Устройство для протягивания отверстий (его варианты)

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК О 1235706 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Рижский ордена Трудового КрасногоЗнамени политехнический институтим. А. Я. Пельше(54) УСТРОИ СТВО ДЛ Я П РОТЯ ГИ ВАНИЯ ОТВЕРСТИИ (ЕГО ВАРИАНТЫ)(57) 1. Устройство для протягивания отверстий, содержашее корпус, на котором неподвижно установлены чередуюшиеся деформируюшие кольца и распорные втулкис радиальными каналами, поршень со штоком и обратный клапан, отличающееся тем,что, с целью повышения качества обработкиза счет обеспечения жидкостного трения,корпус выполнен в виде соединенных междусобой хвостовика и цилиндра, а устройствоснабжено штифтами, вкладышами в форме частей колец, охватываюшей шток обоймы, плунжером и полым поршнем, на наружной поверхности которого выполнена выточка, соединенная с его внутренней полостьюи радиальными каналами распорных втулок, при этом в цилиндре выполнены продольные пазы под штифты, жестко соединенные с полым поршнем, причем плунжерустановлен в полости штока, а обратный клапан расположен в канале штока или плунжера, при этом на наружной поверхностиштока выполнена кольцевая канавка дляустановки вкладышей, одна часть которых(50 4 В 24 В 39/02, В 23 Р 4 размешена в выполненных дуговых пазах обоймы, на внутренней поверхности обоймы выполнены продольные пазы, а на хвостовике - продольные выступы с угловым смещением относительно пазов обоймы, причем плунжер выполнен с буртиком и радиальными каналами.2. Устройство для протягивания отверстий, содержашее корпус, на котором неподвижно установлены чередуюшиеся деформирующие кольца и распорные втулки с радиальными каналами, поршень со штоком и обратный клапан, отличающееся тем, что, с целью повышения качества обработки за счет обеспечения жидкостного трения, корпус выполнен в виде оправки с кольцевыми канавками, а устройство снабжено последовательно установленными ступенчатыми втулками с радиальными каналами и вкладышами в форме частей колец, при этом деформирующие кольца установлены на ступенчатых втулках, которые подпружинены относительно вкладышей, первая ступень каждой последуюшей втулки выполнена охватываюгцей вторую ступень предыдущей втулки, а каждая ступенчатая втулка подпружинена со стороны заднего торца.3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что ступенчаая втулка выполнена в виде соединенных между собой обоймы, установленной с возможностью взаимодействия с торцом вкладышей, и втулки, охватывающей указанные вкладыши.4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что оно снабжено подпружиненной гильзой с выточками на внутренней поверхности и шариками, а в штоке выполнены радиальные отверстия под шарики, при этом последние установлены с возможностью взаимодействия с выточками гильзы.Изобретение относится к металлообработке и может быть применено при протягивании отверстий преимущественно с большой длиной.Целью изобретения является повышение качества обработки за счет обеспечения жидкостного трения.На фиг. 1 представлено устройство со сборной оправкой, продольный разрез; на фиг. 2 - схема выбора длины выточки на полом поршне; на фиг. 3 - разрез Л - Л наО фиг. 1; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез В - В на фиг. 1; на фиг, 6 разрез Г - Г на фиг. 1; на фиг. 7 - разрез Д - Д на фиг. 1; на фиг, 8 - разрез Ж - Ж на фиг, 1; на фиг. 9 - устройство согласно второму варианту, продольный разрез; на фиг. 10 - разрез К - К на фиг. 9; на фиг, 1 - разрез М - М на фиг. 9 на фиг. 12 - узел 1 на фиг. 9; на фиг. 13 вариант конструкции рабочей части протяжки.20 30 кольцевые канавки 19 (или на цилиндре 6). 