RU76851U1

RU76851U1 - TOOL FOR CLEANING CYLINDRICAL CHANNELS

Info

Publication number: RU76851U1
Application number: RU2008115578/22U
Authority: RU
Inventors: Иван Григорьевич Косьмин; Григорий Янкелевич Шойхет
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Институт хроматографии "ЭкоНова"
Priority date: 2008-04-21
Filing date: 2008-04-21
Publication date: 2008-10-10

Abstract

Полезная модель относится к инструментам чистовой обработки отверстий и может быть использована преимущественно для шлифования, доводки и полирования внутренних поверхностей сквозных цилиндрических каналов металлических деталей в машиностроении и приборостроении.The utility model relates to tools for finishing holes and can be used primarily for grinding, finishing and polishing the inner surfaces of through cylindrical channels of metal parts in mechanical engineering and instrumentation.

Предложен инструмент для чистовой обработки цилиндрических каналов, выполненный из пластичной металлической проволоки, которая закручена вокруг упругой металлической проволоки в форме первой спирали, а названная первая спираль закручена в форме второй спирали.A tool for finishing cylindrical channels made of plastic metal wire, which is twisted around an elastic metal wire in the form of a first spiral, and the named first spiral is twisted in the form of a second spiral, is proposed.

Полезная модель решает задачу создания высокопроизводительного инструмента для чистовой обработки каналов, позволяющего получать зеркальные внутренние поверхности каналов, который мог бы использоваться как самостоятельно, без специального механизма, приводящего его в движение, так совместно с простым и производительным механизмом.The utility model solves the problem of creating a high-performance tool for finishing channels, which allows you to get a mirror inner surface of the channels, which could be used independently, without a special mechanism that sets it in motion, so in conjunction with a simple and productive mechanism.

Независимых пп. формулы изобретения - 1Independent paragraphs claims - 1

Зависимых пп. формулы изобретения - 4Dependent paragraphs claims - 4

Рисунков - 1Drawings - 1

Description

К форме и чистоте поверхности отверстий и каналов довольно часто предъявляются высокие требования. Например, для достижения высокой эффективности хроматографических колонок необходимо соблюдение ряда условий, одним из которых является обеспечение зеркальной гладкости внутренней поверхности их каналов [Орлов В.И., Аратекопов Л.А. Жидкостная хроматография. Теоретические основы. - Дзержинск: НТП «Синтеко», 1997]. При этом названные колонки зачастую имеют большую длину и тонкий канал, например при длине колонки 90 мм канал может иметь диаметр 2 мм. Для обеспечения соблюдения требований к отверстиям и каналам применяются различные технологии, механизмы и инструменты, например, для доводки отверстий широко используются притиры различной формы.The shape and surface cleanliness of the holes and channels are often quite high. For example, to achieve high efficiency of chromatographic columns, a number of conditions must be observed, one of which is to ensure the mirror smoothness of the inner surface of their channels [Orlov V.I., Aratekopov L.A. Liquid chromatography. Theoretical basis. - Dzerzhinsk: NTP Sinteko, 1997]. Moreover, these columns often have a large length and a thin channel, for example, with a column length of 90 mm, the channel may have a diameter of 2 mm. To ensure compliance with the requirements for holes and channels, various technologies, mechanisms and tools are used, for example, lapping agents of various shapes are widely used for finishing holes.

Известен, например, притир для доводки, а также шлифования и полирования плоских, плоскопараллельных, цилиндрических и сферических поверхностей, на рабочей поверхности которого выполнены канавки профилем в виде кругового сегмента глубиной (0,3-1,8)d_a, шириной (20-200)d_a, где d_a - зернистость применяемого абразива, при этом площадь канавок составляет 5-15% от его рабочей поверхности [Патент РФ №2119422].Known, for example, lapping for finishing, as well as grinding and polishing flat, plane-parallel, cylindrical and spherical surfaces, on the working surface of which grooves are made with a profile in the form of a circular segment with a depth of (0.3-1.8) d _a , width (20- 200) d _a , where d _a is the granularity of the abrasive used, while the area of the grooves is 5-15% of its working surface [RF Patent No. 2119422].

Известен также конический притир, снабженный механизмом его натяжения, конусность рабочей части которого определяется как отношение половины допуска на размер обрабатываемого отверстия к его длине, а усилие натяжения не превышает 0,5 предела текучести материала, из которого он изготовлен [Патент РФ №1631867].Also known is a conical lapping equipped with a mechanism for its tension, the taper of the working part of which is defined as the ratio of half the tolerance on the size of the hole to be machined to its length, and the tensile force does not exceed 0.5 the yield strength of the material from which it is made [RF Patent No. 1631867].

