RU81449U1

RU81449U1 - SMALL DIAMOND SCAN

Info

Publication number: RU81449U1
Application number: RU2008139542/22U
Authority: RU
Inventors: Юрий Павлович Холмогорцев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Челябинский тракторный завод - УРАЛТРАК"
Priority date: 2008-10-06
Filing date: 2008-10-06
Publication date: 2009-03-20

Abstract

Полезная модель относится к области металлообработки, преимущественно к процессу чистовой обработки точных отверстий малого диаметра, менее 15 мм, например, изделий топливной аппаратуры и приборостроения. Задача - повышение производительности, качества обработки (развертывание) и работоспособности инструмента. Мелкоразмерная алмазная развертка содержит стержневой корпус 1 с фланцевой хвостовой частью для закрепления ее в шпинделе станка (на рис. не показано) с одной стороны и резьбовой частью - с другой. На корпус 1 надеты два полых алмазоносных цилиндра, верхний 2 и нижний 3. Верхний 2 алмазоносный цилиндр имеет высоту Н₂ равную его наружному диаметру D. Высота H₁ - нижнего 3 равна 2-3 диаметрам. Зернистость верхнего 2 алмазоносного цилиндра выбирается в зависимости от требуемой шероховатости обрабатываемого отверстия, а зернистость нижнего 3 алмазоносного цилиндра, выполняющего основную работу резания, принимается в 2-3 раза большей. Закрепление алмазоносных цилиндров 2 и 3 на стержневом корпусе 1 производится с помощью прецизионной шайбы 5 и гайки 6, навинчиваемой на резьбовую часть стержневого корпуса 1. 1 - н.п.ф., 1 - з.п.ф., 2 - илл.The utility model relates to the field of metalworking, mainly to the process of finishing of precise holes of small diameter, less than 15 mm, for example, fuel equipment and instrumentation. The task is to increase productivity, processing quality (deployment) and tool operability. A small-sized diamond reamer contains a rod body 1 with a flange tail part for fixing it in the machine spindle (not shown in the figure) on one side and the threaded part on the other. Two hollow diamondiferous cylinders are put on the body 1, the upper 2 and the lower 3. The upper 2 diamondiferous cylinder has a height H ₂ equal to its outer diameter D. The height H _{1 of the} lower 3 is 2-3 diameters. The granularity of the upper 2 diamondiferous cylinder is selected depending on the required roughness of the hole to be machined, and the granularity of the lower 3 diamondiferous cylinder that performs the main work of cutting is taken to be 2-3 times larger. The diamond-bearing cylinders 2 and 3 are fixed on the rod body 1 by means of a precision washer 5 and a nut 6 screwed onto the threaded part of the rod case 1. 1 - n.p.f., 1 - s.p.f., 2 - ill.

Description

Техническое решение относится к области металлообработки, преимущественно к процессу обработки точных отверстий малого диаметра D<15 мм, например, изделий топливной аппаратуры и приборостроения.The technical solution relates to the field of metalworking, mainly to the process of processing precision holes of small diameter D <15 mm, for example, fuel equipment and instrumentation.

Для обработки точных отверстий известна алмазная развертка (И.Е.Фрагин, "Новое в хонинговании", М., Машиностроние, 1980, стр.37-38).For processing precise holes, a diamond reamer is known (I.E. Fragin, “New in Honing”, M., Mashinostronie, 1980, pp. 37-38).

Алмазная развертка представляет собой тонкостенный деформируемый корпус, надетый на коническую оправку. На наружной цилиндрической части корпуса закреплены бруски, содержащие алмазоносный слой. Рабочая поверхность брусков на всей длине выполнена цилиндрической формы, а алмазоносный слой имеет постоянную зернистость.The diamond reamer is a thin-walled deformable body worn on a conical mandrel. Bars containing a diamondiferous layer are fixed on the outer cylindrical part of the body. The working surface of the bars along the entire length is made cylindrical, and the diamondiferous layer has a constant grain size.

