RU2107605C1

RU2107605C1 - Hole working method and tool for its realization

Info

Publication number: RU2107605C1
Application number: RU92008763A
Authority: RU
Inventors: В.А. Прилуцкий
Original assignee: Самарский Политехнический Институт Им.В.В.Куйбышева
Priority date: 1992-11-27
Filing date: 1992-11-27
Publication date: 1998-03-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: use is made of abrasive tapered tool the generatrix of which coincides with tangent to surface of tapered cambered hole in section of its maximum diameter. Tool is installed by matching of its maximum diameter with maximum diameter of tapered cambered hole. Relative axial reciprocating motion is transmitted to abrasive bars by moving them from small to larger base of cone and returning them to initial position. In this case, every abrasive bar makes backward turn in axial section around points on circumference positioned beyond tapered cambered hole at a distance of at least 2-3 lengths of hole being worked. EFFECT: more effective working of holes. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, может быть использовано при обработке точных конических отверстий с бомбинированной образующей в деталях типа колец подшипников качения, гильз и др. The invention relates to mechanical engineering, can be used in the processing of precise conical holes with a bombarded generatrix in parts such as rings of rolling bearings, sleeves, etc.

Известны способы обработки отверстий инструментом с радиально-подвижными брусками, например, абразивными (авт. св. N 1450986, кл. B 24 B 33/02, 1989; Синтетические алмазы в промышленности. Киев: Наукова думка, 1974, с. 172 - 173; заявка N 4889316/08, кл. B 24 B 33/02, 1990), при которых заготовке и инструменту сообщают вращение и относительно осевое перемещение. Known methods for processing holes with a tool with radially movable bars, for example, abrasive (ed. St. N 1450986, class B 24 B 33/02, 1989; Synthetic diamonds in industry. Kiev: Naukova Dumka, 1974, pp. 172 - 173 ; application N 4889316/08, class B 24 B 33/02, 1990), in which rotation of the workpiece and the tool and relative axial movement.

Однако аналогичные способы не позволяют обрабатывать внутренние бомбинированные поверхности вращения. However, similar methods do not allow the processing of internal bombed surfaces of revolution.

В качестве прототипа выбран способ обработки отверстий (заявка N 4889316/08, кл. B 24 B 33/02, 10.12.90), при котором заготовке и инструменту с подвижными в радиальном направлении посредством центробежной силы абразивными брусками сообщают вращательное движение в одну сторону и относительное осевое возвратно-поступательное перемещение. Способ-прототип позволяет обрабатывать точные отверстия без специального привода радиального перемещения абразивных брусков. As a prototype, the method of processing holes was chosen (application N 4889316/08, class B 24 B 33/02, 10.12.90), in which the workpiece and the tool with radially movable abrasive bars are rotationally rotated in one direction and relative axial reciprocating movement. The prototype method allows you to process precise holes without a special drive radial movement of abrasive bars.

Однако этот способ ограничен по своим технологическим возможностям, так как не позволяет обрабатывать конические бомбинированные отверстия. However, this method is limited in its technological capabilities, since it does not allow to process conical bombed holes.

Известны инструменты для обработки отверстий абразивными брусками, содержащие корпус, держатели брусков с внутренним конусом (патент США N 2332463, кл. 51 - 339, 1943; авт. св. СССР N 1155428, кл. B 24 B 33/02, 1985). Known tools for processing holes with abrasive bars, containing a housing, holders of bars with an inner cone (US patent N 2332463, CL 51 - 339, 1943; ed. St. USSR N 1155428, CL B 24 B 33/02, 1985).

Эти инструменты не позволяют поворачивать абразивные бруски в осевой плоскости во время контактирования с обрабатываемым отверстием. These tools do not allow the abrasive bars to rotate in the axial plane during contact with the machined hole.

В качестве прототипа выбран инструмент (авт. св. СССР N 1425060, кл. B 24 B 33/02, 1988), содержащий корпус, держатели брусков в виде упруго соединенных с корпусом консольных лепестков. As a prototype, a tool was selected (ed. St. USSR N 1425060, class B 24 B 33/02, 1988) containing a housing, holders of bars in the form of cantilevered elastically connected to the housing.

Инструмент-прототип имеет недостаток, заключающийся в невозможности равномерного радиального перемещения брусков с одновременным их поворотом в осевой плоскости под действием центробежных сил. The prototype tool has the disadvantage of the impossibility of uniform radial movement of the bars with their simultaneous rotation in the axial plane under the action of centrifugal forces.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе обработки отверстий, при котором заготовке и инструменту с подвижными в радиальном направлении абразивными брусками, радиальное перемещение которых осуществляют посредством центробежной силы, сообщают вращательное движение в одну сторону и относительное осевое возвратно-поступательное движение, при обработке конических бомбинированных отверстий используют конический инструмент с образующей, совпадающей с касательной к поверхности конического бомбинированного отверстия в сечении его наибольшего диаметра, инструмент устанавливают совмещением наибольших диаметров его и конического бомбинированного отверстия, относительное осевое возвратно-поступательное движение абразивным брускам сообщают, перемещая их от малого к большему основанию конуса и возвращая в исходное положение относительно сечения наибольшего диаметра конуса, при этом каждому абразивному бруску сообщают возвратный поворот в осевом сечении вокруг точек на окружности, расположенных вне конического бомбинированного отверстия на расстоянии не менее 2 - 3 длин обрабатываемого отверстия от большего основания конуса так, что образующая рабочей поверхности абразивного бруска совпадает с касательной к поверхности конического бомбинированного отверстия в каждой последующей точке его осевого сечения. The essence of the invention lies in the fact that in the method of processing holes, in which the workpiece and tool with radially movable abrasive bars, the radial movement of which is carried out by centrifugal force, rotational movement in one direction and relative axial reciprocating motion, when processing conical of the bombed holes use a conical tool with a generatrix coinciding with the tangent to the surface of the conical bombed holes in the section of its largest diameter, the tool is installed by combining the largest diameters of it and the conical bombed hole, the relative axial reciprocating motion to the abrasive bars is reported, moving them from the small to the larger base of the cone and returning to the initial position relative to the cross section of the largest diameter of the cone, with each abrasive bar report a reverse rotation in axial section around points on a circle located outside the conical bombed hole at a distance of less than 2 - 3 of the lengths of the machined hole from the larger base of the cone so as to form the working surface of the abrasive bar coincides with the tangent to the surface of the conical hole bombinirovannogo each subsequent point in its axial cross section.

