Хонинговальная головка

ТЕНИ ИЕ И ТЕН олоботка повыущностьит иэ усами, ке 4 с Ж М Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(57) Облапь использования: абразивная обрцилиндрических глубоких отверстий, Цель -венке производительности обработки. Сизобретения: хонинговальная головка состкорпуса 7 со штоком 2 с разжимными ковоздействующими через толкатели 3 на коло(51) 5 В 24 ВЗЗ 68 крупнозернистыми брусками 5. Кзернистыми брусками 7 через пои упругие элементы 9 связаныраэжимными конусами штокаудерживаются штифтами 10 в ои пружинами 11 в радиальномпротяженность мелкозернистыхчем крупнозернистых на величинуформуле. Величину зазоравставкой 8 и дном паза колодкибруском определяют исходяформулы Э ил. олодки б с мелкодвижные вставки 8 с толкатепями 3 и 2. Колодки 4 и 6 севом направлении направлени причембрусков больше, , определяемую по между подвижной с мелкозернистым иэ предложеннойИзобретение относится к абразивной обработке цилиндрических глубоких отверстий, в частности к одновременному предварительному и окончательному хонингованию каналов цилиндров и труб, к качеству которых предъявляотся повышенные требования,Известна хонинговальная головка, снабженная чередующимися в окружном направлении колодками с крупнозернистыми и мелкозернистыми брусками и механизмом разжима (см., например, авт.св. 150379, кл. В 24 В 33/02, 1962),Недостатком такой хонинГОвальной ГО- ловки является низкая производительность обработки в связи с невозможностью одновременной работы крупнозернистыми и мелкозернистыми брусками.Известна хонинговальная головка для предварительного и окончательного хонингования, снабженная двумя группами, колодок с крупнозернистыми и мелкозерни.стыми брусками и двумя механизмами разжима брусков, размещенными в корпусе головки (смнапример, авт, св, 343833, кл, В 24 В 33/02, 1970), гринятая эа прототип.Зта хонинговальная головка позволяет производить одновременную обработку крупнозернистыми и мелкозернистыми брусками,Однако при осевом перемещении хонинговальной головки, имеющей крупнозернистые и мелкозернистые бруски одинаковой протяженности вдоль оси головки, на обработанной поверхности отверстия остаются участки (в виде ленты, расположенной по спирали), не обработанные мелкозернистьми брусками, Зто приводит к формированию на поверхности обработанного отверстия неоднородной шероховатости. Наличие на обработанной поверхности отверстия участков с более грубой шероховатостью свидетельствует о низком качестве обработки, Кроме того, на участках поверхности с более грубой шероховатостью наблюдается "затухание съема металла", т.е, сьем металла с этих участков значительно уменьшается по сравнению со сьемом металла с Остальной повеохности отверстия, Это приводит к снижению производительности обработки. При введении в отверстие и при выводе из отверстия хонинговальной головкл, у которой диаметр окружности, описанной вокруг мелкозернистых брусков, превышает диаметр обрабатываемоо отверстия, мелкозернисть 1 е бруски подвергаются повышенному износу, что требует более частой их замены, а значит влечет за собой увеличение внутрисменнь 1 х потерь рабочего времени и приводит к снижению производительности обработки.Таким образом хонинговальная головкане обеспечивает высокой производительно сти обработки,Целью изобретения является повышение производительности обработки. Это достиГается тем, что хонинГОвальндя Головка 10 для предварительного и окончательного хонингования снабжена крупнозернистыми и мелкозернистыми брусками и двумя механизмами разжима брусков, размещенными в корпусе головки, причем механизм разжи ма мелкозернистых брусков размещен в пазах колодок с мелкозернистыми брусками и выполнен в виде подвижных вставок, кинематически связанных с разжимными конусами штока и упругих элементов, установленных в зазоре между вставками и дном пазов, при этом мелкозернистые бруски выполнены с большей протяженностью вдоль оси хонинговальной головки, чем крупнозернистые бруски на величину, опре деляемую в соответствии с выражениемЬ - 11 = (0,7 - 4,5)01где 11 - протяженность вдоль оси головкикрупнозернистых брусков, мм;2 - протяженность вдоль оси головкимелкозернистых брусков, мм;01 - диаметр окружности, описаннойвокруг крупнозернистых брусков, мм;К - количество колодок с брусками,причем величину зазора между подвижнойвставкой и дном паза колодки с мелкозернистым бруском определяют из выражения40 а=(0,6 - 1,2) Н 1где а - величина зазора между подвижнойвставкой и дном паза колодки с мелкозернистым бруском, мм;Н 1 - высота нового крупнозернистого45 бруска, мм,При этом мелкозернистые бруски установлены на большем расстоянии от оси головки, чем крупнозернистые бруски, навеличину, определяемую в соответствии с50 выражением02 01 = (1,3 .1 Я) Н 2,где 01 - диаметр окружности, описаннойвокруг крупнозернистых брусков, мм;02 - диаметр окружности, описаннойвокруг мелкозернистых брусков, мм;Н 2 - высота нового мелкозернистогобруска, мм.51015 стыми брусками. 