Горизонтальное устройство для обработки глубоких отверстий хонингованием

Полезная модель относится к области станкостроения и может быть использована при хонинговании глубоких отверстий диаметром до 100 мм и длиной до 5000 мм, в частности в цилиндрах нефтяных насосов. Задача - расширение технологических возможностей с повышением точности и чистоты обрабатываемых отверстий. Устройство содержит удлиненную станину, на которой размещены стационарно установленная передняя бабка со шпинделем, патроном и люнетами для закрепления изделия и инструментальный механизм для закрепления и перемещения стебля 9, несущего хонинговальную головку с обрабатывающими абразивными брусками (на чертеже не показаны) и поддерживаемого передвигающимся по направляющим станины люнетом. Инструментальный механизм выполнен в виде узла, совмещающего в себе установленные на общем основании 1 механизмы, центрирующие полый стебель 9, правая часть которого соединена с вилкой 10, и управляющие одновременно дозированной радиальной подачей алмазных брусков хонголовки и ее осцилляцией в процессе обработки. Стебель 9 пропущен через стойку 4 основания 1 и одним концом связан с механизмом осцилляции, выполненным в виде кривошипно-шатунного привода, а другим концом проходит сквозь корпус механизма подачи алмазных брусков и имеет продольный паз. В инструментальном стебле 19 установлен толкатель 15, жестко связанный со штифтом 13, размещенным в продольном пазу стебля с возможностью перемещения в нем и кинематически связанным с ручным дозированным приводом. Система подачи СОЖ в зону обработки соединена непосредственно с полостью инструментального стебля с питанием от автономной гидростанции.

Полезная модель относится к области станкостроения и может быть использована при хонинговании глубоких отверстий диаметром до 100 мм и длиной до 5000 мм, в частности в цилиндрах нефтяных насосов.

В традиционно используемых для хонинговання деталей с глубокими отверстиями указанных размеров одношпиндельных горизонтально-хонинговальных станках, выпускаемых Рязанским станкостроительным заводом (см. например: 1. Хонингование. Справочное пособие. М., Машиностроение. 1973, с.74: 2. Бабаев C.Г., Мамедханов Н.К., Гасанов Р.Ф. Алмазное хонингование глубоких и точных отверстий. М.. Машиностроение, 1978, с.28-29), предусмотрены установка обрабатываемой детали и инструмента на специальных поддерживающих люнетах, придание возвратно-поступательного движения инструментальному узлу (стеблевой бабке), снабженному системой дозированной подачи алмазных брусков, а также вращения не только инструменту, но и обрабатываемой детали. Станки снабжены также системой подачи в зону обработки и отвода из нее смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ) и механизмом осцилляции инструмента или детали.

Однако, конструкции узлов, из которых выполнены известные горизонтально-хонинговальные станки, обрабатывающие длинномерные детали, в литературе описаны мало и носят лишь констатирующий характер. Это вполне объяснимо, поскольку такие станки характеризуются высокой стоимостью, большой занимаемой площадью и при малой серии выпускаемой продукции их приобретение и применение на производстве является нерентабельным.

Известны станки для расточки глубоких сквозных отверстий, содержащие станину, на направляющих которой размещены шпиндельная бабка, стеблевая бабка с борштангой и расточной головкой, опора для поддержки заготовки и маслоприемник (патент ФРГ №1477144, кл. В 23 В 41/02, 1969).

Недостатками известной конструкции являются трудоемкость наладочных работ и возможность увода борштанги, что снижает точность обработки.

Известен станок для обработки глубоких сквозных отверстий, описанный в авт.свид.СССР №956173, М.кл. В23В 21/02, 1981. Станок содержит станину, на направляющих которой размещены стеблевая бабка с бор штангой и расточной головкой,. поддерживающий люнет, кинематически связанный с ходовым винтом, и маслоприемник. Станок снабжен дополнительной опорой с глухой втулкой и втулкой для центрирования, причем опора расположена на станине со стороны, противоположной торцу заготовки, обращенному к стеблевой бабке. Кинематика известного станка не обеспечивает качественной обработки при хонинговании глубоких отверстий.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели, т.е. прототипом, является горизонтальный станок для обработки глубоких отверстий, описанный в авт.свид.СССР №1539047, МПК⁵ В 24 В 33/02, 1987 г. Известный станок содержит удлиненную станину, на которой размещены стационарно установленная передняя бабка со шпинделем, патроном и люнетами для закрепления изделия и инструментальный механизм для закрепления и перемещения стебля, несущею хонинговальную головку с обрабатывающими абразивными брусками и поддерживаемого передвигающимся по направляющим станины люнетом, и снабженное системой подачи в зону обработки и отвода СОЖ.

