RU207448U1

RU207448U1 - BLIND HOLE END TOOL

Info

Publication number: RU207448U1
Application number: RU2021121466U
Authority: RU
Inventors: Сергей Алексеевич Гук; Андрей Иванович Шилов; Иван Алексеевич Полухин; Олег Александрович Жичкин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Управляющая компания "Алтайский завод прецизионных изделий"
Priority date: 2021-07-19
Filing date: 2021-07-19
Publication date: 2021-10-28

Abstract

Полезная модель относится к механической обработке и может быть использована для выглаживания поверхности торца глухого отверстия детали. Инструмент для выглаживания поверхности торца глухого отверстия, содержит полый корпус с установленной в нём державкой с рабочим органом, на концевом участке которого, противоположном державке, выполнены два симметричных плоских скоса, сопрягающихся между собой по радиусу R=0,8 мм, причем рабочий орган выполнен в виде тела вращения с цилиндрической частью, которой он установлен в подпружиненную державку с образованием неразборного соединения, при этом державка нагружена усилием пружины и зафиксирована от выпадения штифтом, отличающийся тем, что рабочий орган выполнен с конической частью, на наружной поверхности которой выполнены два кармана для последовательного протока смазочно-охлаждающей жидкости, расположенные симметрично относительно продольной диаметральной плоскости рабочего органа, причём угол конусности карманов составляет 40°, пружина выполнена с возможностью регулировки создаваемого ею усилия посредством винта, при этом плоскость симметрии указанных двух плоских скосов концевого участка конической части рабочего органа совпадает с плоскостью симметрии карманов, а угол между указанными скосами составляет 30°. Техническим результатом применения предлагаемого инструмента для обработки торцов глухих отверстий является упрощение изготовления инструмента и повышение его стойкости. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.The utility model relates to mechanical processing and can be used to smooth the surface of the end face of a blind hole in a part. A tool for smoothing the surface of the end of a blind hole, contains a hollow body with a holder installed in it with a working body, at the end section of which, opposite to the holder, two symmetrical flat bevels are made, mating with each other along a radius of R = 0.8 mm, and the working body is made in the form of a body of revolution with a cylindrical part, with which it is installed in a spring-loaded holder with the formation of a non-separable connection, while the holder is loaded by the force of the spring and is fixed against falling out by a pin, characterized in that the working body is made with a conical part, on the outer surface of which there are two pockets for sequential flow of cutting fluid, located symmetrically relative to the longitudinal diametrical plane of the working body, and the taper angle of the pockets is 40 °, the spring is made with the possibility of adjusting the force created by it by means of a screw, while the plane of symmetry of the two flat bevels at the end the second section of the conical part of the working body coincides with the plane of symmetry of the pockets, and the angle between the indicated bevels is 30 °. The technical result of using the proposed tool for processing the ends of blind holes is to simplify the manufacture of the tool and increase its durability. 4 c.p. cl, 4 dwg

Description

Полезная модель относится к механической обработке и может быть использована при изготовлении деталей, имеющих глухие отверстия.The utility model relates to mechanical processing and can be used in the manufacture of parts with blind holes.

В некоторых случаях к поверхностям глухих отверстий предъявляют повышенные требования в части макро- и микрогеометрии. Эти требования особенно высоки в случаях, когда в дальнейшем предусматривается сопряжение прецизионных деталей, например, топливных форсунок, и одной из поверхностей, по которым происходит сопряжение, является дно глухого отверстия.In some cases, increased requirements are imposed on the surfaces of blind holes in terms of macro- and microgeometry. These requirements are especially high in cases where further it is envisaged to mate precision parts, for example, fuel injectors, and one of the surfaces on which mating occurs is the bottom of the blind hole.

