Устройство для алмазного выглаживания отверстий

Авторы патента:

Скуратов Дмитрий Леонидович (RU)

Швецов Алексей Николаевич (RU)

B24B39/02 - для обработки внутренних поверхностей вращения

Владельцы патента RU 2570137:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) (RU)

Изобретение относится к устройствам для выглаживания отверстий в деталях. Устройство содержит корпус с пазами, ножку, оправку, алмазный выглаживающий инструмент, пару центральных и две пары концевых рычагов, установленных в корпусе, стержни, расположенные в пазах корпуса, ползуны и штанги, на которых установлены инерционные грузы. Ползуны выполнены с возможностью перемещения по упомянутым стержням и соединяют между собой центральные и концевые рычаги. Между ползунами установлены пружины сжатия. Концы стержней соединены пружинами растяжения. Концевые рычаги соединены посредством осей со штангами. В корпусе установлена крышка. На крышке закреплена ножка. Оправка выполнена с отверстием, в котором закреплен алмазный выглаживающий инструмент. В результате расширяются функциональные возможности. 5 ил.

Изобретение относится к различным видам отделочно-упрочняющей обработки отверстий в деталях и может быть использовано во многих отраслях машиностроительных производств.

Известно приспособление для алмазного выглаживания отверстий малого диаметра, содержащее хвостовик, бегунок, штанги, инерционный груз, шток с алмазным индентором, противовес (см. статью Абульханов С.Р. Исследование шероховатости поверхности отверстий малого диаметра в деталях из стали 12Х18Н9Т при обработке алмазным выглаживанием / С.Р. Абульханов // Высокоэффективные методы и инструменты для механической обработки материалов. Куйб. авиац. ин-т. - Куйбышев, 1984. - С. 83-88).

Недостатком данной конструкции устройства является недостаточное качество обработанной поверхности, невозможность использования стандартных алмазных выглаживающих инструментов, невозможность осуществлять точную регулировку на обрабатываемый размер отверстия, прижимное усилие создается одним инерционным грузом без участия противовеса. Данное устройство было взято за прототип.

Задачей является расширение функциональных возможностей конструкции устройства, повышение качества обрабатываемой поверхности отверстий, стойкости выглаживающего инструмента, устранение люфта в штоке, осуществление возможности точной регулировки на обрабатываемый размер, использование массы всех грузов для достижения необходимого прижимного усилия.

Задача достигается за счет того, что устройство для выглаживания отверстий ,содержащее корпус с коническим хвостовиком, в корпусе размещен механизм перемещения, к которому крепятся штанги с инерционными грузами, с механизмом перемещения связана ножка с оправкой для алмазного выглаживающего инструмента, согласно изобретению в корпус устройства на ось конического хвостовика установлена пара центральных рычагов и две пары концевых рычагов, центральные и концевые рычаги соединены между собой через ползуны, имеющие возможность перемещения по стержням, между ползунами установлены пружины сжатия, стержни расположены в выполненных в корпусе пазах, а концы стержней между собой соединены пружинами растяжения, концы рычагов соединены через оси со штангами, на штангах установлены инерционные грузы, крышка установлена в пазу типа «ласточкин хвост», выполненном в корпусе устройства, и имеет связь с рычажным механизмом через одну из осей с рычажным механизмом, с одной стороны в пазу между корпусом и крышкой установлена латунная пластинка, на крышке посредствам винтов закреплена ножка, на которой смонтирован цилиндрический корпус, в котором установлена оправка через отверстие, выполненное с эксцентриситетом относительно оси цилиндрического корпуса, в сторону дна обрабатываемого отверстия, и зафиксированная с обеих сторон цилиндрического корпуса гайками, в оправке установлен штифт, который располагается в выполненном пазу цилиндрического корпуса, в оправке через отверстие, выполненное с эксцентриситетом относительно оси оправки, в сторону дна обрабатываемого отверстия, закреплен алмазный выглаживающий инструмент.

Устройство для выглаживания отверстий поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид устройства, на фиг. 2 представлен рачажно-ползунный механизм, на фиг. 3 представлены элементы конструкции ножки устройства, на фиг. 4 представлен рычажно-ползунный механизм опытного образца устройства, на фиг. 5 представлен общий вид опытного образца устройства.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства для выглаживания отверстий, которое имеет корпус 1, хвостовик 2, латунную пластинку 3, крышку 4, ножку 5 с оправкой и алмазным выглаживающим инструментом, винты 6 крепления ножки, винты 7 крепления латунной пластинки, установочный винт 8. На фиг.2 представлен рычажно-ползунный механизм, который включает грузы 9, штанги 10, оси 11 и 18, центральные рычаги 15 и концевые рычаги 12, ползуны 13, стержни 14, пружины растяжения 16, пружины сжатия 17. На фиг. 3 представлены элементы ножки устройства, содержащие алмазный выглаживающий инструмент 22, оправку для крепления выглаживающего инструмента 23, цилиндрический корпус 24, гайки 25, ножка 5, винт крепления цилиндрического корпуса 19, штифт, ограничивающий ход и положение оправки 20, установочные винты 21 крепления выглаживающего инструмента 22.

