Инструмент для отделочно-упрочняющей обработки

 

(19)SU(11)1806907(13)A1(51)  МПК ⁵    _B24B39/02(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 07.02.2013 - прекратил действиеПошлина:

(54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОТДЕЛОЧНО-УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ

Изобретение относится к области поверхностного пластического деформирования и может быть использовано для отделочно-упрочняющей обработки поверхностей маложестких деталей машин. Цель изобретения - повышение производительности обработки за счет сокращения вспомогательного времени на обслуживание инструмента. Инструмент для отделочно-упрочняющей обработки содержащих корпус, изготовленный из немагнитного материала, щечки, изготовленные из немагнитного материала и образующие кольцевую камеру, деформирующие элементы, установленные в кольцевой камере с возможностью пространственного перемещения, устройство разгона деформирующих элементов, выполненное в виде ротора, охватывающего его постоянного магнита, муфты и электродвигателя. Инструмент снабжен устройством доводки деформирующих элементов, состоящим из барабана, кольцевого притира и механизма перемещения барабана, выполненного в виде тяг, соединительной пластины и ходового вала с гайкой, при этом барабан установлен на корпусе с возможностью осевого перемещения, кольцевой притир запрессован в отверстие барабана и установлен соосно оси инструмента, на внутренней поверхности притира выполнен желоб, радиус поперечного сечения которого равен радиусу деформирующего элемента, гайка закреплена на корпусе инструмента с возможностью взаимодействия с ходовым валом, оснащенным двумя буртиками для осевой фиксации соединительной пластины, установленной на последнем с возможностью вращения, а тяги размещены в выполненных параллельно оси инструмента отверстиях коpпуса и закреплены одним из концевых участков на барабане, а другими - на соединительной пластине. Кроме того, инструмент оснащен дополнительным кольцевым магнитом, закрепленным на барабане и охватывающим кольцевой притир. Такое выполнение инструмента обеспечивает доводку деформирующих элементов непосредственно на рабочем месте. В результате не требуется снятие инструмента со станка, а затем установка инструмента на станок с последующей наладкой. Вспомогательное время на обслуживание инструмента существенно снижается, что повышает производительность обработки. На чертеже изображен предлагаемый инструмент для отделочно-упрочняющей обработки. Инструмент содержит корпус 1, изготовленный из немагнитного материала щечки 2 и 3, изготовленные из немагнитного материала и образующие кольцевую камеру 4, деформирующие элементы 5, установленные в кольцевой камере 4 с возможностью пространственного перемещения, устройство разгона деформирующих элементов 5, выполненное в виде ротора 6, охватывающего его постоянного магнита 7, муфты 8 и электродвигателя 9. Инструмент снабжен устройством доводки деформирующих элементов 5, выполненным в виде барабана 10, кольцевого притира 11, механизма перемещения барабана 10 в виде тяг 12, соединительной пластины 13 и ходового вала 14 с гайкой 15. Барабан 10 установлен на корпусе 1 с возможностью осевого перемещения, кольцевой притир 11 запрессован в отверстие 16 барабана 10 и установлен соосно с осью 17 вращения инструмента. На внутренней поверхности притира 11 выполнен желоб 18, радиус которого равен радиусу деформирующего элемента 5. Гайка 15 закреплена в корпусе 1 инструмента и взаимодействует с ходовым валом 14. Соединительная пластина 13 установлена на ходовом валу 14 с возможностью вращения по его поверхности 19 и фиксируется от осевого смещения двумя буртиками 20 и 21. Тяги 12 установлены в отверстиях 22, выполненных в корпусе 1 параллельно оси 17 вращения и закреплены одним концевым участком 23 на барабане 10, а другим концевым участком 24 - на соединительной пластине 13. Ходовой вал 14 взаимодействует с управляющим органом посредством шкива 25. Инструмент снабжен также кольцевым магнитом 26, который закреплен на барабане 10 и охватывает кольцевой притир 11. Инструмент работает следующим образом. Деталь 27 закрепляют в патроне, а корпус 1 - в державке 28 станка. Вращением шкива 25 смещают ходовой вал 14 в крайнее правое положение. При этом соединительная пластина 13, а следовательно, тяги 12 и барабан 19 также смещается вправо (барабан 10 занимает положение, изображенное на чертеже тонкой линией). Ось 17 инструмента совмещают с осью детали 27 и вводят деформирующие элементы 5 в обрабатываемое отверстие. Ротору 6 посредством муфты 8 и электродвигателя 9 сообщают вращение и перемещают инструмент вдоль обрабатываемой поверхности. Под действием магнитного поля деформирующие элементы 5 разгоняются в окружном направлении кольцевой камеры 4. Возникающая центробежная сила прижимает деформирующие элементы 5 к обрабатываемой поверхности. Пpижатые к поверхности детали 27 деформирующие элементы 5 осуществляют ее поверхностное пластическое деформирование. При отработке определенного количества времени, определяемого периодом стойкости деформирующих элементов 5 (т. е. после обработки определенного количества деталей), деформирующие элементы 5 имеют на своей поверхности наплывы обрабатываемого металла детали 27, участки с высокой шероховатостью, царапины и другие виды дефектов. В связи с этим, деформирующие элементы 5 нуждаются в восстановлении своей работоспособности, т. е. в доводке. Для этой цели инструмент отводят от обрабатываемой детали 27 и выключают электродвигатель 9. В полость притира 11 подают магнитный абразивный порошок. Магнитный абразивный порошок распределяется по поверхности желоба 18 притира 11 в магнитном поле магнита 26. Поворотом шкива 25 перемещают ходовой вал 14 в крайнее левое положение. При этом соединительная пластина 13 и барабан 10 смещаются в крайнее левое положение. При этом плоскость симметрии желоба 18 притира 11 совмещается с плоскостью симметрии кольцевой камеры инструмента. Включением электродвигателя 9 ротору 6 с магнитом 7 сообщают вращение. Под действием магнитного поля деформирующие элементы 5 разгоняются в окружном направлении кольцевой камеры 4, за счет возникающей центробежной силы прижимаются к поверхности желоба 18 и взаимодействуют с абразивным магнитным порошком, удерживаемым магнитным полем кольцевого магнита 26. Вследствие этого абразивные магнитные частицы, а также микровыступы притира 11 снимают с поверхности деформирующих элементов 5 дефектный слой на глубину залегания рисок. При этом шероховатость поверхности деформирующих элементов 5 по Ro становится менее 0,1 мкм. Работоспособность деформирующих элементов 5 восстанавливается. После окончания процесса доводки деформирующих элементов 5 электродвигатель 9 отключают и вращением шкива 25 отводят барабан 10 в крайнее правое положение. Таким образом, предлагаемый инструмент не требует затрат вспомогательного времени на доводку деформирующих элементов, так как не требует снятия инструмента со станка для выполнения доводки деформирующих элементов. В качестве примера конкретного выполнения можно привести обработку втулок на станке модели 16К20Ф1. Размеры втулок D x d x h 90 х 80 х 80 мм. Материал втулки сталь 45 (ЕВ 280). В качестве деформирующих элементов использовали шарики диаметром 11 мм из стали ШХ 15 (НRC3 62). Для разгона деформирующих элементов использовали кольцевой магнит с размерами D x d x h 55 х 20 х 30 мм. Величина магнитной индукции в зоне кольцевой камеры составляла 0,5-0,6 Тл. Размеры магнита, охватывающего притир, составили D x d x H 140 х 120 х 20 мм. Магнитная индукция в зоне желоба притира 0,14-0,2 Тл. Материал притира - чугун. Режимы обработки: скорость вращения ротора 0,5-5 м/с; осевая подача инструмента 50-600 мм/мин. охлаждение - масло индустриальное. Режимы доводки деформирующих элементов: скорость вращения ротора 0,3-10 м/с. В качестве магнитного порошка использовали Fe + T/C (15% ) с зернистостью 5-10 мкм. Предложенный инструмент позволяет повысить производительность обработки, так как сокращает вспомогательное время на его обслуживание.