50 Выточка 16 на полом цилиндре 15 выполняется с длиной, не большей длины равной= т(2 в -), гдеи 2 - соответственно шаг и количество одновременно работающих деформируюгцих колец 7 (фиг. 2). В цилиндре 6 выполнены продольные пазы 20 под штифты 21, жестко соединенные с полым поршнем 15 и взаимодействующие с прорезями 22 планок 23 и 24, закрепленных на корпусе станУстройство содержит гидроцилиндрсо цпоком 2, на котором закреплен поршень 3. На днище гидроцилиндра 1 установлен упругий элемент 4 (пружина или резиновое кольцо) для восприяния возможного удара по окончании обработки детали. Со итоком 2 соединена протяжка, которая включает оправку, состоящую из хвостовика 5 и цилиндра 6, соединенных между собой, например, при помощи резьбы. На цилиндре установлена рабочая часть в виде деформирук)щих колец 7, между которыми помещены распорные втулки 8 с радиальными каналами 9. Затем установлена задняя направляющая втулка 1 О. Детали 7, 8 и 10 поджаты к передней направляющей втулке 11 (закрепленной винтом 12) при помощи гайки 13, снабженной внутренним предохранительным буртиком 4.Возможно и другое исполнение цилиндра, например, когда на нем заодно целое выполняется задняя направляющая. В цилиндр 6 установлен подвижный относительно него и повернутый в сторону хвостовика 5 открытой частью полый поршень 15, на наружной поверхности которого выполнена выточка 16. Она сообщена с внутренней полостью полого поршня 15 радиальными каналами 17, а радиальными каналами 18, выполненными в цилиндре 6, - с радиальными каналами 9 распорных втулок 8. При этом на последних также получены внутренние 35 40 5 ка (планки 23 и 24 могут быть изготовлены также заодно целое, имея отверстие под протяжку),Т. е. протяжка выполнена с возможностью закрытия радиальных каналов 8 и 9 перед последующим деформирующим кольцом при выходе из обрабатываемой детали предыдущего деформирующего кольца (фиг. 2).На наружной поверхности штока 2 выполнена кольцевая канавка 25 и в нее установлены вкладыши 26 в форме частей колец, входящие в дуговые пазы обоймы 27, одетой на наружную поверхность штока 2 (фиг. 5). На внутренней поверхности обоймы 27 выполнены продольные пазы 28 под продольные выступы 29, полученные на хвостовике 5 оправки (фиг. 6 и 7). При этом выступы 29 хвостовика 5 повернуты относительно пазов 28 обоймы и протяжка зафиксирована от проворота относительно штока 2 фиксатором 30, установленным в самом штоке 2. От выпадания вкладыши 26 прсдохраняются цилиндрической поверхностью гайки 31, навернутой на обойму 27.В расточк штока 2 установлен подпрхжиненный пружиной 32 плунжер 33 с буртиком 34. Плунжер 33 направлен поверхностью 35 дополнительной расточки и в нем выполнены радиальные каналы 36. От осевого перемещения он ограничен стопорным кольцом 37, а своей конической или сферической поверхностью взаимодействует с ответной поверхностью хвостовика 5. В штоке 2 выполнены радиальный 38 и осевой 39 каналы, в плунжере осевой канал 40, а в хвостовике 5 - осевой канал 41. Перечисленные каналы сообщены между собой. В радиальном канале 38 штока 2 установлен клапан 42 (или в осевом канале 39 или 40), отрегулированный на относительно небольшое давление. В хвостовике 5 закреплена трубка 43, взаимодействующая с внутренней полостью полого поршня 15, на которой установлены уплотнения 44.Возможен вариант, когда указанная трубка закрепляется в полом поршне 15 и взаимодействует с поверхностью осевого канала 41 хвостовика 5. Между крышкой 45 гидроцилиндра 1 и поршнем 3 имеется полость 46, заполненная СОЖ, которую подводят под небольшим давлением через отверстие 47 с помощьк известного устройства, снабженного обратным клапаном. При этом клапан 42 отрегулирован на давление, большее, чем то, с которым СОЖ заполняют полость 46. