RU2153960C1

RU2153960C1 - Diamond reamer

Info

Publication number: RU2153960C1
Application number: RU99106592/02A
Authority: RU
Inventors: Ю.П. Холмогорцев; Е.С. Устимов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Челябинский тракторный завод"
Priority date: 1999-03-22
Filing date: 1999-03-22
Publication date: 2000-08-10

Abstract

FIELD: metal working, namely processes for finish working of precision openings of articles such as holes of slide valves in housings of hydraulic units. SUBSTANCE: reamer includes body in the form of cylinder with rows of diamond blocks placed onto surface of cylinder. Each row includes several blocks that differ one from another by grain size and length. Grain size and length of each subsequent block in row is less than grain, size and length of previous block by 30-70%. Working surfaces of last blocks of row are cylindrical, working surfaces of all previous blocks are cone with angle of common generatrix equal to 1-10. EFFECT: enhanced efficiency, high quality of working, increased useful life of reamer. 4 dwg

Description

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к процессу финишной обработки прецизионных отверстий изделий, например, золотниковых отверстий в корпусах гидравлических агрегатов. The invention relates to the field of metalworking, in particular to the process of finishing processing of precision holes of products, for example, spool holes in the bodies of hydraulic units.

Известен (см. , например, И. Е. Фрагин, "Новое в хонинговании", М. "Машиностроение", 1980) алмазный инструмент-хон, содержащий корпус, на наружной поверхности которого в пазах размещены алмазные бруски. Бруски имеют возможность перемещаться в некоторых пределах в радиальном направлении для установки инструмента на заданный размер. В процессе обработки инструменту сообщают вращательное и возвратно-поступательное движения вдоль оси обрабатываемого отверстия. Кроме того, для увеличения размера обрабатываемого отверстия брускам сообщают радиальное перемещение. Known (see, for example, I.E. Fragin, "New in Honing", M. "Mechanical Engineering", 1980) is a diamond tool-hone, containing a housing on the outer surface of which diamond bars are placed in the grooves. The bars have the ability to move to some extent in the radial direction to set the tool to a given size. During processing, the tool is informed of rotational and reciprocating movements along the axis of the hole being machined. In addition, to increase the size of the hole to be machined, the bars are given radial movement.

Известный алмазный инструмент имеет следующие недостатки:
1. Необходимость выполнения корпуса инструмента и размещенных в нем подвижных частей с высокой точностью, что значительно увеличивает трудоемкость его изготовления.Known diamond tools have the following disadvantages:
1. The need to implement the tool body and the moving parts placed in it with high accuracy, which significantly increases the complexity of its manufacture.

2. Низкая жесткость инструмента из-за наличия большого числа подвижных частей, что отрицательно сказывается на качестве и точности обработанных отверстий изделий. 2. Low rigidity of the tool due to the presence of a large number of moving parts, which negatively affects the quality and accuracy of the machined holes of the products.

3. Необходимость использования сложных дорогостоящих специальных станков. 3. The need to use complex expensive special machines.

Известна алмазная развертка, являющаяся прототипом предлагаемого решения (см. И.Е.Фрагин, В.Д.Брискин, И.Р.Кяримов, Алмазное развертывание отверстий в деталях из чугуна, "Вестник машиностроения" N 11, 1979, М. "Машиностроение"), использование которой устраняет указанные недостатки. A known diamond reamer, which is the prototype of the proposed solution (see I.E. Fragin, V.D. Briskin, I.R.Karimov, Diamond deployment of holes in cast iron parts, Vestnik mashinostroeniya N 11, 1979, M. "Engineering "), the use of which eliminates these shortcomings.

Алмазная развертка представляет собой тонкостенный деформируемый корпус, надетый на коническую оправку. На наружной цилиндрической поверхности корпуса размещены ряды алмазных брусков. Для компенсации износа алмазного слоя корпус с брусками имеет возможность перемещения в осевом направлении по конической оправке. Diamond reaming is a thin-walled deformable body worn on a conical mandrel. On the outer cylindrical surface of the housing are rows of diamond bars. To compensate for the wear of the diamond layer, the casing with the bars has the ability to move axially along the conical mandrel.

Рабочая поверхность брусков выполнена цилиндрической формы. Со стороны входа брусков в обрабатываемое отверстие на них могут быть выполнены небольшие фаски. По всей длине каждого ряда бруски имеют постоянную зернистость. The working surface of the bars is cylindrical. From the input side of the bars into the hole to be machined, small chamfers can be made on them. Over the entire length of each row, the bars have a constant grain size.

Однако известная алмазная развертка также имеет существенные недостатки. Использование брусков постоянной зернистости по длине развертки вызывает необходимость при обработке отверстий с высокими требованиями по геометрии и шероховатости поверхности использовать многопроходное развертывание отверстий несколькими развертками, оснащенными брусками различных зернистостей. Это снижает производительность труда. However, the known diamond sweep also has significant drawbacks. The use of bars of constant grit along the length of the reamer necessitates the use of multi-pass deployment of holes with several sweeps equipped with bars of various grit when processing holes with high geometry and surface roughness requirements. This reduces labor productivity.

