RU2433900C1

RU2433900C1 - Irregular surface smoothing tool

Info

Publication number: RU2433900C1
Application number: RU2010109475/02A
Authority: RU
Inventors: Виктор Павлович Кузнецов (RU); Виктор Павлович Кузнецов; Владимир Георгиевич Горгоц (RU); Владимир Георгиевич Горгоц
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Предприятие "Сенсор"
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2011-11-20
Also published as: RU2010109475A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to machine building and may be used in finishing irregular surfaces of parts. Proposed tool comprises body accommodating indenter, damping element and spring. Damping element comprises two washers with bores and rubber washer fitted there between. Damping element allows self-setting in making operating interference and is arranged perpendicular to indenter axis between indenter and spring.

EFFECT: higher quality and efficiency.

1 dwg

Description

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано при отделочной обработке поверхностей деталей выглаживанием на токарно-фрезерных центрах.The invention relates to mechanical engineering technology and can be used for finishing surface treatment of parts by smoothing on turning and milling centers.

В выглаживающих инструментах для повышения производительности и качества обработки поверхностей, особенно имеющих канавки, пазы, отверстия и впадины (прерывистые поверхности), для гашения виброколебаний используют специальные демпферы вязкого (гидравлические), сухого трения (механические) или резинометаллические.In ironing tools to increase the productivity and quality of surface treatment, especially those having grooves, grooves, holes and depressions (discontinuous surfaces), special dampers of viscous (hydraulic), dry friction (mechanical) or rubber-metal are used to damp vibrations.

Известно устройство для алмазного выглаживания поверхностей деталей, содержащее корпус, в котором установлен выглаживающий инструмент, пружину, с помощью которой создается необходимая регулируемая нагрузка на инструмент, снабженное гидравлическим демпфером (а.с. №349574 «Устройство для алмазного выглаживания поверхностей деталей», МПК В24В 39/04).A device is known for diamond smoothing of surfaces of parts, comprising a housing in which a smoothing tool is installed, a spring, with the help of which a necessary adjustable load is created on a tool equipped with a hydraulic damper (AS No. 349574 "Device for diamond smoothing of surfaces of parts", MPK V24V 39/04).

Выглаживающие устройства с гидравлическими демпферами имеют большие габаритные размеры, низкую надежность и демпфирующую способность при микроперемещениях индентора.Smoothing devices with hydraulic dampers have large overall dimensions, low reliability and damping ability during indenter micromotion.

Известно устройство для алмазного выглаживания поверхностей деталей, содержащее корпус, в котором размещена державка с индентором, магнитную систему, систему демпфирования вибраций, выполненную в виде пьезодатчика (а.с. №1207733 «Устройство для алмазного выглаживания поверхностей деталей», МПК В24В 39/04).A device for diamond smoothing the surfaces of parts, comprising a housing in which there is a holder with an indenter, a magnetic system, a vibration damping system made in the form of a piezoelectric sensor (AS No. 1207733 "Device for diamond smoothing the surfaces of parts", MPK V24V 39/04 )

Устройство является сложным в конструктивном выполнении, т.к. для работы устройства требуется электронно-магнитная схема контроля и обеспечения стабилизации усилия выглаживания.The device is difficult to construct, because for the operation of the device, an electronic-magnetic control circuit and stabilization of the smoothing force are required.

Известен выглаживатель, содержащий корпус, индентор, набор тарельчатых пружин, резиновое уплотнение, установленное на гайке, резиновую втулку, в корпусе налита низкокипящая жидкость (патент на полезную модель №62554 «Выглаживатель» МПК В24В 39/02). Охлаждение индентора низкокипящей жидкостью позволяет осуществлять процесс выглаживания с высокой скоростью. Резиновая втулка, надетая на индентор и расположенная горизонтально, демпфирует автоколебания индентора.Known smoother comprising a housing, an indenter, a set of Belleville springs, a rubber seal mounted on a nut, a rubber sleeve, low-boiling liquid is poured into the housing (utility model patent No. 62554 "Smoothing device" IPC V24V 39/02). Cooling the indenter with a low boiling liquid allows the smoothing process to be carried out at a high speed. A rubber sleeve worn on the indenter and located horizontally damps the self-oscillations of the indenter.

