RU2155125C1

RU2155125C1 - Honing head

Info

Publication number: RU2155125C1
Application number: RU99102643A
Authority: RU
Inventors: Ю.С. Степанов; Б.И. Афонасьев; В.В. Бородин; М.Г. Подзолков
Original assignee: Орловский государственный технический университет
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2000-08-27

Abstract

FIELD: metal cutting, possibly honing surfaces of cylindrical openings. SUBSTANCE: honing head includes body in the form of apertural sleeve, honing bars and rod. Honing bars are in the form of abrasive honing ring halves mounted by means of joint assemblies in apertures of body. The last has necking portions with sphere surfaces in places of joint mounting of abrasive honing ring halves. Sphere surfaces of necking portions are joined with respective spherical opening of abrasive honing ring halves movably mounted on axles with possibility of forced rotation. EFFECT: improved design of honing head providing enhanced quality and efficiency of honed openings, lowered energy consumption for unit of removed metal due to use of honing ring halves with working surface inclined relative to lengthwise axis, improved chipping and supply of lubricating and cooling liquid. 4 dwg

Description

Изобретение относится к резанию металлов и может быть использовано при хонинговании цилиндрических отверстий. The invention relates to the cutting of metals and can be used for honing cylindrical holes.

Известна хонинговальная головка с прерывистой рабочей поверхностью брусков, образованной пазами, расположенными под углом к образующей головки [1]. Known honing head with an intermittent working surface of the bars formed by grooves located at an angle to the forming head [1].

Недостатком известной головки является уменьшение площади режущей поверхности брусков, что снижает производительность каждого бруска и хонинговальной головки в целом. A disadvantage of the known head is the reduction in the area of the cutting surface of the bars, which reduces the performance of each bar and the honing head as a whole.

Известна хонинговальная головка с прерывистой рабочей поверхностью брусков, образованной пазами с определенным шагом, который зависит от шага брусков и угла наклона паза к образующей, при этом величина расстояния от края каждого бруска до середины удаленной части первого паза с обоих концов бруска одинакова и находится в определенной зависимости от длины и ширины брусков [2]. Known honing head with an intermittent working surface of the bars formed by grooves with a certain step, which depends on the step of the bars and the angle of inclination of the groove to the generatrix, while the distance from the edge of each bar to the middle of the removed part of the first groove from both ends of the bar is the same and is in a certain depending on the length and width of the bars [2].

Недостатком известной головки является заведомое уменьшение количества режущих зерен и площади, на которой они располагаются, брусков. Уменьшенная рабочая площадь инструмента снижает интенсивность съема металла и производительность обработки. A disadvantage of the known head is the deliberate reduction in the number of cutting grains and the area on which they are located, bars. The reduced working area of the tool reduces the rate of metal removal and processing productivity.

Наиболее близким аналогом из уровня техники является головка для обработки внутренней цилиндрической поверхности, состоящая из корпуса, выполненного в виде втулки с отверстиями, хонинговальных брусков и штока [3]. The closest analogue from the prior art is the head for processing the inner cylindrical surface, consisting of a housing made in the form of a sleeve with holes, honing bars and a rod [3].

Недостатком известной головки является невысокая площадь режущей поверхности брусков, что увеличивает время, энергозатраты и снижает производительность обработки. A disadvantage of the known head is the low cutting surface area of the bars, which increases time, energy consumption and reduces processing productivity.

Задачей изобретения является повышение качества и производительности при обработке отверстий и снижение энергозатрат на единицу съема металла путем использования головки с наклонной относительно продольной оси рабочей поверхностью брусков, что обеспечивает улучшение отвода стружки и подачи смазывающе-охлаждающей жидкости. The objective of the invention is to improve the quality and productivity when processing holes and reduce energy consumption per unit of metal removal by using a head with a working surface inclined with respect to the longitudinal axis of the bars, which improves the removal of chips and the supply of lubricating coolant.

