Устройство для дорнования отверстий

 

Использование: в различных отраслях машиностроения и приборостроения при обработке точных отверстий. Сущность изобретения: устройство содержит смонтированные в корпусе два соосно установленных с возможностью согласованного возвратно-поступательного перемещения толкателя с приводом, между которыми размещен дорн двустороннего действия. Привод каждого толкателя выполнен в виде двух отдельных пневмоцилиндров, что позволяет толкателям поочередно выполнять функции базирования заготовок и рабочего перемещения дорна. Пневмоцилиндра с силовым штоком установлен соосно с толкателем, а пневмоцилиндр с базирующим штоком - параллельно ему. Устройство обеспечивает упрощение конструкции, снижение затрат энергии и повышение надежности в эксплуатации. 1 ил.

Изобретение относится к металлообработке, в частности к обработке отверстий дорнованием.

Известно устройство для дорнования отверстий в деталях типа колец прошивкой двухстороннего действия [1] содержащее два соосно расположенных гидроцилиндра, в которых перемещается поршень, выполненный в виде составного плунжера, снабженного центральным калиброванным отверстием для прошивки и упорными скалками, которые жестко укреплены в крышках цилиндров, причем плоскость разъема плунжера совпадает с плоскостью загрузки заготовок.

Вследствие того, что базирование заготовок в известном устройстве осуществляется по наружной поверхности, возникает несоосность прошивки и обрабатываемого отверстия, которая особенно значительна при больших допусках на наружные размеры и сложном наружном контуре заготовок. Несоосность прошивки и обрабатываемого отверстия, а также их взаимные перекосы появляются и из-за причин случайного характера (попадания в рабочую зону устройства загрязнений, стружки и т. п.). При дорновании отверстий, особенно малых диаметров (менее 3 мм), возникающие погрешности установки заготовок приводят к изгибу и поломкам прошивок, а также обуславливают снижение точности обработки.

Известно устройство для дорнования деталей [2] содержащее смонтированные в корпусе два соосно установленных толкателя с приводом, между которыми размещена прошивка двустороннего действия и установленный в корпусе рычаг, взаимодействующий одним концом с одним из толкателей, а другим с двумя последовательно установленными в корпусе пружинами, которые служат соответственно для базирования заготовки (по отверстию) и для выталкивания прошивки из нее, а привод толкателя непосредственно связан с другим толкателем, при этом толкатели установлены с возможностью взаимного осевого перемещения.

Поскольку в известном устройстве загрузка заготовки в зону обработки производится путем ее вталкивания между закругленными концами прошивки и базирующего толкателя, оно позволяет обрабатывать только такие заготовки, у которых отношение высоты к диаметру отверстия меньше 1. Другим недостатком известного устройства является наличие возвратного хода прошивки через уже обработанное отверстие заготовки, который сопровождается дополнительным износом прошивки.

Известно устройство для дорнования отверстий [3] содержащее смонтированные в корпусе два соосно установленных с возможностью согласованного возвратно-поступательного перемещения толкателя с приводом, между которыми размещен дорн двустороннего действия. Привод толкателей выполнен в виде сдвоенных пневмоцилиндров, что позволяет толкателям поочередно выполнять функции базирования заготовок и рабочего перемещения дорна. Каждый цилиндр содержит телескопически установленные силовой, базирующий и промежуточный штоки, причем силовой шток размещен внутри базирующего штока, выполненного в виде стакана с осевым отверстием в дне под стержневую часть толкателя, головка которого свободно установлена в полости этого стакана, ограниченной его дном и торцом силового штока, выполненного с осевым глухим отверстием, в котором размещен подпружиненный в осевом направлении промежуточный шток, установленный с возможностью взаимодействия с головкой толкателя.

В известном устройстве при рабочем перемещении силового штока каждого сдвоенного пневмоцилиндра одновременно происходит и холостое перемещение его базирующего штока. Это обуславливает повышенный износ базирующих штоков (и цилиндров), а также приводит к дополнительному расходу энергии. Другим недостатком известного устройства является сложность конструкции привода толкателей, выполненного в виде сдвоенных пневмоцилиндров.