Инструмент для осуществления способа обработки, содержащий корпус, держатели брусков в виде упруго соединенных с корпусом консольных лепестков, снабжен штырем с наружным цилиндром и жестко закрепленной на нем втулкой с внутренним конусом, а держатели брусков выполнены в виде цанги, закрепленной на корпусе с возможностью снятия, с наружным конусом, предназначенным для контактирования с внутренним конусом втулки, и внутренним цилиндром, предназначенным для контактирования с наружным цилиндром штыря, штырь установлен в центральном осевом отверстии корпуса с возможностью силового замыкания держателей брусков и быстрой смены его, причем после снятия штыря держатели брусков имеют возможность возвратно поворачиваться вместе с брусками вокруг сечения соединения с основанием цанги. A tool for implementing the processing method, comprising a housing, bars holders in the form of cantilevered elastically connected to the housing, is provided with a pin with an outer cylinder and a sleeve rigidly fixed to it with an inner cone, and the bar holders are made in the form of a collet fixed to the housing with the possibility of removal, with an outer cone for contacting the inner cone of the sleeve and an inner cylinder for contacting the outer cylinder of the pin, the pin is mounted in a central axial m of the housing opening with the possibility of power closure of the bar holders and quick change of it, and after removing the pin, the bar holders have the ability to rotate with the bars around the section of the connection with the base of the collet.

