Способ обработки отверстий

)ч)5 В 24 В 33/О ЗОБР ическии инс ев, Н.В,Лысенково СССР8, 1969,;,Г 900 тся к мэшиностроеьзовано при обратверстий в деталях в качения, гильз и. то же, схемой ре повышение произ- и процесса обраи Де пни овн тносительное по- мента до начала ков; на фиг.2 - то го стан закрыт ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ (57) Использование: изоб ретение относится к машиностроению, может быть использовано при обработке точных закрытых отвер- стиМ в деталях типа колец подшипников качения, гильз и др. Сущность изобретения: вращательное движение инструмента начинак)т после ввода инструмента внутрь закрытой поверхности детали и совмещения плоскостей симметрии закрытого отверстия детали и рабочей поверхности инструмента, перпендикулярных оси их вращения. Радиальное перемещение подвижных брусков осуществляют посредством центробежной силы, развиваемой подвижными брусками, Причем используют инструмент с возможностью самоперемещения подвижных брускор относительно закрепленного на шпинделе корпуса инструмента. Окружную Изобретение относи нию, Может быть испол ботке точных закрытых о типа колец подшипнико дрЦель изобретения - водительности и точнос ботки. На фиг,1 изображеноложение детали и инствращения подвижных бр скорость инструмента Ч выбирают по зависимостям/в)п = А п 11 пп.ж.Г ГГДЕ А =тО, БПЬ = 10 ОСР)Я, Бпх 10 Х хОсрп 1 ах 3, В = Ми с), Г = Ми )тВс, О диаметр закрытого отверстия, М, - масса инструмента, кг; Гп.ж. - сила упругости возвратной пружины; Н, Я - площадь проекции рабочей поверхности инструмента на плоскость его хорды, см, Вс - радиус располо 2жения центра масс инструмента, м, О,р 1 и Осрпх средние давления подвижных брусков на поверхность закрытого отверстия. соответственно наименьшее значение, обеспечивающее требуемую производительность, и наибольшее значение, обеспечивающее отсутствие прижогов, и по величине превосходящую окружную скорость обрабатываемой детали на величину скорости резания; детали сообщают вращательное движение, по направлению совпадающее с направлением вращения инструмента. 1 з,п. ф-лы, 4 ил. е, продольный разрез; на фиг.З -ри вращающемся инструменте совижений и действующих сил (разрез Б-Ба фиг.1); на фиг.4 - то же, продольный рэз соб обработки отверстий в статике, аль 1, например кольцо роликопода, установлено в приспособлении, не показана, внутри шлифовальнока. Обрабатываемая поверхность 2 го отверстия имеет плоскость сим 1803310метрии Н, перпендикулярную ее оси 1 Н 1, Инструмент состоит из корпуса 3, установленного на шпинделе 4 станка, и подвижных брусков 5. В данном случае число подвижных брусков 5 - два, а может быть и больше. Подвижные бруски 5 установлены на корпусе 3 посредством обоймы б и хвостовиков 7 и 8 и подпружинены пружиной 9. Подвижные бруски 5 установлены с возможностью самоперемещения в радиальном направлении от оси 1 Н 1 под действием центробежной силы; возникающей при вращении шпинделя 4 и инструмента, а в направлении к оси 1 Н 1 - под действием силы упругости пружины 9. Имеется возможность регулировки центробежной силы подбором грузов.10,11, установленных на обоймах 6.Инструмент вместе со шпинделем 4 установлен так, что их ось вращения совпадает с осью И-И детали, а плоскость симметрии рабочих поверхностей 12 подвижных брусков с плоскостью симметрии-обрабатываемой поверхности 2, Хордой подвижных брусков является линия 13,Способ обработки отверстий в динамике, В начале технологической операции деталь 1 устанавливают в патрон, условно не показанный, например, электромагнитный, на жестких опорах, Подбирают инструмент так, что радиус рабочей поверхности 12 подвижных брусков 5 был равен радиусу обрабатываемой поверхности 2 детали 1, либо правят предварительно рабочую поверхность 12. Для этого до начала операции подвижные бруски 5 раздвигают от оси ИН на заданное расстояние. Фиксируют их в раздвинутом положении с помощью распорки (условно не показанной) и правят с помощью, например, алмазного ролика, Готовый к работе инструмент устанавливают корпусом 3 на шпинделе 4 станка аналогично установке шлифовальных кругов с план- шайбой для внутреннего шлифования, Совмещают ось