Недостатком известного горизонтального станка является то, что подача СОЖ в зону резания осуществляется по шлангу, через стойку, плотно прижатую к торцу обрабатываемого изделия. При этом хонинговальная головка омывается снаружи, что приводит к попаданию шлама в зазоры между колодками брусков и корпусом головки и заклиниванию колодок в пазах корпуса, либо к их чрезмерному и быстрому износу, потере оптимальной посадки и ухудшению шероховатости обрабатываемой поверхности. Кроме того, согласно описанию работы станка сначала вводят хон в обрабатываемое отверстие на минимальной подаче. Затем включают подачу СОЖ, осуществляют разжим брусков хона и вращение шпинделя бабки детали и только после этого включают перемещение стеблевой бабки. Таким образом, в известном станке отсутствует возможность дозированной подачи алмазных брусков в процессе перемещения стеблевой бабки, что отрицательно сказывается на точности и чистоте обработки отверстия, а отсутствие осцилляции - на производительность. Станок также занимает большую площадь и его применение на производстве нерентабельно.

Настоящая полезная модель направлена на исключение вышеперечисленных недостатков, а именно на расширение технологических возможностей широко используемых

станков, например токарно-винторезных с удлиненной станиной, путем использования их для обработки глубоких отверстий в цилиндрических изделиях с повышением точности и чистоты отверстий.

Поставленная задача достигается тем, что горизонтальное устройство для обработки глубоких отверстий хонингованием, содержащее удлиненную станину, на которой размещены стационарно установленная передняя бабка со шпинделем, патроном и люнетами для закрепления изделия и инструментальный механизм для закрепления и перемещения стебля, несущего хонинговальную головку с обрабатывающими алмазными брусками и поддерживаемого передвигающимся по направляющим станины люнетом, и снабженное системой подачи в зону обработки и отвода СОЖ, согласно предлагаемой полезной модели инструментальный механизм выполнен в виде узла, совмещающего в себе установленные на общем основании механизмы, центрирующие инструментальный стебель, выполненный полым, и управляющие одновременно дозированной радиальной подачей алмазных брусков хонинговальной головки и ее осцилляцией в процессе обработки.

Другим отличием заявляемого устройства является то, что полый стебель пропущен через стойку основания инструментального узла. одним концом связан с механизмом осцилляции, выполненным в виде кривошипно-шатунного привода, а другим концом проходит сквозь корпус механизма подачи алмазных брусков и имеет продольный паз.

Еще одним отличием предлагаемого устройства является то, что в инструментальном стебле установлен толкатель, жестко связанный со штифтом, размещенным в продольном пазу стебля с возможностью перемещения в нем и кинематически связанным с ручным дозированным приводом.

Кроме того, отличие заявляемой конструкции заключается в том, что система подачи СОЖ в зону обработки соединена непосредственно с полостью инструментального стебля с питанием от автономной гидростанции.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое горизонтальное устройство для обработки глубоких отверстий хонингованием отличается наличием новых деталей, их взаимным расположением, связями и формой выполнения.

Проведенный патентный поиск показал, что в настоящее время неизвестно горизонтальное устройство для обработки глубоких отверстий хонингованием, обладающее

такой же совокупностью существенных признаков, что и предлагаемое. Таким образом, заявляемая конструкция соответствует критерию полезной модели "новизна".

Выполнение в предлагаемом устройстве инструментального механизма в виде узла, совмещающего в себе установленные на общем основании механизмы, центрирующие полый инструментальный стебель и управляющие одновременно дозированной радиальной подачей алмазных брусков хонинговальной головки и ее осцилляцией в процессе обработки, позволит расширить технологические возможности широко используемых в производстве станков, обеспечив без больших затрат выполнение на них операции хонингования. Устройство обеспечивает дозированную подачу алмазных брусков путем поворота рукоятки механизма разжима на любую величину согласно делениям кругового лимба. Подача изменяется в зависимости от требуемых точности и чистоты обрабатываемого отверстия. Соединение системы подачи СОЖ в зону обработки непосредственно с полостью инструментального стебля с питанием от автономной гидростанции позволит регулировать давление СОЖ, обеспечивая эффективное вымывание отработанного шлама.

Вышеизложенное доказывает, что совокупность отличительных от прототипа признаков обеспечивает выполнение операции хонингования на станках с удлиненной станиной, например на токарно-винторезном станке, при обработке глубоких отверстий в цилиндрических деталях, например цилиндров глубинных штанговых насосов с обеспечением точности по 7-8 квалитетам и шероховатости по 8-9 классам, т.е. заявляемое техническое решение соответствует критерию полезной модели "промышленная применимость".

