RU186369U1

RU186369U1 - Хонинговальная головка

Info

Publication number: RU186369U1
Application number: RU2018131740U
Authority: RU
Inventors: Николай Иванович Егоров; Юрий Николаевич Полянчиков; Мария Юрьевна Полянчикова; Олег Анатольевич Курсин
Priority date: 2018-09-03
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2019-01-16

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, угол уклона внутренних направляющих поверхностей которого соответствует углу уклона торцевых поверхностей несущих колодок и равен 2-6 градусам к радиусу головки, механизм осевого и радиального перемещения абразивных брусков, содержащий разжимной шток и установленный на нем упругий элемент сжатия, и возвратные пружины, отличающаяся тем, что упругий элемент сжатия выполнен в виде винтовой цилиндрической пружины, несущие колодки с абразивными брусками выполнены в виде секторов, образующих сборный раздвижной цилиндр, с направляющим выступом на внутренней поверхности каждой несущей колодки, установленным в направляющем отверстии корпуса и контактирующим с винтовой цилиндрической пружиной.Технический результат - 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 финишной 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, В24В 33/02, 1983 г].

Устройство отличается ограниченными возможностями для обеспечения высокой точности формы и производительности при финишной обработке отверстий вследствие сложного многозвенного механизма поджатая колодок с брусками к обрабатываемой поверхности и сосредоточенного приложения нагрузки в двух точках колодки и не возможности 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, В24В 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 поджатая не обеспечивающей 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, В24В 33/08, 2000 г].

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

Известна 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, В24В 33/08, 1996 г].

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

Известна хонинговальная головка, содержащая корпус, несущие колодки с абразивными брусками, разжимной шток, установленный с возможностью взаимодействия с колодками брусков, механизм осевого и радиального перемещения абразивных брусков и возвратные пружины, при чем механизм осевого и радиального перемещения абразивных брусков выполнен в виде пакета последовательно собранных тарельчатых пружин конической формы с углом наклона образующей конуса 5-14 градусов, установленных между уступом разжимного штока и корпусом (Патент RU 168775, МПК В24В 33/08, 2016).

Устройство отличается ограниченными возможностями для обеспечения высокой точности формы из-за наличия зазоров и колебаниях точности наружного диаметра в пакетах тарельчатых пружин и ограниченной производительности при финишной обработке отверстий вследствие не возможности полного контакта абразивных брусков с обрабатываемой поверхностью.

Наиболее близким техническим решением является хонинговальная головка, содержащая корпус, несущий колодки с абразивными брусками, механизм осевого и радиального перемещения абразивных брусков состоящий из разжимного штока и установленного на нем - между уступом разжимного штока и корпусом, упругого элемента сжатия - упругой гофрированной оболочки с треугольным профилем и с углом раскрытия образующих гофры, равным 10-28 градусам, и возвратные пружины для возврата колодок в исходное положение, при этом внутренние направляющие поверхности корпуса с углом уклона к радиусу головки, соответствующим углу уклона торцевых поверхностей несущих колодок и равным 2-6 градусам (Патент RU 172755, МПК В24В 33/08, 2017).

Недостатком устройства является не обеспечение высокой точности формы отверстия и максимальной производительности при финишной обработке вследствие неравномерности распределения радиальной нагрузки между гофрами из-за колебания точности наружного диаметра упругой гофрированной оболочки и не возможности полного контакта абразивных брусков с обрабатываемым отверстием для максимальной производительности обработки.

Задача - разработка конструкции хонинговальной головки с простым механизмом поджатая колодок с абразивными брусками, обеспечивающего радиальное и осевое перемещение их, распределенное приложение усилия к колодкам, при соосном расположении, с возможностью максимального увеличения площади контакта абразивных брусков с обрабатываемой поверхностью.

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, угол уклона внутренних направляющих поверхностей которого соответствует углу уклона торцевых поверхностей несущих колодок и равен 2-6 градусам к радиусу головки, механизм осевого и радиального перемещения абразивных брусков, содержащий разжимной шток и установленный на нем упругий элемент сжатия, и возвратные пружины, отличающаяся тем, что упругий элемент сжатия выполнен в виде винтовой цилиндрической пружины, несущие колодки с абразивными брусками выполнены в виде секторов, образующих сборный раздвижной цилиндр, с направляющим выступом на внутренней поверхности каждой несущей колодки, установленным в направляющем отверстии корпуса и контактирующим с винтовой цилиндрической пружиной.

