RU2313440C1 - Combination elastic tool - Google Patents
Combination elastic tool Download PDFInfo
- Publication number
- RU2313440C1 RU2313440C1 RU2006107180/02A RU2006107180A RU2313440C1 RU 2313440 C1 RU2313440 C1 RU 2313440C1 RU 2006107180/02 A RU2006107180/02 A RU 2006107180/02A RU 2006107180 A RU2006107180 A RU 2006107180A RU 2313440 C1 RU2313440 C1 RU 2313440C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tool
- working
- deforming
- antifriction
- rod
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Wire Processing (AREA)
- Flexible Shafts (AREA)
- Springs (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии машиностроения к механической обработке отверстий в металлических деталях машин и может быть использовано при изготовлении гильз и цилиндров компрессоров и двигателей внутреннего сгорания.The invention relates to mechanical engineering technology for the machining of holes in metal parts of machines and can be used in the manufacture of liners and cylinders of compressors and internal combustion engines.
Известен способ и инструмент с чередующимися в окружном направлении антифрикционными брусками и деформирующими элементами, которым сообщают вращательное и возвратно-поступательное перемещение вдоль оси заготовки, при этом в качестве деформирующих элементов используют ролики в виде эллипсоидов вращения, оси которых устанавливают под углом к оси инструмента с возможностью свободного вращения, причем угол наклона роликов и скорости выбирают из приведенных соотношений [1].A known method and tool with alternating in the circumferential direction anti-friction bars and deforming elements, which informs the rotational and reciprocating movement along the axis of the workpiece, while the deforming elements use rollers in the form of ellipsoids of revolution, the axes of which are set at an angle to the axis of the tool with the possibility free rotation, and the angle of inclination of the rollers and speed is chosen from the above relations [1].
Недостатками известного инструмента и способа являются сложность конструкции и дороговизна изготовления инструмента, причем небольшая рабочая площадь инструмента снижает интенсивность обработки больших внутренних поверхностей и производительность обработки.The disadvantages of the known tool and method are the complexity of the design and the high cost of manufacturing the tool, and the small working area of the tool reduces the processing intensity of large internal surfaces and processing productivity.
Задача изобретения - улучшение качества обработки путем повышения задиростойкости обработанной поверхности, увеличение износостойкости поверхности заготовки при снижении коэффициента трения, повышение производительности, точности и эффективности обработки за счет увеличения рабочей площади инструмента благодаря винтовому расположению рабочей обрабатывающей поверхности и высокой упругости инструмента, а также возможности управления обработкой и упрощение конструкции инструмента.The objective of the invention is to improve the quality of processing by increasing the scoring resistance of the machined surface, increasing the wear resistance of the workpiece surface while reducing the friction coefficient, increasing productivity, accuracy and processing efficiency by increasing the working area of the tool due to the screw arrangement of the working processing surface and high elasticity of the tool, as well as the ability to control processing and simplification of tool design.
Поставленная задача решается с помощью предлагаемого комбинированного упругого инструмента для обработки отверстий гильз и цилиндров двигателей, содержащий корпус с центральным отверстием, в котором установлен шток, рабочие антифрикционные и деформирующие элементы, причем рабочие деформирующие элементы выполнены в виде деформирующих витков винтовой цилиндрической пружины, рабочие антифрикционные элементы выполнены в виде витков с антифрикционным покрытием винтовой цилиндрической пружины, упомянутые две винтовые цилиндрические пружины выполнены из упругой металлической проволоки и установлены из условия чередования в продольном направлении инструмента деформирующих витков и витков с антифрикционным покрытием, концы винтовых цилиндрических пружин закреплены в корпусе и на штоке, при этом последний выполнен с винтовым пазом, в котором размещена шпонка, закрепленная в корпусе, из условия осуществления вращательных движений штока относительно продольной оси корпуса для обеспечения ввода в обрабатываемое отверстие комбинированного инструмента и его радиальной подачи.The problem is solved with the help of the proposed combined elastic tool for machining cylinder liner openings and engine cylinders, comprising a body with a central hole in which a rod, working antifriction and deforming elements are installed, the working deforming elements being made in the form of deforming coils of a coil spring, working antifriction elements made in the form of coils with an anti-friction coating of a coil spring, the two spiral cylinders mentioned the rugs are made of elastic metal wire and are installed from the condition of alternating in the longitudinal direction of the tool deforming coils and coils with an antifriction coating, the ends of the coil cylindrical springs are fixed in the housing and on the rod, the latter made with a helical groove in which there is a key mounted in the housing , from the condition of the implementation of the rotational movements of the rod relative to the longitudinal axis of the housing to provide input into the machined hole of the combined tool and its radially th filing.