Известен механизм для окончательной доводки фасонных и цилиндрических поверхностей отверстий, имеющий инструмент для доводки в форме стержня, который при обработке отверстий соударяется с поверхностью обрабатываемого отверстия детали с определенной интенсивностью удара, обеспечиваемой компоновкой механизма [Патент РФ №1826369]. Практически вся кинетическая энергия удара инструмента о поверхность обрабатываемой детали переходит в потенциальную энергию поверхностного слоя и производительность процесса увеличивается за счет отбойного действия абразива, находящегося между контактными поверхностями детали и инструмента.A known mechanism for the final fine-tuning of shaped and cylindrical surfaces of holes, having a tool for fine-tuning in the form of a rod, which when processing holes collides with the surface of the hole to be machined parts with a certain impact intensity provided by the layout of the mechanism [RF Patent No. 1826369]. Almost all of the kinetic energy of the impact of the tool on the surface of the workpiece is converted into the potential energy of the surface layer and the productivity of the process is increased due to the breaking action of the abrasive located between the contact surfaces of the part and the tool.

Известна деформирующая протяжка, содержащая оправку с размещенным на ней комплектом демпфирующих поверхностей, выполненных по спирали, контактирующей с упругим корпусом, и размещенным внутри оребренным упругим резервуаром, в торцевой части которого для подачи технологической среды (воды, воздуха) установлен резьбовой патрубок, причем торцы корпуса содержат резьбовые поверхности для связи с тянущим штоком [Заявка на изобретение РФ №93035054], которая применяется для исправления дефекта от предыдущей, лезвийной операции обработки отверстия путем обработки отверстия пластическим деформированием.Known deformation broach containing a mandrel with a set of damping surfaces placed thereon, made in a spiral contacting an elastic body, and placed inside a finned elastic reservoir, in the end part of which a threaded pipe is installed to supply the process medium (water, air), and the ends of the housing contain threaded surfaces for communication with a pulling rod [Application for invention of the Russian Federation No. 93035054], which is used to correct a defect from a previous, blade operation of processing a hole I am by treating holes with plastic deformation.

Известна протяжка для чистовой обработки цилиндрических отверстий деталей, содержащая смонтированные на оправке деформирующий элемент и режуще-деформирующие элементы с заборными конусами режуще-деформирующих зубьев, наружная поверхность которой выполнена в форме единой конической поверхности, Known broach for finishing cylindrical holes of parts, containing mounted on a mandrel deforming element and cutting-deforming elements with intake cones of cutting-deforming teeth, the outer surface of which is made in the form of a single conical surface,

образующая которой непрерывна по длине, образованной смещением режуще-деформирующих элементов относительно друг друга на половину величины окружного шага, а за режуще-деформирующим зубом предыдущего по ходу протяжки режуще-деформирующего элемента расположена канавка последующего элемента [Патент РФ №2264892].the generatrix of which is continuous in length, formed by the displacement of the cutting-deforming elements relative to each other by half the size of the circumferential pitch, and the groove of the subsequent element is located behind the cutting-deforming tooth of the previous along the broach of the cutting-deforming element [RF Patent No. 2264892].

Известна протяжка, на корпусе которой выполнены винтовые канавки, в которых размещены сферические деформирующие элементы с линейным контактом по всему профилю канавки, начиная от главной режущей кромки, и с точечным контактом между соседними элементами, причем в концах винтовых канавок выполнены винтовые пазы, в которых расположены шпильки-толкатели, связанные с пружиной, причем одинаковые винтовые канавки в количестве не менее трех выполнены с переменным углом наклона по оси протяжки, угол наклона канавки одинаков для всех канавок в каждом поперечном сечении [Патент РФ №2123409].Known broach, on the housing of which are made helical grooves in which spherical deforming elements are placed with linear contact along the entire profile of the groove, starting from the main cutting edge, and with point contact between adjacent elements, moreover, screw grooves are made in the ends of the helical grooves in which are located pushers-pins connected with a spring, moreover, the same screw grooves in an amount of at least three are made with a variable angle of inclination along the broaching axis, the angle of inclination of the groove is the same for all grooves in channels on each cross section [RF patent №2123409].

