RU2060138C1

RU2060138C1 - Device for reclaiming openings

Info

Publication number: RU2060138C1
Application number: RU93008589A
Authority: RU
Inventors: Ф.Я. Рудик; С.А. Богатырев; О.М. Буттаев
Original assignee: Научно-производственный центр "Волгоагротехника"
Priority date: 1993-02-16
Filing date: 1993-02-16
Publication date: 1996-05-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: device has housing with the guide bushing, composite mandrel, and rollers set in grooves of the mandrel. The mandrel is provided with pins for controlling positions of the rollers. The spring-loaded centering pin is mounted in the guide bushing of the housing for vertical movement. The axles of the rollers are secured in the mandrel grooves. The groove axes of symmetry are tangent to the roller center trajectory. The entrance of the roller is conical. The calibrating part of the roller is cylindrical. There is a screw deforming projection between the parts. EFFECT: improved design. 6 dwg

Description

Изобретение относится к восстановлению деталей давления и может быть использовано на ремонтных предприятиях для накатки изношенных отверстий под поршневой палец в поршнях при их восстановлении до номинального размера. The invention relates to the restoration of pressure parts and can be used at repair facilities for rolling worn holes for the piston pin in the pistons when they are restored to their nominal size.

Известно устройство для восстановления размеров внутренних поверхностей, которое представляет собой пружинную державку, снабженную сменными высаживающей и сглаживающей пластинами. Давление на обрабатываемую поверхность передается через рычаг при помощи пружины, установленной на неподвижной основе [1]
Наиболее близким к изобретению является устройство для восстановления шлицевых поверхностей, содержащее сепаратор с профильными роликами, охватывающей его корпус. Устройство снабжено закрепленной в сепараторе цилиндрической сборной оправкой с глухим осевым отверстием, в котором установлены с возможностью взаимодействия плавающий ролик и раскатные ролики с кольцевыми канавками и пружинными кольцами, при этом корпус сепаратора установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения и снабжен крышками, одна из которых связана с торцом сепаратора, а другая набором шариков и с его помощью связана с поверхностью сепаратора [2]
Недостатком этого изобретения является отсутствие радиальных регулировок раскрытых роликов, установленных в пазах оправки и обеспечивающих перераспределение компенсирующего износ металла с нерабочего внутреннего отверстия восстанавливаемой детали на наружную изношенную поверхность.A device for restoring the dimensions of internal surfaces is known, which is a spring holder provided with interchangeable planting and smoothing plates. The pressure on the surface to be processed is transmitted through the lever using a spring mounted on a fixed base [1]
Closest to the invention is a device for the restoration of splined surfaces, containing a separator with profile rollers, covering its body. The device is equipped with a cylindrical prefabricated mandrel fixed in the separator with a blind axial hole, in which a floating roller and rolling rollers with annular grooves and spring rings are mounted with the possibility of interaction, the separator housing is mounted with the possibility of reciprocating movement and equipped with covers, one of which is connected with the end of the separator, and the other with a set of balls and with its help connected with the surface of the separator [2]
The disadvantage of this invention is the lack of radial adjustments of the open rollers installed in the grooves of the mandrel and ensuring the redistribution of the wear-compensating metal from the non-working inner hole of the restored part to the outer worn surface.

Отсутствие радиальных регулировок у раскатных роликов делает невозможных размеров восстановление отверстия, дальнейшую эксплуатацию устройства при износе рабочей цилиндрической поверхности раскатника, а также при восстановлении деталей, имеющих отверстия со значительным колебанием поля допуска на диаметр. При такой конструкции устройства диаметр внутреннего отверстия у восстанавливаемой детали может только увеличиваться, толщина стенок при этом уменьшается, что резко уменьшает запас ее прочности. The absence of radial adjustments in the rolled rollers makes the restoration of the hole impossible, the further operation of the device when the working cylindrical surface of the raster is worn, as well as when restoring parts having holes with significant fluctuations in the diameter tolerance field. With this design of the device, the diameter of the inner hole of the restored part can only increase, the wall thickness decreases, which drastically reduces its margin of safety.

Кроме того, с помощью известного устройства невозможно восстановить отверстия в деталях типа поршней до номинального размера. In addition, using the known device, it is impossible to restore holes in parts such as pistons to a nominal size.