вращения шпинделя 4 и инструмента с осью И-И обрабатываемой поверхности 2 детали посредством перемещения шпинделя в поперечном направлении, Затем совмещают плоскость симметрии рабочей поверхности 12 подвижныхбрусков 5 с плоскостью симметрии Н обрабатываемой поверхности 2 детали 1 посредством продольного перемещения инструмента со шпинделем 4 и шлифовальной бабкой, условно не показанными, Это относительное осевое положение детали 2 и подвижных брусков 5 фиксируют, например, с помощью предварительно настроенных упоров. Включают вращение детали 2. Затем включают вращение инструмента - подвижных брусков 5 в том же направлении,что и вращение детали, Скорость вращенияинструмента Ч предварительно рассчитывают так, чтобы она была в интервалеЧщпЧщах по приведенным выше зависимо 5 стям, Под действием центробежной силыподвижные бруски 5 перемещаются в радиальном направлении от оси 1 Н 1, пока некоснутся обрабатываемой поверхности 2детали 1. Подается под давлением СОЖ.10 Одновременно включают относительноеосевое возвратно-поступательное перемещение подвижных брусков 5. Деталь 1 вращается, например, по часовой стрелке сугловой скоростью ш. Инструмент, подвиж 15 ные бруски 5, вращается в том же направлении, что и деталь 1, с угловой скоростью а.Линейная скорость детали 1 выбираетсяменьшей линейной скорости инструментана величину скорости резания. За каждый20 оборот подвижных брусков 5 сила их давления периодически изменяется от максимального до минимального значения, Каквидно иэ схемы (рис,3), на каждый из подвижных брусков действует четыре силы:Ем - сила веса подвижного бруска 5, Н; Ги -центробежная сила, Н: Еп.ж. - сила упругости пружины 9, Н; Г - сила резания, Н, Ониприложены к центру масс (точка С) подвижных брусков 5, расположенном на расстоя 30 нии радиуса Кс от оси вращения И-И. Силарезания различна для нижнего и верхнегоположения подвижного бруска, Она равнаГ = Ги - Гм - Гп.ж. (3) - для верхнегоположения,Г = Еи + Гу - Гп.ж, (4) - для нижнегоположения.Очевидно, что она минимальна для верхнего положения. Определяют это минимальное значение иэ условий обеспечения40 требуемого съема материала в единицу времени, т.е, требуемой производительности,Отсюда определяется и минимально допустимая скорость и частота вращения подвижных брусков 5.45 Уравнение равновесия (3) для верхнегоположения подвижных брусков имеет вид.7 г пп,)п10 а.,з=М.( 30- Ми 9 - Гп.ж.где пппп - минимально допустимая частотавращения инструмента.Она равнапап =55 = (10 Осрпп Я+ми 9+оп ж ) 900 (5)ми 7 г сг,Минимально допустимая окружная скорость Чпп инструментов равна"д ЛО (10)После окончания съема металла в тече 15 ние заданного времени вращение инструмента с подвижными брусками 5выключается, Шпиндель 4 тормозится и останавливается. Подвижные бруски 5 поддействием пружин 9 отходят от обрабатыва 20 емой поверхности 2 детали 1 в исходноеположение, При этом величина радиальногоперемещения подвижных брусков выбирается такой, чтобы обеспечить вывоД инструмента из детали 1 в осевом направлении, а25 также компенсировать износ подвижныхбрусков 5, После вывода инструмента - подвижных брусков 5 из детали 1 и остановкивращения детали 1, а также выключенияпривода зажима детали 1, она (деталь 1)30 снимается со станка,Пример конкретной реализации. Обрабатывали наружное кольцо роликоподшипника типа 32310 с размерамиобрабатываемой поверхности: диаметр О =35 =97 мм, длина = 17 мм, Выбирают минимальное значение среднего давленияОс вя = =0,03 кг/см и, соответственно,максимальное значение Осрвах =0,57 кг/см .240Определяют: площадь 3 = 70 17 = 1190 мм= 11 9 см; радиус центра масс Вс = 40 мм == 0,04 и; ускорение силы тяжести 9 =г,=9,8 м/с; массу инструмента (системы подвижных брусков) Ми =0,1 кг; силу упругости45возвратной пружины Рп.