Распространенным инструментом для обработки глухих отверстий является зенкер или специальная фреза. Качество поверхности донной части - торца - отверстия является переменным по радиусу, так как зависит от окружной скорости вращения инструмента. С уменьшением радиуса обработки, окружная скорость уменьшается. Это может приводить к увеличению шероховатости в зоне вблизи оси вращения и даже к появлению осевого выступа, что бывает недопустимо, по условиям последующей эксплуатации изделия.A common tool for machining blind holes is a countersink or special cutter. The surface quality of the bottom part - the butt end - of the hole is variable along the radius, since it depends on the peripheral speed of rotation of the tool. With a decrease in the machining radius, the peripheral speed decreases. This can lead to an increase in roughness in the area near the axis of rotation and even to the appearance of an axial protrusion, which is unacceptable under the conditions of the subsequent operation of the product.

Известен способ фрезерования сферических углублений, по которому обработку ведут дисковой фрезой, максимальный радиус которой равен радиусу обрабатываемой сферической поверхности, а радиус кривизны рабочей части меньше его, причем угол между осями выбирают 90 градусов, а плоскость максимального диаметра фрезы совмещают с осью вращения заготовки (А.С. 865553, опубл. 23.09.1981. Бюл. №35).There is a known method of milling spherical recesses, according to which processing is carried out with a disk cutter, the maximum radius of which is equal to the radius of the spherical surface being processed, and the radius of curvature of the working part is less than it, and the angle between the axes is chosen 90 degrees, and the plane of the maximum diameter of the cutter is aligned with the axis of rotation of the workpiece (A .S. 865553, publ. 09.23.1981. Bull. No. 35).

К недостаткам известного решения относится ограниченность его применения размерами обрабатываемого сферического углубления. Так, например, его невозможно применить для обработки деталей топливных форсунок систем Common Rail, где глухое отверстие может представлять собой сферическое углубление радиусом R 0,7: дисковой фрезы для осуществления известного решения не существует. В то же время, форсунки с подобными деталями выпускаются крупными сериями и требуют необходимого технологического решения.The disadvantages of the known solution include the limitation of its application by the dimensions of the processed spherical recess. So, for example, it cannot be used for machining parts of fuel injectors of Common Rail systems, where the blind hole can be a spherical recess with a radius of R 0.7: there is no disc cutter for implementing the known solution. At the same time, injectors with similar parts are produced in large series and require the necessary technological solution.

Известным методом чистовой обработки поверхностей, в том числе - поверхностей глухих отверстий - является поверхностно-пластическое деформирование или выглаживание. Инструменты для осуществления такой обработки обычно называют раскатниками.A well-known method of finishing surfaces, including the surfaces of blind holes, is surface plastic deformation or smoothing. Tools for carrying out this processing are usually referred to as flatteners.

Известно устройство для выглаживания поверхности, включающее полый корпус с расположенной в нем подпружиненной державкой, несущей выглаживающий рабочий орган, причем необходимое усилие выглаживания создается при помощи пружины и регулируется винтом (А.С. 375168, опубл. 23.03.1973. Бюл. №16).A device for smoothing a surface is known, including a hollow body with a spring-loaded holder located in it, carrying a smoothing working body, and the necessary smoothing force is created by means of a spring and is adjusted by a screw (AS 375168, publ. 03.23.1973. Bull. No. 16) ...

К недостаткам известного решения относится неэффективность смазки и охлаждения рабочего органа в зоне обработки из-за обтекаемой - гладкой - формы рабочего органа. По результатам экспериментальных работ заявителя с раскатниками, имеющими рабочий орган гладкой цилиндрической формы, установлено, что при обработке деталей возникает перегрев рабочего органа инструмента вплоть до его деформации. Необходимость защиты от перегрева при использовании раскатников с гладкими коническими и цилиндрическими рабочими органами подтверждается, в частности, работами А.С. 550276 (опубл. 15.03.1977. Бюл. №10) и А.С. 648931 (опубл. 25.02.1979. Бюл. №7).The disadvantages of the known solution include the inefficiency of lubrication and cooling of the working body in the processing zone due to the streamlined - smooth - shape of the working body. According to the results of the applicant's experimental work with reamers having a smooth cylindrical working body, it was found that during the processing of parts, overheating of the working body of the tool occurs, up to its deformation. The need for protection against overheating when using reamers with smooth conical and cylindrical working bodies is confirmed, in particular, by the works of A.S. 550276 (publ. 03/15/1977. Bull. No. 10) and A.S. 648931 (publ. 02.25.1979. Bull. No. 7).

