B24B5/16 для шлифования поверхностей, имеющих особый профиль, например выпуклый B24D17/00 Абразивные или полировальные инструменты, не отнесенные к группам 3/00
Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано при абразивной обработке фасонных, сложнопрофильных и малого диаметра отверстий. Устройство содержит проволочно-абразивный инструмент и снабжено индивидуальным приводом вращения инструмента и приводом его поворота на угол между продольной осью инструмента и осью обрабатываемого отверстия. При этом инструмент выполнен в виде цилиндра. Использование изобретения повышает качество, производительность и точность обработки, позволяет увеличить стойкость инструмента и расширить технологические возможности. 3 з.п.ф-лы, 7 ил.
1. Устройство для шлифования и полирования сложнопрофильных и фасонных отверстий, содержащее проволочно-абразивный инструмент, отличающееся тем, что оно снабжено индивидуальным приводом вращения инструмента и приводом его поворота на угол между продольной осью инструмента и осью обрабатываемого отверстия, при этом инструмент выполнен в виде цилиндра.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено основанием, установленным с возможностью осуществления продольной и поперечной подачи, на котором размещены приводы вращения и поворота инструмента.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что при обработке глухих отверстий с внутренней вогнутой сферической поверхностью оно снабжено натяжным тросиком с приводом его натяжения и шарниром, установленным на свободном конце инструмента и предназначенным для крепления натяжного тросика.4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что при обработке глухих отверстий с внутренней выпуклой сферической поверхностью оно снабжено шарниром, установленным на свободном конце инструмента, упором, контактирующим с шарниром, и приводом выдвижения упора.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области станкостроения, к технологии машиностроения и касается конструкций устройств для абразивной обработки фасонных, сложнопрофильных и малого диаметра отверстий.Известна конструкция абразивного инструмента для полирования и шлифования фасонных отверстий, содержащего корпус, в котором расположен шток с шаровым шарниром, на котором установлен торцовый рабочий элемент для обработки сферических поверхностей, снабженный механизмом регулирования его положения, выполненным в виде установленного на штоке дополнительного шарового шарнира с расположенной на нем с возможностью поворота шайбой, подпружиненной относительно рабочего элемента и установленной с возможностью воздействия с регулируемым упором, расположенным в корпусе [1].Недостаток известного устройства - невозможность обработать с высоким качеством сложнопрофильные отверстия и отверстия малого диаметра.Известен шлифовальный круг, выполненный в виде кольцеобразного корпуса с закрепленным на нем абразивным слоем, при этом корпус представляет собой цилиндрическую пружину сжатия и витки пружины снабжены элементом фиксации их в сомкнутом положении [2].Недостатками известного инструмента являются ограниченность применения, а именно только для обработки отверстий некруглой формы, минимальная площадь контакта инструмента с заготовкой, не позволяющая интенсифицировать режимы обработки, и сложность реализации, требующая специального оборудования.Задачей изобретения является повышение качества, производительности и точности обработки сложнопрофильных и фасонных отверстий и отверстий малого диаметра за счет использования гибкого упругого проволочно-абразивного инструмента и вращения его относительно собственной продольной оси, увеличивающее стойкость инструмента, скорость резания и расширяющее технологические возможности.Поставленная задача решается с помощью предлагаемого устройства для шлифования и полирования сложнопрофильных и фасонных отверстий, содержащего проволочно-абразивный инструмент, причем оно снабжено индивидуальным приводом вращения инструмента и приводом его поворота на угол между продольной осью инструмента и осью обрабатываемого отверстия, при этом инструмент выполнен в виде цилиндра.При этом устройство снабжено основанием, установленным с возможностью осуществления продольной и поперечной подачи, на котором размещены приводы вращения и поворота инструмента.Кроме того, при обработке глухих отверстий с внутренней вогнутой сферической поверхностью оно снабжено натяжным тросиком с приводом его натяжения и шарниром, установленным на свободном конце инструмента и предназначенным для крепления натяжного тросика.При этом при обработке глухих отверстий с внутренней выпуклой сферической поверхностью оно снабжено шарниром, установленным на свободном конце инструмента, упором, контактирующим с шарниром, и приводом выдвижения упора.Сущность устройства поясняется чертежами.На фиг.1 приведена схема обработки предлагаемым устройством цилиндрического отверстия малого диаметра в режиме чернового шлифования при снятии больших припусков (=mах); на фиг.2 - схема обработки цилиндрического отверстия малого диаметра в режиме чистового шлифования, полирования и выхаживания (=0); на фиг.3 - схема обработки фасонного шестигранного призматического отверстия (без вращения изделия); на фиг.4 - разрез А-А на фиг.3; на фиг.5 - схема обработки сложнопрофильного сквозного отверстия; на фиг.6 - схема обработки глухого отверстия с внутренней вогнутой сферической поверхностью; на фиг.7 - схема обработки глухого отверстия с выпуклой наружной сферической поверхностью.