ж. = 1,2 Н, Определяют минимально и максимально допустимые частоты и скорости вращенияинструмента весия (4) длх брусков(ЛПвах)230 Осрвах 5 с+ пустимая частота 10 О,Л Йс деляют максимально ю скорость Чвах инстнэлогично о опустимую окружнуументаЧвах = Л О пвахЧвах = 8) 10 Осрвах З Л Я Введя те же обоз няты для Чвв, а так г 1 олучают формулу (2 начения, чт е Бвах = 10 ыли пр Осрвах ах =А г Кроме того, должны быть обеспечены допустимые значения шероховатости и волнистости, которые могут быть не обеспечены вследствие возникающих автоколебаний, Одно направление враще-ния детали 1 и подвижных брусков 5, а также периодичность давления подвижных брусков е течение каждого из оборота в сочетании с применением подвижных брусков 5 с максимально возможной дугой и площадью 0.13,140,0=362 об/мин вах -х /(1 ООсРвпЗ +Ыи9 +Гп.ж.900 (6) где О - диаметр обрабатываемого отверстия, м.Введя обозначения: А = Л О: Бюп = 10 х хОсрв 1 п 3; В = Ми, Я; Г = Мил 2 Вс, получают формулу (1) Чюп = А вфпп.ж. С другой стороны должно быть ограничено и верхнее значение скорости и частоты вращения, Они выбираются из условия обеспечения высокого качества поверхностного слоя, характеризующегося отсутствием прижо гав на обрабатываемой поверхности 2.Уравнение равно я нижнего положения подвижны+ Ми 9 - Рп.ж.где пвах - максимально двращения инструмента.Она равнапвах = контакта с обрабатываемой поверхностью обеспечивают отсутствие аетоколебаний.Из сказанного вытекает, что задавшись требуемой скоростью резания Чр, которую выбирают опытным путем(для ст. ШХинструментом из электрокорунда зернистостью М 40 она была Чр = 120-150 мlмин), можно найти необходимую скорость ера.цения Чд детали(9) и ее частоту вращения ч ;. +п у "13,140.04= 1250 об/мин;й О паН----- = 110 м/мин;1000Принимают скорость резания Чр = =135 м/мин, Определяют максимальную скорость детали Чд = 380 - 135.= 245 м/мин и необходимую для этого частоту ее вращенияЧд 1000 245 1000= 803 об/мин.Принимают по станку действительную частоту вращения детали пд = 800 об/мин. После обработки закрытого отверстия указанного кольца с выбранной выше скоростью инструмента при частоте его вращения пщах = 1250 об/мин и частоте вращения детали пд = 800 об/мин на токарном станке модели К 620 с помощью заявляемого способа получено отверстие, которое имело огранку Ю = 0,4 - 0,1 мкм, волнистость Эе = =0,5 - 1,2 мкм, шероховатость Ва =0,45 - 0,6 мкм. До обработки эта поверхность имела: Ю/ = 2,96-4,04 мкм, Иlе = 2,6- 3,6 мкм, Ва = 0,8-1,25 мкм. При этом машинное время 1 М = 30 с, штучное время Ъ.= 42 с были при снимаемом припуске 0,1 мм.Формула изобретения 1. Способ обработки отверстий, при котором заготовке и инструменту с подвижными в радиальном направлении абразивными брусками сообщают вращательное движение и относительное осевое возвратно-поступательное перемещение, причем радиальное перемещение брусков осуществляют посредством центробежной силы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и производительности процесса обработки, берут инструмент с подпружиненными в радиальном направлении относительно закрепленного на шпинделе корпуса абразивными брусками, а окружную скорость сообщаемого ему вращательного движения выбирают из следующего условия(10 Осрщех3+МиЯ+Рп.ж, 900лМи Л Вс10 где Чии - окружная скорость инструмента;О - диаметр обрабатываемого отверстия;Ми - масса инструмента;Гп.ж. - сила упругости возвратной пру 15 жины:Я - площадь проекции рабочей поверхности подвижных брусков на плоскость иххорды;йс - радиус расположения центра масс20 подвижных брусков,Осрпп среднее давление подвижныхбрусков на поверхность закрытого отверстия, обеспечивающее требуемую производительностьОсрпах среднее давление подвижныхбрусков на поверхность закрытого отверстия, обеспечивающее отсутствие прижогов,при этом заготовке сообщают вращательное движение, по направлению совпадающее с направлением вращения инструментас окружной скоростью, выбранной из следующего условия35 ЧзагЧин Чрезгде Чзаг - окружная скорость заготовки;Чрез - скорость резания.2. Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения обработки закрытых поверхностей, вращательное движение инструменту сообщают после ввода инструмента внутрь заготовки и совмещения плоскостей симметрии закрытого отверстия заготовки и рабочей поверхности инструмента,.2 Рг. Фоставитель В, Ахматовехред М,Моргентал Коррек Редактор Т. Иванова Пилипенк Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж л.Гагарина, 101 Заказ 1027 Тираж Подписное ВНИИПИ. Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5