Устройство для выглаживания отверстий работает следующим образом.

Устройство для выглаживания отверстий, закрепленное в шпинделе фрезерного или сверлильного станка, настраивается на точный обрабатываемый размер отверстия путем перемещения оправки 23 в отверстии цилиндрического корпуса 24 с ее последующей фиксацией гайками 25, далее устройству, установленному в шпинделе станка, задают вращательное движение, в результате чего под действием инерционной силы грузы 9 перемещаются на максимально возможное расстояние от центра вращения, это расстояние ограничено выставленным зазором между алмазным выглаживающим инструментом и обрабатываемой поверхностью детали, грузы, перемещая за собой штанги 10 и концевые рычаги 12 через ползуны 13, перемещают стержни 14, одновременно ползуны 13, перемещаясь по стержням, сжимают пружины сжатия 17, при этом пружины растяжения 16 разжимаются, создаваемое пружинами усилие позволяет плавно подводить алмазный выглаживающий инструмент к обрабатываемой поверхности отверстия и возвращать рабочие органы устройства в исходное положение после останова шпинделя станка, через удлиненную ось 18 механизма перемещение передается на крышку устройства и далее через ножку 5 передается на цилиндрический корпус 24, затем на оправку 23 с алмазным инструментом 22. Выбором скорости вращения шпинделя станка с устройством для выглаживания отверстий и массой грузов с учетом возвратных усилий, создаваемых пружинами, контролируется требуемое прижимное усилие.

Прижимное усилие можно вычислить F_приж.=ω²·R·M-2(F_раст.+F_сж.),

где ω - угловая скорость инерционных грузов, R - расстояние от центра оси вращения до центра масс грузов, М - суммарная масса инерционных грузов, F_раст., F_сж. - противодействующие силы пружин растяжения и сжатия.

Устройство для выглаживания отверстий в деталях, содержащее корпус с пазами, конический хвостовик, ножку, оправку и алмазный выглаживающий инструмент, отличающееся тем, что оно снабжено парой центральных и двумя парами концевых рычагов, установленных в корпусе, стержнями, расположенными в пазах корпуса, ползунами, выполненными с возможностью перемещения по упомянутым стержням и соединяющими между собой центральные и концевые рычаги, пружинами сжатия, установленными между ползунами, пружинами растяжения, соединяющими концы стержней между собой, и штангами, на которых установлены инерционные грузы, при этом концевые рычаги соединены посредством осей со штангами, а в корпусе выполнен паз в форме “ласточкин хвост”, в котором установлена крышка и латунная пластинка, расположенная между крышкой и корпусом, на крышке посредствам винтов закреплена ножка, на которой смонтирован цилиндрический корпус с отверстием и пазом, причем оправка выполнена с отверстием, в котором закреплен алмазный выглаживающий инструмент, и установлена в отверстие цилиндрического корпуса, в оправке установлен штифт, который расположен в пазу цилиндрического корпуса.

Изобретение относится к электромеханическому дорнованию гладких цилиндрических отверстий деталей. Инструмент содержит толкатель, оправку, токоизоляционную втулку, изолирующую втулку, калибрующий зуб и направляющую гайку.

Установка для электромеханического упрочнения отверстий втулок // 2569627

Изобретение относится к электромеханическому упрочнению отверстий втулок. Установка содержит станину, привод поворота, механизм подъема, шпильки, инструмент для электромеханического упрочнения отверстий втулок, фиксирующее устройство и шарнирную муфту.

Способ обработки // 2557396

Изобретение относится к поверхностному пластическому деформированию внутренней поверхности детали. Осуществляют раскатку детали посредством установленного на подшипниках в резцедержателе станка центробежного раскатника.

Двухроликовая инструментальная державка для электромеханического упрочнения отверстий // 2551338

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к устройствам для электромеханического упрочнения внутренних цилиндрических поверхностей. Инструмент содержит вал, два рабочих ролика, фланец, распорные втулки, шайбу, кронштейн, рычаги, призму, шток, пружину, вилки, токоподводящие оси и разжимные тяги.

