Станок для доводки отверстий

(51) В 24 В 37 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ Я ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Центральный ни и конструктной аппаратуионарных дви21.923.74 (ОАвторское03, кл. В 24тип). аучно-исследоватерский институты автотракторныхателей8.8)видетельс СРВ 33/00,тво СС1968(54)(57) СТАНОК ДЛЯ ДОВОДКИ ОТВЕРСТИЙ, содержащий корпус, разжимной притир с конической оправкой, установленный в полом шпинделе с возможностью осевого перемещения, пружинные и опорные элементы, связывающие шпиндель и корпус, привод конической оправки и связанный с ним датчик крутящего момента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и производительности обработки, пружин-, ные и опорные элементы выполнены в виде плоских пружин, жестко соединенных с корпусом и шпинделем, при этом последний установлен в корпусе с воз;можностью осевого перемещения.Ф еИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано для обработки точных отверстий.Известен станок для доводки отверстий, содержащий корпус, разжимной притир с конической оправкой, установленный в полом шпинделе с возможностью осевого перемещения, прижимные и опорные элементы, связывающие шпиндель и корпус, привод конической 10 оправки и связанный с ним датчик крутящего момента 1.1 1.Недостатком данного станка являет ся то, что на точность и производительность процесса доьодки влияет не постоянство чувствительности датчика крутящего момента, так как опорный элемент шпинделя и элемент,обеспечивающий его поворот, совмещены в шарикоподшипнике, Возникающую в про цессе доводки осевую силу воспринимает опорный элемент,и при этом существенно изменяется величина трения при повороте шпинделя, который находится под воздействием следующих 25 крутящих моментов: момента от сил резания М е , момента от сил трения в опорном элементе - подшипниках М ; момента, создаваемого таритррованным пружинным элементомМ 30 Фпр = М ре 3 + МтркЭкспериментально установлено, что при доводке отверстий ф б мм в корпусе распылителя дизельной форсунки на известном станке осевое усилие на конической оправке составляет 100- 120 кгс, а момент трения в подшипниках при этом достигает 0,5 кгс см и более. При этом настраиваемая величина момента от тарированных пружин составляет М= 1 1,5 кгссм, т.е. величина момента трения в подшипниках составляет 25-507. от величинынастраиваемого момента резания.Кроме того, величина осевого усилия,а следовательно, и момент трения в подшипниках зависит от толщины стенки (жесткости ) притира и изменяется в процессе его износа, Таким образом, в процессе доводки возникает несоответствие между фактической величиной момента резания и величиной момента, настраиваемого пружинным элементом. Причем отключение привода разжима притира всегда55 будет происходить ыри фактическом моменте резания, превышающем настраиваемый пружинным элементом, что вызывает образование на притире нароста и, следовательно, потерю точности и производительности процесса доводки.Этот недостаток выявляется еще более при доводке отверстий диаметром менее 5 мм и более 8 мм.При обработке отверстий диаметром 3-5 мм с целью исключения поломок притира и обеспечения требуемого удельного давления величину максимального крутящего момента, настраиваемого пружинным элементом, уменьшают до О,б,1,0 кгс см, и величина момента трения в подшипниках достигает в таких условиях 50-907. от величины момента резания.При обработке отверстий диаметром более 8 мм и длиной 40-60 мм, например во втулках плунжеров топливных насосов, осевое усилие, необходимое для .разжима притира, возрастает до 250-300 кгс, что,в свою очередь, увеличивает как величину, так и колебания момента трения в подшипниках до 1-3 кгссм. Следовательно, и в этом случае значительно возрастает нестабильность работы, что приводит к снижению производительности и точности обработки.Целью изобретения является повышение точности и производительности процесса доводки путем исключения влияния опорных элементов на чувствительность датчика крутящего момента, управляющегоприводом разжима притира.Указанная цель достигается тем, что в станке для доводки отверстий, содержащем корпус, разжимной притир с конической оправкой, установленный в полом шпинделе с возможностью осевого перемещения, прижимные и опорные элементы, связывающие шпиндель и корпус, привод конической оправки и связанный с ним датчик крутящего . момента, пружинные и опорные элементы выполнены в виде плоских пружин, жестко соединенных с корпусом и шпинделем, при этом последний установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения.Такая совокупность признаков обеспечивает центрирование шпинделя в корпусе и; восприятие осевой нагрузки 1 олько плоскими пружинами. Причем в этом случае величина осевой нагрузки никак не отразится на чувствитель- ности датчика крутящего момента, так как она не влияет на жесткость пру1093512 жинного элемента, а совмещенный с ним опорный элемент не обладает внешним трением, Уравнение крутящих моментов, .действующих на инструментальный шпиндель, имеет следующий 5 вид:Мпрре 5Как видно из уравнения, величина момента, создаваемого пружинным элементом, определяется только момен О том резания, возникающим в процессе доводки.