Таким образом, в предлагаемом способе обработке отверстий решается задача создания вполне определенной траектории движения абразивных брусков относительно заготовки. Способом обработки обеспечивается начальное положение абразивных брусков, совпадающее с наибольшим горловым сечением конического бомбинированного отверстия. Это положение абразивных брусков и является номинальным, относительно которого они совершают возвратно-поступательное осевое перемещение. Одновременно с возвратно-поступательным осевым движением происходит возвратный поворот абразивных брусков вокруг закрепленного основания, причем должна быть выбрана вполне определенная последовательность направления возвратно-поступательного осевого перемещения и возвратного поворота абразивных брусков. Так, после установки их в исходное номинальное положение направление их возвратно-поступательного осевого перемещения должно осуществляться от малого к большему диаметру конуса. При этом возвратный поворот абразивных брусков производят так, что точка контакта образующей рабочей поверхности их с образующей конического бомбинированного отверстия заготовки перемещается от большего диаметра конуса к меньшему диаметру. Если меньший диаметр расположен слева, а больший справа (как это выглядит при установке заготовки на, например, внутришлифовальном станке с правосторонней схемой установкой, как это и есть на большинстве станков), то абразивные бруски, находящиеся выше центральной оси отверстия, поворачивают по часовой, а ниже - против часовой стрелки. После того, как точка контакта инструмента и заготовки "добежит" до границ обрабатываемого отверстия, производят реверс возвратно-поступательного движения и возвратного поворота инструмента. Точка контакта "бежит" по образующей отверстия в обратную сторону. При выбранной в способе обработке траектории движения точка контакта каждого абразивного бруска и заготовки за весь цикл возвратно-поступательного и возвратного поворота остается в осевом продольном сечении, совпадающем с плоскостью симметрии каждого абразивного бруска. Если рассуждать от обратного, то любые другие варианты траектории относительного движения инструмента, другое номинальное положение инструмента относительно заготовки и другая последовательность направления возвратно-поступательного движения и возвратного поворота приводят к тому, что точка контакта будет уходить из одной осевой плоскости и будет перемещаться в пространстве, в том числе и раздваиваясь. Физически это будет означать, что контакт абразивных брусков с заготовкой при других вариантах траектории будет происходить по длине отверстия не однозначно, т. е. в отдельных зонах в центральной осевой плоскости - в одной точке, а в других зонах одновременно в двух точках. Это в свою очередь означает, что будут образовываться иные поверхности, отличные от конических бомбинированных отверстий с постоянным радиусом кривизны. Таким образом, любые другие варианты, отличные от предлагаемого способа обработки траектории относительного движения инструмента и заготовки, не позволяют решить поставленную техническую задачу. Гарантированный предлагаемым способом обработки характер контактирования инструмента и заготовки обеспечивает целенаправленное предсказуемое образование новой конической бомбинированной поверхности с постоянным радиусом кривизны с уменьшенными погрешностями формы, уменьшенной волнистостью и уменьшенной шероховатостью по сравнению с используемыми в подшипниковой промышленности способами. Наиболее распространен в подшипниковой промышленности способ обработки конических бомбинированных отверстий, основанный на многоступенчатости технологических операций, число которых в зависимости от технических требований, предъявляемых к детали, может колебаться в пределах трех-пяти. При трехступенчатом наборе две операции выполняют способом внутреннего шлифования, а одну - способом суперфиниширования. Внутреннее шлифование выполняют при этом при развороте бабки изделия в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях. Такой способ довольно сложен в наладке, а само внутреннее шлифование по сравнению с предлагаемым способом обработки менее производительно из-за существенно меньшей дуги и площади контакта шлифовального круга по сравнению с теми же параметрами предлагаемого инструмента. Предлагаемые способ обработки и инструмент позволяют уменьшить число технологических операций до двух. При трех технологических операциях предлагаемый способ по сравнению с промышленным вариантом позволяет повысить точность (прежде всего, точность формы и волнистость) и производительность, упростить наладку и конструкцию технологической системы и оборудования, сделать обработку экономичнее, так как отпадает необходимость точной наладки точного базирования заготовки и механизма поперечной подачи инструмента. При этом предлагаемый способ позволяет обрабатывать конические отверстия, как с уже имеющейся бомбиной, так и при отсутствии ее на поверхности заготовки, образуя ее при последующей обработке. Thus, in the proposed method for processing holes, the task of creating a well-defined trajectory of the movement of abrasive bars relative to the workpiece is solved. The processing method ensures the initial position of the abrasive bars, which coincides with the largest throat section of the conical bombed hole. This position of the abrasive bars and is nominal, relative to which they make a reciprocating axial movement. Simultaneously with the reciprocating axial movement, the abrasive bars rotate around the fixed base, and a well-defined sequence of the direction of the reciprocating axial motion and the rotational rotation of the abrasive bars must be selected. So, after installing them in the initial nominal position, the direction of their reciprocating axial movement should be carried out from a small to a larger diameter cone. In this case, the abrasive bars are turned back so that the point of contact of the generatrix of their working surface with the generatrix of the conical bombed hole of the workpiece moves from the larger diameter of the cone to the smaller diameter. If the smaller diameter is located on the left and the larger on the right (as it looks when installing the workpiece on, for example, an internal grinding machine with a right-handed installation scheme, as is the case on most machines), then the abrasive bars located above the central axis of the hole are turned clockwise, and below - counterclockwise. After the point of contact of the tool and the workpiece "runs" to the boundaries of the machined hole, produce a reverse reciprocating movement and the reverse rotation of the tool. The contact point "runs" along the generatrix of the hole in the opposite direction. When the motion path is selected in the method, the contact point of each abrasive bar and the workpiece for the entire cycle of the reciprocating and reciprocal rotation remains in the axial longitudinal section coinciding with the plane of symmetry of each abrasive bar. If we argue from the opposite, then any other options for the path of the relative movement of the tool, another nominal position of the tool relative to the workpiece and another sequence of the direction of the reciprocating movement and the return rotation will cause the contact point to leave one axial plane and will move in space, including bifurcating. Physically, this will mean that the contact of the abrasive bars with the workpiece with other trajectory options will not occur unambiguously along the length of the hole, i.e., in separate zones in the central axial plane - at one point, and in other zones at two points simultaneously. This, in turn, means that other surfaces will be formed, other than conical bombed holes with a constant radius of curvature. Thus, any other options other than the proposed method for processing the trajectory of the relative movement of the tool and the workpiece do not allow to solve the technical problem. Guaranteed by the proposed method of processing the nature of the contact of the tool and the workpiece provides targeted predictable formation of a new conical bombed surface with a constant radius of curvature with reduced shape errors, reduced waviness and reduced roughness compared to methods used in the bearing industry. The most common method in the bearing industry is the processing of conical bombed holes, based on multi-stage technological operations, the number of which, depending on the technical requirements for the part, can range from three to five. With a three-stage set, two operations are performed by the internal grinding method, and one by the superfinishing method. Internal grinding is carried out while turning the headstock of the product in two mutually perpendicular planes. This method is quite difficult to set up, and internal grinding itself is less productive compared to the proposed processing method due to the significantly smaller arc and contact area of the grinding wheel compared with the same parameters of the proposed tool. The proposed processing method and tool can reduce the number of technological operations to two. In three technological operations, the proposed method, in comparison with the industrial version, allows to increase the accuracy (first of all, the accuracy of the form and waviness) and productivity, simplify the adjustment and design of the technological system and equipment, make processing more economical, since there is no need for accurate adjustment of the exact base of the workpiece and mechanism transverse feed tool. Moreover, the proposed method allows you to process conical holes, both with an existing bomb, and in the absence of it on the surface of the workpiece, forming it during subsequent processing.