Устройство для деформационного упрочнения внутренней поверхности полых осесимметричных заготовок // 2542210

Изобретение относится к упрочнению внутренней поверхности полых осесимметричных заготовок. Устройство содержит опору и два или более деформирующих элемента в виде конических роликов, прилегающих к опоре и удерживаемых от выпадения сепаратором.

Раскатка для дорожки качения кольца упорного шарикоподшипника // 2541220

Изобретение относится к раскатке дорожки качения кольца упорного шарикоподшипника. Раскатка содержит оправку с деформирующими элементами, выполненными в виде шариков, и опорный фланец.

Дорн // 2533507

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к дорнованию поверхностей отверстий деталей. Дорн содержит корпус, в котором установлен шток, состоящий из двух соосных частей: вращательно-поступательной и поступательно-возвратной.

Способ финишной обработки внутренних поверхностей гильз тракторных и комбайновых дизельных двигателей // 2507054

Изобретение относится к финишной обработке внутренних поверхностей гильз тракторных и комбайновых дизельных двигателей. Осуществляют однократное хонингование внутренней поверхности гильзы и затем производят ее пневмовибродинамическую обработку.

Метчик для накатывания внутренней резьбы на заготовке // 2505374

Изобретение относится к технологии машиностроения, а именно к инструментам для накатывания внутренних резьб. Метчик содержит резьбу и режущие элементы с режущими кромками.

Способ финишной обработки внутренних поверхностей заготовок гильз двигателей внутреннего сгорания // 2501644

Изобретение относится к технологии машиностроительного производства, а именно к финишной обработке внутренних поверхностей заготовок гильз двигателей внутреннего сгорания.

Способ обработки внутренней поверхности втулки // 2572675

Изобретение относится к обработке внутренней поверхности втулки. Осуществляют электроконтактный нагрев и дорнование внутренней поверхности втулки посредством дуплексного инструмента в виде контактно-разогревающего инструмента и расположенного за ним деформирующе-калибрующего инструмента. За дуплексным инструментом располагают войлочную втулку, пропитанную антифрикционным составом. Используют контактно-разогревающий инструмент, выполненный фасонным с одной рабочей и тремя установочными поверхностями. В результате повышается твердость и глубина упрочненной внутренней поверхности втулки, улучшается отвод тепла из зоны контакта дуплексного инструмента и обрабатываемой поверхности.

Способ электромеханического дорнования // 2572676

Изобретение относится к упрочнению отверстий деталей. Осуществляют перемещение дорна вдоль оси отверстия и формируют на поверхности отверстия упрочненные кольцевые участки с различной твердостью путем нагрева упомянутых кольцевых участков до температуры закалки кратковременным пропусканием электрического тока через место контакта дорна с поверхностью отверстия. Перемещают дорн относительно обрабатываемого отверстия детали от нижней части отверстия к верхней с натягом и обеспечивают науглероживание и охлаждение закаливаемых кольцевых участков. В результате повышается износостойкость детали.

Способ обработки полых цилиндров // 2573165

Изобретение относится к обработке полых цилиндров. Выполняют бурты у торцев цилиндров. Осуществляют дорнование отверстия цилиндра с натягом, равным не менее 5% от его диаметра. Осуществляют осевое пластическое растяжение цилиндра с деформациями 1…2,5%. Осуществляют дорнование отверстия цилиндра с натягом, равным до 1% от его диаметра. В результате повышается точность отверстий в цилиндрах, а также создаются сжимающие остаточные напряжения в цилиндрах. 2 ил.

Способ электромеханического дорнования // 2574951

Изобретение относится к упрочнению внутренних поверхностей отверстий деталей. Осуществляют перемещение дорна вдоль оси отверстия детали. Формируют на поверхности отверстия детали упрочненные кольцевые участки с различной твердостью путем нагрева упомянутых кольцевых участков до температуры закалки. Получение кольцевых участков с перепадом по твердости достигается путем плавного изменения плотности электрического тока, пропускаемого через место контакта дорна с поверхностью отверстия детали. В результате повышается износостойкость детали и увеличивается срок ее эксплуатации.

Устройство для дорнования отверстий // 2585577

Изобретение относится к устройствам для упрочняющей и калибрующей обработки отверстий. Устройство содержит корпус с установленной на нем втулкой, внутри которой размещен стакан, дорн из магнитного материала и штанга. На дне корпуса расположена опора из немагнитного материала с отверстием для размещения дорна. Во втулке выполнено радиальное отверстие с размещенным в нем фиксатором. В донной части стакана выполнено отверстие и закреплена катушка электромагнита. На штоке жестко закреплена обойма. В стакане выполнено радиальное отверстие с размещенным в нем фиксатором. В результате повышается надежность работы устройства и упрощается его настройка. 1 ил.