Формула изобретения

1. ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОТДЕЛОЧНО-УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ, содержащий корпус, изготовленный из немагнитного материала, щечки, изготовленные из немагнитного материала и образующие кольцевую камеру, деформирующие элементы, установленные в кольцевой камере с возможностью пространственного перемещения, устройство разгона деформирующих элементов, выполненное в виде ротора, охватывающего его постоянного магнита, муфты и электродвигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет сокращения вспомогательного времени на обслуживание, инструмент снабжен устройством доводки деформирующих элементов, состоящим из барабана, кольцевого притира и механизма перемещения барабана, выполненного в виде тяг, соединительной пластины и ходового вала с гайкой, при этом барабан установлен на корпусе с возможностью осевого перемещения, кольцевой притир запрессован в отверстие барабана и установлен соосно с осью инструмента, на внутренней поверхности притира выполнен желоб, радиус поперечного сечения которого равен радиусу деформирующего элемента, гайка закреплена в корпусе инструмента с возможностью взаимодействия с ходовым валом, оснащенным двумя буртиками для осевой фиксации соединительной пластины, установленной на последнем с возможностью вращения, а тяги размещены в выполненных параллельно оси инструмента отверстиях корпуса и закреплены одними из концевых участков на барабане, а другими - на соединительной пластине, при этом упомянутые корпуса и щечки изготовлены из немагнитного материала. 2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучщения качества обработки за счет повышения эффективности доводки деформирующих элементов, инструмент оснащен дополнительным кольцевым магнитом, закрепленным на барабане и охватывающим кольцевой притир.