Наиболее близким по совокупности существенных признаков - прототипом заявляемой полезной модели - является кольцевое сверло, включающее полый корпус, в котором закреплен рабочий орган, причем на наружной поверхности корпуса выполнены карманы, а рабочий орган представляет собой резец (А.С. 303144, опубл. 13.05.1971. Бюл. №16). По известному решению, карманы служат для турбулизации потока смазочно-охлаждающей жидкости, подаваемой в зону резания, увеличения трения между потоком жидкости и корпусом сверла и гашения вибраций. Режущая кромка резца в известном решении не перекрывает весь радиус обрабатываемого торца. Поэтому обрабатывается лишь та часть торца, с которой контактирует резец.The closest in terms of the totality of essential features - the prototype of the claimed utility model - is an annular drill, which includes a hollow body in which the working body is fixed, moreover, pockets are made on the outer surface of the body, and the working body is a cutter (A.S. 303144, publ. 13.05 .1971. Bull. No. 16). According to the known solution, the pockets serve to turbulize the flow of the cutting fluid supplied to the cutting zone, increase the friction between the fluid flow and the drill body, and damp vibrations. The cutting edge of the cutter in the known solution does not cover the entire radius of the end face to be machined. Therefore, only that part of the end face is machined with which the cutter contacts.

К недостаткам известного решения относятся невозможность обработки внутреннего торца с одинаковыми количественными показателями качества поверхности по всему радиусу обрабатываемого торца из-за ограниченной длины торцевой режущей кромки инструмента, зависимости шероховатости поверхности от окружной скорости в зоне резания и необходимость удаления стружки из зоны обработки. Кроме того, применение инструмента по известному решению ограничивается размерами отверстий и, начиная с некоторого значения диаметра, становится весьма затруднительным, что связано с необходимостью изготовления кольцевых сверл малого диаметра с закрепленным вставным резцом.The disadvantages of the known solution include the impossibility of processing the inner end with the same quantitative indicators of surface quality along the entire radius of the processed end due to the limited length of the end cutting edge of the tool, the dependence of the surface roughness on the peripheral speed in the cutting zone and the need to remove chips from the processing zone. In addition, the use of the tool according to the known solution is limited by the size of the holes and, starting from a certain value of the diameter, it becomes very difficult, which is associated with the need to manufacture circular drills of small diameter with a fixed insert cutter.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемая полезная модель, является создание инструмента для обработки внутренних торцов глухих отверстий с диаметрами до ∅1,4 мм, обеспечивающего заданную шероховатость поверхности обрабатываемого торца без снятия стружки и имеющего защиту от перегрева.The technical problem to be solved by the proposed utility model is the creation of a tool for processing the inner ends of blind holes with diameters up to ∅1.4 mm, providing a given surface roughness of the processed end without removing chips and having protection against overheating.

Решение поставленной технической задачи достигается за счет совместных следующих мероприятий:The solution to this technical problem is achieved through the following joint activities:

- замены обработки резанием обработкой поверхностно-пластическим деформированием - выглаживанием;- replacement of machining by cutting by processing by surface plastic deformation - smoothing;

- применения подпружиненной державки выглаживающего рабочего органа;- the use of a spring-loaded holder of the smoothing working body;

- выполнения на наружной поверхности рабочего органа впадин заданного количества и профиля для подвода смазочно-охлаждающей жидкости и ее турбулизации в зоне обработки.- execution on the outer surface of the working body of depressions of a given amount and profile for supplying lubricating-cooling liquid and its turbulence in the processing zone.

Новизной в предлагаемом инструменте для обработки торцов глухих отверстий является сочетание подпружиненного рабочего органа и впадин, выполненных на наружной части рабочего органа в заданном количестве и с заданными размерами.A novelty in the proposed tool for processing the ends of blind holes is a combination of a spring-loaded working body and depressions made on the outer part of the working body in a given quantity and with given dimensions.

Указанные признаки являются новыми, существенными и промышленно выполнимыми и направлены на решение поставленной полезной моделью технической задачи.The indicated features are new, essential and industrially feasible and are aimed at solving the technical problem posed by the utility model.