Поставленная задача решается предлагаемой хонинговальной головкой для обработки цилиндрических отверстий, которая состоит из корпуса, выполненного в виде втулки с отверстиями, хонинговальных брусков и штока, при этом хонинговальные бруски выполнены в виде абразивных хонинговальных полуколец, установленных посредством шарниров в отверстиях корпуса, а корпус в местах шарнирного крепления абразивных хонинговальных полуколец выполнен с шейками со сферическими поверхностями, по которым сопряжены соответствующими сферическими отверстиями абразивные хонинговальные полукольца, подвижно закрепленные на осях с возможностью принудительного поворота. The problem is solved by the proposed honing head for processing cylindrical holes, which consists of a housing made in the form of a sleeve with holes, honing bars and a rod, while the honing bars are made in the form of abrasive honing half rings installed by means of hinges in the holes of the housing, and the housing in places the hinged fastening of abrasive honing half rings is made with necks with spherical surfaces, along which are connected the corresponding spherical holes s abrasive honing semiring movably mounted on the axles with the capability of forced rotation.

На фиг. 1 представлена головка для обработки внутренней цилиндрической поверхности, частичный продольный разрез; на фиг. 2 - вид слева на фиг. 1, частичный продольный разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - общий вид второго варианта конструкции, где абразивные хонинговальные полукольца развернуты в плоскости их поворота на равные углы относительно друг друга. In FIG. 1 shows a head for machining an inner cylindrical surface, a partial longitudinal section; in FIG. 2 is a left view in FIG. 1, partial longitudinal section; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 4 is a general view of the second embodiment, where the abrasive honing half rings are deployed in the plane of their rotation at equal angles relative to each other.

Хонинговальная головка состоит из корпуса 1, на котором размещены абразивные хонинговальные полукольца. Внутри корпуса находится подвижный цилиндрический шток 2, взаимодействующий с валиком подачи хонинговального станка во время работы хонинговальной головки (не показан). The honing head consists of a housing 1 on which abrasive honing half rings are placed. Inside the housing is a movable cylindrical rod 2, interacting with the feed roller of the honing machine during operation of the honing head (not shown).

В качестве хонинговальных брусков берут абразивные хонинговальные полукольца 3 с нанесенным абразивным слоем 4, оси которых устанавливают под острым углом к оси хонинговальной головки, с возможностью принудительного поворота с целью изменения угла в сторону уменьшения при врезании и снятии необходимого припуска и самозатачивании. Абразивные хонинговальные полукольца 3 могут быть развернуты в плоскости их поворота на равные углы относительно друг друга (см. фиг. 4) и связаны с корпусом с помощью винтов-шарниров 5, имеющих ось, перпендикулярную продольной оси хонголовки. Врезание для снятия необходимого припуска осуществляется путем поворота на элементарный угол абразивных хонинговальных полуколец 3 на винтах-шарнирах 5 с помощью пальцев 6 и 7, установленных по скользящей посадке в отверстиях штока 2, при его движении вниз. Сферическим наконечником палец 6 подвижно закреплен в абразивном хонинговальном полукольце 3 с помощью планки 8. Аналогично сферическим наконечником палец 7 подвижно закреплен в другом абразивном хонинговальном полукольце с помощью планки. Для равномерного и одновременного воздействия на абразивные хонинговальные полукольца пальцы расположены соосно и палец 6 входит в отверстие пальца 7. Возврат абразивных хонинговальных полуколец 3 в исходное положение после обработки очередной заготовки осуществляется пружиной 9 при движении штока 2 вверх. Свободный ход и продольное направление пальцев 6 и 7 обеспечивается продольными пазами 10, изготовленными в корпусе 1. Кроме того, в корпусе 1 в местах расположения абразивных хонинговальных полуколец 3 имеются шейки 11 со сферическими поверхностями, по которым сопрягаются соответствующими сферическими отверстиями абразивные хонинговальные полукольца 3. As honing stones, take abrasive honing half rings 3 with an abrasive layer 4 applied, the axes of which are set at an acute angle to the axis of the honing head, with the possibility of forced rotation in order to change the angle in the direction of reduction when cutting and removing the necessary allowance and self-sharpening. Abrasive honing half rings 3 can be deployed in the plane of their rotation at equal angles relative to each other (see Fig. 4) and are connected to the housing using hinge screws 5 having an axis perpendicular to the longitudinal axis of the honole. Insertion for removal of the necessary allowance is carried out by turning the abrasive honing half rings 3 on the hinge screws 5 by means of the fingers 6 and 7 mounted on a sliding fit in the holes of the rod 2 when it moves down. The spherical tip of the finger 6 is movably fixed in the abrasive honing half ring 3 using the strap 8. Similarly, the spherical tip of the finger 7 is movably fixed in the other abrasive honing half ring using the strap. For uniform and simultaneous impact on the abrasive honing half rings, the fingers are aligned and the finger 6 enters the hole of the finger 7. The abrasive honing half rings 3 are returned to their original position after processing the next workpiece by spring 9 when the rod 2 moves up. The free movement and the longitudinal direction of the fingers 6 and 7 is provided by the longitudinal grooves 10 made in the housing 1. In addition, in the housing 1 at the locations of the abrasive honing half rings 3 there are necks 11 with spherical surfaces along which abrasive honing half rings 3 are mated with corresponding spherical holes.

