RU2074085C1

RU2074085C1 - Combined tool for simultaneous boring and expanding of openings

Info

Publication number: RU2074085C1
Application number: RU93036211A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Каргаев
Original assignee: Машиностроительный завод им.М.И.Калинина, г.Екатеринбург
Priority date: 1993-07-13
Filing date: 1993-07-13
Publication date: 1997-02-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: bearing portion 8 of the first row of deforming members 4 of the tool can move from bearing portion 9 of the second row of deforming members 5 by the width of replaceable ring 10 interposed between the bearing portions to arrange the deforming members of the first row over the diameter by 1/3-1/2 of allowance for plastic deformation of a part. Separators 6 and 7 are mounted on the mandrel for permitting combined axial movement. Deforming members 4 of the first row are shifted over periphery by 1/2 of the pitch with respect to deforming members 5 of the second row. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для чистовой обработки высокоточных отверстий. The invention relates to mechanical engineering and can be used for finishing high-precision holes.

Известен комбинированный инструмент для одновременной расточки и раскатки отверстий, содержащий оправку с резцом, два ряда деформирующих элементов в виде роликов, заключенных в сепараторы, и установленную с возможностью вращения обойму с конусным торцем, охватывающую с натягом деформирующие элементы, и сопрягаемую по конусу с обрабатываемой деталью. Known combined tool for simultaneous boring and rolling holes, containing a mandrel with a cutter, two rows of deforming elements in the form of rollers enclosed in separators, and mounted with the possibility of rotation of the cage with a conical end, covering the interference deforming elements, and mating conically with the workpiece .

Основным недостатком указанного комбинированного инструмента является ограниченная технологическая возможность для обеспечения высокой точности при обработке деталей с большими припусками, интенсивный износ деформирующих элементов первого ряда, а также односторонняя нагрузка на оправку и деформирующие элементы от силы резания, сложность настройки режущего инструмента на размер и его интенсивный износ при обработке отверстия с большими припусками. The main disadvantage of this combined tool is the limited technological ability to ensure high accuracy when machining parts with large allowances, intensive wear of the first row deforming elements, as well as the one-sided load on the mandrel and deforming elements from the cutting force, the complexity of setting the cutting tool to size and its intensive wear when machining holes with large allowances.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей, повышение точности обработки отверстий и стойкости комбинированного инструмента. The objective of the invention is the expansion of technological capabilities, improving the accuracy of hole processing and durability of the combined tool.

Эта задача решается тем, что в комбинированном инструменте для одновременной расточки и раскатки отверстий, содержащем оправку с режущим инструментом, два ряда деформирующих элементов в виде роликов, заключенных в сепараторы и расположенных на опорных частях оправки, установленную с возможностью вращения обойму, охватывающую с натягом деформирующие элементы, опорная часть первого ряда деформирующих элементов выполнена с возможностью перемещения от опорной части второго ряда деформирующих элементов на толщину сменного кольца, установленного между опорными частями и обеспечивающего расположение деформирующих элементов первого ряда по диаметру, примерно, на 1/3 1/2 припуска на пластическую деформацию детали, сепаратором размещены на оправке с возможностью совместного осевого перемещения для установки деформирующих элементов второго ряда на окончательный размер, при этом деформирующие элементы в первом ряду смещены по окружности на 1/2 шага относительно деформирующих элементов 2-го ряда. This problem is solved by the fact that in a combined tool for simultaneous boring and rolling of holes containing a mandrel with a cutting tool, two rows of deforming elements in the form of rollers enclosed in separators and located on the supporting parts of the mandrel, mounted with the possibility of rotation of the cage, covering deforming elements, the supporting part of the first row of deforming elements is arranged to move from the supporting part of the second row of deforming elements to the thickness of the interchangeable ring, between the supporting parts and ensuring the location of the deforming elements of the first row in diameter by about 1/3 1/2 of the allowance for plastic deformation of the part, the separator is placed on the mandrel with the possibility of joint axial movement to set the deforming elements of the second row to the final size, while deforming elements in the first row are circumferentially offset by 1/2 step relative to the deforming elements of the 2nd row.

