RU172754U1

RU172754U1 - Хонинговальная головка

Info

Publication number: RU172754U1
Application number: RU2016143012U
Authority: RU
Inventors: Николай Иванович Егоров; Юрий Николаевич Полянчиков; Мария Юрьевна Полянчикова; Владимир Анатольевич Солодков; Дмитрий Вадимович Крайнев
Priority date: 2016-10-31
Filing date: 2016-10-31
Publication date: 2017-07-21

Abstract

Полезная модель относится к технологии машиностроения, к обработке металлов резанием, в частности к хонинговальным головкам для окончательной обработки точных отверстий.Технический результат достигается хонинговальной головкой, содержащей корпус, несущий колодки с абразивными брусками, разжимной шток, механизм осевого и радиального перемещения абразивных брусков и возвратные пружины, при этом механизм осевого и радиального перемещения абразивных брусков выполнен в виде упругой камеры с центральным отверстием, полость которой заполнена гидропластмассой, и опорных поясков, на которых зафиксированы торцы упругой камеры, причем разжимной шток выполнен в виде двухступенчатого поршня и расположен малой ступенью в центральном отверстии упругой камеры, а угол уклона внутренних направляющих поверхностей корпуса соответствует углу уклона торцевых поверхностей несущих колодок и равен 2-6 градусам к радиусу головки.Техническим результатом является увеличение точности формы при повышенном качестве поверхности обрабатываемого отверстия с максимальной производительностью.

Description

Полезная модель относится к технологии машиностроения, к обработке металлов резанием, в частности к хонинговальным головкам для окончательной обработки точных отверстий.

Известно устройство хонинговальной головки, содержащей корпус с радиальными отверстиями, в которых размещены колодки с брусками, шток-толкатель с эллиптическими поверхностями разжимных элементов, которые воздействуют на ползуны в радиальных отверстиях корпуса, а рабочий конец штока-толкателя и стакана соединены несамотормозящей резьбой [Авторское свидетельство SU №1174237, B24B 33/02, 1983 г].

Устройство отличается ограниченными возможностями для обеспечения высокой точности формы и производительности при финишной обработке отверстий вследствие сложного многозвенного механизма поджатия колодок с брусками к обрабатываемой поверхности и сосредоточенного приложения нагрузки в двух точках колодки и невозможности увеличения количества соосно расположенных колодок с брусками для повышения производительности.

Известно устройство многорядной хонинговальной головки, содержащей корпус, несущий колодки с абразивными брусками, разжимные элементы, установленные с возможностью взаимодействия с колодками брусков, разжимной шток и механизм независимого регулирования и фиксации каждого ряда брусков, причем корпус выполнен в виде набора обойм, установленных с возможностью осевого перемещения по наружной цилиндрической поверхности. Осевое перемещение брусков выполняется до обработки и необходимо для удобства регулирования положения каждого ряда абразивных брусков [Авторское свидетельство SU №1220757, B24B 33/08, 1986 г.].

Устройство отличается ограниченными возможностями для повышения качества обработанной поверхности, так как не исключает возможности попадания режущего зерна в предварительно прорезанную им же риску-царапину, и соответственно наличия на обработанной поверхности глубоких рисок-царапин, и устройство имеет сложный механизм поджатия, не обеспечивающий соосности колодок брусков при сосредоточенным приложении усилия к ним, что приводит к ограниченной точности формы обработанной поверхности.

Известна хонинговальная головка, содержащая корпус с установленными в нем секторами-толкателями, предназначенными для взаимодействия каждого из них с одной стороны с конусами разжима, с другой - с брускодержателями с абразивными брусками, выполненными в виде винтообразной цилиндрической пружины сжатия в количестве не менее двух, расположенными под углом к образующей головки и прижатыми торцами друг к другу тарельчатыми пружинами [Патент RU 2146594, B24B 33/08, 2000 г.].

Устройство отличается ограниченными возможностями для обеспечения высокой точности формы при финишной обработке отверстий вследствие сложного многозвенного механизма поджатия колодок с брусками к обрабатываемой поверхности и не исключает возможности попадания режущего зерна в предварительно прорезанную им же риску-царапину.

Наиболее близким техническим решением является хонинговальная головка, которая содержит корпус, несущий колодки с абразивными брусками, разжимные элементы, установленные с возможностью взаимодействия с колодками брусков, разжимной шток и механизм осевого перемещения абразивных брусков, выполненный в виде стакана, в радиальных отверстиях которого на осях установлены с возможностью поворота вокруг осей поворотные планки, одним концом входящие в пазы колодки, а другим - в пазы разжимного штока и осевого перемещения колодок с брусками вверх при перемещении разжимного штока вниз [Патент RU 2108902, B24B 33/08, 1996 г.].