Отличительными признаками предлагаемого способа обработки отверстий является изменение структуры, выраженное в введении нового действия - непрерывного возвратного поворота абразивных брусков с центром поворота с определенными координатами; изменение характера известных действий, а именно введение вполне определенной последовательности и направления возвратно-поступательного осевого перемещения абразивных брусков относительно заготовки; изменение начального положения инструмента относительно заготовки, т.е. установки его, при котором совпадают его наибольший диаметр и конического бомбинированного отверстия; изменение наладочных параметров, а именно наладка движений относительно номинального положения инструмента, достигнутого при его установке. Distinctive features of the proposed method of processing holes is a change in structure, expressed in the introduction of a new action - continuous reverse rotation of the abrasive bars with a rotation center with certain coordinates; a change in the nature of known actions, namely the introduction of a well-defined sequence and direction of reciprocating axial movement of abrasive bars relative to the workpiece; changing the initial position of the tool relative to the workpiece, i.e. installing it, at which its largest diameter and conical bombed holes coincide; change of adjustment parameters, namely adjustment of movements relative to the nominal position of the tool achieved during its installation.

В предлагаемом инструменте решается задача реализации предлагаемого способа на внутришлифовальном станке без использования механизма поперечной подачи инструмента, без точного базирования заготовки, например, на жестких опорах, обеспечения возможности правки и компенсации износа абразивных брусков, получения любого размера диаметра и образующих их в пределах размерного предела стойкости. Выполнение держателей брусков в виде цанги, закрепленной на корпусе с возможностью снятия, позволяет не меняя всего инструмента подобрать оптимальные условия работы абразивных брусков в части радиального усилия прижима их к обрабатываемой поверхности и обратного движения, а отсюда характера их возвратного поворота, расширять размерные интервалы применяемых абразивных брусков. Введение сменного штыря с наружным цилиндром и жестко закрепленной на нем втулки с внутренним конусом, установленного в центральном осевом отверстии корпуса, позволяет обеспечить силовое замыкание абразивных брусков при их правке, менять размерные интервалы применяемых абразивных брусков, а также компенсировать их износ. The proposed tool solves the problem of implementing the proposed method on an internal grinding machine without using the lateral feed mechanism of the tool, without accurately locating the workpiece, for example, on rigid supports, making it possible to dress and compensate for the wear of abrasive bars, to obtain any diameter size and forming them within the dimensional limit of durability . The execution of the holders of the bars in the form of a collet, mounted on the housing with the possibility of removal, allows you to select the optimal working conditions of the abrasive bars in terms of the radial force of pressing them against the work surface and reverse movement without changing the entire tool, and hence the nature of their return rotation, to expand the dimensional intervals of the abrasive materials used bars. The introduction of a removable pin with an outer cylinder and a sleeve with an inner cone fixed to it, installed in the central axial hole of the housing, makes it possible to force the abrasive blocks to be shorted when dressing, to change the dimensional intervals of the abrasive bars used, and also to compensate for their wear.

На фиг. 1 представлена схема относительного положения абразивных брусков и заготовки; на фиг. 2 - инструмент для осуществления способа обработки, разрез А-А; на фиг. 3 - то же, вид сбоку; на фиг. 4 - то же, разрез Б-Б. In FIG. 1 is a diagram of the relative position of the abrasive bars and the workpiece; in FIG. 2 - a tool for implementing the processing method, section AA; in FIG. 3 - the same side view; in FIG. 4 - the same, section BB.

Способ обработки отверстий и инструмент в статике. The method of processing holes and tools in statics.

Заготовка 1 в виде кольца имеет коническое отверстие 2 с углом α_A наклона образующей в точке А, соответствующей среднему сечению профиля, с бомбинированным профилем 3 с радиусом R. Наибольший диаметр (расчетный) конического отверстия 2 ответствует сечению А''В'' наименьший диаметр - сечению А'В'. Расстояние между сечениями равно l - расчетная длина конического отверстия 2. Длина конического отверстия 2 равна L. Точки А' и А'' соответствующих сечений отстоят от точки А на угол α′ относительно центра O_А кривизны бомбинированного профиля 3. Абразивные бруски 4 занимают начальное положение А''С''Б''. Они имеют возможность совершать возвратно-поступательное осевое перемещение вдоль оси OX и возвратный поворот вокруг точки Б, которая имеет возможность совершать только возвратно-поступательное осевое перемещение А'С'Б'. Расстояние Б''Б' между крайними положениями абразивных брусков 4 и 5 равно
Б''Б'=В'Б'-В'Б''=(В'Е'+Е'Б')-(В'В''+В''Е''+Е''Б''), (1)
где

C′K′= C′E′-K′E′= C′E′-Y_A′, (3)
С'Е'=С'Е₂+Е₂Е'; (4)

С''Е'' из ΔC″A″K₃:
C″E″ = A″K₃•tg(α_A+α′)+Y_A″ , (6)
Величина А''К₃=В''Е'' обычно задана.The blank 1 in the form of a ring has a conical hole 2 with an angle α _{A of} inclination of the generatrix at point A corresponding to the average section of the profile, with a bombed profile 3 with radius R. The largest diameter (calculated) of the conical hole 2 corresponds to section A В B ’, the smallest diameter - section A'B '. The distance between the sections is l - the estimated length of the conical hole 2. The length of the conical hole 2 is L. The points A 'and A''of the corresponding sections are separated from point A by an angle α ′ relative to the center O _{A of the} curvature of the bombed profile 3. Abrasive bars 4 occupy the initial position A``C''B ''. They have the ability to make a reciprocating axial movement along the axis OX and a reciprocal rotation around point B, which has the ability to perform only reciprocating axial movement A'C'B '. The distance B``B 'between the extreme positions of the abrasive bars 4 and 5 is
B``B '= V'B'-V'B''=(V'E' + E'B ') - (V'V''+V''E''+E''B'') , (one)
Where

C′K ′ = C′E′-K′E ′ = C′E′-Y _{A ′} , (3)
C'E '= C'E ₂ + E ₂ E'; (4)

C``E '' of ΔC ″ A ″ K ₃ :
C ″ E ″ = A ″ K ₃ • tg (α _A + α ′) + Y _{A ″} , (6)
The value A''K ₃ = B''E '' is usually given.