Хонинговальная головка для обработки внутренней цилиндрической поверхности работает следующим образом. The honing head for processing the inner cylindrical surface operates as follows.

При включении станка хонинговальная головка, закрепленная на шпинделе, вводится в отверстие обрабатываемой заготовки и начинает вращаться относительно продольной оси. От привода гидравлики включается продольное перемещение штока 2, воздействующего через пальцы 6 и 7 на абразивные хонинговальные полукольца 3, которые поворачиваются в сторону уменьшения угла между осями полуколец и продольной осью хонголовки. When the machine is turned on, the honing head mounted on the spindle is inserted into the hole of the workpiece and begins to rotate relative to the longitudinal axis. From the hydraulic drive, the longitudinal movement of the rod 2 is activated, acting through fingers 6 and 7 on the abrasive honing half rings 3, which rotate in the direction of decreasing the angle between the axes of the half rings and the longitudinal axis of the honole.

По мере износа и самозатачивания абразивный слой уменьшается. В связи с этим уменьшается угол наклона абразивных хонинговальных полуколец 3. При полном износе абразивного слоя полукольца окажутся в поперечной плоскости и их необходимо заменить на новые. As wear and tear down, the abrasive layer decreases. In this regard, the angle of inclination of the abrasive honing half rings 3 decreases. When the abrasive layer is completely worn, the half rings will be in the transverse plane and must be replaced with new ones.

Благодаря тому, что абразивные хонинговальные полукольца 3 наклонены относительно продольной оси в сочетании с основными рабочими движениями вращения и возвратно-поступательного достигается повышенная равномерность обработки поверхности, и следовательно, повышенная точность и качество отверстия детали за счет улучшения отвода стружки и подачи смазывающе-охлаждающей жидкости. Режущие поверхности абразивных хонинговальных полуколец при сборе в хонинговальной головке располагаются по одной окружности, т.е. конструкция обеспечивает нулевую разновысотность в одном комплекте. Поверхность контакта абразивных хонинговальных полуколец с обрабатываемым отверстием составляет почти 100% номинальной режущей поверхности абразивных хонинговальных полуколец (что в 1,5 раза больше по сравнению с традиционными) и будет обеспечен полный контакт по всей длине хонголовки. Следовательно, интенсивность съема, точность и качество отверстия будут обеспечены большими, что позволяет сократить время, необходимое для получения поверхностей заданной точности, и повысить целесообразную точность обработки экономически. Due to the fact that the abrasive honing half rings 3 are inclined relative to the longitudinal axis in combination with the main working motions of rotation and reciprocating, increased uniformity of surface treatment is achieved, and therefore, increased accuracy and quality of the part opening due to improved chip removal and supply of lubricating coolant. The cutting surfaces of the abrasive honing half rings, when assembled in the honing head, are located on one circumference, i.e. design provides zero different heights in one set. The contact surface of the abrasive honing half rings with the hole to be machined makes up almost 100% of the nominal cutting surface of the abrasive honing half rings (which is 1.5 times larger than traditional ones) and full contact will be ensured along the entire length of the honole. Therefore, the removal rate, accuracy and quality of the hole will be provided large, which reduces the time required to obtain surfaces of a given accuracy, and increase the cost-effective processing accuracy economically.

