RU2236328C1

RU2236328C1 - Boring head

Info

Publication number: RU2236328C1
Application number: RU2003102480/02A
Authority: RU
Inventors: К.А. Украженко (RU); К.А. Украженко; О.К. Украженко (RU); О.К. Украженко
Original assignee: Ярославский государственный технический университет
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2004-09-20

Abstract

FIELD: metal working, finish working of openings, mainly in sleeves of units of internal combustion engines.

SUBSTANCE: boring head includes mandrel. At least one cutter insert with elastic holder and mechanism for deforming holder having screw and follower in the form of wedge are mounted in said mandrel. In order to enlarge manufacturing possibilities head is provided at least with one pusher and movable support. Pusher is designed for engaging with drive and with movable support. The last may engage with elastic holder. Follower may be in the form of cone. Head may be provided at least with one elastic member such as leaf spring designed for engaging with elastic holder and adjustment screw designed for engaging with mandrel and with leaf spring. Head may also have guide in the form of roller.

EFFECT: improved design, enlarged manufacturing possibilities of head.

4 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к металлообработке, в частности к чистовой обработке отверстий, преимущественно гильз для блока цилиндров двигателей внутреннего сгорания.The invention relates to metalworking, in particular to the finishing of holes, mainly liners for the cylinder block of internal combustion engines.

Известны расточные инструменты (а.с. СССР №379328, №457544, №532485 МКИ В 23 В 29/03), содержащая упругую разовую державку и дополнительный упругий элемент, выполненный в виде пружины, взаимодействующей с упругой державкой посредством упора, причем усилие пружины регулируется винтом.Known boring tools (AS USSR No. 379328, No. 457544, No. 532485 MKI V 23 V 29/03), containing a single elastic holder and an additional elastic element made in the form of a spring interacting with an elastic holder by means of a stop, and the spring force adjustable by screw.

Недостатком данных технических решений является низкие технологические возможности в плане силового резания, т.е. невозможности из-за низкой жесткости державки вести обработку больших припусков.The disadvantage of these technical solutions is the low technological capabilities in terms of power cutting, i.e. the inability due to the low rigidity of the toolholder to process large allowances.

Известен также расточной инструмент с устройством для отвода резца от обработанной поверхности (МКИ В 23 В 29/18, а.с. СССР № 539693, прототип), содержащий резьбовую вставку с упругим резцедержателем или державкой, механизм деформирования державки и перемещаемый вдоль оси клин, взаимодействующий с элементом деформирования упругой державки.Also known is a boring tool with a device for removing the cutter from the machined surface (MKI V 23 V 29/18, AS USSR No. 539693, prototype), comprising a threaded insert with an elastic tool holder or holder, a tool deformation mechanism and a wedge moved along the axis, interacting with the element of deformation of the elastic holder.

Недостатком данного технического решения являются низкие технологические возможности устройства, заключающиеся в очень малом диапазоне диаметров обработки, отсутствие регулировки жесткости и подводимого жесткого упора, а также направляющих для устранения упругих отжатий при силовом резании.The disadvantage of this technical solution is the low technological capabilities of the device, consisting in a very small range of machining diameters, the lack of adjustment of stiffness and the supplied hard stop, as well as guides to eliminate elastic depressions during power cutting.

Технической задачей данного изобретения является расширение технологических возможностей расточной головки.The technical task of this invention is to expand the technological capabilities of the boring head.

Поставленная техническая задача решается тем, что расточная головка содержит оправку, в которой смонтированы, по меньшей мере, одна резцовая вставка с упругой державкой и механизм деформирования державки, состоящий из винта и копира в виде клина, перемещаемого вдоль оси оправки с помощью привода, при этом она снабжена, по меньшей мере, одним толкателем и подвижной опорой, при этом толкатель предназначен для взаимодействия с приводом и подвижной опорой, а последняя - с упругой державкой. Копир может быть выполнен в виде конуса. Головка может быть снабжена, по меньшей мере, одним упругим элементом в виде рессоры, предназначенной для взаимодействия с упругой державкой, и регулировочным винтом, предназначенным для взаимодействия с оправкой и рессорой. Головка также может быть снабжена направляющей в виде ролика.The stated technical problem is solved in that the boring head contains a mandrel in which at least one cutter insert with an elastic holder and a holder deformation mechanism are mounted, consisting of a screw and a copier in the form of a wedge moved along the axis of the mandrel by means of a drive, it is equipped with at least one pusher and a movable support, while the pusher is designed to interact with the drive and the movable support, and the latter with an elastic holder. The copier can be made in the form of a cone. The head may be provided with at least one elastic element in the form of a spring designed to interact with the elastic holder, and an adjusting screw designed to interact with the mandrel and the spring. The head can also be provided with a guide in the form of a roller.