На фиг.1 изображена схема обработки отверстия предлагаемым инструментом и частичный продольный разрез инструмента; на фиг.2 - общий вид инструмента и его положение при вводе в обрабатываемое отверстие; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1, крепление конца упругого инструмента в корпусе; на фиг.4-7 - поперечное сечение упругого металлического элемента, изготовленного из проволоки из стали, соответственно круглого, полукруглого, прямоугольного, эллипсного сечения с антифрикционным слоем.Figure 1 shows a diagram of the processing of the holes of the proposed tool and a partial longitudinal section of the tool; figure 2 - General view of the tool and its position when entering into the machined hole; figure 3 is a section aa in figure 1, the fastening of the end of the elastic tool in the housing; figure 4-7 is a cross section of an elastic metal element made of steel wire, respectively, round, semicircular, rectangular, ellipse section with an antifriction layer.
Предлагаемый комбинированный упругий инструмент служит для повышения качества отверстий при изготовлении гильз и цилиндров двигателей внутреннего сгорания и компрессоров.The proposed combined elastic tool is used to improve the quality of the holes in the manufacture of liners and cylinders of internal combustion engines and compressors.
Инструмент содержит корпус 1 в виде втулки, в центральном отверстии которого расположен шток 2, имеющий возможность возвратно-вращательного движения относительно корпуса и продольной оси благодаря имеющемуся винтовому пазу 3 и шпонки 4, входящей в паз 3 и закрепленной в корпусе 1.The tool contains a
Инструмент имеет чередующиеся в продольном направлении антифрикционные 5 и деформирующие 6 элементы, которые выполнены в виде упругой металлической проволоки свернутой в витки двухзаходной винтовой цилиндрической пружины. Одним заходом является пружина с витками 5 с антифрикционным покрытием, а другим заходом - вторая пружина с деформирующими витками 6. Антифрикционное покрытие, применяемое при противозидирной обработке, содержит, например, медь, олово, цинк, дисульфид молибдена, графит и другие компоненты и представляет собой композиционный материал конструкционного характера, который наносится известными способами на наружную поверхность витков одной из пружин 5. Изготовляют пружины 5 и 6 путем навивки с удвоенным шагом 2Р, чтобы в собранном инструменте получить двухзаходную винтовую цилиндрическую пружину с шагом Р и чередующимися в продольном направлении антифрикционными 5 и деформирующими 6 элементами. С каждого торца такой сборной пружины образуются по два конца, которые закреплены в корпусе 1 с помощью винтов 7, а на штоке 2 - с помощью фланца 8, который неподвижно установлен на конце штока 2, и винтов 9.The tool has anti-friction 5 and deforming 6 elements alternating in the longitudinal direction, which are made in the form of an elastic metal wire rolled into turns of a double-helical coil spring. One approach is a spring with
Радиальная подача осуществляется за счет дополнительного возвратно-поступательного движения штока 2 в корпусе 1, а благодаря имеющемуся винтовому пазу 3 и шпонки 4, входящей в паз и закрепленной в корпусе, шток совершает возвратно-вращательные движения относительно корпуса и продольной оси.Radial feed is carried out due to the additional reciprocating movement of the
В качестве упругого металлического элемента пружины применяется проволока из стали круглого, полукруглого, прямоугольного, эллипсного сечения с антифрикционным слоем на гибкой связке.A wire made of steel of round, semicircular, rectangular, ellipse section with an antifriction layer on a flexible bond is used as an elastic metal element of a spring.