Е₂Е' из ΔE₂E′Б′:
E₂E′= E′Б′•tg2α′, (7)
Е'Б' из ΔE′Б′C′:
E′Б′= C′Б′•cos(β+2α′), (8)

Величина Е''Б'' задается.E ₂ E 'from ΔE ₂ E′B ′:
E ₂ E ′ = E′B ′ • tg2α ′, (7)
E'B 'of ΔE′B′C ′:
E′B ′ = C′B ′ • cos (β + 2α ′), (8)

The value of E``B '' is set.

Y_A′= Y_A″-K₃K″′ (10).
Величина Y_A″ задается.Y _{A ′} = Y _{A ″} -K ₃ K ″ ′ (10).
The value of Y _{A ″} is set.

К₃К'''=А''А_о;
А''А_о из ΔA′A″A_o;

Величина А'А'' задается.K ₃ K '''=A''A_o;
A'A _about of ΔA′A ″ A _o ;

The value A'A '' is set.

Из ΔA′A″A_o:

Расстояние В''Б'' точки поворота абразивных брусков 4 до сечения А''В'' наибольшего диаметра конического отверстия 2 выбирают не менее (2 - 3) l с тем, чтобы величина из радиального перемещения была наименьшей (с учетом компенсации их износа).From ΔA′A ″ A _o :

The distance B``B '' of the turning point of the abrasive bars 4 to the section A``B '' of the largest diameter of the conical hole 2 is chosen at least (2 - 3) l so that the value from the radial displacement is the smallest (taking into account compensation for their wear )

Абразивные бруски 4 закреплены на держателях 6 брусков, выполненных в виде цанги, установленной на корпусе 7 с возможностью быстрой замены. Абразивные бруски 4 закреплены посредством планок 8, втулок 9, болтов 10 на держателях 6, каждый из которых является лепестком цанги. В корпусе 7 установлен штырь 11 с возможностью быстрой смены. На штыре 11 неподвижно закреплена втулка 12 посредством штифта 13. На держателях 6 выполнены внутренняя цилиндрическая поверхность 14, предназначенная для контактирования с штырем 11, и наружная коническая поверхность 15, предназначенная для контактирования с втулкой 12. При ввинчивании штыря 11 в корпус 7 имеется возможность силового замыкания держателей 6 вместе с абразивными брусками 4 на штырь 11 и втулку 12. После удаления штыря 11 из втулки 12 имеется возможность радиального перемещения держателей 6 вместе с абразивными брусками 4 под действием центробежной силы от оси I-I после начала вращения инструмента вместе с шпинделем 16 станка и к оси I-I под действием сил упругости после остановки шпинделя 16 и инструмента. На хвостовике корпуса 7 посредством кольца 17 установлена муфта 18 см возможностью быть неподвижной при вращающемся инструменте. На муфте 18 закреплен штуцер 19 с трубопроводом 20. В корпусе 7 имеются отверстия 21 - 24 и закреплены трубки 25, соединяющие корпус 7 с отверстиями 26 и 27 держателем 6. Смазочно-охлаждающая жидкость может быть под давлением подана через трубопровод 20, штуцер 19, муфту 18, отверстия 21 - 24, трубки 25, отверстия 26 и 27 в зону контакта абразивных брусков 4 с заготовкой 1. The abrasive bars 4 are mounted on the holders 6 of the bars, made in the form of a collet mounted on the housing 7 with the possibility of quick replacement. Abrasive bars 4 are fixed by means of strips 8, bushings 9, bolts 10 on holders 6, each of which is a petal of a collet. A pin 11 is installed in the housing 7 with the possibility of quick change. A sleeve 12 is fixedly mounted on the pin 11 by means of a pin 13. On the holders 6, an inner cylindrical surface 14 is provided for contacting with the pin 11, and an outer conical surface 15 is intended for contacting with the sleeve 12. When screwing the pin 11 into the housing 7, there is a possibility of power shorting the holders 6 together with the abrasive bars 4 to the pin 11 and the sleeve 12. After removing the pin 11 from the sleeve 12, it is possible to radially move the holders 6 together with the abrasive bars 4 under the action entrobezhnoy force from the axis I-I after the start of rotation of the tool with the spindle 16 of the machine and to the axis I-I by the action of the elastic force after the stop of the spindle 16 and the tool. On the shank of the housing 7 by means of the ring 17 mounted coupling 18 cm the ability to be stationary with a rotating tool. The fitting 19 is fixed to the coupling 18 with the pipe 20. The housing 7 has openings 21 - 24 and the tubes 25 are fixed that connect the housing 7 to the openings 26 and 27 by the holder 6. The cutting fluid can be pressurized through the pipe 20, the fitting 19, clutch 18, holes 21 - 24, tubes 25, holes 26 and 27 in the contact zone of the abrasive bars 4 with the workpiece 1.