Предлагаемое устройство служит для шлифования и полирования сложнопрофильных и фасонных отверстий, также отверстий малого диаметра и содержит проволочно-абразивный инструмент 1, который выполнен в виде цилиндра и представляет собой гибкое упругое тело (из одной или нескольких сплетенных между собой проволок) с нанесенными известными способами абразивно-алмазными зернами.Гибкий абразивно-алмазный инструмент 1 снабжен индивидуальным приводом вращения 2 и приводом поворота 3 на угол между продольной осью инструмента 1 и осью обрабатываемого отверстия изделия 4.Устройство содержит основание 5, на котором расположены привод вращения 2 и привод поворота 3 инструмента 1. Для обработки цилиндрического отверстия в изделии 4 его необходимо вращать, а основанию 5 необходимо сообщать продольную Sпp и поперечную Sпoп подачи. Устройство может быть установлено, например, на суппорте токарного станка или на другом станке, имеющем подобные движения.Используя упругие свойства абразивно-алмазного инструмента 1, и с целью увеличения эффективности абразивной черновой обработки его устанавливают под максимально возможным углом к оси обрабатываемой детали. Максимальный угол установки инструмента 1 зависит от диаметра обрабатываемого отверстия изделия 4, его длины и диаметра инструмента.При этом длина инструмента выбирается такой, чтобы обработалась вся длина отверстия детали.По мере снятия чернового припуска переходят к получистовой обработке путем уменьшения угла наклона оси инструмента относительно оси отверстия. Уменьшение угла наклона инструмента производится приводом поворота 3. В современных условиях это легко автоматизируется с помощью компьютера, подключенного к средствам активного контроля обрабатываемого отверстия и шаговых двигателей, вмонтированных в привод поворота.Чистовую обработку и выхаживание (обработка без подачи врезания Sпoп) производят при нулевом угле наклона инструмента, т.е. при параллельных осях (см. фиг.2), добиваясь минимальной шероховатости и высокой геометрической точности.Устройство позволяет вести обработку фасонного, например шестигранного, призматического отверстия 6 при остановленном, не вращающемся изделии (фиг.3-4). Сложная эквидистанта 7 траектории движения оси инструмента задается путем сочетания двух подач Sпp и Sпoп.Устройство с описанным выше инструментом позволяет обрабатывать сложнопрофильные сквозные отверстия (см. фиг.5) с выпуклой и вогнутой образующей 8 в продольном сечении. Свободный конец гибкого упругого абразивно-алмазного инструмента занимает положение согласно предварительно обработанному профилю в продольном сечении и угловому положению, занимаемому инструментом по отношению к оси вращения обрабатываемого изделия.Предлагаемым устройством можно вести обработку глухих отверстий с внутренней вогнутой сферической поверхностью 9 (см. фиг.6), при этом устройство дополнительно содержит натяжной тросик 10, привод его натяжения 11 и шарнир 12 на свободном конце инструмента для крепления натяжного тросика 10. Привод натяжения 11 тросика 10 расположен на расстоянии R от оси инструмента, равномR=(D-dи)/2,где D - диаметр обрабатываемой сферической поверхности;dи - диаметр гибкого абразивно-алмазного инструмента.Шарниром 12, служащим для подвижного соединения тросика 10 с инструментом 1, может быть либо бронзовая втулка - подшипник скольжения, либо подшипник качения в зависимости от размеров инструмента. Натянутый с усилием Р тросик 10 облегчает прогибаться гибкому вращающемуся относительно собственной продольной оси инструменту и занимать свое положение в вогнутой сферической поверхности. Приводом натяжения 11 служит червячная пара (не показана), т.к. червячная передача - самотормозящаяся и компактная, поэтому при вращении вручную червяка тросик накручивается на барабан, являющийся ступицей червячного колеса.С помощью предлагаемого устройства обрабатывают выпуклые наружные сферические поверхности (см. фиг.7). Для этого устройство дополнительно содержит упор 13 типа рейки, контактирующий с шарниром 12, установленным на свободном конце инструмента 1, и привод выдвижения упора 14.Преимущества предлагаемого устройства: большая универсальность и широкие технологические возможности, заключающиеся в обработке фасонных, сложнопрофильных и малого диаметра отверстий, повышается точность, эффективность и производительность обработки в 3-4 раза, чем при обычном шлифовании, а удельное тепловыделение в 2-3 раза меньше. Такие показатели процесса получены благодаря уменьшению площади контакта, а также силы внешнего трения по обрабатываемой поверхности. Стружка отводится из зоны резания в результате бегущего контакта инструмента с заготовкой и встречного вращения инструмента. Интенсивность адгезионного и диффузионного износа абразива снижается вследствие кратковременного контакта инструмента с заготовкой и эффективного охлаждения. Повышение удельного давления за счет угла наклона и упругости инструмента позволяет более полно использовать возможности абразивной обработки.Источники информации1. Авт.св. № 994240, МКИ B 24 D 13/20, B 24 D 17/00, 1983.2. Авт.св. № 960002, кл. B 24 D 5/06, 1982.