Комбинированный инструмент для отделочно-упрочняющей обработки
Комбинированный инструмент для отделочно-упрочняющей обработки относится к области технологии машиностроения и может быть применен для отделочно-упрочняющей обработки деталей на металлообрабатывающих станках с жестко-упругим закреплением инструмента. Для повышение износостойкости индентора, комбинированный инструмент для отделочно-упрочняющей обработки дополнительно включает в себя нагревательный элемент, установленный в державке, вольтметр и трансформатор, которые соединены электрической цепью с нагревательным элементом и державкой. Предварительный нагрев индентора, воспринимающего основную нагрузку при отделочно-упрочняющей обработке, позволяет повысить его стойкость и сформировать требуемое качество выглаженной поверхности. Для индентора обеспечивается жесткая кинематическая связь между ним и деталью, а для шарика, посредством пружины, обеспечивается упругая кинематическая связь между ним и деталью. Это позволяет осуществить жестко-упругую кинематическую связь между инструментом и деталью. Вследствие жестко-упругой кинематической связи между инструментом и деталью, а также того, что индентор и шарик расположены на расстоянии друг от друга в направлении оси центров станка, высотные параметры шероховатости поверхности, образованные индентором, после прохода по поверхности детали шариком гарантированно уменьшаются в четыре раза.
Полезная модель относится к области технологии машиностроения и может быть использована для отделочно-упрочняющей обработки деталей на металлообрабатывающих станках с жестко-упругим закреплением инструмента.
Известен инструмент, используемый при способе выглаживания, при котором обеспечивается жесткая кинематическая связь между инструментом и деталью (Патент РФ на полезную модель 
58065 U1 B24B 39/00. Выглаживатель с предварительным подогревом рабочей части / Губанов В.Ф., Губанов И.Ф.). При выглаживании этим инструментом повышается стойкость твердосплавного индентора вследствие его подогрева до начала обработки, что связано с переводом твердого сплава из хрупкого состояния в хрупко-пластическое состояние.
В качестве прототипа комбинированного инструмента для отделочно-упрочняющей обработки выбран инструмент для отделочно-упрочняющей обработки (Патент РФ на полезную модель 128148 U1 B24B 39/04. Инструмент для отделочно-упрочняющей обработки / Губанов В.Ф., Шишкина С.В., Чудинова Е.А., Гуревич Ю.Г., Марфицын В.В.).
Конструкция инструмента для отделочно-упрочняющей обработки включает в себя сепаратор, шарик, подшипник, ось, державку, винт, шток, пружину, винт, индентор, винт, винт, гайку.
Недостатком этой конструкции является недостаточная стойкость рабочей части индентора, в случае применения для изготовления индентора инструментальных твердых сплавов.
Для повышение износостойкости индентора, комбинированный инструмент для отделочно-упрочняющей обработки дополнительно включает в себя нагревательный элемент, установленный в державке, вольтметр и трансформатор, которые соединены электрической цепью с нагревательным элементом и державкой. Нагрев твердосплавного индентора осуществляется вследствие эффекта термоЭДС возникающего в зоне контакта нагревательного элемента с индентором, при подаче в электрическую цепь напряжения, величина которого регулируется трансформатором и регистрируется вольтметром. Нагрев позволяет осуществить перевод твердого сплава из хрупкого состояния в хрупко-пластическое состояние.
Комбинированный инструмент для отделочно-упрочняющей обработки содержит державку, нагревательный элемент, установленный в державке, индентор, изолированный по базовым поверхностям от контакта с державкой и закрепленный при помощи винта в нагревательном элементе, электрическую цепь, содержащую трансформатор и вольтметр и соединяющую державку и нагревательный элемент, шток, зафиксированный при помощи винта в державке, в котором закреплен при помощи оси подшипник, шарик, расположенный в сепараторе, который закреплен на штоке винтом и зафиксирован гайкой, пружину, надетую на шток, и винт, осуществляющий сжатие пружины. В конструкции державки обеспечена возможность ввинчивания винта для осуществления сжатия пружины. Индентор выполнен с обеспечением жесткой кинематической связи между ним и деталью, а шарик выполнен с обеспечением упругой кинематической связи между ним и деталью. Упомянутые индентор и шарик расположены на расстоянии друг от друга в направлении оси центров станка.