Конструкция развертки не обеспечивает надежного направления ее при входе в отверстие. Это неблагоприятно сказывается на точности обрабатываемых отверстий. The design of the sweep does not provide a reliable direction when entering the hole. This adversely affects the accuracy of the machined holes.

При работе развертки удаление припуска осуществляется торцовыми поверхностями алмазных брусков или небольшими торцовыми фасками. Это приводит к большим толщинам среза, приходящимся на каждый алмазный брусок. Работа с большими толщинами среза также отрицательно сказывается на точности обрабатываемых отверстий и стойкости инструмента. Наблюдается схватывание и сваривание срезанной стружки с алмазными брусками. Это приводит к полной потере работоспособности инструмента. During the sweep operation, the removal of the allowance is carried out by the end surfaces of the diamond blocks or by small end facets. This results in large cut thicknesses per diamond block. Work with large thicknesses of the cut also adversely affects the accuracy of the machined holes and tool life. Setting and welding of cut chips with diamond bars is observed. This leads to a complete loss of tool performance.

Обеспечит повышение производительности, качества обработки и работоспособности инструмента стало возможным, используя предлагаемую алмазную развертку, содержащую корпус в виде цилиндра с размещенными на его поверхности рядами алмазных брусков, при этом каждый ряд содержит несколько брусков различной зернистости и длины, причем зернистость и длина каждого последующего в ряду бруска меньше, чем у предыдущего на 30-70%, рабочие поверхности последних брусков имеют цилиндрическую форму, а рабочие поверхности всех предыдущих имеют форму конической поверхности с углом общей образующей равным 1-10 мин. It will be possible to increase the productivity, quality of processing and working capacity of the tool using the proposed diamond reamer containing a body in the form of a cylinder with rows of diamond bars placed on its surface, each row containing several bars of different grain size and length, with grain size and length of each subsequent a row of a bar is 30-70% smaller than the previous one, the working surfaces of the last bars are cylindrical, and the working surfaces of all the previous ones are con cal surface with an angle equal to the total forming 1-10 min.

На фиг. 1 показано устройство предлагаемой развертки в нерегулируемом исполнении, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - вариант устройства предлагаемой развертки в регулируемом исполнении, на фиг. 4- разрез А-А на фиг. 3. In FIG. 1 shows the device of the proposed scan in an unregulated design; FIG. 2 is a section AA in FIG. 1, in FIG. 3 - a variant of the device of the proposed scan in an adjustable design, in FIG. 4- section AA in FIG. 3.

Алмазная развертка в нерегулируемом исполнении содержит корпус 1 в виде цилиндра. На наружной поверхности корпуса размещены ряды 2 алмазных брусков. Бруски закреплены на корпусе механически, либо приклеены к нему или припаяны. Diamond scan in unregulated design contains the housing 1 in the form of a cylinder. On the outer surface of the casing there are rows of 2 diamond bars. The bars are mechanically fixed to the body, either glued to it or soldered.

Каждый ряд содержит несколько, от двух до пяти, брусков 3 различной зернистости и длины l₁, l₂, l₃. На фиг. 1 и 3 показано три бруска в ряду. Зернистость и длина каждого последующего в ряду бруска меньше, чем у предыдущего, на 30-70%. В результате этого первые крупнозернистые бруски обеспечивают черновое развертывание, а последующие более мелкозернистые бруски - получистовое и чистовое развертывание. Это позволяет отказаться от многопроходного развертывания и обеспечить качество обработки изделия одной разверткой за один проход.Each row contains several, from two to five, bars 3 of different grain size and length l ₁ , l ₂ , l ₃ . In FIG. 1 and 3 show three bars in a row. The granularity and length of each subsequent in the row of the bar is less than that of the previous one, by 30-70%. As a result of this, the first coarse-grained bars provide rough deployment, and the subsequent finer-grained whetstones provide a semi-finished and fair deployment. This allows you to abandon multi-pass deployment and ensure the quality of product processing with one sweep in one pass.

Пропорционально изменению зернистости брусков в каждом ряду изменяется их длина. Последние - чистовые бруски меньшей зернистости - имеют и меньшую длину по сравнению с предшествующими черновыми брусками большей зернистости. Поскольку мелкозернистые бруски имеют большую изностойкость, чем крупнозернистые, это позволяет выравнить стойкости брусков различной зернистости, располагающихся водном ряду. В свою очередь это обеспечивает рациональное использование алмазных брусков за все время работы развертки и позволяет снизить затраты на инструмент. In proportion to the change in the granularity of the bars in each row, their length changes. The latter - fine bars of lower granularity - are also shorter in comparison with the previous rough bars of higher granularity. Since fine-grained whetstones have greater wear resistance than coarse-grained grains, this makes it possible to equalize the resistance of whetstones of various grain sizes located in the water row. In turn, this ensures the rational use of diamond bars for the entire duration of the reamer operation and reduces the cost of the tool.