Известна протяжка, в корпусе которой последовательно установлены основной и дополнительный комплекты режущих элементов с дуговыми режущими кромками, касающимися окружностей, центры которых расположены на оси протяжки, а кромки режущих элементов выполнены в виде окружностей, диаметры которых меньше радиусов упомянутых окружностей, центры которых расположены на оси протяжки [Патент РФ №2071877].Known broaching, in the housing of which the main and additional sets of cutting elements are installed successively with arc cutting edges touching circles, the centers of which are located on the axis of the broach, and the edges of the cutting elements are made in the form of circles whose diameters are smaller than the radii of the said circles, the centers of which are located on the axis broaches [RF Patent No. 2071877].

Известна протяжка с взаимно подвижными вдоль оси секциями со спиральными зубьями, которые имеют форму полых втулок с зубьями и хвостовиков, причем профиль зубьев в нормальном к оси инструмента сечении имеет геометрию метчика, а в осевом сечении - геометрию протяжки с зубьями, расположенными в шахматном порядке [Патент РФ №2018416].Known broach with mutually movable along the axis of the sections with spiral teeth, which are in the form of hollow bushings with teeth and shanks, and the tooth profile in the normal section to the axis of the tool has the geometry of the tap, and in the axial section - the geometry of the broach with teeth arranged in a checkerboard pattern [ RF patent No.2018416].

Однако все эти устройства мало пригодны для чистовой обработки каналов, имеющих маленький диаметр и большую длину, например, с However, all these devices are not very suitable for finishing channels with a small diameter and a large length, for example, with

отношением длины к диаметру более 15, к тому же с высокими требованиями к чистоте поверхности.the ratio of length to diameter is more than 15, moreover, with high requirements for surface cleanliness.

Известно устройство для чистовой обработки отверстий малого диаметра, содержащее станину, узел установки детали с обрабатываемым отверстием, металлическую проволоку, закрепленную с обеих сторон в шпинделях, устройство для радиального смещения детали, и механизм обкатки проволоки по обрабатываемому отверстию, а также механизм осцилляции проволоки и дополнительный привод [А.С. СССР №1479261]. Инструментом для осуществления обработки отверстия в этом устройстве является проволока. Механизм устройства обеспечивает создание проволокой статического рабочего давления на обрабатываемую поверхность, вращение проволоки, движение обкатки и осциллирующее движение проволоки относительно ее оси вращения. Применяемый для обработки отверстий инструмент, выполненный в форме проволоки, является ближайшим аналогом предлагаемого инструмента и принят за прототип полезной модели. Недостатками его являются низкая производительность и сложность устройства, обеспечивающего прижимание проволоки к обрабатываемой поверхности, ее обкатку и другие движения относительно названной поверхности.A device for finishing small diameter holes is known, comprising a bed, a component mounting unit with a machined hole, a metal wire fixed on both sides in the spindles, a device for radially displacing the part, and a wire rolling mechanism along the machined hole, as well as a wire oscillation mechanism and an additional drive [A.S. USSR No. 1479261]. The tool for processing holes in this device is wire. The mechanism of the device ensures that the wire creates a static working pressure on the surface to be treated, the rotation of the wire, the rolling movement and the oscillating movement of the wire relative to its axis of rotation. The tool made in the form of a wire used for hole processing is the closest analogue of the proposed tool and is taken as a prototype of a utility model. Its disadvantages are low productivity and complexity of the device, which provides the pressing of the wire to the work surface, its run-in and other movements relative to the named surface.

Поставленная задача решается тем, что предлагается инструмент для чистовой обработки цилиндрических каналов, выполненный из пластичной металлической проволоки, которая закручена вокруг упругой металлической проволоки в форме первой спирали, а названная первая спираль закручена в форме второй спирали.The problem is solved by the fact that the proposed tool for finishing cylindrical channels made of plastic metal wire, which is twisted around an elastic metal wire in the form of a first spiral, and the aforementioned first spiral is twisted in the form of a second spiral.

В качестве пластичной металлической проволоки может использоваться мягкая проволока, выполненная из меди или ее сплавов, например, латуни или бронзы.As a ductile metal wire, a soft wire made of copper or its alloys, for example, brass or bronze, can be used.

В качестве упругой металлической проволоки, на которую намотана первая спираль, может использоваться проволока, выполненная из углеродистой или пружинной стали.As an elastic metal wire, on which the first spiral is wound, a wire made of carbon or spring steel can be used.

Для обработки каналов следует выбирать инструмент, имеющий наружный диаметр второй спирали в ее свободном состоянии больше диаметра обрабатываемого канала. В рабочем состоянии вторая спираль должна быть вытянута вдоль своей оси таким образом, чтобы ее наружный диаметр также остался больше диаметра обрабатываемого канала.To process the channels, one should choose a tool having an outer diameter of the second spiral in its free state greater than the diameter of the channel being processed. In working condition, the second spiral should be elongated along its axis so that its outer diameter also remains larger than the diameter of the processed channel.

