрабатываемой поверхности.

Силу отжима инструментов при контролеуменьшают до 0,1 Н, насколькоэто позволяет оборудование (обеспечить стабильное взаимное расположение инструментов при силе отжима менее 0,1 Н не представляется возможным), а увеличение силы отжима свыше 1,0 Н приводит к изгибу инструментов, в то же время при обработке отверстий диаметром свыше 5 мм и притирах толщиной свыше 2 мм сила отжима при доводке и измерении может быть и одинакова.

1593931 6

Г аничные значения

Параметры наибольшее

40/28

7/5

0,3/О

500

100

0,1 l0

1,0

0,2

0,1

8се это позволяет при доводке отверстий малого диаметра повышать точность по круглости до 0,1 — 0,2 мкм, точность размера до 0,2 — 0,5 мкм, производительность и процент выхода годных изделий в 10 и 5 более раз.

Формула изобретения

1. Способ обработки отверстий раздвижными абразивными инструментами с профильными рабочими поверхностями, 10 включающий взаимное осевое установочное перемещение детали и инструмента, разжим инструментов до контакта с обрабатываемой поверностью с воэможностью самоустановки на детали в направлении 15 разжима, отвод инструмента от обрабатываемой детали на заданную величину рабочего зазора и сообщение рабочего вращения детали и продольного рабочего перемещения инструмента, отл ич а ю щий- 20 с я тем, что, с целью повышения точности и производительности, передачу рабочих движений детали производят через упруго, эластичный элемент, во время обработки контролируют отклонение от круглости ци- 25 линдрической поверхности детали путем снятия ограничения на взаимный отжим инструментов, уменьшения силы отжима инструментов друг от друга до 0,1 — 1.0 Н и измерения амплитуды колебаний взаимно- 30 го расположения инструментов при враще- . нии детали, а по результатам контроля

Зернистость абразива, мкм

8еличина рабочего зазора: отношение к величине абразивных зерен, %, мкм

Число оборотов детали в мин

Отношение числа двойных продольных ходов детали к числу оборотов детали, Сила отжима притиров при доводке,.Н а" винам. производят регулирование режимов обработки и рабочих параметров процесса в сле.дующих пределах: сила отжима 20-200 Н, зернистость образива 0,3-40,0 мкм, зазор между. обрабатываемой поверхностью детали и рабочими поверхностями инструментов

0,1-20 мкм.

2. Устройство для обработки отверстий раздвижными абразивными инструментами с профильными рабочими поверхностями, содержащее установленную на станине на продольных направляющих, снабженных приводам, бабку изделия со шпинделем и поперечный суппор, на котором расположены с возможностью поперечного взаимного перемещения две инструментальные головки, связанные между собой силовой пружиной, а также механизм ограничения взаимного отвода головок, выполненный в виде регулируемого упора с приводом и датчика измерения взаимного перемещения t.оловок, отлича ющееся тем,что, с целью повышения точности и производительности, устройство снабжено установленной на шпинделе упругоэластичной муфтой и дополнительной пружиной, установленной между инструментами головками, причем обе пружины снабжены механизмами регулирования, а силовая пружина — приводным механизмом, выполненным в виде пневмоцилиндра. установленного на одной из инструментальных головок, наименьшее оптимальное

Юаг 7

1593931

Составитель В.Жиганов

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Редактор А.Мотыль

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2800 Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5