Рабочие поверхности последних в рядах брусков имеют цилиндрическую форму с диаметром D, равным номинальному диаметру развертки. Они обеспечивают чистовую отделку обрабатываемого отверстия с требуемой точностью и шероховатостью поверхности. The working surfaces of the latter in the rows of bars have a cylindrical shape with a diameter D equal to the nominal diameter of the reamer. They provide a fine finish of the machined hole with the required accuracy and surface roughness.

Рабочие поверхности всех предшествующих в ряду брусков имеют форму конической поверхности с углом общей образующей равным 1-10 мин. Это позволяет многократно уменьшить толщины среза, приходящиеся на каждый алмазный брусок, и повысить их работоспособность. Если у известной алмазной развертки, имеющей цилиндрическую форму, толщина среза a, приходящаяся на каждый алмазный брусок, равна

где S_о - подача развертки в осевом направлении за один ее оборот;
Z - число рядов брусков, размещающихся по окружности развертки, то у предлагаемой алмазной развертки

где φ - угол образующей конуса.The working surfaces of all the previous bars in the row have the shape of a conical surface with an angle of the common generatrix equal to 1-10 minutes. This allows you to repeatedly reduce the thickness of the cut per each diamond bar, and increase their performance. If the known diamond reamer having a cylindrical shape, the cut thickness a per each diamond bar is equal to

where S _about - feed sweep in the axial direction for one revolution;
Z is the number of rows of bars placed around the circumference of the reamer, then the proposed diamond reamer

where φ is the angle of the generatrix of the cone.

При угле образующей равным 1-10 мин толщина среза по сравнению с известной разверткой уменьшается от 300 до 3000 раз. Во столько же раз увеличивается число алмазных зерен, одновременно участвующих в работе. Все это уменьшает нагрузку на алмазные зерна и благоприятно сказывается на их работоспособности. Улучшаются условия размещения и вымывания охлаждающей жидкостью срезанного металла между алмазными зернами. Устраняется возможность схватывания и сваривания срезанного металла с материалом алмазного бруска. When the generatrix angle is 1-10 minutes, the thickness of the cut is reduced from 300 to 3000 times compared with the known scan. The number of diamond grains simultaneously participating in the work increases by the same amount. All this reduces the load on diamond grains and favorably affects their performance. The conditions for placement and washing out of the cut metal between the diamond grains by the cooling liquid are improved. Eliminates the possibility of setting and welding of the cut metal with the diamond bar material.

Одновременно пологий конус брусков обеспечивает надежное направление развертки и исправление ею погрешностей геометрической формы обрабатываемого отверстия. At the same time, the gently sloping cone of the bars provides a reliable sweep direction and its correction of the geometric shape errors of the hole being machined.

Предлагаемая развертка может быть выполнена и в регулируемом исполнении. В этом случае корпус 1 ее выполняется, как и у известной развертки, принятой за прототип, в виде разрезной деформируемой втулки, надетой на жесткую коническую оправку 4. Для компенсации износа алмазного слоя корпус с закрепленными на нем брусками периодически смещают в осевом направлении по конической оправке. The proposed scan can be performed in an adjustable design. In this case, the housing 1 is executed, as in the known development adopted for the prototype, in the form of a split deformable sleeve worn on a rigid conical mandrel 4. To compensate for the wear of the diamond layer, the housing with the bars fixed to it is periodically axially displaced along the conical mandrel .

В отличие от известной прелагаемая алмазная развертка обеспечивает:
повышение производительности труда за счет совмещения в одной развертке черновых и чистовых брусков и отказа от многократного развертывания;
повышение качества обработки изделий за счет надежного направления развертки в процессе работы;
повышение работоспособности развертки за счет увеличения числа алмазных зерен, одновременно участвующих в работе, уменьшения нагрузки на них и выравнивания стойкости черновых и чистовых брусков.In contrast to the known proposed diamond scan provides:
increase in labor productivity due to the combination of draft and finishing bars in one scan and the rejection of multiple deployment;
improving the quality of product processing due to the reliable direction of the scan in the process;
increasing the working capacity of the reamer by increasing the number of diamond grains simultaneously participating in the work, reducing the load on them and leveling the resistance of roughing and finishing bars.

Claims

A diamond reamer containing a body in the form of a cylinder with rows of diamond bars placed on its surface, characterized in that each row contains several bars of different grain sizes and lengths, with the grain and length of each subsequent bar being 30 to 70% less than the previous one , the working surfaces of the last bars have a cylindrical shape, and the working surfaces of all the previous ones have the shape of a conical surface with a common generatrix angle of 1-10 minutes.