Устройство отличается ограниченными возможностями для обеспечения высокой точности формы и производительности при финишной обработке отверстий вследствие сложного многозвенного механизма поджатия колодок с абразивными брусками к обрабатываемой поверхности и сосредоточенного приложения нагрузки в двух точках колодки и невозможности увеличения количества соосно расположенных колодок с брусками для повышения производительности.

Задача - разработка конструкции хонинговальной головки с простым механизмом поджатия колодок с абразивными брусками, обеспечивающего радиальное и осевое перемещение, распределенное приложение усилия к колодкам, при соосном расположении, с возможностью максимального увеличения их количества.

Техническим результатом является увеличение точности формы при повышенном качестве поверхности обрабатываемого отверстия с максимальной производительностью.

Технический результат достигается хонинговальной головкой, содержащей корпус, несущий колодки с абразивными брусками, разжимной шток, механизм осевого и радиального перемещения абразивных брусков и возвратные пружины, при этом механизм осевого и радиального перемещения абразивных брусков выполнен в виде упругой камеры с центральным отверстием, полость которой заполнена гидропластмассой, и опорных поясков, на которых зафиксированы торцы упругой камеры, причем разжимной шток выполнен в виде двухступенчатого поршня и расположен малой ступенью в центральном отверстии упругой камеры, а угол уклона внутренних направляющих поверхностей корпуса соответствует углу уклона торцевых поверхностей несущих колодок и равен 2-6 градусам к радиусу головки.

Сущность технического решения заключается в том, что при осевом перемещении разжимной шток в виде двухступенчатого поршня воздействует на упругую камеру с зафиксированными на опорных поясках торцами. В результате этого гидропластмасса внутри камеры перемещается и давит на наружную цилиндрическую стенку упругой камеры. Под действием гидропластмассы происходит упругая деформация наружной цилиндрической стенки упругой камеры и перемещение несущих колодок с абразивными брусками в радиальном направлении. При этом за счет углов уклона торцевых поверхностей несущих колодок и соответствующих им углов уклона внутренних направляющих поверхностей прорезей корпуса обеспечивается кроме радиального и осевое перемещение несущих колодок с абразивными брусками. Осевое перемещение колодок позволяет исключить появление глубоких рисок и улучшает качество поверхности. Упругая камера, контактирующая по всей длине наружной цилиндрической стенки с внутренней поверхностью несущих колодок, обеспечивает равномерно распределенное приложение радиальной нагрузки, что обеспечивает соосное расположение колодок брусков, что гарантирует точность формы обрабатываемого цилиндрического отверстия и повышает качество его поверхности. Цилиндрическая наружная поверхность упругой камеры позволяет установить максимальное количество несущих колодок с абразивными брусками, обеспечивающее повышение производительности.

Сущность конструкции хонинговальной головки поясняется фигурами.

На фиг. 1 показан продольный разрез хонинговальной головки.

На фиг. 2 показан поперечный разрез А-А хонинговальной головки.

Предлагаемая конструкция хонинговальной головки содержит корпус 1, в радиальных прорезях 2 которого установлены несущие колодки 3 с абразивными брусками 4 с возможностью свободного радиального (S_R) и осевого перемещения (S_O). Механизм осевого и радиального перемещения абразивных брусков 4 выполнен в виде упругой камеры 5 с центральным отверстием 6, опорных поясков 7 и 8, на которых зафиксированы торцы упругой камеры 5. Упругая камера 5 имеет вид полого цилиндра, между наружной 9 и внутренней 10 стенкой которого образована полость, заполненная гидропластмассой 11. Разжимной шток 12 выполнен в виде двухступенчатого поршня и расположен малой ступенью 13 в центральном отверстии 6 упругой камеры 5. Наружная стенка 9 упругой камеры 5 контактирует с внутренними поверхностями 14 несущих колодок 3.

Большая ступень 15 двухступенчатого поршня 12 диаметром d₁ установлена в верхнем опорном пояске 7, а малая ступень 13 диаметром d₂ двухступенчатого поршня 12 установлена в нижнем опорном пояске 8.

Торцевые поверхности 16 несущих колодок 3 контактируют с внутренней направляющей поверхностью 17 прорезей 2 корпуса 1. Угол уклона α внутренних направляющих поверхностей 17 корпуса 1 соответствует углу уклона α торцевых поверхностей 16 несущих колодок 3 и равен 2-6 градусам к радиусу головки. Возвратные пружины 18 предназначены для возвращения несущих колодок 3 в исходное положение после подъема двухступенчатого поршня 12.

Устройство работает следующим образом.