Известная алмазная развертка имеет следующие недостатки:Known diamond reamer has the following disadvantages:

1. Невозможность использовать ее для обработки отверстий менее 15 мм, из-за ограниченного количества алмазоносных брусков на корпусе.1. The inability to use it for processing holes less than 15 mm, due to the limited number of diamond-bearing bars on the body.

2. Недостаточная жесткость инструмента из-за наличия подвижных частей.2. Insufficient rigidity of the tool due to the presence of moving parts.

3. Использование алмазоносного слоя только одной зернистости приводит к необходимости производить обработку отверстия (развертывание) несколькими инструментами, что снижает производительность труда.3. The use of a diamondiferous layer of only one graininess leads to the need to perform hole processing (deployment) with several tools, which reduces labor productivity.

Известна алмазная мелкоразмерная развертка, являющаяся наиболее близким аналогом предлагаемого решения (патент на изобретение №2193474 от 06.12.2000 г.)Known diamond small-sized scan, which is the closest analogue of the proposed solution (patent for the invention No. 2193474 from 06.12.2000,)

Развертка содержит цилиндрический корпус, имеющий участки рабочей поверхности с алмазоносным слоем, нанесенным гальваническим способом, с расположенными между ними участками разделительной поверхности. Это позволяет обрабатывать отверстия диаметром D<15 мм. Для повышения производительности, качества обработки и работоспособности развертки на ее рабочей поверхности выполнена коническая часть с углом образующей равным 10-20 минутам. Алмазоносный слой на цилиндрической и конической поверхности корпуса имеет разную зернистость. Это способствует более точному направлению развертки по обрабатываемому отверстию, исправлению ею погрешности его геометрической формы и позволяет отказаться от многопроходного развертывания.The reamer comprises a cylindrical body having plots of a working surface with a diamond-bearing layer deposited by a galvanic method, with plots of a dividing surface located between them. This allows you to process holes with a diameter of D <15 mm. To increase the productivity, processing quality and operability of the sweep, a conical part with an angle of generatrix equal to 10-20 minutes is made on its working surface. The diamond-bearing layer on the cylindrical and conical surface of the body has a different grain size. This contributes to a more accurate sweep direction along the hole being machined, correcting its geometric shape error and eliminates multi-pass deployment.

Однако, известная алмазная мелкозернистая развертка также имеет существенные недостатки. Алмазоносный слой, наносимый на корпус развертки гальваническим способом, имеет небольшую глубину, а значит, и недостаточно высокую прочность. При затуплении и вырывании единичных алмазных зерен из гальванической связки, развертка быстро теряет свой диаметральный размер. Это приводит к увеличению расхода инструмента и уменьшению производительности.However, the known diamond fine-grained sweep also has significant drawbacks. The diamond-bearing layer applied to the sweep case by a galvanic method has a shallow depth, and therefore not sufficiently high strength. When blunting and tearing out single diamond grains from a galvanic bond, the sweep quickly loses its diametric size. This leads to increased tool consumption and reduced productivity.

Выполнение конической формы рабочей поверхности только на участке с большей зернистостью алмазов не позволяет обеспечивать требуемую шероховатость поверхности The implementation of the conical shape of the working surface only in the area with a larger grain size of diamonds does not allow to provide the required surface roughness

обрабатываемого отверстия с первой детали. Это требует приработки развертки и снижает эффективность ее использования.machined holes from the first part. This requires a run-in sweep and reduces the effectiveness of its use.

При малых глубинах резания, в пределах 3-10 мкм, которые используются при обработке отверстий диаметром D<15 мм, угол конической части, равный 10-20 минутам, не обеспечивает необходимой стойкости инструмента.At shallow depths of cut, within 3-10 microns, which are used when machining holes with a diameter of D <15 mm, the angle of the conical part equal to 10-20 minutes does not provide the necessary tool life.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение производительности, качества обработки и работоспособности инструмента при обработке отверстий диаметром D<15 мм.The task to which the proposed technical solution is directed is to increase the productivity, processing quality and operability of the tool when machining holes with a diameter of D <15 mm.