Сущность технического решения заключается в том, что при осевом перемещении разжимного штока (S_P) с уступом, при движении в цилиндрическом отверстии корпуса, осуществляется воздействие на упругий элемент сжатия, выполненный в виде винтовой цилиндрической пружины сжатия, установленный на разжимном штоке между его уступом и корпусом. При сжатии винтовой цилиндрической пружины увеличивается ее наружный диаметр, который перемещает направляющие выступы на внутренней поверхности несущих колодок, движущихся в направляющих отверстиях корпуса, обеспечивающих радиальное перемещение (S_R) несущих колодок с брусками выполненных в виде сборного раздвижного цилиндра, который увеличивается в диаметре и обеспечивает соосность и точность формы обрабатываемого отверстия (S_O). Причем, за счет уклона на угол 2-6 градусов к радиусу хонинговальной головки торцевых поверхностей несущих колодок (в области торцевых поверхностей направляющих выступов, выполненных на внутренней поверхности каждой несущей колодки), движущихся по внутренним направляющим поверхностям корпуса, одновременно с радиальным перемещением происходит и осевое перемещение (S_O) секторов несущих колодок с абразивными брусками и осевое перемещение подвижного цилиндра.

Одновременное радиальное (S_R) и осевое перемещение несущих колодок с абразивными брусками (S_O) позволяет исключить появление глубоких рисок и улучшает качество обработанной поверхности. Винтовая цилиндрическая пружина сжатия, установленная между уступом разжимного штока и корпусом при сжатии во время осевого перемещения разжимного штока (S_P) обеспечивает равномерно распределенное приложение радиальной нагрузки, что обеспечивает соосное расположение секторов несущих колодок с абразивными брусками и цилиндрическую форму подвижного цилиндра, что гарантирует точность формы обрабатываемого цилиндрического отверстия и повышает качество его поверхности. Цилиндрическая поверхность несущих колодок с абразивными брусками, выполненных в виде секторов и образующих подвижный цилиндр, обеспечивает максимальную площадь контакта абразивных брусков с обрабатываемым отверстием, что обеспечивает повышение производительности.

Сущность конструкции хонинговальной головкой поясняется фигурами.

На фиг. 1 показан продольный разрез хонинговальной головки.

На фиг. 2 показан поперечный разрез хонинговальной головки.

Предлагаемая конструкция хонинговальной головки содержит корпус 1, несущие колодки 2 с абразивными брусками 3, механизм осевого и радиального перемещения абразивных брусков 3 в виде разжимного штока 4 и винтовой цилиндрической пружины 5, установленной на разжимном штоке 4 между уступом 6 разжимного штока 4 и корпусом 1, и возвратные пружины 7. Причем несущие колодки 2 с абразивными брусками 3 выполнены в виде секторов и образуют сборный раздвижной цилиндр. Направляющий выступ 8, расположенный на внутренней поверхности каждой несущей колодки 2, установлен в соответствующем направляющем отверстии 9 корпуса 1, обеспечивающем радиальное (S_R) и осевое (S_O) перемещение несущих колодок 2 и контактирует внутренней поверхностью 10 с наружным диаметром 11 (D) винтовой цилиндрической пружины сжатия 5.