Недостатками выглаживателя с демпфером такого типа являются: недостаточное гашение виброколебаний с увеличенной амплитудой, высокий уровень динамических сил при обработке прерывистых поверхностей, приводящий к поломке алмазного наконечника, невозможность разборки для переточки индентора, изменение динамических свойств резиновой втулки при длительной эксплуатации.The disadvantages of a smoother with a damper of this type are: insufficient damping of vibrations with an increased amplitude, a high level of dynamic forces when processing intermittent surfaces, leading to a breakdown of the diamond tip, the inability to disassemble for grinding the indenter, and a change in the dynamic properties of the rubber sleeve during long-term operation.

Наиболее близким из выпускаемых отечественных инструментов для алмазного выглаживания со стабильными эксплуатационными свойствами является упругий выглаживатель, содержащий корпус, втулку, индентор, опоры, сухарь, пружину, регулировочный винт (Л.Г.Одинцов. Финишная обработка деталей алмазным выглаживанием и вибровыглаживанием. - М.: Машиностроение, 1981, стр.74, рис.35). Демпфирование осуществляется сухим трением подпружиненного сухаря и втулки.The closest domestic diamond smoothing tool with stable performance properties is an elastic smoother containing a housing, a sleeve, an indenter, supports, a cracker, a spring, an adjustment screw (L.G. Odintsov. Finishing parts with diamond smoothing and vibration smoothing. - M. : Engineering, 1981, p. 74, Fig. 35). Damping is carried out by dry friction of a spring loaded cracker and sleeve.

Недостатками выглаживателя являются: сложность настройки, низкое качество обработанной поверхности из-за образования непериодической волнистости вследствие существенно нелинейной гистерезисной зависимости диссипативных сил сухого трения от направления виброскорости индентора; недостаточное демпфирование колебаний индентора с амплитудой в пределах высоты шероховатости.The disadvantages of the smoothing device are: the complexity of the setting, the poor quality of the treated surface due to the formation of non-periodic waviness due to the substantially non-linear hysteresis dependence of the dissipative dry friction forces on the direction of indenter vibration velocity; insufficient damping of indenter vibrations with an amplitude within the roughness height.

Для повышения качества обрабатываемой прерывистой поверхности путем эффективного демпфирования колебаний индентора в широком диапазоне амплитуд, реализацией самоустановки демпфера в рабочее состояние при создании рабочего натяга, ограничения амплитуды динамических сил, воздействующих на алмазный наконечник индентора, на уровне его механической прочности, предлагается инструмент для выглаживания прерывистых поверхностей, содержащий корпус, в котором расположены индентор, демпфирующий элемент, пружина. Демпфирующий элемент содержит две шайбы с отверстиями и расположенную между ними резиновую шайбу, выполнен с возможностью самоустановки при создании рабочего натяга и установлен перпендикулярно оси индентора между индентором и пружиной. Пружина позволяет регулировать усилие выглаживания, поддерживая натяг и самоустанавливаться демпфирующему элементу в рабочее положение.To improve the quality of the machined discontinuous surface by effectively damping the indenter vibrations in a wide range of amplitudes, by realizing the damper’s self-installation in the working state when creating a working interference, by limiting the amplitude of the dynamic forces acting on the diamond indenter tip at the level of its mechanical strength, a tool for smoothing discontinuous surfaces is proposed comprising a housing in which an indenter, a damping element, a spring are located. The damping element contains two washers with holes and a rubber washer located between them, made with the possibility of self-installation when creating a working interference and installed perpendicular to the indenter axis between the indenter and the spring. The spring allows you to adjust the smoothing force, maintaining the tightness and self-adjusting the damping element in the working position.

На чертеже изображен инструмент для выглаживания прерывистых поверхностей.The drawing shows a tool for smoothing discontinuous surfaces.