Способ обработки отверстий и инструмент для его осуществления в динамике. The method of processing holes and a tool for its implementation in dynamics.

Перед началом операции обработки конического отверстия собирают инструмент с предварительно изготовленными абразивными брусками 4, представляющими собой конические сегменты с углом обхвата, например, 110^o при трех абразивных брусках. При этом размеры корпуса 7, держателей 6 выбирают такими, чтобы расстояние l_o, т.е. расстояние абразивных брусков 4 от точки из будущего поворота было не менее (2 - 3) l - расчетных длин конического отверстия 2 заготовки 1. Устанавливают инструмент на станок, например, внутришлифовальный. При этом хвостовик корпуса 7 свинчивают с шпинделем 16 станка, и трубопровод 20 соединяют с системой подачи СОЖ. Штырь 11 наименьшего диаметра, соединенный с втулкой 12, ввинчивают в корпус 7 до тех пор, пока не произойдет надежное силовое замыкание одновременно всех держателей 6 посредством касания их внутренней цилиндрической поверхности 14 с штырем 11, а наружной конической поверхности 15 с втулкой 12. Производят правку рабочей конической поверхности абразивных брусков 4, например, алмазом, под углом, равным углу наклона касательной к профилю конического бомбинированного отверстия в сечении наибольшего расчетного диаметра (наибольшего горлового сечения). Правку производят при вращающемся шпинделе 16 и инструменте. Затем вращение шпинделя 16 останавливают. В патрон шпинделя изделия (не показаны) устанавливают заготовку 1, например, наружное кольцо конического роликового подшипника. Из корпуса 7 инструмента удаляют штырь 11 с втулкой 12. После этого держатели 6 с абразивными брусками 4 под действием сил упругости сближаются с осью I-I на некоторое расстояние. Инструмент с абразивными брусками 4 осевым перемещением шпинделя 16 вместе с бабкой шлифовального круга вводят в коническое отверстие 2 до совмещения сечений наибольшего диаметра абразивных брусков 4 и отверстия 2. Это совмещение производят либо посредством системы регулируемых упоров, предварительно настроенных, либо другим каким-либо известным способом. Включают вращение заготовки 1, подачу СОЖ, вращение инструмента. При этом направления вращения инструмента и заготовки 1 совпадают, а разность из линейных скоростей на рабочих поверхностях и поверхностях конического отверстия 2 должна быть равна заранее выбранной скорости резания. Включают возвратно-поступательное осевое перемещение инструмента, происходящее вместе с шпинделем 16 и бабкой шлифовального круга. Границы Б''Б' этого перемещения обеспечивают, например, регулируемыми упорами, связанными с механизмом реверса продольной подачи бабки шлифовального круга. Обеспечивают определенную последовательность направления продольной подачи абразивных брусков: сначала в сторону от заготовки, а дойдя до точки Б', в обратную сторону. При осевом движении абразивных брусков 4 от т. Б'' к т. Б' вследствие упругого прижатия их центробежной силой, развиваемой при вращении инструмента вокруг оси I-I, абразивные бруски 7 поворачиваются вокруг точки Б по часовой стрелке (фиг. 1). Прямая СА при скольжении от т. А'' к т. А' занимает положение от С''А'' до С'А' с поворотом ее на угол 2α′, заданный техническими требованиями на бомбинированный профиль конического отверстия 2. Скорость осевого возвратно-поступательного перемещения (продольной подачи) абразивных брусков 4 зависит от вида операции (черновой, чистовой, отделочной). При скольжении абразивных брусков 4 с возвратным поворотом их в осевом сечении происходит не только процесс образования бомбинированного профиля конической поверхности, но процесс уменьшения шероховатости. Одновременно в поперечном (радиальном) сечении происходит процесс резкого снижения периодических погрешностей формы в виде волнистости и особенно огранки, что объясняется большой дугой контакта абразивных брусков 4 с отверстием 2. После окончания обработки заготовки 1 все движения выключают, абразивные бруски 4 под действием сил упругости возвращаются к оси I-I, инструмент выводят из отверстия 2, заготовку 1 снимают со станка. Работа без правки продолжается в пределах стойкости абразивных брусков, составляющей 5 - 10 и более заготовок, в зависимости от конкретных условий обработки. Затем в корпус 7 ввинчивается штырь 11 с втулкой 12. Производят, например, упорами корректировку осевого положения инструмента на величину его размерного износа и все действия повторяются. Так продолжают обработку такого количества заготовок, пока не будет исчерпан размерный запас абразивных брусков 4, общую длину l_бр которых выбирают так, чтобы обеспечить этот существенный запас. После исчерпания указанного запаса используют штырь 11 следующего типоразмера, диаметр цилиндрической шейки, контактирующей с внутренней цилиндрической поверхностью 14 держателей 6, которого больше диаметра этой же шейки штыря 11 предыдущего типоразмера. Разница указанных диаметров выбирается из соображений возможности возврата инструмента в первоначальное осевое положение относительно первой заготовки. Далее процесс правки и обработки повторяется в цикле, аналогичном действиям при штыре первого типоразмера. За весь период размерной стойкости абразивных брусков 4 в зависимости от угла α конического отверстия 2 его диаметров и длины могут быть использованы несколько сменных штырей 11 с нарастающей величиной диаметра цилиндрической шейки. Способ обработки возможен в использовании и заготовок 1, у которых на коническом отверстии 2 отсутствует предварительно изготовленный бомбинированный профиль 3. Другими словами, он может использован и для черновой, предварительной обработки. В этом случае величина Б''Б' может быть увеличена по сравнению с чистовой и окончательной операцией и увеличена зернистость и изменены другие характеристики абразивных брусков, а также режимов обработки.Before the operation of processing a conical hole, a