Для решения поставленной задачи предлагается использовать мелкоразмерную алмазную развертку, содержащую стержневой корпус с хвостовой частью, с размещенными на нем алмазоносными участками разной зернистости, содержащими калибрующую часть цилиндрической формы и режущую часть конической формы, с разделительными по периметру поверхностями на них, предлагается алмазоносные участки выполнить в виде двух полых алмазоносных цилиндров, надетых на корпус и закрепленных на нем, при этом, наружная, режущая часть нижнего алмазоносного цилиндра выполнить конической формы по всей его высоте, а у верхнего алмазоносного цилиндра на 0,2-0,3 его высоты, с углом общей образующей равным 0,5-2 мин, при этом, высота верхнего алмазоносного цилиндра принята равной его диаметру, а нижнего - равной 2-3 диаметрам, с зернистостью в 2-3 раза большей, чем у верхнего цилиндра.To solve this problem, it is proposed to use a small-sized diamond reamer containing a rod body with a tail part, with diamond-bearing sections of different grain sizes placed on it, containing a calibrating part of a cylindrical shape and a cutting part of a conical shape, with dividing surfaces around them, it is proposed to perform diamond-bearing sections in in the form of two hollow diamondiferous cylinders, worn on the body and fixed on it, while the outer, cutting part of the lower diamondiferous cylinder perform a conical shape along its entire height, and at the upper diamondiferous cylinder, by 0.2-0.3 of its height, with an angle of the common generatrix equal to 0.5-2 minutes, while the height of the upper diamondiferous cylinder is taken equal to its diameter, and the lower - equal to 2-3 diameters, with a grain size of 2-3 times greater than that of the upper cylinder.

При проведении поиска по источникам патентной и научно-технической информации не было обнаружено решения, содержащего совокупность предлагаемых признаков, что позволяет When conducting a search on the sources of patent and scientific and technical information, no solution was found containing the totality of the proposed features, which allows

сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию "новизна"to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "novelty"

Промышленная применимость предлагаемого решения видна из описания.The industrial applicability of the proposed solution is visible from the description.

На рис.1 показано устройство предлагаемой развертки;Figure 1 shows the device of the proposed scan;

На рис.2 - разрез А-А.In Fig. 2 - section AA.

Мелкоразмерная алмазная развертка содержит стержневой корпус 1 с фланцевой хвостовой частью для закрепления ее в шпинделе станка (на рис не показано), с одной стороны, и резьбовой частью - с другой. На стержневой корпус 1 надеты два полых алмазоносных цилиндра, верхний - 2 и нижний 3 Верхний 2 алмазоносный цилиндр имеет высоту Н₂ равную его наружному диаметру D. Высота H₁ нижнего 3 алмазоносного цилиндра равна 2-3 диаметрам D. Зернистость верхнего 2 алмазоносного цилиндра выбирается в зависимости от требуемой шероховатости обрабатываемого отверстия, зернистость нижнего 3 цилиндра, выполняющего основную работу резания, принимается в 2-3 раза большей. Закрепление алмазоносных цилиндров 2 и 3 на стержневом корпусе 1 производится с помощью прецизионной шайбы 5 и гайки 6, навинчиваемой на резьбовую часть стержневого корпуса 1. Шайба 5 выполнена с точной посадкой внутренним диаметром на стержневой корпус 1 и с отсутствием биения по своим торцовым поверхностям. В результате этого, шайба 5, воспринимая на себя перекосы в резьбовом соединении, защищает от них алмазоносные цилиндры 2 и 3.A small-sized diamond reamer contains a rod body 1 with a flange tail part for fixing it in the machine spindle (not shown in the figure), on the one hand, and the threaded part, on the other. Two hollow diamond-bearing cylinders are put on the rod body 1, the upper one is 2 and the lower 3 The upper 2 diamond-bearing cylinder has a height H ₂ equal to its outer diameter D. The height H _{1 of the} lower 3 diamond-bearing cylinder is 2-3 diameters D. The grain size of the upper 2 diamond-bearing cylinder is selected depending on the required roughness of the machined hole, the granularity of the lower 3 cylinder, which performs the main work of cutting, is taken 2-3 times larger. The diamond-bearing cylinders 2 and 3 are fixed on the rod body 1 by means of a precision washer 5 and a nut 6 screwed onto the threaded part of the rod case 1. The washer 5 is made with an exact fit with the inner diameter on the rod case 1 and with no runout on its end surfaces. As a result of this, the washer 5, perceiving the distortions in the threaded connection, protects the diamond-bearing cylinders 2 and 3 from them.