Режущие поверхности абразивных хонинговальных полуколец предлагаемой головки обеспечивают плавное вхождение режущих кромок в зону резания, которая располагается под углом к продольной оси. Это улучшает отвод стружки, подачу смазывающе-охлаждающей жидкости и увеличивает стойкость инструмента. The cutting surfaces of the abrasive honing half rings of the proposed head provide a smooth entry of the cutting edges into the cutting zone, which is located at an angle to the longitudinal axis. This improves chip removal, the supply of cutting fluid and increases tool life.

Радиальная подача абразивных хонинговальных полуколец, осуществляемая путем изменения угла поворота, повышает эффективность процесса хонингования благодаря реализации принципа неповторяющегося следа. Абразивные зерна хонинговальных полуколец не попадают в ранее прорезанные риски-царапины, т.к. одновременно с углублением в заготовку они перемещаются в продольном направлении. Это дает возможность повысить режущую способность абразивных хонинговальных полуколец и значительно улучшить шероховатость обработанных поверхностей. Radial feed of abrasive honing half rings, carried out by changing the angle of rotation, increases the efficiency of the honing process due to the implementation of the principle of non-repeating trace. The abrasive grains of the honing half rings do not fall into the previously cut risk scratches, as simultaneously with the recess in the workpiece, they move in the longitudinal direction. This makes it possible to increase the cutting ability of abrasive honing half rings and significantly improve the surface roughness.

После завершения обработки подвижный шток 2 возвращается в исходное положение, и абразивные хонинговальные полукольца 3 отходят от обрабатываемой поверхности путем увеличения угла поворота. After processing, the movable rod 2 returns to its original position, and the abrasive honing half rings 3 move away from the surface to be treated by increasing the angle of rotation.

Для более точного расположения абразивных хонинговальных полуколец после сборки инструмента они прирабатываются притирочной пастой на хонинговальном станке по отверстию хонингуемой (бракованной) заготовки при условии равенства скоростей вращения и возвратно-поступательного движения головки. For a more accurate location of the abrasive honing half rings after assembly of the tool, they are worked out by lapping paste on the honing machine through the hole of the honed (defective) workpiece, provided that the rotation speeds and the reciprocating movement of the head are equal.

Используя в качестве хонинговальных брусков абразивные полукольца с радиальной подачей, осуществляемой путем изменения угла их установки, не только упрощает конструкцию головки, но и повышает ее жесткость, обеспечивает работу без вибраций и предотвращает поломку и выкрашивание абразива полуколец. Using abrasive semirings with radial feed as honing bars, carried out by changing the angle of their installation, not only simplifies the design of the head, but also increases its rigidity, ensures vibration-free operation and prevents breakage and chipping of the semirings abrasive.

Таким образом, разработанная головка повышает качество и производительность при обработке отверстий, снижает энергозатраты на единицу съема металла путем использования хонинговальных абразивных полуколец с наклонной относительно продольной оси рабочей поверхностью, обеспечивает улучшение отвода стружки и подачу смазывающе-охлаждающей жидкости. Thus, the developed head improves the quality and productivity when machining holes, reduces energy consumption per unit of metal removal by using honing abrasive half rings with a working surface inclined relative to the longitudinal axis, provides improved chip removal and the supply of lubricating coolant.

Claims

Honing head for processing cylindrical holes, consisting of a housing made in the form of a sleeve with holes, honing bars and a rod, characterized in that the honing bars are made in the form of abrasive honing half rings mounted by hinges in the holes of the housing, and the housing in the places of hinging the abrasive the honing half rings are made with necks with spherical surfaces along which abrasive honing half is paired with corresponding spherical holes ltsa slidably mounted on the axles with the capability of forced rotation.