Инструмент состоит из корпуса 1, в котором установлен полый индентор 2 с алмазным наконечником 3. В корпусе 1 установлены пружина 7, позволяющая регулировать усилие выглаживания, поддерживая натяг, и самоустанавливаться демпфирующему элементу в рабочее положение, две шайбы 4 с отверстиями 6, диаметр которых равен D. Между шайбами 4 расположена резиновая шайба 5. Выполнение шайб 4 с отверстиями 6 позволяет резиновой шайбе 5 при деформации заполнять деформированной резиной свободное пространство отверстий 6. Резиновая шайба 5 имеет ширину L₂. Положение резиновой шайбы 5 относительно корпуса 1 фиксируется силами сухого трения.The tool consists of a housing 1, in which a hollow indenter 2 with a diamond tip 3 is installed. A spring 7 is installed in the housing 1, which makes it possible to adjust the smoothing force while supporting the interference fit and to set the damping element in working position, two washers 4 with holes 6, the diameter of which is equal to D. A rubber washer 5 is located between the washers 4. The implementation of the washers 4 with holes 6 allows the rubber washer 5 to fill the free space of the holes 6 with the deformed rubber. The rubber washer 5 has a width of L ₂ . The position of the rubber washer 5 relative to the housing 1 is fixed by dry friction.

Предельное значение сил сухого трения ограничивается рабочим усилием Р пружины 7 и регулируется размером L₂ резиновой шайбы 5. Инструментом обрабатывают деталь 8.The limiting value of the dry friction forces is limited by the working force P of the spring 7 and is regulated by the size L _{2 of the} rubber washer 5. The part 8 is processed with a tool.

Работает инструмент для выглаживания прерывистых поверхностей следующим образом.The tool for smoothing intermittent surfaces as follows.

Алмазный наконечник 3 подводят к обрабатываемой детали 8 и, перемещая корпус 1 выглаживающего инструмента, создают рабочий натяг L₁. Смещение индентора на величину натяга L₁ приводит также к смещению резиновой шайбы 5, шайб 4 на величину L₁, тем самым осуществляется самоустановка демпфера в рабочее состояние. Пружина 7 воздействует с предварительно настроенным рабочим усилием Р на индентор 2. Обрабатываемой детали 8 сообщают вращательное движение и включают подачу инструмента. Возникающие колебания индентора 2 с амплитудой в пределах шероховатости обрабатываемой поверхности гасятся диссипативными силами вязкого трения в резиновой шайбе 5, которая зафиксирована относительно корпуса силами сухого трения.The diamond tip 3 is brought to the workpiece 8 and, moving the housing 1 of the smoothing tool, create a working interference L ₁ . The displacement of the indenter by the amount of interference L ₁ also leads to the displacement of the rubber washer 5, the washers 4 by the amount L ₁ , thereby self-setting the damper to working condition. The spring 7 acts with a pre-set working force P on the indenter 2. The workpiece 8 is informed of a rotational movement and the tool is turned on. The resulting vibrations of the indenter 2 with an amplitude within the roughness of the treated surface are damped by the dissipative forces of viscous friction in the rubber washer 5, which is fixed relative to the housing by the forces of dry friction.

При обработке прерывистых поверхностей амплитуда колебаний индентора 2 возрастает, что приводит к смещению шайбы 5 относительно корпуса 1. Возникающие при этом силы сухого трения резиновой шайбы 5 с корпусом 1 эффективно рассеивают энергию колебаний индентора 2. Гашение вибрации выполняется также силами сухого трения, величина которых ограничена рабочим усилием пружины.When processing intermittent surfaces, the amplitude of oscillation of the indenter 2 increases, which leads to the displacement of the washer 5 relative to the housing 1. The resulting dry friction forces of the rubber washer 5 with the housing 1 effectively dissipate the vibration energy of the indenter 2. The damping of the vibration is also performed by the forces of dry friction, the value of which is limited spring working force.

Применение инструмента для выглаживания прерывистых поверхностей позволит уменьшить уровень шероховатости обработанной поверхности до уровня в несколько нанометров при повышении производительности до предела, определяемого теплостойкостью алмаза и исключить поломку алмазного наконечника при обработке прерывистой поверхности.The use of a tool for smoothing intermittent surfaces will reduce the level of roughness of the treated surface to a level of several nanometers while increasing productivity to the limit determined by the heat resistance of diamond and prevent breakage of the diamond tip when processing an intermittent surface.

Claims

A tool for smoothing discontinuous surfaces, comprising a housing in which an indenter, a damping element and a spring are located, characterized in that the damping element contains two washers with holes and a rubber washer located between them, is self-aligning when creating a working interference and installed perpendicular to the indenter axis between the indenter and the spring.