Устройство для деформационного упрочнения внутренней поверхности сквозных отверстий // 2589959

Изобретение относится к упрочнению деталей машин. Устройство для деформационного упрочнения внутренней поверхности сквозного отверстия детали содержит опору, по меньшей мере два деформирующих элемента в виде конических роликов, прижим с отверстием, в котором установлено зубчатое колесо, венец зубчатого колеса, выполненный на одном из концов опоры, упор и шток с резьбовой частью. Конические ролики прилегают к опоре и удерживаются от выпадения сепаратором. По меньшей мере один упомянутый конический ролик выполнен с кольцевым выступом. Опора выполнена со сквозным резьбовым отверстием, установлена на резьбовой части штока с возможностью вращения и одновременного осевого перемещения относительно резьбовой части штока посредством передачи вращения с зубчатого колеса на венец зубчатого колеса. Упор и прижим выполнены с возможностью расположения между ними обрабатываемой детали. Шток соединен с прижимом посредством гаек и гидро- или пневмоцилиндра для обеспечения предварительного сжатия обрабатываемой детали. В результате расширяются технологические возможности. 1 ил., 1 пр.

Способ финишной обработки внутренних поверхностей нежестких заготовок гильз гидроцилиндров // 2591917

Изобретение относится к финишной обработке внутренних поверхностей нежестких заготовок гильз гидроцилиндров. Осуществляют лезвийную и затем пневмоцентробежную обработку внутренней поверхности гильзы. Лезвийную обработку внутренней поверхности гильзы осуществляют с достижением шероховатости поверхности Ra=0,8…2,5 мкм. Пневмоцентробежную обработку внутренней поверхности гильзы осуществляют пневматическим шариковым накатником центробежного действия с получением на поверхности гильзы шероховатости Ra=0,16…0,63 мкм и обеспечением цилиндричности, полученной на операции лезвийной обработки. При этом подача пневматического шарикового накатника Sмин=100…600 мм/мин, а давление сжатого воздуха, подводимого к пневматическому шариковому накатнику, Ρ=0,25…0,5 МПа. В результате упрочняется поверхность заготовки и сохраняется ее макрогеометрия. 1 пр.

Дорн сборный // 2594771

Изобретение относится к инструментам для чистовой обработки отверстий деталей. Дорн содержит основание, калибрующий зуб и упрочняющий зуб, выполненный с возможностью подачи смазки в зону обработки. В передней части основания выполнены форсунки для подачи модифицирующих составов. В упрочняющем зубе выполнены проточки, форма которых обеспечивает создание неразрывной масляной пленки в зоне обработки. Подача модифицирующих составов и смазки осуществляется по двум независимым каналам. В результате обеспечивается насыщение поверхности обрабатываемого отверстия модифицирующими составами и снижается трение при обработке дорном. 1 ил.

Способ обработки полых цилиндров // 2606145

Изобретение относится к обработке полых цилиндров. Сверлят отверстие спиральным сверлом. Осуществляют дорнование отверстия по схеме сжатия с натягом, равным не менее 5% от его диаметра, путем последовательного проталкивания однозубых дорнов возрастающего диаметра. Удаляют наплывы металла на торцах цилиндров и производят их осевое пластическое сжатие со степенями деформации 0,5…1,5%. Осуществляют дополнительное дорнование отверстия по схеме сжатия с натягом, равным до 1% от его диаметра, путем проталкивания однозубого дорна. В результате обеспечивается снижение остаточных напряжений в полых цилиндрах. 2 ил., 1 табл.

Способ обработки длинномерных цилиндрических отверстий // 2616724

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке сквозных длинномерных отверстий, в частности при обработке шасси самолетов и автомобилей, дейдвудных труб морских кораблей, стволов орудий. Способ включает расточку цилиндрического отверстия в длинномерной заготовке, зажатой в патроне и люнете горизонтально-расточного станка, содержащего резцедержатель и переднюю и заднюю бабки с центрами, в котором обработку осуществляют с использованием расточно-упрочняющего блока, насаженного с возможностью самоподачи на установленную в центрах пиноли задней бабки и шпинделя передней бабки станка направляющую осевую штангу с квадратным поперечным сечением, и зажатой в резцедержателе станка вилки, исключающей проворот упомянутого блока от действий сил резания. Расточно-упрочняющий блок имеет центральное внутреннее отверстие квадратного поперечного сечения и выполнен с расточным и упрочняющим узлами. Обеспечивается высокая точность положения оси отверстия. 2 ил.