комбинированный инструмент для одновременной расточки и раскатки отверстий

Формула изобретения

Комбинированный инструмент для одновременной расточки и раскатки отверстий инструментом, содержащий оправку с режущим инструментом, два ряда деформирующих элементов в виде конических роликов, заключенных в сепараторы и расположенных на опорных частях оправки, установленную с возможностью вращения обойму, охватывающую с натягом деформирующие элементы, отличающийся тем, что опорная часть первого ряда деформирующих элементов выполнена с возможностью перемещения относительно опорной части второго ряда деформирующих элементов на толщину сменного кольца, установленного между опорными частями, для расположения деформирующих элементов первого ряда по диаметру на 1/3 1/2 припуска под пластическую деформацию детали, а сепараторы размещены на оправке с возможностью совместного осевого перемещения, причем деформирующие элементы в первом ряду смещены по окружности на 1/2 шага относительно деформирующих элементов второго ряда.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для чистовой обработки высокоточных отверстий.

Известен комбинированный инструмент для одновременной расточки и раскатки отверстий, содержащий оправку с резцом, два ряда деформирующих элементов в виде роликов, заключенных в сепараторы, и установленную с возможностью вращения обойму с конусным торцем, охватывающую с натягом деформирующие элементы, и сопрягаемую по конусу с обрабатываемой деталью.

Основным недостатком указанного комбинированного инструмента является ограниченная технологическая возможность для обеспечения высокой точности при обработке деталей с большими припусками, интенсивный износ деформирующих элементов первого ряда, а также односторонняя нагрузка на оправку и деформирующие элементы от силы резания, сложность настройки режущего инструмента на размер и его интенсивный износ при обработке отверстия с большими припусками.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей, повышение точности обработки отверстий и стойкости комбинированного инструмента.

Эта задача решается тем, что в комбинированном инструменте для одновременной расточки и раскатки отверстий, содержащем оправку с режущим инструментом, два ряда деформирующих элементов в виде роликов, заключенных в сепараторы и расположенных на опорных частях оправки, установленную с возможностью вращения обойму, охватывающую с натягом деформирующие элементы, опорная часть первого ряда деформирующих элементов выполнена с возможностью перемещения от опорной части второго ряда деформирующих элементов на толщину сменного кольца, установленного между опорными частями и обеспечивающего расположение деформирующих элементов первого ряда по диаметру, примерно, на 1/3 1/2 припуска на пластическую деформацию детали, сепаратором размещены на оправке с возможностью совместного осевого перемещения для установки деформирующих элементов второго ряда на окончательный размер, при этом деформирующие элементы в первом ряду смещены по окружности на 1/2 шага относительно деформирующих элементов 2-го ряда.

Комбинированный инструмент выполнен в сочетании исполнения режущего инструмента в виде плавающей в радиальном направлении пластины с двумя симметричными относительно оси оправки режущими элементами и хвостовой части в виде много заходного резьбового конца с прямоугольным профилем резьбы, унифицированного с хвостовой частью расточных оправок для предварительной расточки отверстий.

На фиг. 1 изображен общий вид комбинированного инструмента для одновременной расточки и раскатки отверстий; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

При этом буквой Т обозначена толщина резцовой пластины, а буквой В - ширина паза в резцовой головке 17 под резцовую пластину 3.

Комбинированный инструмент для расточки и раскатки отверстия состоит из оправки 1 с хвостовиком 2 режущего инструмента 3, деформирующих элементов 4 и 5, установленных в 2 ряда равномерно по окружности в сепараторы 6 (для первого ряда) и 7 (для второго ряда). Деформирующие элементы 4 и 5 выполнены в виде конических роликов и опираются на конические опорные части 8 и 9. При этом опорная часть 8 для первого ряда выполнена с возможностью смещения вдоль оси оправки 1 за счет установки между опорными частями 8 и 9 сменного кольца 10 необходимой толщины. Оба сепаратора 6 и 7 связаны между собой и выполнены подвижно в осевом направлении. Под действием пружины 11 в свободном состоянии сепараторы находятся в крайнем правом положении, опираясь в подшипник 12, расположенный на резьбовой втулке 13, сопряженной по резьбе с оправкой 1. Деформирующие элементы 4 и 5 установлены с натягом в пределах упругих деформаций в обойме 14, снабженной конусной поверхностью 15 на торце, сопрягаемой с конусной поверхностью обрабатываемой детали 16. При этом за счет установки сменного кольца 10 определенной толщины опорная часть 8 смещена от опорной части 9 таким образом, чтобы деформирующие элементы 4 были установлены по диаметру, примерно, на 1/3 1/2 общего припуска под раскатку отверстия. Деформирующие элементы 4 первого ряда смещены по окружности на половину шага относительно деформирующих элементов 5 второго ряда. При этом для исключения возможного совмещения траектории движения деформирующих элементов 4 и 5 первого и второго ряда при любой подачей инструмента, во втором ряду установлено деформирующих элементов 5 на 1 единицу больше, чем в первом ряду.

Для стабильного обеспечения высокой точности обработки при любых припусках комбинированный инструмент выполнен в сочетании исполнения режущего инструмента в виде плавающей в радиальном направлении пластины с двумя симметричными относительно оси оправки режущими элементами и хвостовой части 2 в виде многозаходного резьбового конца с прямоугольным профилем резьбы, унифицированного с хвостовой частью расточных оправок для предварительной расточки отверстий при больших припусках на отверстие детали. Это позволяет, используя сменные расточные оправки, выполнить предварительно обработку с одного установа детали 16 с базировкой по конической поверхности обоймы 14 с обеспечением соосного захода отверстия относительно комбинированного инструмента и с минимального припуска для чистовой расточки. Благодаря этому, становится возможным использовать плавающую пластину с чистовыми размерами и с малыми углами высокую точность и чистоту обработки без радиальной настройки режущего инструмента.