Предлагаемый в качестве настоящей полезной модели инструмент для обработки торцов глухих отверстий поясняется чертежами (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4) и включает корпус 1 ступенчатой цилиндрической формы, в котором выполнено сквозное отверстие 11. Цилиндрической частью меньшего диаметра 111 корпус 1 устанавливается и фиксируется в шпинделе станка (на фиг. не показан). С противоположной стороны, в части 112 корпуса 1, имеющей больший диаметр, выполнен радиальный паз 12. В части 112 установлена державка 2 рабочего органа 3. В державке 2 имеется радиальное отверстие, в которое вставлен штифт 6. Под действием пружины 4 державка 2 стремится выйти из корпуса 1, чему препятствует штифт 6. Усилие пружины 4 регулируется винтом 5, который установлен по внутренней резьбе, выполненной в части 111 корпуса 1. Пружина 4 сжата винтом 5 так, что, с одной стороны, достигается заданное осевое усилие и, с другой стороны, сохраняется межвитковый зазор. Это компенсировать удары и вибрации при подводе инструмента к детали и во время ее обработки.The tool proposed as a present utility model for processing the ends of blind holes is illustrated by drawings (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4) and includes a housing 1 of a stepped cylindrical shape, in which a through hole 11 is made. The cylindrical part of a smaller diameter 111, the housing 1 is installed and fixed in the spindle of the machine (not shown in the figure). On the opposite side, in part 112 of the body 1, which has a larger diameter, a radial groove is made 12. In part 112, the holder 2 of the working body 3 is installed. The holder 2 has a radial hole into which the pin is inserted 6. Under the action of the spring 4, the holder 2 tends to come out from the housing 1, which is prevented by the pin 6. The force of the spring 4 is regulated by the screw 5, which is installed along the internal thread made in the part 111 of the housing 1. The spring 4 is compressed by the screw 5 so that, on the one hand, a given axial force is achieved and, on the other hand, the turn-to-turn gap remains. This is to compensate for shocks and vibrations when the tool approaches the workpiece and during machining.

Рабочий орган 3 выполнен в виде тела вращения и имеет цилиндрическую часть 31 для установки в державку 2 и часть 32, входящую во время обработки внутреннего торца, в глухое отверстие обрабатываемой детали 7. Часть 32 имеет коническую форму с углом конусности 1°. На наружной поверхности части 32 симметрично относительно продольной диаметральной плоскости выполнены два конических кармана 33 постоянной глубины. Угол конусности карманов 33 составляет 40°. Глубина карманов 33 выбирается из условия прочности рабочего органа 3, но не должна быть меньше 0,5 мм.The working body 3 is made in the form of a body of revolution and has a cylindrical part 31 for installation in the holder 2 and a part 32 that enters during the machining of the inner end into the blind hole of the workpiece 7. Part 32 has a conical shape with a taper angle of 1 °. On the outer surface of the part 32, two conical pockets 33 of constant depth are made symmetrically relative to the longitudinal diametrical plane. The taper angle of the pockets 33 is 40 °. The depth of the pockets 33 is selected on the basis of the strength of the working body 3, but should not be less than 0.5 mm.

На конической части 32 рабочего органа 3, наиболее удаленной от цилиндрической части 31, симметрично относительно продольной диаметральной плоскости выполнены два плоских скоса 35, образующие между собой угол 30° и скругленные между собой криволинейной частью 34, имеющей радиус R0,8 мм. Плоскости симметрии плоских скосов 35 совпадают с плоскостями симметрии карманов 33.On the conical part 32 of the working member 3, the most distant from the cylindrical part 31, two flat bevels 35 are made symmetrically relative to the longitudinal diametrical plane, forming an angle of 30 ° with each other and rounded by a curved part 34 having a radius R0.8 mm. The planes of symmetry of the plane bevels 35 coincide with the planes of symmetry of the pockets 33.