Наружная поверхность алмазоносных цилиндров 2 и 3 является рабочей поверхностью. Она состоит из двух частей: калибрующей части цилиндрической формы длиной I_ц, выполненной The outer surface of the diamond-bearing cylinders 2 and 3 is the working surface. It consists of two parts: a calibrating part of a cylindrical shape with a length of I _c , made

на наружной поверхности верхнего 2 алмазоносного цилиндра, и режущей части конической формы длиной I_k. Она выполнена на наружной поверхности нижнего 3 алмазоносного цилиндра на длине I₁, равной его высоте H₁, а у верхнего 2 алмазоносного цилиндра - на длине l₂, равной 0,2-0,3 его высоты Н₂. Угол φ общей образующей конического участка принят равным 0,5-2 минутам.on the outer surface of the upper 2 diamondiferous cylinder, and a cutting part of a conical shape of length I _k . It is made on the outer surface of the lower 3 diamondiferous cylinder at a length I ₁ equal to its height H ₁ , and at the upper 2 diamondiferous cylinder - at a length l ₂ equal to 0.2-0.3 of its height H ₂ . The angle φ of the common generatrix of the conical section is taken equal to 0.5-2 minutes.

Режущая часть конической формы при обработке (развертывании) отверстий производит основную работу резания по удалению припуска на обработку. Угол общей образующей, равный 0,5-2 мин., по сравнению с известной разверткой, имеющей этот угол равный 10-20 мин., позволяет в 10-20 раз увеличить число алмазных зерен, одновременно участвующих в работе. Это уменьшает нагрузку на алмазные зерна и благоприятно сказывается на работоспособности инструмента. Одновременно, такая величина угла конического участка позволяет значительно улучшить направление развертки по обрабатываемому отверстию и исправлению ею погрешности его геометрической формы.The cutting part of the conical shape during the processing (deployment) of the holes performs the main cutting work to remove the machining allowance. The angle of the common generatrix, equal to 0.5-2 minutes, compared with the known scan having this angle equal to 10-20 minutes, allows you to increase the number of diamond grains simultaneously participating in the work 10-20 times. This reduces the load on diamond grains and favorably affects the performance of the tool. At the same time, such a value of the angle of the conical section can significantly improve the direction of the scan along the hole being machined and correcting its geometric shape error.

Калибрующая часть цилиндрической формы длиной I_ц не несет основной нагрузки и производит только зачистку и калибровку поверхности отверстия, образованной режущей частью развертки.The calibrating part of a cylindrical shape with a length of I _c does not carry the main load and only performs cleaning and calibration of the surface of the hole formed by the cutting part of the reamer.