На фиг,1 представлена схема станка; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на 15 фиг,4 - схема внешних сил и моментов, приложенных к плоской пружине.Обрабатываемая деталь 1 закрепляется в плавающем приспособлении 2, обеспечивающем базирование дтверс тия обрабатываемой детали по притиру 3, Привод вращательного и возвратнопоступателвного движения 4 сообщает, обрабатываемой детали перемещение относительно инструмента, Привод разжима притира 5 и связанная с ним конусная оправка 6 предназначены для осуществления разжима притира. Притир закреплен на инструментальном шпинделе 7, который установлен в ЗО корпусе доводочной головки с помощью плоских пружин 8 и сцентрирован с возможностью осевого смещения с помощью шариков 9. Плоские пружины расположены так, что ось сечения с 55 наибольшим моментом сопротивления совпадает с направлением действия осевой силы, и одной стороной жестко скреплены с корпусом 1 О, а другой со шпинделем 7, воспринимающим на грузку в виде осевой силы и крутящего момента. Размеры и количество пружин выбираются, исходя из обеспечения условий достаточной жесткости в осевом направлении и достаточной 45 податливости в направлении действия крутящего момента. Момент сопротивления В осевой силе равенр 5850а момент сопротивления 92 кручению равен Ь 9Ф =где Ъ - высота пружины; 5 - ее тол-.щина.Таким образом, жесткость пружинв осевом направлении в Ъ 5 раз больше,чем в поперечном, благодаря чему обеспечиваются необходимые для шпинделяусловия работы: жесткость в осевомнаправлении и податливость действиюкрутящего момента.На инструментальном шпинделе за.креплен кулачок 11, взаимодействующийс выключателем 120, связанным с коман. -доаппаратом 13, управляюшим приводомразжима притира.Станок работает следующим образом.После установки обрабатываемойдетали 1 в плавающее приспособление2 и нажатия кнопки "Пуск" происходитустановочное перемещение доводочнойголовки, при котором притир 3 вводит=ся в обрабатываемую деталь 1, Включаются приводы возвратно-поступательного и вращательного движения 4 детали и разжима притира 5, На-,ь,аетсяосевое перемещение конусной оправки 6,разжимающей притир 3, закрепленныйна шп;- - .-., - .;, Бо.-нкающее за счетпереме:.-:- 6 осевое усилиечерез и;.лг: . .дель 7 передается на плоск.,е .-з в ;яь 8. Благодарявысокой жесткоеи пружин в осевомнаправлении (момен сопротивлениябФ = --- .1 это усил е воспри 1нимается последними без дефс",.ций ипередается на корпус 10. При касании притиром стенок обрабатываемогоотверстия на нем возникает крутящиймомент, который через шпиндель 7также передается на плоские пружины8. Жесткость прунн в направлениидействия крутящего момента значителья 2но киже момент сопротивленияЩ 2: - 1г- -),что приводит к повороту шпинделя 7вокруг вертикальной оси на. угол, пропорциональный величине крутящегомомента. При достижении величинымомента резания М Ре, равного настраиваемому моменту М ,кулачок 11, за.крепленный на шпинделе 7, воздействует на выключатель 12, который черезкомандоаппарат 13 отключит перемещение конической оправки, При этом происходит снижение момента в зоне резания, вывод кулачка 11 с выключателя 12 и включение привода разжима., Процесс продолжается в течение заданного реле времени промежутка временипосле которого происходит отключениеприводов и возврат головки в исходное положение,1093512 Совмещение пружинных и опорных элементов инструментального шпинделя в виде плоских пружин позволяет повысить производительность и точность процесса доводки за счет повышения чувствительности датчика крутящего момента, а также расширить диапазон размеров обрабатываемых поверхностей от 3 мм до 10 мм.Конкретная реализация изобретения была выполнена на базе станка модели ЦНИТАдля доводки корпуса распылителя. Инструментальный шпиндель устанавливался в корпусе доводочной головки с помощью трех плоских пружин размером Ъ = 50 мм, 5 = 0,3 мм, расположенных со смещением друг относительно друга на 120 . Плоские пружи-, ны установлены по касательной к поверхности шпинделя и закреплены с помощью накладок и винтов. Крепление пружин к корпусу осуществлялось с помощью специальных накладок. Такое расположение пружин является оптимальным, так как обеспечивает шпинделюдостаточную жесткость в осевом направлении и податливость при кручении.Центрирующне элементы выполнялись ввиде шариков диаметром 5 мм, расположенных в двух канавках инструментального шпинделя на .расстоянии 65 мм, Нашпинделе закреплен кулачок на расстоянии 75 мм от оси вращения, которыйперемещал индуктивный датчик прибораактивного контроля А 20, исполнительные реле которого управляли приводомразжима притира. Проведенные испытания опытного образца станка при обработке корпусов распылителей дизельной форсунки показали, что он обеспечивает повышение производительности процесса доводки на 15-203 и получение точности геометрической формы отверстия в продольном сечении до 0,7 мм.1093512 Составитель В.Панайотиедактор Г.Волкова Техред С.Мигунова Корректор Л.Пилипенко одписно аказ тент", г.ужгород, ул.Проектная,Филиал ППП 352/13 Тираж 737ВНИИПИ Государственногопо делам иэобретений и 13935, Москва, Ж, Раушск омитета СССРткрытийнаб., д,4/5