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где:

- на фиг.1-3 представлены части единой схемы горизонтального устройства для обработки глубоких отверстий хонингованием;

- на фиг.4 - разрез АА на фиг.3.

Предлагаемое устройство содержит основание 1 и смонтированные в корпусе 2 механизм подачи брусков и в корпусе 3 механизм осцилляции. На стойке 4 основания 1 установлен привод механизма осцилляции - электродвигатель 5 и шкив 6 с клиновидным ремнем 7. Во втулке 8 стойки 4 установлен полый инструментальный стебель 9, правая часть которого имеет цилиндрические направляющие и резьбу для соединения с вилкой 10 механизма осцилляции. Часть стебля 9, расположенная в корпусе 2, имеет утолщение с метрической резьбой и продольным пазом. На резьбовую часть навинчены

зубчатое колесо 11 и втулка 12. Последняя центрируется расточкой во внутреннем диаметре зубчатого колеса 11. образуя между своим торцом и горном расточки зубчатого колеса пространство для установки штифта 13. Мерная шайба 14 обеспечивает беззазорное положение штифта 13, запрессованного в толкатель 15. В зацеплении с зубчатым колесом 11 находится вал-шестерня 16, на левом конце которой установлена рукоятка 17 с круговым лимбом 18.

Левая часть стебля 9 также имеет цилиндрические направляющие и резьбу для соединения с основным (под толкатель) стеблем 19. В полости стеблей 9 и 19 помещен толкатель 15, левая часть которого взаимодействует с подающими конусами хонинговальной головки (на чертеже не показана), а в ею правой части установлен штифт 13. На стебле 19 расположен штуцер 20 со шлангом 21 для подачи СОЖ в зону хонингования по кольцевому зазору: бак СОЖ - автономный насос (на чертеже не показан) -инструментальный стебель - хонголовка (зона резания) - бак СОЖ.

Корпус 3 механизма осцилляции содержит основание 22 и крышку. Вал 23 зубчатого колеса 24 выполнен заодно с эксцентриком 25, на котором установлен шатун 26, соединенный осью 27 с вилкой 10. Вращение вала-шестерни 28 обеспечивается от привода через шкив 29.

Предлагаемое устройство для обработки глубоких отверстий работает следующим образом. В исходном положении бруски хонголовки полностью сжаты, и инструмент свободно проходит в обрабатываемое отверстие. При этом толкатель 15 с помощью рукоятки 17 переводится в крайнее правое положение. В процессе хонингования поворотом рукоятки 17с лимбом 18 приводится во вращение вал-шестерня 16 и начинается вращение и перемещение влево зубчатого колеса 11 по резьбе неподвижного стебля 9. При этом торец зубчатого колеса 11 через мерную шайбу 14 воздействует на штифт 13 и перемещает его по продольному пазу стебля 9, а. следовательно, и толкатель 15 по отверстию в стеблях 9 и 19. Движение толкателя приводит к перемещению конусов хонинговальной головки, обеспечивающих радиальную подачу брусков. Для повышения производительности хонингования включается привод механизма осцилляции. От ременной передачи привода вращается вал-шестерня 28, зубчатое колесо 24 и вал 23 с эксцентриком 25. Вращение эксцентрика 25 через шатун 26 приводит к возвратно-поступательному перемещению (осцилляции) вилки 10, стеблей 9 и 19 и хонинговальной головки.

Горизонтальное устройство для обработки глубоких отверстий хонингованием, содержащее удлиненную станину, на которой размещены стационарно установленная передняя бабка со шпинделем, патроном и люнетами для закрепления изделия и инструментальный механизм для закрепления и перемещения стебля, несущего хонинговальную головку с обрабатывающими абразивными брусками и поддерживаемого передвигающимся по направляющим станины люнетом, и снабженное системой подачи в зону обработки и отвода смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ), отличающееся тем, что инструментальный механизм выполнен в виде узла, совмещающего в себе установленные на общем основании механизмы, центрирующие инструментальный стебель, выполненный полым, и управляющие одновременно дозированной радиальной подачей алмазных брусков хонинговальной головки и ее осцилляцией в процессе обработки, причем полый стебель пропущен через стойку основания инструментального узла, одним концом связан с механизмом осцилляции, выполненным в виде кривошипно-шатунного привода, а другим концом проходит сквозь корпус механизма подачи алмазных брусков и имеет продольный паз, при этом в инструментальном стебле установлен толкатель, жестко связанный со штифтом, размещенным в продольном пазу стебля с возможностью перемещения в нем и кинематически связанным с ручным дозированным приводом, а система подачи СОЖ в зону обработки соединена непосредственно с полостью инструментального стебля с питанием от автономной гидростанции.