Зернистость верхнего 2 алмазоносного цилиндра выбирают в зависимости от требуемой шероховатости обрабатываемого отверстия. Зернистость нижнего 3 алмазоносного цилиндра, выполняющего основную работу резания и определяющего производительность развертывания, выбирают, поэтому, в 2-3 раза большей, чем у верхнего 2 алмазоносного цилиндра.The granularity of the upper 2 diamondiferous cylinder is selected depending on the required roughness of the machined hole. The granularity of the lower 3 diamondiferous cylinder, which performs the main work of cutting and determines the productivity of the deployment, is therefore selected 2-3 times greater than the upper 2 diamondiferous cylinder.

Выполнение у верхнего 2 алмазоносного цилиндра конического участка на длине обеспечивает получение отверстий с требуемой Performing at the upper 2 diamondiferous cylinder of a conical section along the length provides holes with the desired

шероховатостью поверхности, в отличие от известной развертки, начиная с первого обработанного отверстия. Это увеличивает эффективность использования развертки.surface roughness, in contrast to the known sweep, starting from the first machined hole. This increases the sweep efficiency.

На наружной поверхности, по всей длине обоих алмазоносных цилиндров, по их периметру выполнены разделительные поверхности в виде канавок, разбивающие всю рабочую поверхность на цилиндрической и конической частях развертки на узкие участки шириной В. Эти участки рабочей поверхности с алмазоносным слоем работают в наиболее благоприятных условиях, если их ширина В не превышает величины:On the outer surface, along the entire length of both diamond-bearing cylinders, along their perimeter, dividing surfaces are made in the form of grooves, dividing the entire working surface on the cylindrical and conical parts of the reamer into narrow sections of width B. These sections of the working surface with a diamond-bearing layer work under the most favorable conditions, if their width B does not exceed the value:

В=(0,1-0,2) Dπ,B = (0.1-0.2) Dπ,

где D - диаметр разверткиwhere D is the diameter of the sweep

π - const=3,14.π - const = 3.14.

Глубина участков разделительных поверхностей принята равной h=1 мм для всех размеров разверток. Участки разделительных поверхностей облегчают работу алмазных зерен и улучшают вымывание шлама, представляющего собой частицы срезанной стружки и продукты износа алмазоносного слоя, из зоны обработки, обеспечивая хорошую работоспособность инструмента.The depth of the sections of the dividing surfaces is taken equal to h = 1 mm for all dimensions of the reamers. The sections of the dividing surfaces facilitate the operation of diamond grains and improve the leaching of sludge, which is particles of cut chips and wear products of the diamond layer, from the processing zone, ensuring good tool performance.

Таким образом, предлагаемая мелкоразмерная алмазная развертка, в отличие от известной, обеспечивает:Thus, the proposed small-sized diamond scan, in contrast to the known, provides:

повышение качества обработки отверстий изделий за счет лучшего обеспечения направления в работе;improving the quality of the processing of the holes of the products due to the better provision of direction in work;

повышение работоспособности за счет уменьшения нагрузки на алмазные зерна;increased efficiency by reducing the load on diamond grains;

повышение эффективности использования развертки за счет получения требуемого качества с первого обрабатываемого отверстия, и, как результат, повышение производительности труда.increasing the efficiency of the use of reamers by obtaining the required quality from the first machined hole, and, as a result, increasing labor productivity.

Claims

1. A small-sized diamond reamer containing a rod body with a tail part, with diamond-bearing sections of different grain sizes placed on it, containing a calibrating part of a cylindrical shape and a cutting part of a conical shape, with perimeter-dividing surfaces on them, characterized in that the diamond-bearing sections are made in the form two hollow diamondiferous cylinders, worn on the body and fixed on it, while the outer cutting part of the lower diamondiferous cylinder is conical in shape over its entire height, and the upper diamondiferous cylinder at 0.2-0.3 of its height, with an angle of the common generatrix equal to 0.5-2 minutes

2. A small-sized diamond reamer according to claim 1, characterized in that the height of the upper diamondiferous cylinder is taken equal to its diameter, and the lower one equal to 2-3 diameters, with a grain size 2-3 times greater than that of the upper cylinder.