Сущность изобретения поясняется графически, где на фиг.1 показан вид в плане расточной головки; на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1; на фиг.3 - вид Б фиг.2; на фиг.4 - кинематическая схема; на фиг.5 - разрез по В-В фиг.3; на фиг.6 - разрез по Г-Г фиг.2; на фиг.7 - фрагмент режущей вставки с роликом.The invention is illustrated graphically, where figure 1 shows a view in plan of a boring head; figure 2 is a section along aa of figure 1; figure 3 is a view B of figure 2; figure 4 is a kinematic diagram; figure 5 is a section along bb In figure 3; in Fig.6 is a section along G-D of Fig.2; 7 is a fragment of a cutting insert with a roller.

Расточная головка состоит из расточного блока 1. Блок 1 представляет собой полый цилиндр, разрезанный на определенной длине L на сектора. Не разрезанной частью блок 1 устанавливается (центруется и крепится) на оправке 2, а сектора представляют собой упругие державки 3, на которых смонтированы резцовые вставки 4. Жесткость державки 3 определяется направлением сил резания, т.е. в направлении результирующей сил резания жесткость высокая, а в направлении регулировки диаметра расточки понижена, но достаточна для достижения определенной упругости и деформации. Имеется условно четыре зоны деформаций (фиг.4), в которых может находиться державка 3: I - зона пониженной упругости, II - зона устойчивой упругости, III - зона неустойчивой упругости или переходная, IV - зона пластической деформации или безвозвратная. Точная регулировка диаметра расточки и отскок после расточки осуществляются механизмом настройки, состоящим из копира 5, жестко связанного штоком 6 с поршнем 7, лимба 8, ввернутого в торец копира 5, толкателей 9, установленных в корпусе 10 и пружины 11 возврата копира 5. Корпус 10 центрируется и крепится в оправке 2 с помощью винтов 12. Винты 12 являются также ограничителями копира 5 от поворота и могут наряду с торцем поршня 7 являться ограничителями и от осевых перемещений. Для вывода державок 3 в зону II - устойчивой упругости и необходимый диапазон или грубая настройка диаметра расточки осуществляется винтами 13, которые контрятся винтами 14. Создание наиболее благоприятных условий работы державок 3, а также согласование диаметра расточки или деформации с упругостью осуществляется дополнительными упругими элементами, выполненными в виде рессор 15. Рессоры 15 прижимаются к державкам 3 винтами 16, а регулируются специальными винтами 17 с помощью Т “образного” паза. Рессорами 15 можно выбрать зазоры в сопряжении копир 5 - корпус 10, создавая достаточно высокую одностороннюю жесткость, превышающую усилия резания. Во вставках 4 крепятся режущие пластины 18, например, круглой формы, с помощью сепаратора 19, прихвата 20 и винта 21. Осевая настройка вставок 4 осуществляется винтами 22. Число вставок 4 определяется технологией обработки. Для обеспечения высокой жесткости державок 3 после их настройки служат подвижные опоры 23. Опоры 23 своими клиновыми поверхностями 24 имеют возможность взаимодействовать с соответствующими поверхностями державок 3 и вставок 4. В опорах 23 имеются также клиновые поверхности 25, выполненные, например, в виде наклонных отверстий, с которыми взаимодействуют своими сферическими поверхностями толкатели 26. Толкатели 26 подпружинены пружинами 27. Регулировка усилия пружин 27 осуществляется винтами 28. Во вставках 4 или державках 3 с целью снижения упругих отжатий могут быть установлены направляющие 29 в виде роликов.The boring head consists of a boring block 1. Block 1 is a hollow cylinder, cut at a certain length L into sectors. The block 1, which has not been cut, is mounted (centered and fastened) on the mandrel 2, and the sectors are elastic holders 3 on which the cutter inserts are mounted 4. The rigidity of the holder 3 is determined by the direction of the cutting forces, i.e. in the direction of the resulting cutting forces, the rigidity is high, and in the direction of adjusting the diameter of the bore it is lowered, but sufficient to achieve a certain elasticity and deformation. There are four conditional zones of deformations (Fig. 4), in which the holder 3 can be located: I — zone of lowered elasticity, II — zone of stable elasticity, III — zone of unstable elasticity or transitional, IV — zone of plastic deformation or irrevocable. Precise adjustment of the diameter of the bore and rebound after boring is carried out by a tuning mechanism consisting of a copier 5, rigidly connected by a rod 6 with a piston 7, a limb 8 screwed into the end face of the copier 5, pushers 9 installed in the housing 10 and spring 11 of the copier 5 return. Housing 10 it is centered and fastened in the mandrel 2 by means of screws 12. The screws 12 are also the limiters of the copier 5 from turning and can, along with the end face of the piston 7, be limiters from axial movements. To bring the holders 3 into zone II - stable elasticity and the necessary range or rough adjustment of the diameter of the bore is carried out by screws 13, which are held by screws 14. The most favorable working conditions of the holders 3 are created, as well as the coordination of the diameter of the bore or deformation with elasticity is carried out by additional elastic elements made in the form of springs 15. The springs 15 are pressed against the holders 3 with screws 16, and are regulated with special screws 17 with the help of a T “shaped" groove. Springs 15, you can choose the gaps in the pair copier 5 - housing 10, creating a sufficiently high one-sided rigidity in excess of the cutting force. The inserts 4 are attached to the cutting insert 18, for example, of a circular shape, using a separator 19, a stick 20 and a screw 21. The axial adjustment of the inserts 4 is carried out by the screws 22. The number of inserts 4 is determined by the processing technology. To ensure high rigidity of the holders 3 after their adjustment, movable supports 23 serve. The supports 23 with their wedge surfaces 24 are able to interact with the corresponding surfaces of the holders 3 and inserts 4. The supports 23 also have wedge surfaces 25 made, for example, in the form of inclined holes, pushers 26 interact with their spherical surfaces. Pushers 26 are spring-loaded by springs 27. The force of the springs 27 is adjusted by screws 28. In the inserts 4 or holders 3 in order to reduce the elastic expeller may be installed in the form of guide rollers 29.