Вследствие жестко-упругой кинематической связи между комбинированным инструментом для отделочно-упрочняющей обработки и деталью, а также того, что индентор и шарик расположены на расстоянии АХ друг от друга в направлении оси центров станка, достигается следующий технический результат: высотные параметры шероховатости поверхности, образованные индентором, после прохода по поверхности детали шариком уменьшаются в четыре раза, при этом за счет предварительного нагрева индентора, воспринимающего основную нагрузку при отделочно-упрочняющей обработке, стойкость его повышается.
На фиг. 1 показана конструкция заявляемого комбинированного инструмента для отделочно-упрочняющей обработки.
Конструкция комбинированного инструмента для отделочно-упрочняющей обработки включает в себя следующие элементы: сепаратор 1, шарик 2, подшипник 3, ось 4, державка 5, винт 6, шток 7, пружина 8, винт 9, индентор 10, винт 11, винт 12, гайка 13, нагревательный элемент 14, вольтметр 15, трансформатор 16.
При помощи винта 11, изготавливаемого из непроводящего электрический ток материала, индентор 10 закрепляется в нагревательном элементе 14, установленном с натягом в державке 5. В паз штока 7 вставляется подшипник 3 и фиксируется осью 4. В сепаратор 1 вставляется шарик 2. Сепаратор 1, который изготавливается из антифрикционного материала, навинчивается на шток 7 и фиксируется на нем при помощи винта 12 и гайки 13. Шток 7 вставляется в державку 5 и фиксируется в ней при помощи винта 6. На шток 7 одевается пружина 8 и в державку 5 ввинчивается винт 9. Посредством ввинчивания винта 9 в державку 5 осуществляется сжатие пружины 8 на требуемую силу отделочно-упрочняющей обработки. Таким образом, для индентора обеспечивается жесткая кинематическая связь между ним и деталью, а для шарика обеспечивается упругая кинематическая связь между ним и деталью. При этом индентор и шарик расположены на расстоянии 
X относительно друг друга. К нагревательному элементу 14 и державке 5 подключается электрическая цепь, в состав которой входят вольтметр 15 и трансформатор 16.
Комбинированный инструмент для отделочно-упрочняющей обработки функционирует следующим образом:
Он закрепляется в резцедержателе, при этом инструмент электрически изолируется от резцедержателя. В электрическую цепь подается напряжение. Величина подводимого напряжения регулируется трансформатором 16 и определяется при помощи вольтметра 15. Нагрев индентора 10 осуществляется использованием эффекта термоЭДС, возникающим посредством контакта нагревательного элемента 14 и индентора 10. После нагрева рабочей части индентора до требуемой температуры, определяемой по показаниям вольтметра 15, прекращается подача напряжения. Комбинированный инструмент для отделочно-упрочняющей обработки устанавливается на оси центров станка и при его движении на рабочей подаче, шарик уменьшает величину высотных параметров шероховатости поверхности, гарантированно проходя по выступам профиля шероховатости поверхности, образованной индентором, что обеспечивается подбором подачи и жестко-упругой кинематической связью между инструментом и деталью.
Заявляемая конструкция комбинированного инструмента для отделочно-упрочняющей обработки по сравнению с прототипом позволяет повысить стойкость рабочей части индентора.
Комбинированный инструмент для отделочно-упрочняющей обработки, состоящий из индентора, закрепленного при помощи винта, штока, зафиксированного при помощи винта в державке, в котором закреплен при помощи оси подшипник, шарика, расположенного в сепараторе, который закреплен на штоке винтом и зафиксирован гайкой, пружины, надетой на шток, и винта, осуществляющего сжатие пружины, который выполнен с возможностью ввинчивания в державку для сжатия пружины, при этом индентор выполнен с обеспечением жесткой кинематической связи с деталью, а шарик выполнен с обеспечением упругой кинематической связи с деталью, при этом упомянутые индентор и шарик расположены на расстоянии друг от друга в направлении оси центров станка, отличающийся тем, что он дополнительно содержит нагревательный элемент, установленный в державке, в котором закреплен индентор, и электрическую цепь, включающую трансформатор и вольтметр и соединяющую нагревательный элемент с державкой.