tool is assembled with prefabricated abrasive bars 4, which are conical segments with a sweep angle of, for example, 110 ^° with three abrasive bars. The dimensions of the housing 7, the holders 6 are chosen such that the distance l _o , i.e. the distance of the abrasive bars 4 from the point from the future turn was not less than (2 - 3) l - the calculated lengths of the conical hole 2 of the workpiece 1. Install the tool on the machine, for example, grinding. In this case, the shank of the housing 7 is screwed with the spindle 16 of the machine, and the pipe 20 is connected to the coolant supply system. The pin 11 of the smallest diameter connected to the sleeve 12 is screwed into the housing 7 until all the holders 6 are reliably locked at the same time by touching their inner cylindrical surface 14 with the pin 11 and the outer conical surface 15 with the sleeve 12. Edit the working conical surface of the abrasive bars 4, for example, with diamond, at an angle equal to the angle of inclination of the tangent to the profile of the conical bombed hole in the cross section of the largest design diameter (largest throat section and I). Editing is carried out with the rotating spindle 16 and the tool. Then the rotation of the spindle 16 is stopped. A workpiece 1, for example, the outer ring of a tapered roller bearing, is installed in the product spindle chuck (not shown). From the tool body 7, the pin 11 with the sleeve 12 is removed. After that, the holders 6 with abrasive bars 4 are brought into contact with the axis II by a certain distance under the action of elastic forces. The tool with abrasive bars 4 by axial movement of the spindle 16 together with the head of the grinding wheel is introduced into the conical hole 2 until the sections of the largest diameter of the abrasive bars 4 and hole 2 are combined. This alignment is carried out either by means of a system of adjustable stops pre-configured or by any other known method . Include the rotation of the workpiece 1, coolant supply, rotation of the tool. In this case, the directions of rotation of the tool and the workpiece 1 coincide, and the difference from the linear velocities on the working surfaces and the surfaces of the conical hole 2 should be equal to the previously selected cutting speed. Include the reciprocating axial movement of the tool, occurring together with the spindle 16 and the head of the grinding wheel. The boundaries B``B 'of this movement provide, for example, adjustable stops associated with the mechanism for reversing the longitudinal feed of the head of the grinding wheel. Provide a certain sequence of the direction of the longitudinal supply of abrasive bars: first, away from the workpiece, and reaching point B ', in the opposite direction. With the axial movement of the abrasive bars 4 from t. B '' to t. B 'due to the elastic pressing them by the centrifugal force developed when the tool rotates around axis II, the abrasive bars 7 rotate around point B clockwise (Fig. 1). The direct SA when sliding from point A '' to point A 'occupies a position from C``A''toC'A' with its rotation through an angle 2α ′, specified by the technical requirements for the bombed profile of the conical hole 2. The axial speed is reciprocal - progressive movement (longitudinal feed) of abrasive bars 4 depends on the type of operation (rough, finishing, finishing). When sliding the abrasive bars 4 with a reverse rotation in the axial section, not only the process of formation of the bombarded profile of the conical surface occurs, but the process of reducing roughness occurs. At the same time, in the cross-section (radial) section, a process of sharp reduction of periodic shape errors in the form of waviness and especially faceting occurs, which is explained by the large arc of contact of the abrasive bars 4 with the hole 2. After processing the workpiece 1, all movements are turned off, the abrasive bars 4 under the action of elastic forces return to axis II, the tool is removed from the hole 2, the workpiece 1 is removed from the machine. Work without editing continues within the resistance of abrasive bars of 5 to 10 or more blanks, depending on the specific processing conditions. Then, the pin 11 with the sleeve 12 is screwed into the housing 7, for example, by making stops the axial position of the tool is adjusted by the size of its dimensional wear and all actions are repeated. So continue processing such a number of blanks until the size stock of abrasive bars 4 has been exhausted, the total length l _{br of} which is chosen so as to ensure this substantial supply. After the specified stock has been exhausted, use the pin 11 of the following size, the diameter of the cylindrical neck in contact with the inner cylindrical surface 14 of the holders 6, which is larger than the diameter of the same neck of the pin 11 of the previous size. The difference in the indicated diameters is selected for reasons of the possibility of returning the tool to its initial axial position relative to the first workpiece. Next, the process of editing and processing is repeated in a cycle similar to actions with a pin of the first standard size. For the entire period of dimensional stability of the abrasive bars 4, depending on the angle α of the conical hole 2 of its diameters and length, several interchangeable pins 11 with an increasing diameter of the cylindrical neck can be used. The processing method is also possible to use blanks 1, in which there is no prefabricated bomb profile 3 on the conical hole 2. In other words, it can also be used for roughing, preliminary processing. In this case, the value of B''B 'can be increased in comparison with the finishing and final operation and the granularity can be increased and other characteristics of abrasive bars, as well as processing modes, can be changed.