Рабочий режущий элемент, выполненный в виде упругой металлической проволоки, свернут в витки винтовой цилиндрической пружины растяжения. Упругий рабочий режущий элемент - пружина выполнена из проволоки, например, по ГОСТ 9389-75, обладающей высокой разрывной прочностью. В качестве материала проволоки используют сталь 65Г, 50ХФА, 60С2А, 65С2 ВА по ГОСТ 14595-79. Стальную углеродистую холоднотянутую проволоку, применяемую для изготовления рабочих элемента инструмента, навивают в холодном состоянии и не подвергают закалке.The working cutting element, made in the form of an elastic metal wire, is rolled into coils of a helical cylindrical tension spring. An elastic working cutting element - a spring is made of wire, for example, according to GOST 9389-75, which has high tensile strength. As the material of wire used steel 65G, 50KHFA, 60S2A, 65S2 VA according to GOST 14595-79. Cold-drawn steel carbon wire used for the manufacture of tool working elements is wound in a cold state and is not subjected to hardening.
Диметр проволоки зависит от диаметра обрабатываемого отверстия (диапазона отверстий) от нескольких десятков микрометров и толще. Упругая металлическая проволока свита в витки винтовых пружин диаметром несколько больше диаметра обрабатываемого отверстия Dз, количество антифрикционных и деформирующих витков не менее двух, шириной впадины Bz между витками не менее одной трети шага пружины: т.е. Bz>1/3Р, где Р - шаг винтовой пружины.The diameter of the wire depends on the diameter of the hole being machined (range of holes) from several tens of micrometers and thicker. The elastic metal wire is twisted into coils of coil springs with a diameter slightly larger than the diameter of the hole to be machined D s , the number of antifriction and deformation coils is at least two, the cavity width B z between the coils is at least one third of the spring pitch: i.e. B z > 1 / 3P, where P is the pitch of the coil spring.
Ввод упругого инструмента в обрабатываемое отверстие заготовки диаметром Dз производят в растянутом положении пружины при максимальной ее длине Lmax, которая, вытягиваясь, уменьшается в диаметре до значения Dmin, меньшего Dз. Кроме того, уменьшению диметра пружины способствует вращение штока при выдвижении его (движение вниз, согласно фиг.1-2) из корпуса. Вращение штока в этом направлении закручивает пружину, уменьшая ее диаметр до значения Dmin и инструмент свободно вводится в необработанное отверстие заготовки, т.к. Dз>Dmin.An elastic tool is introduced into the workpiece opening with a diameter of D z in the extended position of the spring with its maximum length L max , which, stretching, decreases in diameter to a value of D min less than D z . In addition, the reduction of the diameter of the spring contributes to the rotation of the rod when it is advanced (downward movement, according to Fig.1-2) from the housing. The rotation of the rod in this direction spins the spring, reducing its diameter to the value of D min and the tool is freely inserted into the raw hole of the workpiece, because D s > D min .
При обработке отверстий предлагаемому инструменту сообщают вращательное Vp относительно продольной оси и возвратно-поступательное Sпр движения. Кроме того, шток 2 втягивают в корпус 1 и он, вращаясь относительно корпуса за счет винтового паза 3 и шпонки 4, сближает концы пружины, раскручивая ее. При этом наружный диаметр пружины увеличивается, а благодаря упругим свойствам проволоки и пружины в целом обеспечивается радиальная подача, необходимая для противозадирной обработки элементами из мягкого материала и для поверхностного пластического деформирования (ППД).When processing holes for the proposed tool report rotational V p relative to the longitudinal axis and the reciprocating S PR movement. In addition, the
Рабочая поверхность, полученная таким образом, является винтовой цилиндрической поверхностью с аксиально-смещенным в продольном направлении рабочим слоем, способствующей снижению температуры обработки благодаря впадине Bz между витками и свободному проникновению смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону обработки, если это требуется по технологическому процессу.The working surface thus obtained is a helical cylindrical surface with a longitudinally axially displaced working layer, which helps to lower the treatment temperature due to the depression B z between the turns and free penetration of the cutting fluid into the treatment zone, if required by the technological process.
Кроме того, аксиально-смещенный рабочий слой винтовой пружины позволяет интенсифицировать процесс обработки. Равномерное действие упругих сил металлической проволоки, свернутой в витки винтовой поверхности, повышает точность и производительность обработки, а также снижает теплонапряженность процесса за счет прерывистой в продольном направлении зоны обработки.In addition, the axially offset working layer of the coil spring allows you to intensify the processing process. The uniform action of the elastic forces of a metal wire rolled into turns of a helical surface increases the accuracy and productivity of the treatment, and also reduces the heat stress of the process due to the discontinuous longitudinal zone of the processing zone.
