Хонинговальная головка

 

Ф г в в! I! !

I e

II 4 Ф Ф °

° ° °

° ° I < ° 1

° ° ° °! а °

94 з В °

° ° 1 ) ° В Ф ° е °

Ф ° I 1 °

° °, ° °, В В!

11.1! ° °

° °

Ф 1

11! ° ° Ф

1 1 °, °

° ° ° ° ее °

° В

Ф ° °

° 1 I ° °

1 ° °, °

11 Ф °! Ф

I ° 1 °

° ° °

° ° ° ° I !

° ° °

° ° °

° ! °

° 1 ° ° °

° °

Ф I

° ° ° ° ° ° ° ° 1 ° ° ° ° ° В ° ° ° °

ВФ ° ° 1 ° ° ° ° ° ° !

1 ° ° ° ° ° ° °

I Ф ° °

ФФ Ф

° ° В

1 ° Ф ° ° I ° 1 1

ВВ ° ° °

° I °

1 1

I ° * Ф

2005055

Изобретение относится к абразивной обработке цилиндрических глубоких отверстий, в частности к одновременному предварительному и окончательному хонингованию каналов цилиндров и труб, к качеству которых предъявляются повышенные требования, Известна хонинговальная головка, снабженная чередующимися в окружном направлении колодками с крупнозернистыми и мелкозернистыми брусками и механизмом разжима (см., например, авт.св. 150379, кл. В 24 В 33/02, 1962).

Недостатком такой хонинговальной ГОловки является низкая производительность обработки в связи с невозможностью одноВр8М8ННоА работы крупнозернистыми и мелкозернистыми брусками.

Известна хонинговальная головка для предварительного и окончательного хонингования, снабженная двумя группами, колодок с крупнозернистыми и мелкозерни-стыми брусками и двумя механизмами разжима брусков, размещенными в корпусе головки (см„например, авт, св, 343833, кл, В 24 В 33/02. 1970), г|ринятая эа прототип.

Эта хонинговальная головка позволяет производить одновременную обработку крупнозернистыми и мелкозернистыми брусками, Однако при осевом перемещении хонинговальной головки, имеющей крупнозернистые и мелкозернистые бруски одинаковой протяженности вдоль оси головки, на обработанной поверхности отверстия остаются участки (в виде ленты, расположенной по спирали), не обработанные мелкозернистыми брусками, Это приводит к формированию на поверхности обрабо-анного отверстия неоднородной шероховатости. Наличие на обработанной поверхности отверстия участков с более грубой шероховатостью свидетельствует о низком качестве обработки, Кроме того, на участках поверхности с более грубой шероховатостью наблюдается "затухание съема металла", т.е, съем металла с этих участков значительно уменьшается по сравнению со сьемом металла с Остальной повеохности отверстия. Это приводит к снижению производительности обработки. При введении в отверстие и при выводе из отверстия хонинговальной головки, у которой диаметр окружности, описанной вокруг мелкозернистых брусков, превышает диаметр обрабатываемо о отверстия, мелкозернистые бруски подвергаются повышенному износу, что требует более частой их "àìåíû, а значит влечет за собой увеличение внутрисменных потерь рабочего времени и приводит к снижению производительности обработки.

Таким образом хонинговальная головка не обеспечивает высокой производительности обработки, Целью изобретения является повышение производительности обработки. Это достигается тем, что хонинговальная головка

10 для предварительного и окончательного хонингования снабжена крупнозернистыми и мелкозернистыми брусками и двумя механизмами разжима брусков, размещенными в корпусе головки, причем механизм разжи15 ма мелкозернистых брусков размещен в пазах колодок с мелкозернистыми брусками и выполнен в виде подвижных вставок, кинематически связанных с разжимными конусами штока и упругих элементов, установленных в зазоре между вставками и дном пазов, при этом мелкозернистые бруски выполнены с большей протяженностью вдоль оси хонинговальной головки, чем крупнозернистые бруски на величину, опре25 деляемую в соответствии с выражением

Ь вЂ” I> = (0,7 — 4,5)

D< где I< — протяженность вдоль оси головки крупнозернистых брусков, мм;

Ь вЂ” протяженность вдоль оси головки мелкозернистых брусков, мм;

D1 — диаметр окружности, описанной вокруг крупнозернистых брусков, мм;

К вЂ” количество колодок с брусками, причем величину зазора между подвижной вставкой и дном паза колодки с мелкозернистым бруском определяют из выражения

40 а=(0,6 — 1,2) Н1 где а — величина зазора между подвижной вставкой и дном паза колодки с мелкозернистым бруском, мм;

Н1 — высота нового крупнозернистого

45 бруска, мм.

При этом мелкозернистые бруски установлены на большем расстоянии оТ оси головки, чем крупнозернистые бруски, на величину, определяемую в соответствии с

50 выpBKBHNBM

Dz-D1 = (1,3 — 1,8) Н2, где D> — диаметр окружности, описанной вокруг крупнозернистых брусков, мм;

Dz — диаметр окружности, описанной вокруг мелкозернистых брусков, мм;

H2 — высота нового мелкозернистого бруска, мм.

2005055

15 стыми брусками

12 — 11 = (0,7 — 4,5)

lz — 1> = (0,7 — 4,5)

0>

Выполнение механизма раэжима колодок с мелкозернистыми брусками в виде размещенных в пазах колодок подвижных вставок, кинематически связанных с разжимными конусами штока и упругих элементов, установленных в зазоре между вставками и дном пазов, позволяет в зави; симости от положения штока изменять радиальное положение мелкозернистых брусков. Благодаря этому появляется возможность в хонинговальной головке для одновременного предварительного и окончательного хонингования обеспечить повышение стойкости мелкозернистых брусков за счет исключения их износа при вводе в отверстие и выводе из него.

Из-за повышения стойкости мелкозернистых брусков уменьшается время, связанное с заменой этих брусков, что в конечном счете повышает производительность обработки.

Благодаря тому, что мелкозернистые бруски выполнены с большей протяженностью вдоль оси хонинговальной головки, чем крупнозернистые бруски, на величину, определяемую в соответствии с выражением где 11 — протяженность вдоль оси головки крупнозернистых брусков, мм;

12 — протяженность вдоль оси головки мелкозернистых брусков, мм, 01 — диаметр окружности, описанной вокруг крупнозернистых брусков, мм;

К вЂ” количество колодок с брусками в отверстии формируется однородный (макро- и микро-) рельеф, полученный в результате воздействия мелкозернистых брусков на обработанную поверхность отверстия, При этом однородный рельеф формируется на всей поверхности канала отверстия.

Наличие на всей поверхности отверстия рельефа с однородной шероховатостью, сформированной мелкозернистыми брусками, свидетельствует о повышении качества обработки. Кроме того, при работе крупнозернистых брусков по однородной поверхности с низкой шероховатостью исключается эффект "затухания съема", т,е. съем металла крупнозернистыми брусками весь период работы остается постоянным, в результате чего повышается производител ьность обработки.

Следует отметить, что протяженность мелкозернистых брусков выбирают из условия обеспечения "перекрытия" этими бру40

55 сками зоны обработки крупнозернистыми брусками с учетом поступательного движения хонинговальной головки вдоль оси отверстия обрабатываемой детали и погрешностей механизмов вращательного и поступательного движений станка.

В связи с тем, что обработке могут быть подвергнуты самые различные металлы и сплавы, режимы обработки могут существенно отличаться (окружная скорость вращения инструмента, скорость вращения детали и скорость возвратно-поступательного движения инструмента).

Изменение режимов обработки будет влиять на величину зоны обработки крупнозернистыми брусками, а следовательно, и на увеличение протяженности мелкозернистых брусков по сравнению с крупнозерниОсновываясь на эмпирически выведенных значениях отношения окружной скорости инструмента к скорости его поступательного перемещения для случаев обработки различных материалов и необходимости полного перекрытия следов предварительного хонингования мелкозернистыми брусками с учетом погрешности механизмов вращения и продольного перемещения хонинговальных станков, эмпирически были выбраны граничные условия увеличения протяженности мелкозернистых брусков по сравнению с крупнозернистыми. При этом увеличение протяженности мелкозернистых брусков по сравнению с крупнозернистыми брусками определяется выражением: где 1 — протяженность вдоль оси головки крупнозернистых брусков, мм;

1р — протяженность вдоль оси головки мелкозернистых брусков, мм;

0 — диаметр окружности, описанной вокруг крупнозернистых брусков, мм

К вЂ” количество колодок с хонинговальными брусками, причем мелкозернистые бруски расположены вдоль оси симметрично крупнозернистым брускам.

В качестве примера рассмотрим обработку отверстия диаметром 100 мм хонинговальной головкой, содержащей три колодки с крупнозернистыми брусками протяженностью вдоль оси головки равной 100 мм и три колодки с мелкозернистыми брусками, протяженность которых вдоль оси головки должна превышать протяженность крупнозернистых брусков на 12 — 75 мм (т.е. протя2005055

x -8 =26 — 13мм

1 1

55 женность мелкозернистых брусков должна составлять 112-175 мм), Рассмотрим обработку нескольких наиболее отличающихся по обрабатываемости черных сплавов.

При обработке деталей иэ чугуна отношение окружной и продольной (осевой) скоростей составляет тт — — 4-8. (см.