Пример. Необходимо обработать коническое отверстие с бомбинированным профилем наружного кольца 807813A.01 роликового конического подшипника. Угол наклона образующей в т. А α_A= 15^° ^± ⁴⁰. Диаметр наименьшего горлового сечения d = 91,312^+0,04. Расстояние между расчетным меньшим и большим сечениям по образующей А'А''= 16 мм. Расстояние т. А от базового торца кольца (со стороны малого горлового сечения) равно l_б = 13±0,5 мм. Ширина кольца 24_-0,15 мм. Высота бомбины (перепад профиля в продольном сечении) на длине А'А'' = 16 мм - 0,005^+0,005 мм. Радиус образующей бомбины в продольном сечении R = 5700_-1000 мм.Example. It is necessary to process a tapered bore with a bomb profile of the outer ring of an 807813A.01 roller tapered roller bearing. Generator angle of inclination in t. A α _A = 15 ^° ^± ⁴⁰ . The diameter of the smallest neck section is d = 91.312 ^+0.04 . The distance between the calculated smaller and larger sections along the generatrix A'A '' = 16 mm. The distance t. A from the base end of the ring (from the small throat section) is equal to l _b = 13 ± 0.5 mm. The width of the ring is _24-0.15 mm. The height of the bomb (profile drop in longitudinal section) over the length A'A '' = 16 mm - 0.005 ^+0.005 mm. The radius of the generatrix of the bomb in the longitudinal section R = 5700 _-1000 mm

Задаются расстоянием абразивного бруска до точки его поворота Е''Б'' = 55 мм - из условий осуществления способа, величиной А''В'' = 10 мм - из конструкции инструмента; величиной В''Е'' = 3 мм. Расчетным путем определяют по формуле (1) - (12) требуемую величину осевого возвратно-поступательного перемещения абразивных брусков Б''Б' = 8 мм. Set the distance of the abrasive bar to its turning point E 'B' '= 55 mm - from the conditions of the method, A' B '' = 10 mm - from the design of the tool; value B``E '' = 3 mm. Using the formula (1) - (12), the required value of the axial reciprocating movement of the abrasive bars B``B '= 8 mm is determined by calculation.

Устанавливают абразивные бруски из электрокорундового микропорошка зернистостью М40, полученные разрезанием шлифованных кругов в нужный размер. Закрепляют абразивные бруски 4 посредством болтов 10 и планок 8 на держателях 6. Устанавливают инструмент в шпиндель 16 внутришлифовального станка. Устанавливают заготовку 1 кольца в патрон. Далее выполняют действия в порядке, описанным выше. Частоты вращения заготовки n_з = 700 об/мин, инструмента n_и = 1200 об/мин.Set abrasive bars of electrocorundum micropowder with a grain size of M40, obtained by cutting polished circles into the desired size. Fix the abrasive bars 4 by means of bolts 10 and straps 8 on the holders 6. Install the tool in the spindle 16 of the grinding machine. Set the blank 1 ring in the cartridge. Next, perform actions in the manner described above. The rotation frequency of the workpiece n _s = 700 rpm, tool n _and = 1200 rpm

После окончательной обработки коническое бомбинированное отверстие имеет шероховатость R_а = 0,3 - 0,5 мкм, огранку W_r = 0,4 - 0,8 мкм, волнистость W_B = 0,5 - 1,0 мкм, что укладывалось в допуск. Таким образом, способом заменены две технологические операции (по технологии ПО ГПЗ-9), упрощено технологическое оборудование. Кроме того, возможно сокращение производственных площадей, особенно при вертикальном исполнении станка.After final processing, the conical bombed hole has a roughness R _a = 0.3 - 0.5 μm, a facet W _r = 0.4 - 0.8 μm, an undulation W _B = 0.5 - 1.0 μm, which fit into the tolerance . Thus, the method has replaced two technological operations (according to the software technology GPZ-9), simplified technological equipment. In addition, a reduction in production space is possible, especially with vertical execution of the machine.

Claims

1. The method of processing holes, in which the workpiece and the tool with radially moving abrasive bars, the radial movement of which is carried out by centrifugal force, rotational movement in one direction and relative axial reciprocating motion, characterized in that when processing conical bombed holes take a tool with a conical generatrix coinciding with a tangent to the surface of the hole to be machined in the cross section of its largest diameter, and combine the largest diameters of the tool and the hole being machined, while the relative axial reciprocating motion is reported to the abrasive blocks, moving them from the small to the larger base of the cone and returning to the initial position relative to the cross section of the largest diameter of the cone, and the abrasive bar is informed of a reverse rotation in axial section around circle points located outside the machined hole at a distance of at least 2 to 3 of its lengths from the larger base of the cone from the condition that the generatrix of the working the surface of the abrasive bar with a tangent to the surface of the machined hole at each subsequent point of its axial section.

2. A tool for processing holes, on the case of which the bar holders are located, characterized in that the tool is equipped with a removable pin with a cylindrical end mounted in the central axial hole of the body and a sleeve rigidly fixed on it with an inner end, and the bar holders are made in the form mounted on the case removable conical collet with an inner cylindrical end of the pin, while the collet is installed with the possibility of interaction of its conical outer surface with the inner conical surface th bushings, and the pin is installed with the possibility of power circuit of the holders of the bars, the latter are installed with the possibility of power circuit of the holders of the bars, the latter are installed with the possibility of rotation relative to the base of the collet.