20 25 30 12 - 11 = (0,7 - 4,5),01 12 - 11 = (0,7 - 4,5)01К Выполнение механизма раэжима колодок с мелкозернистыми брусками в виде размещенных в пазах колодок подвижных вставок, кинематически связанных с разжимными конусами штока и упругих элементов, установленных в зазоре между вставками и дном пазов, позволяет в зави; симости от положения штока изменять радиальное положение мелкозернистых брусков, Благодаря этому появляется возможность в хонинговальной головке для одновременного предварительного и окончательного хонингования обеспечить повышение стойкости мелкозернистых брусков за счет исключения их износа при вводе в отверстие и выводе из него.Из-за повышения стойкости мелкозернистых брусков уменьшается время, связанное с заменой этих брусков, что в конечном счете повышает производительность обработки.Благодаря тому, что мелкозернистые бруски выполнены с большей протяженностью вдоль оси хонинговальной головки, чем крупнозернистые бруски, на величину, определяемую в соответствии с выражени- ем где 11 - протяженность вдоль оси головки крупнозернистых брусков, мм;12 - протяженность вдоль оси головки мелкозернистых брусков, мм,01 - диаметр окружности, описанной вокруг крупнозернистых брусков, мм;К - количество колодок с брусками в отверстии формируется однородный (макро- и микро-) рельеф, полученный в результате воздействия мелкозернистых брусков на обработанную поверхность отверстия, При этом однородный рельеф формируется на всей поверхности канала отверстия.Наличие на всей поверхности отверстия рельефа с однородной шероховатостью, сформированной мелкозернистыми брусками, свидетельствует о повышении качества обработки. Кроме того, при работе крупнозернистых брусков по однородной поверхности с низкой шероховатостью исключается эффект "затухания съема", т,е, съем металла крупнозернистыми брусками весь период работы остается постоянным, в результате чего повышается производител ьность обработки.Следует отметить, что протяженность мелкозернистых брусков выбирают из условия обеспечения "перекрытия" этими бру 40 45 50 55 сками зоны обработки крупнозернистыми брусками с учетом поступательного движения хонинговальной головки вдоль оси отверстия обрабатываемой детали и погрешностей механизмов вращательного и поступательного движений станка.В связи с тем, что обработке могут быть подвергнуты самые различные металлы и сплавы, режимы обработки могут существенно отличаться (окружная скорость вращения инструмента, скорость вращения детали и скорость возвратно-поступательного движения инструмента).Изменение режимов обработки будет влиять на величину зоны обработки крупнозернистыми брусками, а следовательно, и на увеличение протяженности мелкозернистых брусков по сравнению с крупнозерниОсновываясь на эмпирически выведенных значениях отношения окружной скорости инструмента к скорости его поступательного перемещения для случаев обработки различных материалов и необходимости полного перекрытия следов предварительного хонингования мелкозернистыми брусками с учетом погрешности механизмов вращения и продольного перемещения хонинговальных станков, эмпирически были выбраны граничные условия увеличения протяженности мелкозернистых брусков по сравнению с крупнозернистыми. При этом увеличение протяженности мелкозернистыхбрусков по сравнению с крупнозернистымибрусками определяется выражением: где 1 - протяженность вдоль оси головки крупнозернистых брусков, мм;12 - протяженность вдоль оси головки мелкозернистых брусков, мм;01 - диаметр окружности, описанной вокруг крупнозернистых брусков, ммК - количество колодок с хонинговальными брусками,причем мелкозернистые бруски расположены вдоль оси симметрично крупнозернистым брускам,В качестве примера рассмотрим обработку отверстия диаметром 100 мм хонинговальной головкой, содержащей три колодки с крупнозернистыми брусками протяженностью вдоль оси головки равной 100 мм и три колодки с мелкозернистыми брусками, протяженность которых вдоль оси головки должна превышать протяженность крупнозернистых брусков на 12 - 75 мм (т.