Но пр

Справочная книга по отделочным операциям. Л,: Ленгиэ, 1966, с. 542.табл. 4).

Из условия перекрытия всей поверхности, обработанной крупнозернистыми брусками, необходимо, чтобы мелкозернистые бруски имели большую протяженность, чем крупнозернистые бруски на следующую величину:

2ЛО Vnp 2 3,14 100 — — х

При обработке закаленных сталей

Vo

= 3-4 (см, Справочная книга по отделочVnp ным операциям, Л.: Ленгиз, 1966, с. 542, табл, 4) протяженность мелкозернистых брусков должна превышать протяженность крупнозернистых брусков на величину

2Л0 . Vnp 2 3,14 100 2 11 Й 6 х х — д = 35-26 мм

1 1

При обработке незакаленных сталей

= 1,5-2,5, (см, Справочная книга по отдеVo

Н., лочным операциям, Л., Ленгиз, 1966, с. 542„ табл. 4) протяженность мелкозернистых брусков должна превышать протяженность крупнозернистых брусков на величину

ЬИ= — - — х

2й0 Нпр 2 3.14 100

К Vo 6 х -1-т» - - 70-41,6 мм, 1 1

1 I

Таким образом, при обработке деталей иэ черных сплавов указанный диапазон увеличения протяженности мелкозернистых брусков дает хорошую сходимость и является технически приемлемым.

Благодаря тому, что зазор между подвижной вставкой и дном паза колодки вы5

20 попнен в пределах 0,6 — 1,2 высоты нового крупнозернистого бруска, а разность диаметров мелкозернистых и крупнозернистых брусков составляет 1,3-1,8 высоты нового мелкозернистого бруска обеспечивается возможность использования мелкозернистых брусков до полного износа их алмазоносного слоя, в результате чего уменьшается время, связанное с заменой брусков, а следовательно, повышается производительность обработки.

На фиг. 1 представлен продольный разрез предлагаемой хонинговальной головки; на фиг, 2 — поперечное сечение механизма разжима мелкозернистых брусков в плоскости, проходящей через ось упругого элемента; на фиг. 3 — поперечное сечение механизма разжима мелкозернистых брусков в плоскости, проходящей через ось упорных штифтов.

8 корпусе 1 хонинговальной головки размещен шток 2 с разжимными конусами, воздействующими через толкатели 3 на колодки 4 с крупнозернистыми брусками 5, предназначенными дпя предварительного хонингования. Колодки 6 с мелкозернистыми брусками 7, предназначенными для окончательного хонингования, посредством размещенных в пазах колодок 6 подвижных вставок 8 и упругих элементов 9 кинематически связаны с топкателями 3 и разжимными конусами штока 2, Колодки 4 и 6 удерживаются в осевом направлении штифтами 10 и в радиальном направлении кольцевыми пружинэми 11, При этом мелкозернистые бруски выполнены большей протяженности, чем крупнозернистые бруски, на величину 0,7 — 4,5 отношения диаметра крупнозернистых брусков к количеству колодок с брусками, зазор между вставкой и дном паза равен 0,6 — 1,2 высоты нового крупнозернистого бруска, а разность диаметров установки мепкозернистых и крупнозернистых брусков равна 1,3— l,8 высоты новых мелкозернистых брусков, Хонинговальная головка работает следующим образом.

Установленную на шпинделе станка хонинговальную головку со сведенными колодками 4 и 6 (диаметр окружности описанной вокруг мелкозернистых брусков меньше диаметра отверстия) вводят в обрабатываемое отверстие трубы и соответствующим механизмом станка перемещают шток 2 в корпусе 1. При этом конуса штока

2 взаимодействуют с толкателями 3, которые в результате прямого контакта через вставки 8 и упругие элементы 9 раздвигают колодки 4 и 6 с крупнозернистыми 5 и мелкозернистыми 7 брусками.

2005055

После достижения равенства диаметра окружности, описанной вокруг крупнозернистых брусков 5, диаметру обрабатываемого отверстия перемещение штока 2 прекращают. При этом диаметр окружности, описанной вокруг мелкозернистых брусков, будет равен диаметру обрабатываемого отверстия, и мелкозернистые бруски 7 будут прижаты к поверхности обрабатываемого отверстия с постоянным усилием, величина которого зависит от жесткости упругих элементов 9. Включают подачу СОЖ. Обрабатываемой трубе сообщают вращательное, а хонинговальной головке вращательное и возвратно-поступательное движения. При этом устанавливают протяженность осевого перемещения хонинговальной головки, при котором крупнозернистые бруски 5 выходят из обрабатываемого отверстия на 1/3 длины бруска с каждой стороны. Обработку производят с периодической дозированной подачей штока 2 на разжим крупнозернистых брусков 5. Мелкозернистые бруски 7 находятся в постоянном контакте с обрабатываемой поверхностью отверстия. При этом крупнозернистые бруски 5 производят основной съем металла, а мелкозернистые бруски 7, работая по предварительно отхонингованной крупнозернистыми брусками