На рисунке изображен предлагаемый инструмент: фигуры А и Б - варианты внешнего вида инструмента с участком частично растянутой вдоль ее оси второй спирали, фигура В - внешний вид использованного инструмента, где 1 - упругая проволока, 2 - пластичная проволока, 3 - первая спираль, 4 - вторая спираль.The figure shows the proposed tool: figures A and B are options for the appearance of the tool with a portion partially stretched along its axis of the second spiral, figure B is the appearance of the used tool, where 1 is an elastic wire, 2 is a plastic wire, 3 is a first spiral, 4 - the second spiral.

Предлагаемый инструмент работает следующим образом.The proposed tool works as follows.

Для чистовой обработки канала выбирают инструмент, наружный диаметр второй спирали которого больше диаметра обрабатываемого канала. Инструмент растягивают вдоль собственной оси таким образом, что его наружный диаметр (диаметр второй спирали) остается больше диаметра обрабатываемого канала на меньшую величину, чем исходный. При этом витки спирали раздвигаются между собой довольно значительно, но инструмент сохраняет свою регулярную структуру, как показано на фигурах А и Б. На поверхность инструмента - витки спирали, наносят абразивную пасту и вводят его в обрабатываемый канал, а натяжение второй спирали ослабляют таким образом, чтобы наружная поверхность ее витков плотно прижималась к обрабатываемой поверхности. Жесткость инструменту придает упругая стальная проволока с намотанной вокруг нее первой спиралью из пластичной проволоки. Инструментом выполняют For finishing the channel, a tool is selected whose outer diameter of the second spiral is larger than the diameter of the channel being processed. The tool is stretched along its own axis so that its outer diameter (the diameter of the second spiral) remains greater than the diameter of the processed channel by a smaller amount than the original. In this case, the coils of the spiral move apart quite significantly, but the tool retains its regular structure, as shown in figures A and B. On the surface of the tool - coils of the spiral, apply abrasive paste and introduce it into the channel being processed, and the tension of the second spiral is weakened in this way so that the outer surface of its coils tightly pressed against the surface to be treated. The instrument is stiffened by an elastic steel wire with the first spiral of plastic wire wound around it. Tool perform

возвратно - поступательные движения. При этом абразивная паста шаржируется (внедряется) в поверхность пластичной, например, медной проволоки и воздействует на внутреннюю поверхность канала. Инструмент имеет большую площадь контакта с обрабатываемой поверхностью, чем прототип, так как в работе участвуют витки спирали, контактирующие с поверхностью канала по всей его длине, что определяет высокую производительность процесса обработки. В результате обработки, при достаточном количестве циклов, внутренняя поверхности канала достигает зеркального состояния.reciprocating motion. In this case, the abrasive paste is sharpened (embedded) in the surface of plastic, for example, copper wire and acts on the inner surface of the channel. The tool has a larger contact area with the machined surface than the prototype, since spiral coils in contact with the channel surface along its entire length are involved in the work, which determines the high productivity of the processing process. As a result of processing, with a sufficient number of cycles, the inner surface of the channel reaches a mirror state.

Следует отметить, что процесс обработки каналов предлагаемым инструментом может выполняться вручную, или может быть механизирован. При механизации процесса механизм, приводящий инструмент в движение, должен обеспечивать только один вид движения -линейное возвратно-поступательное перемещение предлагаемого инструмента, что способствует простоте его конструкции и высокой производительности.It should be noted that the channel processing by the proposed tool can be performed manually, or can be mechanized. During mechanization of the process, the mechanism that drives the tool in motion should provide only one type of movement — a linear reciprocating movement of the proposed tool, which contributes to the simplicity of its design and high productivity.

Claims

1. Tool for finishing cylindrical channels made of metal wire, characterized in that the plastic metal wire is twisted around an elastic metal wire in the form of a first spiral, and the aforementioned first spiral is twisted in the form of a second spiral.

2. The tool according to claim 1, characterized in that the ductile metal wire is made of copper or its alloys.

3. The tool according to claim 1, characterized in that the elastic metal wire is made of steel.

4. The tool according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the second spiral in its free state is larger than the diameter of the processed channel.

5. The tool according to claim 1, characterized in that in working condition the second spiral is elongated along its own axis so that its outer diameter is larger than the diameter of the processed channel.