Положительный результат, на достижение которого направлено изобретение - упрощение конструкции устройства, снижение затрат энергии и повышение его надежности в эксплуатации.

Указанный результат достигается тем, что устройство, содержащее смонтированные в корпусе два соосно установленных с возможностью согласованного возвратно-поступательного перемещения толкателя с размещенным между ними дорном двустороннего действия, привод перемещения которых выполнен в виде пневмоцилиндров с силовыми и базирующими штоками, имеет привод каждого толкателя в виде двух отдельных пневмоцилиндров, при этом пневмоцилиндр с силовым штоком установлен соосно с толкателем, а пневмоцилиндр с базирующим штоком параллельно ему, причем между пневмоцилиндром с силовым штоком и корпусом расположен неподвижный стакан с размещенным внутри него подвижным в осевом направлении стаканом, между которыми смонтирована пружина и каждый из которых имеет в две осевое отверстие под силовой шток, установленный с возможностью взаимодействия с головкой толкателя, размещенного внутри подвижного стакана с возможностью осевого перемещения относительно этого стакана, который содержит крышку с отверстием под стержневую часть толкателя и в котором между этой крышкой и головкой толкателя смонтирована пружина, а подвижный стакан свободно опирается на рычаг, жестко закрепленный на базирующем штоке.

Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежом, где приведен его общий вид.

Устройство состоит из основания 1 с жестко закрепленным на нем корпусом 2, в вертикальном калиброванном отверстии которого размещены толкатели 3, 4, служащие для перемещения дорна двустороннего действия 5 и базирования заготовки 6. Для удержания прошивки в крайних положениях в корпусе 2 предусмотрены шариковые фиксаторы (на рисунке не показаны). Привод толкателей выполнен в виде соосно установленных с ними пневмоцилиндров 7, 8 с силовыми штоками 9, 10 и расположенных параллельно этим пневмоцилиндрам пневмоцилиндров 11, 12 с базирующими штоками 13, 14. Все пневмоцилиндры жестко закреплены на основании 1. Между корпусом 2 и пневмоцилиндрами 7, 8 расположены неподвижные (жестко закрепленные на основании 1) стаканы 15, 16 с размещенными внутри них подвижными в осевом направлении стаканами 17, 18. Между неподвижными и подвижными стаканами смонтированы пружины 19, 20, а в дне каждого стакана выполнены отверстия под силовые штоки 9, 10, установленные с возможностью взаимодействия с головками толкателей 3, 4, размещенных внутри подвижных стаканов 17, 18 с возможностью осевого перемещения относительно них. Стаканы 17, 18 имеют крышки 21, 22 с отверстием под стержневую часть толкателя и в них между этими крышками и головками толкателей смонтированы пружины 23, 24, а сами стаканы 17, 18 свободно опираются на рычаги 25, 26, жестко закрепленные на базирующих штоках 13, 14. Причем развиваемые пружинами 19, 20 и 23, 24 усилия примерно на порядок меньше усилий дорнования. Для загрузки заготовок 6 в зону обработки служит дисковый питатель 27. Для контроля положения и ограничения хода толкателей 3, 4 предусмотрены установленные на корпусе 2 конечные бесконтактные выключатели 28, 29, взаимодействующие с рычагами 30, 31, которые жестко закреплены на указанных толкателях. Для определения положения дорна 5 в корпусе 2 устройство содержит фотоэлектрические датчики 32, 33. Управление работой устройства по сигналам, поступающим от конечных выключателей 28, 29 и датчиков 32, 33, осуществляется программируемым микроконтроллером через систему электрических пневмораспределителей (микроконтроллер и пневмораспределители на черетеже не показаны).

Устройство работает следующим образом.