Предлагаемая конструкция рабочего органа 3 отличается технологичностью, поскольку требует относительно простых и освоенных в производстве технологических операций по изготовлению: точение наружного контура, фрезерование карманов, термообработка и шлифовка. Материал рабочего органа 3 выбирается, исходя из материала обрабатываемой детали и технологических параметров операции. Предпочтительным является изготовление рабочего органа 3 из твердого сплава.The proposed design of the working body 3 differs in manufacturability, since it requires relatively simple and mastered in production technological manufacturing operations: turning the outer contour, milling pockets, heat treatment and grinding. The material of the working body 3 is selected based on the material of the workpiece and the technological parameters of the operation. It is preferable to manufacture the working body 3 from a hard alloy.

Соединение рабочего органа 3 с державкой 2 - неразъемное, например, клеевое, паяное или соединение с натягом. Предпочтительным является клеевое соединение рабочего органа 3 с державкой 2.The connection of the working body 3 with the holder 2 is one-piece, for example, glued, soldered or an interference fit. It is preferable to glue the working body 3 with the holder 2.

При недопустимом износе или ином повреждении рабочего органа 3 в эксплуатации восстановление предлагаемого инструмента осуществляют простой заменой державки 2 с закрепленным в ней рабочим органом 3 на новую.In case of unacceptable wear or other damage to the working body 3 in operation, the restoration of the proposed tool is carried out by simply replacing the holder 2 with the working body 3 fixed in it with a new one.

В зависимости от заданной формы, которую должен иметь торец глухого отверстия в детали 7 после обработки, вершина конической части может иметь различную форму.Depending on the desired shape, which should have the end of the blind hole in part 7 after processing, the top of the tapered part can have a different shape.

Работа предлагаемого в качестве настоящей полезной модели инструмента для обработки торцов глухих отверстий иллюстрируется схемой на фиг. 3. Изображение на фиг. 3 является условным и служит лишь для общего понимания способа использования предлагаемого инструмента.The operation of the tool proposed as the present utility model for processing the ends of blind holes is illustrated by the diagram in FIG. 3. The image in FIG. 3 is conditional and serves only for a general understanding of the way to use the proposed tool.

Предлагаемый в качестве настоящей полезной модели инструмент для обработки торцов глухих отверстий работает следующим образом.The tool for processing the ends of blind holes offered as a present utility model works as follows.

Корпус 1 устанавливают частью меньшего диаметра в шпиндель станка (на фиг.3 не показан) и зажимают его там.The housing 1 is installed with a part of a smaller diameter in the machine spindle (not shown in Fig. 3) and clamped there.

Рабочий орган 3 конической частью 32 вводят в глухое отверстие обрабатываемой детали 7. Инструмент подводят до касания рабочим органом 3 обрабатываемого внутреннего торца глухого отверстия и выполняют подачу на величину, не превышающую величины рабочей деформации пружины 4. Конкретная величина подачи после касания рабочим органом 3 обрабатываемого торца детали 7 определяется технологическим планом управления механической обработки детали 7.The working body 3 with the conical part 32 is introduced into the blind hole of the workpiece 7. The tool is brought in until the working body 3 touches the inner end of the blind hole to be machined and feed is performed by an amount not exceeding the value of the working deformation of the spring 4. The specific amount of feed after the working body 3 touches the processed end part 7 is determined by the technological control plan for machining part 7.

К входу в глухое отверстие обрабатываемой детали 7 через штуцер 8 подводят смазочно-охлаждающую жидкость 9. По карману 33 она попадает в зону обработки внутреннего торца глухого отверстия. На фиг.3 движение смазочно-охлаждающей жидкости условно показано стрелками. Смазочно-охлаждающая жидкость протекает из одного кармана 33 через зону обработки и второй карман 33. За счет этого достигается охлаждение и обрабатываемой поверхности, и рабочего органа 3, что повышает его стойкость.To the entrance to the blind hole of the workpiece 7 through the fitting 8, coolant 9 is supplied. Through pocket 33, it enters the processing zone of the inner end of the blind hole. In Fig. 3, the movement of the cutting fluid is conventionally shown by arrows. The lubricating-cooling liquid flows from one pocket 33 through the treatment zone and the second pocket 33. Due to this, cooling is achieved both of the treated surface and of the working member 3, which increases its durability.