Работа комбинированным инструментом осуществляется следующим образом.

Вначале выставляют деформирующие элементы 4 относительно деформирующих элементов 5 (за счет установки кольца 10, определенной толщины) по диаметру, примерно, на 1/3 1/2 часть общего припуска под пластическую деформацию. Затем свинчивают на часть ниток резьбы указанную гайку 18, расстопаривая резьбовую втулку 13. После этого, путем поворота резьбовой втулки 13, смещают сепараторы 6 и 7 до тех пор, пока деформирующие элементы 5 не будут установлены по диаметру в требуемый размер под окончательную раскатку отверстия. В этом положении застопаривают резьбовую втулку 13 гайкой 18. Деления на указанной гайке 18 позволяют ускорить регулировку и настройку деформирующих элементов на размер по результатам получения фактического размера на детали после раскатки.

Поворот на каждое деление указательной гайки 18 соответствует определенному изменению положения деформирующих элементов по диаметру.

При необходимости поднастройки поворачивают указательную гайку 18 на определенное число делений и стопарение осуществляется уже резьбовой втулкой 13.

После настройки начинают обработку комбинированным инструментом. В зависимости от величины припуска обработку отверстия осуществляют после предварительно или без предварительной обработки отверстия в заготовке. При малых припусках в качестве режущего инструмента 3 используют известный расточной резец (на фигурах не показан) с радиальной настройкой на размер и обработку осуществляют без предварительной обработки. При больших припусках осуществляют предварительную обработку отверстия расточными резцовыми оправками, сопрягаемых с резьбовой частью стебля станка хвостовиком, унифицированным с хвостовиком комбинированного инструмента. При этом сохраняется базировка детали (с базой по конусной поверхности обоймы 14), а на чистовую обработку оставляют маленький припуск, позволяющий использовать в качестве режущего инструмента размерную плавающую пластину с малыми углами в плане и обеспечивающими высокую точность обработки. При обработке комбинированным инструментом для одновременной расточки и раскатки отверстий сначала вводят в обойму 14 комбинированный инструмент для расточки и раскатки. При этом вследствие натяга с обоймой 14 деформирующие элементы 4 и 5 обеспечивают беззазорное направление оправки в обойме, соосное с предварительно расточенным отверстием.

Режущий инструмент 3, выполненный в виде плавающей пластины с малыми передними углами, самоустанавливается соосно отверстию детали 16, обеспечивая равномерный съем припуска и точное и стабильное получение отверстия по размеру для раскатки. При переходе деформирующих элементов 4 первого ряда из обоймы 14 в деталь 16 оправка 1 сохраняет жесткое направление за счет деформирующих элементов 5 второго ряда, остающихся в обойме 14.

При переходе деформирующих элементов 5 второго ряда из обоймы 14 в отверстие детали 16 деформирующие элементы 4 первого ряда уже располагаются внутри отверстия детали 16 с натягом, обеспечивая пластическую деформацию поверхности отверстия в пределах, примерно, 1/3 1/2 припуска под раскатку и беззазорное направление оправки по оси отверстия. Деформирующие элементы 5 второго ряда обеспечивают окончательную пластическую деформацию в заданный размер отверстия. В дальнейшем обработка отверстия осуществляется за счет беззазорного направления оправки в детали по обоим рядам деформирующих элементов до окончания выхода второго ряда деформирующих элементов из отверстия детали.

По окончании обработки отверстия и перемещения комбинированного инструмента в исходное положение деформирующие элементы 5 упираются в отверстие детали 16 по заднему торцу и приостанавливают сепараторы 6 и 7. При этом пружина 11 сжимается, опорные части 8 и 9 сдвигаются с оправкой относительно сепараторов вправо, и деформирующие элементы сближаются к центру оправки, освобождая ее для свободного прохождения через отверстие детали 16 и обоймы 14. При выводе деформирующих элементов из обоймы 14 сепараторы возвращаются в исходное положение. В дальнейшем процесс обработки повторяется. Распределение припуска под раскатку отверстия между деформирующими элементами 4 и 5 первого и второго ряда позволяют повысить стойкость деформирующих элементов 4 первого ряда. Смещение деформирующих элементов первого ряда относительно деформирующих элементов второго ряда по окружности увеличивает количество заходов до величины, равной сумме деформирующих элементов 1 и 2 ряда и улучшает качество поверхности.

Увеличение количества деформирующих элементов во втором ряду на 1 штуку исключает возможность совмещения траектории движения деформирующих элементов второго ряда с траекторией движения деформирующих элементов первого ряда при любой выбранной подаче инструмента. Использование в качестве режущего инструмента плавающей пластинки с двумя симметрично расположенными режущими элементами, заточенными в размер отверстия под раскатку в сочетании с исполнением хвостовой части в виде многозахватного резьбового конца, унифицированного с хвостовой частью расточных оправок для предварительной расточки отверстий, позволяют обеспечить высокую точность и качество обработки отверстий при любых припусках, так как появляется возможность предварительной обработки для съема большого припуска без переустановки детали, с использованием для базировки конусной части обоймы 14, а следовательно и создание необходимого захода в отверстии с высокой соосностью с осью комбинированного инструмента.

Это расширяет технологические возможности при обработке отверстий с любыми припусками. Последующая окончательная обработка предложенным комбинированным инструментом обеспечит высокую и стабильную точность и качество обработки отверстий и увеличит стойкость инструмента. Комбинированный инструмент для одновременной расточки и раскатки отверстий может рекомендован для обработки цилиндров пневмогидравлических систем, особенно для длинномерных деталей (цилиндров).