После ввода хонинговальной головки в обрабатываемое отверстие включается ее вращение и возвратно-поступательное движение, после чего вступает в действие механизм радиального и осевого перемещения, осуществляющий радиальное (S_R) и осевое перемещение (S_O) несущих колодок 3 с абразивными брусками 4. После каждого двойного хода хонинговальной головки механизм осевого и радиального перемещения абразивных брусков в виде установленной внутри корпуса 1 упругой камеры 5, зафиксированной с торцов двумя опорными поясками 7 и 8, разжимного штока 12, установленного в центральном отверстии 6 камеры 5, и расположенной в образованной стенками камеры 5 полости гидропластмассы 11 осуществляет дозированную подачу S_R за счет сжатия гидропластмассы 11. Большая ступень 15 двухступенчатого поршня 12 перемещается вдоль оси хонинговальной головки вниз на определенную величину S_P.

Ступенчатый поршень 12 давит на упругую камеру 5 с гидропластмассой 11. Происходит деформация наружной стенки 9 упругой камеры 5. При этом увеличивается ее наружный диаметр, что перемещает контактирующие по внутренним поверхностям 14 несущие колодки 3, и осуществляется дозированная подача S_R абразивных брусков 4.

Из условия несжимаемости гидропластмассы 11 можно определить осевое перемещение S_P двухступенчатого поршня 12 для достижения радиальной подачи S_R по формуле:

где S_R - радиальная подача несущих колодок 3 с абразивными брусками 4;

l_O - длина (или высота) упругой камеры 5;

d_O - диаметр наружной стенки 9 упругой камеры 5;

d₁, d₂ - диаметры большей 15 и малой 13 ступеней двухступенчатого поршня 12.

Рассчитаем предельные значения угла уклона α внутренних направляющих поверхностей 17 корпуса 1 и соответствующего угла уклона α торцевых поверхностей 16 несущих колодок 3 к радиусу головки.

Наибольшее значение выбираем из условия самоторможения этих поверхностей по формуле:

tgα_max≤tgϕ,

где tgϕ=ƒ=0,1 - коэффициент трения стали по стали;

тогда

α_max≤6^°.

Таким образом, угол уклона α_max внутренних направляющих поверхностей 17 корпуса 1 и соответствующего угла уклона α_max торцевых поверхностей 16 несущих колодок 3 к радиусу головки α_max=6^°.

Наименьшее предельное значение угла наклона α_min этих поверхностей определим из условия осевого смещения S_O, равного размеру абразивного зерна, при подаче S_R, равной глубине резания S_R=t по формуле:

где d_зерна=0,01 мм - минимальный размер абразивного зерна;

t_max=0,25 мм - максимальная глубина резания, мм;

0,04=tgα_min;

α_min=2^°

Таким образом, угол уклона α_min внутренних направляющих поверхностей 17 корпуса 1 и соответствующего угла уклона α_min торцевых поверхностей 16 несущих колодок 3 к радиусу головки α_min=2^°.

Гидропластмасса 11 применяется двух составов:

1) СМ: 20% полихлорвинила, 78% дибутилфталата, 2% стеарата кальция; t плавления 135°С, объемная усадка 12% при охлаждении до 10°С.

2) 10% полихлорвинила, 88% дибутилфталата, 2% стеарата кальция. Более текуч, имеет t плавления 120°С и усадку 10%.

В результате распределенной нагрузки наружной стенки 9 упругой камеры 5 при зажиме двухступенчатым поршнем 12 обеспечивается равномерное прижатие несущих колодок 3 с абразивными брусками 4 к обрабатываемой поверхности отверстия, что способствует повышению точности цилиндрической формы отверстия.

Таким образом, использование предложенной хонинговальной головки, содержащей корпус, несущий колодки с абразивными брусками и механизм осевого и радиального перемещения абразивных брусков, выполненный в виде упругой камеры с центральным отверстием, снабженной примыкающими к ее торцам опорными поясками, двухступенчатым поршнем и гидропластмассой, расположенной в образованной стенками камеры полости, при условии соответствия угла уклона внутренних направляющих поверхностей корпуса и угла уклона торцевых поверхностей несущих колодок 2-6 градусам к радиусу головки обеспечивает увеличение точности формы при повышенном качестве поверхности обрабатываемого отверстия с максимальной производительностью.

Claims

Хонинговальная головка, содержащая корпус, несущий колодки с абразивными брусками, разжимной шток, механизм осевого и радиального перемещения абразивных брусков и возвратные пружины для колодок, отличающаяся тем, что механизм осевого и радиального перемещения абразивных брусков выполнен в виде упругой камеры с центральным отверстием, полость которой заполнена гидропластмассой, и опорных поясков, на которых зафиксированы торцы упругой камеры, при этом разжимной шток выполнен в виде двухступенчатого поршня и расположен малой ступенью в центральном отверстии упругой камеры, а внутренние направляющие поверхности корпуса выполнены с углом уклона к радиусу головки, соответствующим углу уклона торцевых поверхностей несущих колодок и равным 2-6 градусам.