После окончания обработки шпиндель с установленным в нем инструментом отводят на исходную позицию.After finishing the machining, the spindle with the tool installed in it is retracted to the starting position.

Пример применения инструмента для обработки торцов глухих отверстий.An example of the use of a tool for machining the ends of blind holes.

Обрабатывали деталь «Корпус управляющего клапана» форсунки системы Common Rail, серийно выпускаемой в ООО УК «АЗПИ». Форма глухого отверстия, получаемая на операции, предшествующей обработке предлагаемым инструментом, показана на фиг. 4.The part “Control valve body” of the Common Rail system injector, serially produced at LLC UK “AZPI”, was processed. The shape of the blind hole obtained in the operation preceding processing with the proposed tool is shown in FIG. 4.

К качеству торца отверстия предъявляются высокие требования, шероховатость Ra 1,25 и допуск на линейный размер ±0,02 мм.High requirements are imposed on the quality of the end of the hole, the roughness is Ra 1.25 and the tolerance for the linear dimension is ± 0.02 mm.

В предлагаемом в качестве настоящей полезной модели инструменте для обработки торцов глухих отверстий минимальное расстояние в диаметральной плоскости рабочего органа 3 между карманами 33 составляло 0,92 мм, протяженность плоских скосов 35 вдоль оси рабочего органа 3 составляла 3,5 мм.In the tool proposed as a present useful model for processing the ends of blind holes, the minimum distance in the diametral plane of the working body 3 between the pockets 33 was 0.92 mm, the length of the flat bevels 35 along the axis of the working body 3 was 3.5 mm.

Шероховатость поверхности торца после обработки составила Ra 0,8; линейный размер - 2,33 мм.The roughness of the end surface after processing was Ra 0.8; linear dimension - 2.33 mm.

Обработанный предлагаемым инструментом торец глухого отверстия полностью соответствует требованиям конструкторской и технологической документации.The end face of the blind hole processed by the proposed tool fully complies with the requirements of design and technological documentation.

Техническим результатом применения предлагаемого инструмента для обработки торцов глухих отверстий является упрощение изготовления инструмента и повышение его стойкости за счет охлаждения во время выполнения операции и компенсирования ударов и вибраций при подводе инструмента к детали и во время ее обработки.The technical result of using the proposed tool for processing the ends of blind holes is to simplify the manufacture of the tool and increase its durability by cooling during the operation and compensating for shocks and vibrations when the tool is brought to the part and during its processing.

Предлагаемый инструмент для обработки торцов глухих отверстий применяется в серийном производстве электроуправляемых форсунок Common Rail на Алтайском заводе прецизионных изделий.The proposed tool for processing the ends of blind holes is used in the serial production of electrically controlled Common Rail injectors at the Altai Precision Products Plant.

Claims

1. A tool for smoothing the surface of the end of a blind hole, containing a hollow body with a holder installed in it with a working body, on the end section of which, opposite to the holder, two symmetrical flat bevels are made, mating with each other along a radius of R = 0.8 mm, and the working the body is made in the form of a body of revolution with a cylindrical part, with which it is installed in a spring-loaded holder with the formation of a non-separable connection, while the holder is loaded by the force of the spring and is fixed against falling out by a pin, characterized in that the working body is made with a conical part, on the outer surface of which there are two pockets for a sequential flow of lubricating and cooling liquid, located symmetrically relative to the longitudinal diametrical plane of the working body, and the taper angle of the pockets is 40 °, the spring is made with the ability to adjust the force created by it by means of a screw, while the plane of symmetry of the two flat bevels the end section of the conical part of the working body coincides with the plane of symmetry of the pockets, and the angle between these bevels is 30 °.

2. The tool according to claim 1, characterized in that the working body is fixed in the holder by a soldered joint.

3. The tool according to claim 1, characterized in that the working body is fixed in the holder by an adhesive bond.

4. The tool according to claim 1, characterized in that the working body is fixed in the holder by means of an interference connection.

5. The tool according to claim 1, characterized in that the working body is made of hard alloy.