Известное устройство предполагает использовать в качестве привода токарно-винторезный станок, что из-за его сложности и высокой стоимости ограничивает функциональные возможности устройства. The known device expects to use a screw-cutting machine as a drive, which, due to its complexity and high cost, limits the functionality of the device.

Технической задачей изобретения является обеспечение уменьшения диаметра изношенного отверстия до номинального размера при его восстановлении накаткой. An object of the invention is to provide a reduction in the diameter of the worn hole to a nominal size when it is restored by knurling.

Задача достигается тем, что в устройстве, содержащем корпус с направляющей втулкой, сборную оправку с установленными в ее пазах раскатными роликами, оправка снабжена штифтами для регулирования положения роликов, в направляющей втулке корпуса с возможностью вертикального перемещения установлен подпружиненный центрирующий палец, оси роликов закреплены в пазах оправки, оси симметрии пазов расположены по касательной к траектории центров роликов, при этом заходная часть ролика выполнена конической, а калибрующая цилиндрической, а между ними выполнен винтовой деформирующий выступ. The objective is achieved in that in the device containing the housing with the guide sleeve, the assembly mandrel with the roll rollers installed in its grooves, the mandrel is equipped with pins for adjusting the position of the rollers, a spring-loaded centering pin is installed with the possibility of vertical movement, the axes of the rollers are fixed in the grooves the mandrel, the axis of symmetry of the grooves are located tangent to the trajectory of the centers of the rollers, while the inlet of the roller is conical, and the gauge is cylindrical, and between E is configured helical protrusion deforming.

Посредством устройства можно восстанавливать отверстия под поршневой палец в поршнях, изготовленных из алюминиевых сплавов. By means of the device, the holes for the piston pin in the pistons made of aluminum alloys can be restored.

Оригинальность описываемого технического решения заключается в изменении конструкции раскатного ролика, имеющего заходную коническую и калибровочную цилиндрическую части, а также расположенный между ними деформирующий выступ, обеспечивающий выдавливание металла с изношенной поверхности путем образования винтовой канавки на поверхность восстанавливаемого отверстия с последующим выглаживанием вершин выступов до номинального диаметра. The originality of the described technical solution consists in changing the design of the rolling roller having an inlet conical and calibration cylindrical parts, as well as a deforming protrusion located between them, which extrudes the metal from the worn surface by forming a helical groove on the surface of the reconstructed hole with the subsequent smoothing of the tips of the protrusions to a nominal diameter.

Кроме того, для обеспечения центрации обрабатываемой детали, например поршня двигателя, устройство снабжено зажимным приспособлением, имеющим подпружиненный в направлении перемещения инструмента центрирующий палец, торец которого постоянно взаимодействует с торцом раскатного инструмента. In addition, to ensure the centering of the workpiece, for example, the engine piston, the device is equipped with a clamping device having a centering finger spring-loaded in the direction of movement of the tool, the end of which constantly interacts with the end face of the rolling tool.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 деформирующий раскатной инструмент, вид по стреле А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 узел 1 на фиг. 3, иллюстрирующий последовательность вытеснения металла на восстанавливаемой поверхности отверстия; на фиг. 5 приспособление для настройки роликов в размер; на фиг. 6 разрез В-В на фиг. 5. In FIG. 1 shows a device, a General view; in FIG. 2 a deforming rolling tool, view along arrow A in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 2; in FIG. 4 node 1 in FIG. 3, illustrating the sequence of metal displacement on the restored surface of the hole; in FIG. 5 device for adjusting the rollers in size; in FIG. 6 a section BB in FIG. 5.

Устройство для восстановления отверстий содержит подвижную сборную оправку 1 с установленными в ней тремя раскатными роликами 2. Оправка хвостовиком 3 закрепляется в патроне 4 станка, обеспечивающего возвратно-поступательное и вращательное движения инструмента. Устройство также снабжено подпружиненным пружиной 5 и установленным в направляющей втулке 6 корпуса 7 центрирующим пальцем 8, взаимодействующим с торцом 9 оправки. The device for restoring the holes contains a movable prefabricated mandrel 1 with three roll rollers installed in it 2. The mandrel 3 is fixed in the chuck 4 of the machine, providing reciprocating and rotational movement of the tool. The device is also equipped with a spring-loaded spring 5 and a centering pin 8 installed in the guide sleeve 6 of the housing 7, interacting with the end face 9 of the mandrel.