е. протя 2005055х -8 =26 - 13 мм 1 1 25 30 35 40 50 55 женность мелкозернистых брусков должна составлять 112-175 мм),Рассмотрим обработку нескольких наиболее отличающихся по обрабатываемости черных сплавов.При обработке деталей иэ чугуна отношение окружной и продольной (осевой) скоростей составляет-- 4-8. (см,ЧопрСправочная книга по отделочным операциям. ЛЛенгиэ, 1966, с. 542.табл, 4).Из условия перекрытия всей поверхности, обработанной крупнозернистыми брусками, необходимо, чтобы мелкозернистые бруски имели большую протяженность, чем крупнозернистые бруски на следующую величину: 2 ЛО, Чпр 2 3,141002 1 - К --Ч= 6 х При обработке закаленных сталей Чо- 3-4 (см, Справочная книга по отделочЧпрным операциям, Л,: Ленгиз, 1966, с. 542, табл, 4) протяженность мелкозернистых брусков должна превышать протяженность крупнозернистых брусков на величину 2 ЛО, Чпр 2 3,1410012 11 -Ч 6 х х- д =35-26 мм 1 1 При обработке незакаленных сталей Чо- 1,5-2,5, (см, Справочная книга по отделочным операциям, Л Ленгиз, 1966, с. 542 табл. 4) протяженность мелкозернистых брусков должна превышать протяженность крупнозернистых брусков на величину 2 ЛО Чпр 2 3,141002 И -- х х -1-т - ц; 70-41,6 мм,1 11 3 Таким образом, при обработке деталей иэ черных сплавов указанный диапазон увеличения протяженности мелкозернистых брусков дает хорошую сходимость и является технически приемлемым.Благодаря тому, что зазор между подвижной вставкой и дном паза колодки вы 5 10 15 20 попнен в пределах 0,6 - 1,2 высоты нового крупнозернистого бруска, а разность диаметров мелкозернистых и крупнозернистых брусков составляет 1,3 - 1,8 высоты нового мелкозернистого бруска обеспечивается возможность использования мелкозернистых брусков до полного износа их алмазоносного слоя, в результате чего уменьшается время, связанное с заменой брусков, а следовательно, повышается производительность обработки,На фиг. 1 представлен продольный разрез предлагаемой хонинговальной головки; на фиг, 2 - поперечное сечение механизма разжима мелкозернистых брусков в плоскости, проходящей через ось упругого элемента; на фиг. 3 - поперечное сечение механизма разжима мелкозернистых брусков в плоскости, проходящей через ось упорных штифтов.В корпусе 1 хонинговальной головки размещен шток 2 с разжимными конусами, воздействующими через толкатели 3 на колодки 4 с крупнозернистыми брусками 5, предназначенными дпя предварительного хонингования. Колодки 6 с мелкозернистыми брусками 7, предназначенными для окончательного хонингования, посредством размещенных в пазах колодок 6 подвижных вставок 8 и упругих элементов 9 кинематически связаны с топкателями 3 и разжимными конусами штока 2, Колодки 4 и 6 удерживаются в осевом направлении штифтами 10 и в радиальном направлении кольцевыми пружинэми 11, При этом мелкозернистые бруски выполнены большей протяженности, чем крупнозернистые бруски, на величину 0,7 - 4,5 отношения диаметра крупнозернистых брусков к количеству колодок с брусками, зазор между вставкой и дном паза равен 0,6 - 1,2 высоты нового крупнозернистого бруска, а разность диаметров установки мепкозернистых и крупнозернистых брусков равна 1,3 - 1,8 высоты новых мелкозернистых брусков,Хонинговальная головка работает следующим образом,Установленную на шпинделе станка хонинговальную головку со сведенными колодками 4 и 6 (диаметр окружности описанной вокруг мелкозернистых брусков меньше диаметра отверстия) вводят в обрабатываемое отверстие трубы и соответствующим механизмом станка перемещают шток 2 в корпусе 1, При этом конуса штока 2 взаимодействуют с толкателями 3,которые в результате прямого контакта через вставки 8 и упругие элементы 9 раздвигают колодки.4 и 6 с крупнозернистыми 5 и мелкозернистыми 7 брусками, 2005055 10После достижения равенства диаметра окружности, описанной вокруг крупнозернистых брусков 5, диаметру обрабатываемого отверстия перемещение штока 2 прекращают, При этом диаметр окружности, описанной вокруг мелкозернистых брусков, будет равен диаметру обрабатываемого отверстия, и мелкозернистые бруски 7 будут прижаты к поверхности обрабатываемого отверстия с постоянным усилием, величина которого зависит от жесткости упругих элементов 9. Включают подачу СОЖ. Обрабатываемой трубе сообщают вращательное, а хонинговальной головке вращательное и возвратно-поступательное движения. При этом устанавливают протяженность осевого перемещения