Биение корпуса 1 штока 2 не влияет на биение металлической проволоки, свернутой в витки винтовой поверхности, так как этот инструмент свободно размещается и ориентируется в обрабатываемом отверстии.The runout of the
Способ, реализуемый с помощью предлагаемого инструмента, обработки гильз и цилиндров двигателей включает алмазно-абразивную обработку известной хонинговальной головкой или подобным предлагаемому инструментом, но оснащенным винтовой пружиной с алмазно-абразивным слоем, с получением требуемого микрорельефа и последующую противозадирную обработку элементами из мягкого материала инструментом описанной конструкции.The method implemented using the proposed tool, the processing of engine sleeves and cylinders includes diamond abrasive treatment with a known honing head or a similar tool proposed, but equipped with a coil spring with a diamond abrasive layer, to obtain the desired microrelief and subsequent anti-seize treatment with soft material elements using the tool described designs.
В процессе противозадирной обработки шток освобождает упругие силы пружин, которые, раскручиваясь, увеличиваются в диаметре и соприкасаются витками с антифрикционным покрытием с обрабатываемой поверхностью и заполняют впадины микропрофиля. Деформирующие витки также соприкасаются с обрабатываемой поверхностью.In the process of anti-seize treatment, the rod releases the elastic forces of the springs, which, when untwisted, increase in diameter and come into contact with anti-friction coils with the treated surface and fill the troughs of the microprofile. The deforming coils also come into contact with the surface to be treated.
Вращение и возвратно-поступательное перемещение инструмента относительно обрабатываемой заготовки приводят к обкатыванию поверхности деформирующими витками и улучшают степень заполнения микропрофиля антифрикционными материалами.Rotation and reciprocating movement of the tool relative to the workpiece to be worked leads to rolling around the surface with deforming coils and improve the degree of filling of the microprofile with antifriction materials.
После завершения обработки шток 2 выдвигается из корпуса (на фиг.1-2, движение вниз) пружина растягивается и уменьшается в диаметре и антифрикционные и деформирующие слои отходят от обрабатываемой поверхности.After processing is completed, the
Пример. Обработку осуществляют на хонинговальном станке мод. ОФ-38а для гильз цилиндров двигателей ЗМ3-53 - ⌀92 мм. Предварительный микрорельеф поверхности формируют методом алмазного хонингования подобным предлагаемому инструментом с алмазным слоем АБХ 100×10×5×3 АС 32 100/80 М08-4 - 100%. В качестве деформирующих элементов используют витки пружины ⌀100 мм, свитой из проволоки ⌀10 мм из стали 65Г.Example. Processing is carried out on a mod honing machine. OF-38a for cylinder liners of ZM3-53 engines - ⌀92 mm. A preliminary surface microrelief is formed by diamond honing with a similar tool with a diamond layer ABX 100 × 10 × 5 × 3 AC 32 100/80 M08-4 - 100%. As deforming elements, spring turns of ⌀100 mm, twisted of ⌀10 mm wire from 65G steel are used.
Противозадирную обработку осуществляют антифрикционными элементами в виде витков пружины ⌀100 мм, свитой из проволоки ⌀10 мм из стали 65Г, в поперечном сечении - полукруг. Антифрикционный слой БХА 100×10×5 KM 2/10-М08-1Ц из композиционного материала конструкционного характера, содержащего медь, олово, цинк, дисульфид молибдена, графит и другие компоненты. Режимы обработки следующие: скорость вращения инструмента Vp=1,1 м/с; скорость возвратно-поступательного движения Sпр=0,35 м/с; давление разжима антифрикционных и деформирующих витков (силы упругости пружины) - 0,2...0,3 МПа; время обработки - 42 с. В качестве контролируемых параметров исследований, проводимых на машине трения СМЦ-2, принимались задиростойкость и износ обработанной поверхности. Анализ полученных результатов показывает, что способ, реализуемый предлагаемым инструментом, для обработки гильз и цилиндров двигателей позволяет по сравнению с известным способом улучшить качество обработки путем повышения задиростой кости обработанной поверхности в 1,8 раза, увеличения износостойкости поверхности заготовки при снижении коэффициента трения на 35%.Anti-seize treatment is carried out by anti-friction elements in the form of spring coils of ⌀100 mm, twisted of ⌀10 mm wire from 65G steel, in a cross section - a semicircle. BHA anti-friction layer 100 × 10 × 5
Предлагаемый инструмент позволяет повысить точность и производительность обработки за счет уменьшения величины биения инструмента при простоте конструкции и снижении металлоемкости последнего, снизить теплонапряженность процесса за счет прерывистой в продольном направлении и аксиально-смещенной зоны резания благодаря винтовому расположению режущей поверхности, управлять величиной радиальной подачи за счет поворота штока относительно корпуса, а также упростить управление обработкой и конструкцию инструмента.The proposed tool allows to increase the accuracy and productivity of processing by reducing the amount of runout of the tool with simplicity of design and reducing the metal consumption of the latter, to reduce the heat stress of the process due to discontinuous in the longitudinal direction and axially offset cutting zone due to the screw arrangement of the cutting surface, to control the value of the radial feed due to rotation rod relative to the housing, as well as simplify machining control and tool design.
Источники информацииInformation sources
1. А.с. СССР №1583262, МПК5 В24В 1/00, 33/08. И.X.Чеповецкий, С.А.Ющенко, С.И.Будник. Способ финишной обработки гильз и цилиндров двигателей. Заявка №4387441/31-08; 21.12.87; 07.08.90; Бюл. №29 - прототип.1. A.S. USSR No. 1583262, IPC 5
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006107180/02A RU2313440C1 (en) | 2006-03-07 | 2006-03-07 | Combination elastic tool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006107180/02A RU2313440C1 (en) | 2006-03-07 | 2006-03-07 | Combination elastic tool |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006107180A RU2006107180A (en) | 2007-09-27 |
RU2313440C1 true RU2313440C1 (en) | 2007-12-27 |
Family
ID=38953662
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006107180/02A RU2313440C1 (en) | 2006-03-07 | 2006-03-07 | Combination elastic tool |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2313440C1 (en) |
-
2006
- 2006-03-07 RU RU2006107180/02A patent/RU2313440C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006107180A (en) | 2007-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5829405A (en) | Engine cylinder liner and method of making the same | |
US20100107808A1 (en) | Method for increasing torsional fatigue strength in crankshafts | |
KR102638971B1 (en) | Manufacturing method of engine poppet valve | |
US6960121B2 (en) | Method of honing bores | |
US10322490B2 (en) | Method and device for producing non-cylindrical bores with at least one recess by honing | |
CN106457428B (en) | For carrying the metal sleeve of the abrasive material of saw pearl in saw cord | |
EP1983200A2 (en) | Crank drive | |
RU2313440C1 (en) | Combination elastic tool | |
RU2313439C1 (en) | Finishing method by means of elastic tool | |
EP3446832B1 (en) | Inner surface finishing tool | |
CA2900069C (en) | Connecting rod for internal combustion engine | |
CN1109773C (en) | Self lubricating piston ring material and piston ring for IC engine | |
JP5890145B2 (en) | Screw shaft and manufacturing method thereof | |
SU1329949A1 (en) | Method of finishing engine cylinders and sleeves | |
RU2354530C1 (en) | Method of rotor strengthening of complex contoured surface | |
RU2354531C1 (en) | Facility for rotor strengthening of screw and complex contoured surface | |
RU2312756C1 (en) | Method for finishing and strengthening cylindrical and shaped openings | |
RU2728332C1 (en) | Method of hardening conical and paraboloid of springs rotation | |
RU2367562C1 (en) | Surface hardening method | |
RU2254222C1 (en) | Method for basing helix of steel wire or shape and apparatus for performing the same | |
RU2312755C1 (en) | Finishing strengthening tool for cylindrical and shaped openings | |
RU2297319C1 (en) | Overrunning tool | |
RU2433902C2 (en) | Method of static pulse strengthening | |
RU2303512C1 (en) | Combination diamond-abrasive dwelling tool | |
RU2303516C1 (en) | Strengthening method by means of elastic tool |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080308 |