5 поверхности, при каждом проходе окончательно формируют однородный микрорельеф, уменьшают шероховатость поверхности и препятствуют "затуханию" производительности предварительного хонингования, После достижения требуемого размера обрабатываемого отверстия штоку 2 сообщают перемещение в противоположном направлении, при этом под действием кольцевых пружин 11 колодки 4 и 6 сводятся,,диаметры окружностей, описанных вокруг мелкозернистых 7 и тем более крупнозернистых 5 брусков, становятся меньше диаметра обработанного отверстия. Затем последоваФормула изобретения

1. ХОНИНГОВАЛЬНАЯ ГОЛОВКА для предварительного и окончательного хонингования, в корпусе которой установлены две группы колодок, установленные с возможностьк взаимодействия с разжимными конусами штока, и два механизма разжима брусков, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности процесса обработки, в колодках мелкозернистых брусков. выполнены пазы, в которых размещен механизм разжима мелкозернистых брусков, выполненный в виде подвижных вставок, кинематически связанных с раэтельно выключают вращение трубы и хонинговальной головки, прекращают подачу

СОЖ и выводят хонинговальную головку из обработанного отверстия.

5 Для сравнительных испытаний использовали трубы изд. 2А70 иэ стали ОХН (категория прочности 0 — 120) с отверстием диаметром 100, длиной 2,5 м. Обработку производили на горизонтально-хонинго10 вальном станке мод. РТ вЂ” 620 на следую-1, -1. щих режимах: п = 63 мин; пд т = 10 мин

$пр = 6 м/мин, t = 0,006 — 0,012 мм/дв.ход„ в качестве СОЖ использовали керосиномасляную смесь.

15 В качестве инструмента использовали известную хонинговальную головку (прототип) с крупнозернистыми брусками АБХ 150 х 12 х 3 х 6 — АСВ 160/125 — 100 — МС1 и мелкозернистыми брусками АБХ 150 х 12 х 3 х

20 6 — АСЧ 100/80 — 100 — В2 — 04 и хонинговальную головку предлагаемой конструкции с крупнозернистыми брусками АБХ 125 х 12 х

3 х 6 — АСВ 160/125 — 1007 — МС1 и мелкозернистыми брусками АБХ 150 х 12 х 3 х 6 — АСЧ

25 100/80 — 100 — B2 — 04.

B результате сравнительных испытаний выявлено. что применение хонинговальной головки предлагаемой конструкции позволяет повысить производительность обра30 ботки (снизить трудозатраты на 8-12 ) по сравнению с прототипом и сниэи1 ь шероховатость поверхности (no критерию Rz) с 3,0 до 2,5 мкм.

Экономический эффект достигается эа

35 счет повышения производительности труда на 8-12 и повышения долговечности деталей.

Стоимость известной и предлагаемой хонинговальных головок одинакова, ста40 нок используют один и тот же, например модель PT 620. (56) Авторское свидетельство СССР

М 343833, кл. В 24 В 33/02, 1970.

45 жимными конусами штока, и упругих элементов, установленных в зазоре между вставками и дном пазов, при этом мелкозернистые бруски выполнены с большей

50 протяженностью вдоль оси хонинговальной головки, чем крупнозернистые бруски, на величину, определяемую по формуле

11- lz =(0,7 — 4,5) 01/К, 55 где I> - протяженность вдоль оси головки крупнозернистых брусков;

lz - протяженность вдоль оси головки мелкозернистых брусков;

О> - диаметр окружности, описанной вокруг крупнозернистых брусков;

2005055

12 фариа 2

E-Ð

Составитель А. Бахвалов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С. Юско

Редактор А. Бер

Заказ 3419

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

К - количество колодок с брусками.

2. Хонинговальная головка по п.1, отличающаяся тем, что величина зазора между подвижной вставкой и дном паза колодки с мелкозернистым бруском выбрана по формуле а =(0,6- 1,2)Н, где а - величина зазора между подвижной вставкой и дном паза колодки с мелкозер-10 нистым бруском, H> - высота крупнозернистого бруска, при этом мелкозернистые бруски установлены на расстоянии от оси головки, большем, чем крупнозернистые бруски на величину, определяемую по формуле (О2 - 01) = (1,3 - 1.8)Н2, где D< - диаметр окружности, описанной вокруг крупнозернистых брусков;

Dz - диаметр окружности, описанной вокруг мелкозернистых брусков;

Hz - высота мелкозернистого бруска.