Работает расточная головка следующим образом. Вначале происходит настройка вставок 4 на диаметр и торцевое биение винтами 13 и 22 соответственно. Затем лимбом 8 происходит точная настройка диаметра расточки d_p. При настройке d_p подвижные опоры 23 должны быть освобождены от действия толкателей 26. Для этого отворачивается винт 28 и толкатель 26 выводится из зацепления с опорой 23, затем все элементы устанавливаются на свое место (см.фиг.2).Works boring head as follows. First, the inserts 4 are adjusted for diameter and end runout with screws 13 and 22, respectively. Then limb 8 is fine-tuning the diameter of the bore d _p . When setting d _{p, the} movable bearings 23 must be freed from the action of the pushers 26. To do this, the screw 28 is loosened and the pusher 26 is disengaged from the support 23, then all the elements are installed in their place (see figure 2).

После обработки отверстия автоматически происходит подача рабочей среды в полость Д цилиндра. Поршень 7 перемешается, выбирается зазор “Δ”, толкатели 26 отводят опоры 23, а толкатели 9 отслеживают профиль копира 5 и освобождают державки 2. Державки 2 за счет своей упругости сходятся на размер d<d_p и оправка выходит из обработанного отверстия не повреждая его поверхности.After processing the hole, the working medium is automatically fed into the cavity D of the cylinder. The piston 7 is mixed, the gap “Δ” is selected, the pushers 26 divert the supports 23, and the pushers 9 track the profile of the copier 5 and release the holders 2. The holders 2 due to their elasticity converge to size d <d _p and the mandrel leaves the machined hole without damaging it surface.

Экономическая эффективность предложенного технического решения заключается в универсальности и высоких его технологических возможностях.The economic efficiency of the proposed technical solution lies in its versatility and its high technological capabilities.

Claims

1. Boring head containing a mandrel, in which at least one cutting insert with an elastic holder and a holder deformation mechanism are mounted, consisting of a screw and a copier in the form of a wedge moved along the axis of the mandrel by means of a drive, characterized in that it is provided with at least at least one pusher and a movable support, while the pusher is designed to interact with the drive and the movable support, and the latter with an elastic holder.

2. The head according to claim 1, characterized in that the copier is made in the form of a cone.

3. The head according to claim 1, characterized in that it is equipped with at least one elastic element in the form of a spring designed to interact with the elastic holder, and an adjusting screw designed to interact with the mandrel and the spring.

4. The head according to claim 1, characterized in that it is provided with a guide in the form of a roller.