головка для анодно-механического хонингования

Формула изобретения

Головка для анодно-механического хонингования, содержащая корпус, металлические рабочие элементы, размещенные в держателях и соединенные токоподводами с корпусом, отличающаяся тем, что рабочие элементы выполнены в виде тел вращения и установлены в держателях с помощью осей, при этом оси размещены с возможностью свободного вращения и снабжены тормозными втулками, установленными на них с возможностью перемещения и взаимодействия с держателями.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и ремонта машин, в частности к устройствам для анодно-механической обработки.

Известна головка для анодно-механического притирочного шлифования внутренних цилиндрических поверхностей, содержащая корпус с катодными пластинами, размещенными между электронейтральными абразивными и пластмассовыми брусками [1].

Недостатками известной головки является шаржирование и образование направленной шероховатости на обработанной поверхности, и, как следствие, ее низкая износостойкость, и, кроме того, конструкция головки не позволяет проводить электроэрозионную анодно-механическую обработку.

Известна головка для анодно-механического хонингования отверстий цилиндров, содержащая корпус с катодными участками, расположенными между держателями с металлическими хонбрусками, последние соединены токоподводами с корпусом [2] (прототип).

Недостатками известной головки являются значительный износ металлических хонбрусков вследствие нагрева из-за постоянного контакта всей рабочей поверхности хонбрусков с поверхностью детали, особенно на режимах с электроэрозионным съемом металла заготовки.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения стойкости рабочих элементов. Для достижения указанного технического результата в головке для анодно-механического хонингования, содержащей корпус, металлические рабочие элементы, размещенные в держателях и соединенные токоподводами с корпусом, рабочие элементы выполнены в виде тел вращения и установлены в держателях с помощью осей, при этом оси размещены с возможностью свободного вращения и снабжены тормозными втулками, установленными на них с возможностью перемещения и взаимодействия с держателями.

Выполнение рабочих элементов в виде тел вращения позволяет сделать контакт рабочих элементов с обрабатываемой поверхностью линейным и постоянно меняющимся, что способствует уменьшению нагрева элементов из-за уменьшения продолжительности действия высокой температуры разряда на каждую точку поверхности рабочего элемента, дополнительному охлаждению поверхности элементов вне зоны контакта с обрабатываемой поверхностью и, следовательно, уменьшению их износа.

Размещение на осях рабочих элементов тормозных втулок с возможностью перемещения и взаимодействия с держателями позволяет регулировать скорость вращения рабочих элементов и соответственно окружную скорость резания, последняя в данном случае является скоростью проскальзывания.

Предлагаемая головка для анодно-механического хонингования иллюстрируется чертежом.

Головка для анодно-механического хонингования внутренних поверхностей содержит корпус 1 с центральным отверстием и продольными пазами, в которых размещены держатели 2, с возможностью перемещаться в радиальном направлении. В центральном отверстии корпуса 1 помещен шток 3 с конусами, связанный с механизмом разжима станка. Держатели 2 контактируют конусами штока 3 и снабжены кольцевыми пружинами 4 возврата. В держателях 2 с помощью осей 5 и гаек 6 установлены рабочие элементы 7, выполненные из различных металлов (сталь, чугун, медь, латунь, бронза и т.п.) в виде тел вращения. На осях 5 рабочих элементов 7 установлены тормозные втулки 8, взаимодействующие со сменными шайбами 9. На держателях 2 установлены контактные щетки 11, которые взаимодействуют с осями 5. Контактные щетки 11 снабжены гибкими токоподводами (не показаны) с корпусом 1 головки.

Головка для анодно-механического хонингования работает следующим образом.

В начальный момент головку вводят в обрабатываемое отверстие и включают вращательное и возвратно-поступательное движение относительно обрабатываемой поверхности. Одновременно штоком 3 с конусами производится быстрый разжим держателей 2 с рабочими элементами 7 до касания с обрабатываемой поверхностью и переход на рабочую подачу. В зону обработки подается рабочая жидкость и включают технологический ток. Эти операции осуществляются посредством соответствующих приводов, механизмов режима и системой управления станка.

С момента касания с обрабатываемой поверхностью рабочие элементы 7 начинают вращаться за счет сил сцепления и обкатываться по обрабатываемой поверхности с проскальзыванием. Скорость проскальзывания в данном случае является окружной скоростью резания.

В зависимости от оптимальной скорости резания, определяемой опытным путем, выбирается усилие поджима тормозных втулок 8 к держателям 2 через сменные шайбы 9.

Предлагаемое устройство позволяет вести обработку без торможения рабочих элементов (скорость их вращения максимальна), с полным торможением (без вращения рабочих элементов), а также во всем диапазоне между указанными конечными значениями.

Для проверки эффективности предлагаемой головки для анодно-механического хонингования проведены испытания. Так, при хонинговании внутренней рабочей поверхности гильз цилиндров двигателя ЗМЗ-53 длиной 155 мм и диаметром 92,5 мм из чугуна ИЧГ-ЗЗМС твердостью НВ 217-247 опробованы варианты обработки с применением головки для анодно-механической обработки и прототипа.

Условие обработки: ток короткого замыкания 100А, напряжение холостого хода 28В, частота вращения головки 370 мин^-1, скорость возвратно-поступательного движения 8,1 м/мин, рабочая жидкость-раствор жидкого стекла плотностью 1,15 г/см³, медные рабочие элементы.

При обработке предлагаемой головкой для анодно-механического хонингования средняя скорость съема металла принципа составила 1,29-1,35 г/мин, а скорость износа рабочих элементов в виде тел вращения - 0,045-0,07 г/мин, что составляет 3,5-5% от скорости съема металла с заготовки. В то время как при обработке головкой с брусковыми рабочими элементами (прототипом) скорость съемника металла припуска - 1,25-1,31 г/мин, а скорость износа брусков - 0,41-0,47 г/мин, что составляет 32-37% от съема металла заготовки.

Таким образом, предлагаемая головка для анодно-механического хонингования позволяет увеличить стойкость рабочих элементов в 7-9 раз.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ

1. Кан Б.И., Космачев И.Г. Анодно-механическая чистовая обработка. /Под ред. В.Н. Гусева. М.-Л.: Машгиз, 1952, c.17-21.

2. Фасхутднов Х.С., Шайхутдинов P.P. Повышение износостойкости гильз цилиндров автотранспортных двигателей анодно-механическим хонингованием. Информационный листок №69-99. Казань: Татарский ЦНТИ, 1999, 2 с.