Комбинированный инструмент выполнен в сочетании исполнения режущего инструмента в виде плавающей в радиальном направлении пластины с двумя симметричными относительно оси оправки режущими элементами и хвостовой части в виде много заходного резьбового конца с прямоугольным профилем резьбы, унифицированного с хвостовой частью расточных оправок для предварительной расточки отверстий. The combined tool is made in combination with a cutting tool in the form of a plate floating in the radial direction with two cutting elements symmetrical with respect to the axis of the mandrel and a tail in the form of a multi-threaded end with a rectangular thread profile, unified with the tail of the boring mandrels for preliminary boring holes.

На фиг. 1 изображен общий вид комбинированного инструмента для одновременной расточки и раскатки отверстий; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a General view of a combined tool for simultaneous boring and rolling holes; in FIG. 2, section AA in FIG. one.

При этом буквой Т обозначена толщина резцовой пластины, а буквой В - ширина паза в резцовой головке 17 под резцовую пластину 3. In this case, the letter T denotes the thickness of the incisor plate, and the letter B indicates the width of the groove in the incisor head 17 under the incisor plate 3.

Комбинированный инструмент для расточки и раскатки отверстия состоит из оправки 1 с хвостовиком 2 режущего инструмента 3, деформирующих элементов 4 и 5, установленных в 2 ряда равномерно по окружности в сепараторы 6 (для первого ряда) и 7 (для второго ряда). Деформирующие элементы 4 и 5 выполнены в виде конических роликов и опираются на конические опорные части 8 и 9. При этом опорная часть 8 для первого ряда выполнена с возможностью смещения вдоль оси оправки 1 за счет установки между опорными частями 8 и 9 сменного кольца 10 необходимой толщины. Оба сепаратора 6 и 7 связаны между собой и выполнены подвижно в осевом направлении. Под действием пружины 11 в свободном состоянии сепараторы находятся в крайнем правом положении, опираясь в подшипник 12, расположенный на резьбовой втулке 13, сопряженной по резьбе с оправкой 1. Деформирующие элементы 4 и 5 установлены с натягом в пределах упругих деформаций в обойме 14, снабженной конусной поверхностью 15 на торце, сопрягаемой с конусной поверхностью обрабатываемой детали 16. При этом за счет установки сменного кольца 10 определенной толщины опорная часть 8 смещена от опорной части 9 таким образом, чтобы деформирующие элементы 4 были установлены по диаметру, примерно, на 1/3 1/2 общего припуска под раскатку отверстия. Деформирующие элементы 4 первого ряда смещены по окружности на половину шага относительно деформирующих элементов 5 второго ряда. При этом для исключения возможного совмещения траектории движения деформирующих элементов 4 и 5 первого и второго ряда при любой подачей инструмента, во втором ряду установлено деформирующих элементов 5 на 1 единицу больше, чем в первом ряду. The combined tool for boring and rolling the hole consists of a mandrel 1 with a shank 2 of the cutting tool 3, deforming elements 4 and 5, installed in 2 rows evenly around the circumference in the separators 6 (for the first row) and 7 (for the second row). The deforming elements 4 and 5 are made in the form of conical rollers and rely on the conical supporting parts 8 and 9. In this case, the supporting part 8 for the first row is made with the possibility of displacement along the axis of the mandrel 1 due to the installation of an interchangeable ring 10 between the supporting parts 8 and 9 of the required thickness . Both separators 6 and 7 are interconnected and made movable in the axial direction. Under the action of the spring 11 in the free state, the cages are in the extreme right position, resting on the bearing 12 located on the threaded sleeve 13, mated to the mandrel 1. The deforming elements 4 and 5 are installed with an interference fit within the elastic deformations in the cage 14, equipped with a conical surface 15 at the end mating with the conical surface of the workpiece 16. Moreover, due to the installation of an interchangeable ring 10 of a certain thickness, the supporting part 8 is offset from the supporting part 9 so that the deforming elements 4 b The rails are set in diameter by approximately 1/3 1/2 of the total allowance for rolling the hole. The deforming elements 4 of the first row are circumferentially displaced by half a step relative to the deforming elements 5 of the second row. Moreover, to exclude the possible combination of the trajectory of movement of the deforming elements 4 and 5 of the first and second row with any feed of the tool, in the second row there are 1 deforming elements 5 more than in the first row.

Для стабильного обеспечения высокой точности обработки при любых припусках комбинированный инструмент выполнен в сочетании исполнения режущего инструмента в виде плавающей в радиальном направлении пластины с двумя симметричными относительно оси оправки режущими элементами и хвостовой части 2 в виде многозаходного резьбового конца с прямоугольным профилем резьбы, унифицированного с хвостовой частью расточных оправок для предварительной расточки отверстий при больших припусках на отверстие детали. Это позволяет, используя сменные расточные оправки, выполнить предварительно обработку с одного установа детали 16 с базировкой по конической поверхности обоймы 14 с обеспечением соосного захода отверстия относительно комбинированного инструмента и с минимального припуска для чистовой расточки. Благодаря этому, становится возможным использовать плавающую пластину с чистовыми размерами и с малыми углами высокую точность и чистоту обработки без радиальной настройки режущего инструмента. To stably ensure high precision machining at any allowances, the combined tool is made in combination with a cutting tool in the form of a plate floating in the radial direction with two cutting elements symmetrical with respect to the axis of the mandrel and the tail part 2 in the form of a multiple threaded end with a rectangular thread profile, unified with the tail part boring mandrels for preliminary boring of holes with large allowances for the hole of the part. This allows, using interchangeable boring mandrels, to perform pre-processing from a single installation of the part 16, based on the conical surface of the holder 14, ensuring coaxial entry of the hole relative to the combined tool and with a minimum allowance for fine boring. Due to this, it becomes possible to use a floating plate with a finishing dimension and with small angles, high precision and machining accuracy without radial adjustment of the cutting tool.

Работа комбинированным инструментом осуществляется следующим образом. Work with a combined tool is as follows.

Вначале выставляют деформирующие элементы 4 относительно деформирующих элементов 5 (за счет установки кольца 10, определенной толщины) по диаметру, примерно, на 1/3 1/2 часть общего припуска под пластическую деформацию. Затем свинчивают на часть ниток резьбы указанную гайку 18, расстопаривая резьбовую втулку 13. После этого, путем поворота резьбовой втулки 13, смещают сепараторы 6 и 7 до тех пор, пока деформирующие элементы 5 не будут установлены по диаметру в требуемый размер под окончательную раскатку отверстия. В этом положении застопаривают резьбовую втулку 13 гайкой 18. Деления на указанной гайке 18 позволяют ускорить регулировку и настройку деформирующих элементов на размер по результатам получения фактического размера на детали после раскатки. First, the deforming elements 4 are set relative to the deforming elements 5 (due to the installation of the ring 10, a certain thickness) in diameter, approximately 1/3 1/2 of the total allowance for plastic deformation. Then the specified nut 18 is screwed onto a part of the thread threads by unstucking the threaded sleeve 13. Then, by turning the threaded sleeve 13, the separators 6 and 7 are displaced until the deforming elements 5 are installed in diameter to the required size for the final rolling of the hole. In this position, the threaded sleeve 13 is locked with the nut 18. The divisions on the indicated nut 18 make it possible to speed up the adjustment and adjustment of the deforming elements to size based on the results of obtaining the actual size on the part after rolling.

Поворот на каждое деление указательной гайки 18 соответствует определенному изменению положения деформирующих элементов по диаметру. The rotation for each division of the index nut 18 corresponds to a certain change in the position of the deforming elements in diameter.

При необходимости поднастройки поворачивают указательную гайку 18 на определенное число делений и стопарение осуществляется уже резьбовой втулкой 13. If necessary, adjustments turn the index nut 18 by a certain number of divisions and the stop is already carried out by the threaded sleeve 13.

После настройки начинают обработку комбинированным инструментом. В зависимости от величины припуска обработку отверстия осуществляют после предварительно или без предварительной обработки отверстия в заготовке. При малых припусках в качестве режущего инструмента 3 используют известный расточной резец (на фигурах не показан) с радиальной настройкой на размер и обработку осуществляют без предварительной обработки. При больших припусках осуществляют предварительную обработку отверстия расточными резцовыми оправками, сопрягаемых с резьбовой частью стебля станка хвостовиком, унифицированным с хвостовиком комбинированного инструмента. При этом сохраняется базировка детали (с базой по конусной поверхности обоймы 14), а на чистовую обработку оставляют маленький припуск, позволяющий использовать в качестве режущего инструмента размерную плавающую пластину с малыми углами в плане и обеспечивающими высокую точность обработки. При обработке комбинированным инструментом для одновременной расточки и раскатки отверстий сначала вводят в обойму 14 комбинированный инструмент для расточки и раскатки. При этом вследствие натяга с обоймой 14 деформирующие элементы 4 и 5 обеспечивают беззазорное направление оправки в обойме, соосное с предварительно расточенным отверстием. After adjustment, processing begins with a combination tool. Depending on the size of the allowance, hole processing is carried out after preliminary or without preliminary processing of the hole in the workpiece. With small allowances, a well-known boring cutter (not shown in the figures) is used as cutting tool 3 with a radial adjustment to size and processing without preliminary processing. With large allowances, the holes are pretreated with boring tool holders mating with the threaded part of the machine stem with a shank unified with the shank of the combined tool. In this case, the base of the part is preserved (with the base on the conical surface of the cage 14), and a small allowance is left for finishing, which allows using a dimensional floating plate with small angles in plan and providing high precision machining as a cutting tool. When processing a combined tool for simultaneous boring and rolling of holes, a combined tool for boring and rolling is first introduced into the holder 14. Moreover, due to the interference with the clip 14, the deforming elements 4 and 5 provide a clearance-free direction of the mandrel in the clip, coaxial with the pre-bored hole.

Режущий инструмент 3, выполненный в виде плавающей пластины с малыми передними углами, самоустанавливается соосно отверстию детали 16, обеспечивая равномерный съем припуска и точное и стабильное получение отверстия по размеру для раскатки. При переходе деформирующих элементов 4 первого ряда из обоймы 14 в деталь 16 оправка 1 сохраняет жесткое направление за счет деформирующих элементов 5 второго ряда, остающихся в обойме 14. The cutting tool 3, made in the form of a floating plate with small rake angles, self-aligns coaxially with the hole of the part 16, providing uniform stock removal and accurate and stable receipt of the hole in size for rolling. During the transition of the deforming elements 4 of the first row from the holder 14 to the part 16, the mandrel 1 maintains a hard direction due to the deforming elements 5 of the second row remaining in the holder 14.

При переходе деформирующих элементов 5 второго ряда из обоймы 14 в отверстие детали 16 деформирующие элементы 4 первого ряда уже располагаются внутри отверстия детали 16 с натягом, обеспечивая пластическую деформацию поверхности отверстия в пределах, примерно, 1/3 1/2 припуска под раскатку и беззазорное направление оправки по оси отверстия. Деформирующие элементы 5 второго ряда обеспечивают окончательную пластическую деформацию в заданный размер отверстия. В дальнейшем обработка отверстия осуществляется за счет беззазорного направления оправки в детали по обоим рядам деформирующих элементов до окончания выхода второго ряда деформирующих элементов из отверстия детали. When passing the deforming elements 5 of the second row from the holder 14 to the hole of the part 16, the deforming elements 4 of the first row are already located inside the hole of the part 16 with interference, providing plastic deformation of the surface of the hole within approximately 1/3 1/2 of the allowance for rolling and clearance-free direction mandrels along the axis of the hole. The deforming elements 5 of the second row provide the final plastic deformation to a predetermined hole size. Subsequently, the hole is machined due to the clearance-free direction of the mandrel in the part along both rows of deforming elements until the second row of deforming elements leaves the hole of the part.

По окончании обработки отверстия и перемещения комбинированного инструмента в исходное положение деформирующие элементы 5 упираются в отверстие детали 16 по заднему торцу и приостанавливают сепараторы 6 и 7. При этом пружина 11 сжимается, опорные части 8 и 9 сдвигаются с оправкой относительно сепараторов вправо, и деформирующие элементы сближаются к центру оправки, освобождая ее для свободного прохождения через отверстие детали 16 и обоймы 14. При выводе деформирующих элементов из обоймы 14 сепараторы возвращаются в исходное положение. В дальнейшем процесс обработки повторяется. Распределение припуска под раскатку отверстия между деформирующими элементами 4 и 5 первого и второго ряда позволяют повысить стойкость деформирующих элементов 4 первого ряда. Смещение деформирующих элементов первого ряда относительно деформирующих элементов второго ряда по окружности увеличивает количество заходов до величины, равной сумме деформирующих элементов 1 и 2 ряда и улучшает качество поверхности. At the end of the hole processing and moving the combined tool to its original position, the deforming elements 5 abut the part 16 at the rear end and suspend the separators 6 and 7. In this case, the spring 11 is compressed, the supporting parts 8 and 9 are shifted to the right with respect to the separators, and the deforming elements approaching the center of the mandrel, freeing it for free passage through the hole of the part 16 and the holder 14. When the deforming elements are removed from the holder 14, the separators return to their original position. Subsequently, the processing process is repeated. The distribution of the allowance for rolling the holes between the deforming elements 4 and 5 of the first and second row can increase the resistance of the deforming elements 4 of the first row. The displacement of the deforming elements of the first row relative to the deforming elements of the second row around the circumference increases the number of approaches to a value equal to the sum of the deforming elements 1 and 2 of the row and improves the quality of the surface.

Увеличение количества деформирующих элементов во втором ряду на 1 штуку исключает возможность совмещения траектории движения деформирующих элементов второго ряда с траекторией движения деформирующих элементов первого ряда при любой выбранной подаче инструмента. Использование в качестве режущего инструмента плавающей пластинки с двумя симметрично расположенными режущими элементами, заточенными в размер отверстия под раскатку в сочетании с исполнением хвостовой части в виде многозахватного резьбового конца, унифицированного с хвостовой частью расточных оправок для предварительной расточки отверстий, позволяют обеспечить высокую точность и качество обработки отверстий при любых припусках, так как появляется возможность предварительной обработки для съема большого припуска без переустановки детали, с использованием для базировки конусной части обоймы 14, а следовательно и создание необходимого захода в отверстии с высокой соосностью с осью комбинированного инструмента. The increase in the number of deforming elements in the second row by 1 piece eliminates the possibility of combining the path of the deforming elements of the second row with the path of the deforming elements of the first row for any selected tool feed. The use of a floating insert as two cutting tools with two symmetrically arranged cutting elements sharpened to the size of a rolling hole in combination with a tail part in the form of a multi-grip threaded end, unified with a tail part of boring mandrels for preliminary boring of holes, allows to ensure high accuracy and quality of processing holes for any allowances, as there is the possibility of pre-processing for removing large allowance without reinstalling ki parts, using for basing the conical part of the cage 14, and therefore the creation of the necessary approach in the hole with high alignment with the axis of the combined tool.

Это расширяет технологические возможности при обработке отверстий с любыми припусками. Последующая окончательная обработка предложенным комбинированным инструментом обеспечит высокую и стабильную точность и качество обработки отверстий и увеличит стойкость инструмента. Комбинированный инструмент для одновременной расточки и раскатки отверстий может рекомендован для обработки цилиндров пневмогидравлических систем, особенно для длинномерных деталей (цилиндров). This extends the technological capabilities when machining holes with any allowances. Subsequent final processing of the proposed combined tool will provide high and stable accuracy and quality of hole machining and increase tool life. The combined tool for simultaneous boring and rolling of holes can be recommended for processing cylinders of pneumohydraulic systems, especially for long parts (cylinders).

Claims

Combined tool for simultaneous boring and rolling of holes with a tool, containing a mandrel with a cutting tool, two rows of deforming elements in the form of tapered rollers enclosed in separators and located on the supporting parts of the mandrel, a rotatable clip covering the interference deforming elements, characterized in that the supporting part of the first row of deforming elements is arranged to move relative to the supporting part of the second row of deforming elements well, a removable ring installed between the supporting parts, for the location of the deforming elements of the first row in diameter by 1/3 1/2 of the allowance for plastic deformation of the part, and the separators are placed on the mandrel with the possibility of joint axial movement, and the deforming elements in the first row are displaced around the circumference 1/2 step relative to the deforming elements of the second row.