Устройство работает следующим образом. После ввода хонинговальной головки в обрабатываемое отверстие включается вращение и ее возвратно-поступательное движение, после чего вступает в действе механизм радиального и осевого перемещения, осуществляющий радиальное S_R и осевое S_O перемещение несущих колодок 2 с абразивными брусками 3. После каждого двойного хода хонинговальной головки разжимной шток 4 при осевом перемещении разжимного штока 4 S_P с уступом 6, при движении в цилиндрическом отверстии 12 корпуса 1, осуществляется воздействие на винтовую цилиндрическую пружину сжатия 5. При сжатии винтовой цилиндрической пружины сжатия 5 увеличивается ее наружный диаметр 11 (D), который перемещает направляющие выступы 8 несущих колодок 2, движущиеся в направляющих отверстиях 9 корпуса 1, обеспечивающих радиальное перемещение (S_R) несущих колодок 2 с брусками 3. Раздвижной цилиндр увеличивается в диаметре и обеспечивает соосность и точность формы обрабатываемого отверстия. Причем, за счет наклона под углом α=2-6 градусов к радиусу хонинговальной головки торцевых поверхностей 13 направляющих выступов 8 несущих колодок 2, движущихся по ответным поверхностям 14 направляющих отверстий 9 корпуса 1, одновременно с радиальным перемещением (S_R) происходит и осевое перемещение (S_O) секторов несущих колодок 2 с абразивными брусками 3 и осевое перемещение (S_O) раздвижного цилиндра. Одновременное радиальное (S_R) и осевое перемещение несущих колодок 2 с абразивными брусками 3 (S_O) позволяет исключить появление глубоких рисок и улучшает качество поверхности. Винтовая цилиндрическая пружина сжатия 5 установленная между уступом 6 разжимного штока 4 и корпусом 4 при сжатии во время осевого перемещения разжимного штока 4 S_P обеспечивает равномерно распределенное приложение радиальной нагрузки, что обеспечивает соосное расположение секторов несущих колодок 2 с абразивными брусками 3 и цилиндрическую форму раздвижного цилиндра, что гарантирует точность формы обрабатываемого цилиндрического отверстия и повышает качество его поверхности. Цилиндрическая поверхность несущих колодок 2 с абразивными брусками 3, выполненных в виде секторов и образующих подвижный цилиндр, обеспечивает максимальную площадь контакта абразивных брусков 3 с обрабатываемым отверстием, что обеспечивает повышение производительности.

Возвратные пружины 7 предназначены для возвращения несущих колодок 2 в исходное положение после подъема разжимного штока 4.

Из условия сжатия винтовой цилиндрической пружины сжатия 5 можно определить осевое перемещение S_P разжимного штока 4 с уступом 6 для достижения радиального перемещения S_R по формуле:

где D - наружный диаметр винтовой цилиндрической пружины сжатия 5;

S_R - радиальное перемещение (S_R) несущих колодок 2 с брусками 3;

d - диаметр проволоки винтовой цилиндрической пружины сжатия 5;

Рассчитаем предельные значения угла наклона а к радиусу хонинговальной головки торцевых поверхностей 13 направляющих выступов 8 на несущих колодках 2, и ответных поверхностей 14 направляющих отверстий 9 корпуса 1. Наибольшее значение выбираем из условия самоторможения торцевой поверхности 13 по формуле

tgα_max≤tgϕ;

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

тогда

α_max≤6⁰;

Таким образом, угол наклона α_max торцевых поверхностей 13 направляющих выступов 8 на несущих колодках 2 к радиусу головки равен 6⁰.

Наименьшее предельное значение угла наклона α_min торцевой поверхности 13 к радиусу головки определяем из условия осевого перемещения (S_O) подвижного цилиндра равного размеру абразивного зерна при перемещении S_R равной глубине резания S_R=t по формуле

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

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

0,04 = tgα_min

α_min = 2⁰

Таким образом, угол наклона α_min торцевой поверхности 13 направляющих выступов 8 к радиусу головки равен 2⁰.

Таким образом, хонинговальная головка, содержащая корпус, несущий колодки с абразивными брусками, угол уклона внутренних направляющих поверхностей которого соответствует углу уклона торцевых поверхностей несущих колодок и равен 2-6 градусам к радиусу головки, выполненными в виде секторов, образующих сборный раздвижной цилиндр, с направляющим выступом на внутренней поверхности каждой несущей колодки, установленным в направляющем отверстии корпуса, механизм осевого и радиального перемещения абразивных брусков, содержащий разжимной шток и установленную на нем винтовую цилиндрическую пружину, контактирующую с направляющими выступами, и возвратные пружины, обеспечивает увеличение точности формы при повышенном качестве поверхности обрабатываемого отверстия с максимальной производительностью.

Claims

Хонинговальная головка, содержащая несущий колодки с абразивными брусками корпус, угол уклона внутренних направляющих поверхностей которого соответствует углу уклона торцевых поверхностей несущих колодок и равен 2-6 градусам к радиусу головки, механизм осевого и радиального перемещения абразивных брусков, имеющий разжимной шток и установленный на нем упругий элемент сжатия, и возвратные пружины для колодок, отличающаяся тем, что упругий элемент сжатия выполнен в виде винтовой цилиндрической пружины, а несущие колодки с абразивными брусками выполнены в виде образующих сборный раздвижной цилиндр секторов с направляющим выступом на внутренней поверхности каждой несущей колодки, установленным в направляющем отверстии корпуса и контактирующим с винтовой цилиндрической пружиной.