Заготовка 6 с помощью дискового питателя 27 подается в зону обработки. Датчик 33 вырабатывает сигнал о том, что дорн 5 находится в крайнем нижнем положении. Сжатый воздух подается в верхнюю полость пневмоцилиндра 11. При этом базирующий шток 13 вместе с рычагом 25 перемещается вниз. Вместе с этим рычагом под действием тарированной пружины 19 перемещается подвижный стакан 17 и верхний толкатель 3, который входит в отверстие заготовки 6 и таким образом осуществляет ее базирование. При этом, взаимодействуя с рычагом 30, срабатывает конечный выключатель 28 и по его сигналу сжатый воздух подается в верхнюю полость пневмоцилиндра 12 с базирующим штоком 14, который через рычаг 26 удерживает стакан 18 в крайнем нижнем положении. Одновременно сжатый воздух подается в нижнюю полость пневмоцилиндра 8, силовой шток 10 перемещается вверх, вместе с ним, сжимая пружину 24, перемещается толкатель 4 и проталкивает через отверстие заготовки 6 дорн 5, который, в свою очередь выталкивает из отверстия заготовки верхний толкатель 3. Последний при этом перемещается вверх за счет сжатия пружины 19. Когда нижний толкатель 4 протолкнет дорн 5 через отверстие заготовки 6 (закончится его обработка), срабатывает, взаимодействуя с рычагом 31, конечный выключатель 29. По его сигналу сжатый воздух подается в нижнюю полость пневмоцилиндра 11. Базирующий шток 13 перемещается вверх и через рычаг 25 возвращает в крайнее верхнее положение стакан 17 вместе с толкателем 3. Одновременно сжатый воздух подается в верхнюю полость пневмоцилиндра 8 и силовой шток 10 возвращается в крайнее нижнее положение Вместе с этим штоком под действием пружины 24 в крайнее нижнее положение возвращается и толкатель 4. Далее циклы работы устройства повторяются. Если толкатель 3 (в начале цикла работы устройства) не войдет в отверстие заготовки 6, например, из-за ее перекоса в зоне обработки или недопустимо малого диаметра отверстия, то конечный выключатель 28 не сработает, а программируемый контроллер через некоторое время выработает сигнал, по которому сжатый воздух будет подан в нижнюю полость пневмоцилиндра 11 и базирующий шток 13 через рычаг 25 возвратит стакан 17 и толкатель 3 в исходное положение, а дисковый питатель 27 выгрузит заготовку 6 из зоны обработки и подаст в нее следующую подлежащую обработке заготовку.

Таким образом, предлагаемое устройство при выполнении всех функций известного устройства исключает холостые ходы пневмоцилиндров с базирующими штоками, что снижает расход энергии на 10.15% и увеличивает долговечность этих пневмоцилиндров на 30.40% Кроме того, благодаря отсутствию сдвоенных пневмоцилиндров существенно упрощается конструкция устройства в целом и увеличивается его надежность.

На основе предлагаемого устройства создан специальный автомат для дорнования отверстия диаметром 1,17^+0,014 мм в якоре реле. Высота детали 5 мм, диаметр отверстия до дорнования 1,1^+0,06 мм. Для дорнования использовали дорны двустороннего действия диаметром 1,18^+0,002 мм из твердого сплава ВК8. Испытания автомата, выполненные при обработке 20 000 деталей, свидетельствуют о его высокой надежности. Диаметры отверстий всех обработанных деталей находились в пределах указанного допуска. Производительность автомата 1 200 деталей/ч.

Формула изобретения

Устройство для дорнования отверстий, содержащее смонтированные в корпусе два соосно установленных с возможностью согласованного возвратно-поступательного перемещения толкателя с размещенным между ними дорном двустороннего действия, привод перемещения которых выполнен в виде пневмоцилиндров с силовыми и базирующими штоками, отличающееся тем, что привод каждого толкателя выполнен в виде двух отдельных пневмоцилиндров, причем пневмоцилиндр с силовым штоком установлен соосно с толкателем, а пневмоцилиндр с базирующим штоком-параллельно ему, между пневмоцилиндром с силовым штоком и корпусом расположен неподвижный стакан с размещенным внутри него подвижным в осевом направлении стаканом, между стаканами смонтирована пружина и каждый из стаканов выполнен с осевым отверстием в дне под силовой шток, установленный с возможностью взаимодействия с головкой толкателя, размещенного внутри подвижного стакана с возможностью осевого перемещения относительно этого стакана, имеющего крышку с отверстиями под стержневую часть толкателя, при этом между крышкой и головкой толкателя смонтирована пружина, а подвижный стакан установлен в контакте с рычагом, жестко закрепленным на базирующем штоке.

РИСУНКИ

Рисунок 1