Корпус 7 посредством болтов 10 крепится к столу 11 сверлильного или фрезерного станка. Для зажима восстанавливаемого поршня 12 используются прижимные губки 13 и 14, усилие зажима обеспечивается поворотом эксцентриковых рычагов 15. The housing 7 by means of bolts 10 is attached to the table 11 of the drilling or milling machine. To clamp the restored piston 12, clamping jaws 13 and 14 are used, the clamping force is provided by turning the eccentric levers 15.

На фиг. 2 и 3 показано крепление расположенных в пазах 16 оправки 1 трех раскатных роликов 2 на осях 17, которые в свою очередь неподвижно закреплены посредством штифтов 18 в пазах 19, оси симметрии 20 которых расположены по касательным линиям к траектории вращения 21 центров 22 роликов 2, что обеспечивает при регулировке их незначительное перемещение, достаточное для компенсации износа рабочих поверхностей роликов 2, а также для компенсации разброса значений максимальных и минимальных износов восстанавливаемых отверстий в поршнях. In FIG. 2 and 3 show the fastening of the three rolling rollers 2 located in the grooves 16 of the mandrel 1 on the axles 17, which, in turn, are fixedly fixed by means of pins 18 in the grooves 19, the symmetry axis 20 of which are located along the tangent lines to the rotation path of the 21 centers of the 22 rollers 2, which when adjusting, they provide insignificant movement sufficient to compensate for the wear of the working surfaces of the rollers 2, as well as to compensate for the variation in the values of the maximum and minimum wear of the restored holes in the pistons.

Продольный профиль раскатного ролика 2 имеет заходную коническую часть 23, служащую для предварительной ориентации деформирующего инструмента при заходе в отверстие 24, винтообразный выступ 25, обеспечивающий выдавливание металла с восстанавливаемой поверхности в объеме, достаточном для компенсации износа отверстия и создания припуска для последующей механической обработки, а также калибрующую цилиндрическую часть 26, служащую для последующего выглаживания выступов 27 (фиг. 4). The longitudinal profile of the rolling roller 2 has a tapered conical part 23, which serves for preliminary orientation of the deforming tool when entering the hole 24, a helical protrusion 25, which extrudes the metal from the surface to be restored in a volume sufficient to compensate for wear of the hole and create an allowance for subsequent machining, and also a calibrating cylindrical part 26, which serves for the subsequent smoothing of the protrusions 27 (Fig. 4).

Настройка устройства в рабочий размер осуществляется регулировочными штифтами 18 через окна 28 таким образом, чтобы зазор между калибрующей цилиндрической частью 26 раскатных роликов 2 и внутренней цилиндрической поверхностью 29 оправки 30 был равен нулю. Setting the device to the working size is carried out by adjusting pins 18 through the windows 28 so that the gap between the calibrating cylindrical part 26 of the rolling rollers 2 and the inner cylindrical surface 29 of the mandrel 30 is zero.