хонинговальной головки, при котором крупнозернистые бруски 5 выходят из обрабатываемого отверстия на 1/3 длины бруска с каждой стороны. Обработку производят с периодической дозированной подачей штока 2 на разжим крупнозернистых брусков 5. Мелкозернистые бруски 7 находятся в постоянном контакте с обрабатываемой поверхностью отверстия, При этом крупнозернистые бруски 5 производят основной съем металла, а мелкозернистые бруски 7, работая по предварительно отхонингованной крупнозернистыми брусками 5 поверхности, при каждом проходе окончательно формируют однородный микрорельеф, уменьшают шероховатость поверхности и препятствуют "затуханию" производительности предварительного хонингования,После достижения требуемого размера обрабатываемого отверстия штоку 2 сообщают перемещение в противоположном направлении, при этом под действием кольцевых пружин 11 колодки 4 и 6 сводятся, ,диаметры окружностей, описанных вокруг мелкозернистых 7 и тем более крупнозернистых 5 брусков, становятся меньше диаметра обработанного отверстия. Затем последоваформула изобретения1. ХОНИНГОВАЛЬНАЯ ГОЛОВКА для предварительного и окончательного хонингования, в корпусе которой установлены две группы колодок, установленные с возможностьк взаимодействия с разжимными конусами штока, и два механизма разжима брусков, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности процесса обработки, в колодках мелкозернистых брусков. выполнены пазы, в которых размещен механизм разжима мелкозернистых брусков, выполненный в виде подвижных вставок, кинематически связанных с разтельно выключают вращение трубы и хонинговальной головки, прекращают подачуСОЖ и выводят хонинговальную головку изобработанного отверстия.5 Для сравнительных испытаний использовали трубы изд. 2 А 70 иэ стали ОХН (категория прочности 0 - 120) с отверстиемдиаметром 100, длиной 2,5 м. Обработкупроизводили на горизонтально-хонинго 10 вальном станке мод, РТ в 6 на следующих режимах: пин = 63 мин; одет = 10 минЯпр = 6 м/мин, 1= 0,006 - 0,012 мм/дв.ход вкачестве СОЖ использовали керосиномасляную смесь.15 В качестве инструмента использовалиизвестную хонинговальную головку (прототип) с крупнозернистыми брусками АБХ 150х 12 х 3 х 6 - АСВ 160/125 - 100 - МС 1 и мелкозернистыми брусками АБХ 150 х 12 х 3 х20 6 - АСЧ 100/80 - 100 - В 2 - 04 и хонинговальную головку предлагаемой конструкции скрупнозернистыми брусками АБХ 125 х 12 х3 х 6 - АСВ 160/125 - 100 - МС 1 и мелкозернистыми брусками АБХ 150 х 12 х 3 х 6 - АСЧ25 100/80 - 100 - В 2 - 04.В результате сравнительных испытанийвыявлено. что применение хонинговальнойголовки предлагаемой конструкции позволяет повысить производительность обра 30 ботки (снизить трудозатраты на 8-127 С,) посравнению с прототипом и сниэи 1 ь шероховатость поверхности (по критерию В) с 3,0до 2,5 мкм,Экономический эффект достигается эа35 счет повышения производительности трудана 8-12и повышения долговечности деталей,Стоимость известной и предлагаемойхонинговальных головок одинакова, ста 40 нок используют один и тот же, напримермодель РТ.(56) Авторское свидетельство СССРМ 343833, кл. В 24 В 33/02, 1970.45жимными конусами штока, и упругих элементов, установленных в зазоре междувставками и дном пазов, при этом мелкозернистые бруски выполнены с большей 50 протяженностью вдоль оси хонинговальной головки, чем крупнозернистые бруски,на величину, определяемую по формуле11- Ь =(0,7-4,5) 01/К.55 где 1 - протяженность вдоль оси головкикрупнозернистых брусков;2 - протяженность вдоль оси головкимелкозернистых брусков;О - диаметр окружности, описаннойвокруг крупнозернистых брусков;2005055 12 Составитель А. БахваТехред У,Моргентал тор С. О Бе Редакт Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 аз 3419 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина,К - количество колодок с брусками.2. Хонинговальная головка по п,1, отличающаяся тем, что величина зазора междуподвижной вставкой и дном паза колодкис мелкозернистым бруском выбрана поформулеа =(0,6- 1,2)Н,где а - величина зазора между подвижнойвставкой и дном паза колодки с мелкозер нистым бруском,Н 1- высота крупнозернистого бруска,при этом мелкозернистые бруски установлены на расстоянии от оси головки, большем, чем крупнозернистые бруски на величину, определяемую по формуле(О 2 - 01) = (1,3 - 1,8)Н 2где О - диаметр окружности, описанной вокруг крупнозернистых брусков;02 - диаметр окружности, описаннойвокруг мелкозернистых брусков;Нг - высота мелкозернистого бруска.