Оправка 30 базируется на цилиндрическом хвостовике 3 оправки 1. The mandrel 30 is based on a cylindrical shank 3 of the mandrel 1.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Восстанавливаемый поршень 12 устанавливается на корпусе 7 зажимного приспособления таким образом, чтобы центрирующий цилиндрический палец 8 вошел в отверстие 24 поршня 12, затем неподвижно закрепляется пружинными губками 13 и 14 посредством эксцентриковых рычагов 15. Оправка 1, закрепленная хвостовиком 3 в патроне 4 сверлильного или фрезерного станка, начинает вращаться и перемещаться в режимах нарезания резьбы до соприкосновения с торцом 9 центрирующего пальца 8, постепенно вытесняя его из поршневого отверстия 24. Одновременно происходит выдавливание излишков металла выступами 25 роликов 2, на изношенной поверхности отверстия образуются винтообразные выступы 27, которые затем сглаживаются калибрующими поясками 26. Устройство обеспечивает уменьшение диаметра изношенного отверстия на величину 2t, равную сумме износа и припуска на последующую механическую обработку отверстия. После прохождения оправки 1 обоих восстанавливаемых отверстий 24 в поршне 12 станок выключается, высвобождается из патрона 4 хвостовик устройства 3 и перемещается патрон 4 в крайнее верхнее положение, рычагами 15 ослабляются прижимные губки 13, 14, восстановленный поршень 12 вместе с оправкой высвобождается из зажимного приспособления, затем оправка выводится из отверстия 24 и закрепляется в патроне 4 для восстановления отверстий в бобышках следующего поршня. Возврат деформирующего инструмента в исходное верхнее положение обратным перемещением устройства приведет к смятию и искажению уже восстановленной поверхности. The reconstructed piston 12 is mounted on the clamping device housing 7 so that the centering cylindrical pin 8 enters the hole 24 of the piston 12, then is fixedly fixed by spring jaws 13 and 14 by means of eccentric levers 15. Mandrel 1, fixed by a shank 3 in the cartridge 4 of a drilling or milling machine starts to rotate and move in threading modes until it touches the end face 9 of the centering pin 8, gradually displacing it from the piston hole 24. Simultaneously, was imparted to the projections 25 of excess metal clips 2 on the worn surface of the hole formed helical projections 27, which are then smoothed templating belts 26. The device provides a reduction in the diameter of holes worn by the value 2t, equal to the amount of wear and allowance for subsequent mechanical processing of holes. After passing the mandrel 1 of both restored holes 24 in the piston 12, the machine turns off, the shank of the device 3 is released from the cartridge 4 and the cartridge 4 is moved to its highest position, the clamping jaws 13, 14 are loosened by the levers 15, the restored piston 12 together with the mandrel is released from the clamping device, then the mandrel is removed from the hole 24 and fixed in the cartridge 4 to restore the holes in the bosses of the next piston. The return of the deforming tool to its original upper position by reverse movement of the device will lead to crushing and distortion of the already restored surface.

Устройство позволяет восстанавливать изношенные отверстия диаметром не менее 20 мм. The device allows you to restore worn holes with a diameter of at least 20 mm.

Таким образом использование изобретения позволяет обеспечить
уменьшение диаметра восстанавливаемого изношенного отверстия на величину, достаточную для устранения износа и создания припуска на последующую обработку за счет применения в качестве инструмента роликов, имеющих винтообразный выступ и калибрующую часть;
высокую универсальность за счет введения дополнительных регулировок, обеспечивающих компенсацию радиальных зазоров между деформирующим инструментом и поверхностью восстанавливаемого отверстия;
увеличить производительности за счет применения подпружиненного в направлении перемещения инструмента центрирующего пальца, обеспечивающего соосность и, следовательно, восстановления обоих отверстий в поршне за один проход;
расширить области применения за счет имеющейся возможности восстановления отверстий различных диаметров сменным инструментом;
обеспечить точные размеры восстанавливаемых отверстий за счет возможности дополнительных регулировок устройства.Thus, the use of the invention allows to provide
reducing the diameter of the restored worn hole by an amount sufficient to eliminate wear and create an allowance for subsequent processing due to the use as a tool of rollers having a helical protrusion and a calibrating part;
high versatility due to the introduction of additional adjustments to compensate for radial gaps between the deforming tool and the surface of the restored hole;
increase productivity through the use of a centering finger spring-loaded in the direction of tool movement, which ensures alignment and, therefore, restoration of both holes in the piston in one pass;
expand the scope of application due to the existing ability to restore holes of various diameters with a replaceable tool;
to ensure the exact size of the restored holes due to the possibility of additional adjustments to the device.

Реализация описанного устройства не требует больших материальных и энергозатрат по сравнению с традиционными способами восстановления отверстия электро-механической высадкой или наплавкой из-за простоты конструкции и доступности устройства. The implementation of the described device does not require large material and energy costs compared to traditional methods of reconstructing holes by electro-mechanical upsetting or surfacing due to the simplicity of design and accessibility of the device.

Claims

A device for reconstructing holes, comprising a housing with a guide sleeve, a prefabricated mandrel with roll rollers installed in its grooves, characterized in that the mandrel is provided with pins for adjusting the position of the rollers, a spring-loaded centering pin is installed with the possibility of vertical movement, the axes of the rollers are fixed in the grooves of the mandrel, the axis of symmetry of the grooves are tangent to the trajectory of the centers of the rollers, while the inlet of the roller is made conical, and the calibrating cylinder indrical, and between them a helical deforming protrusion is made.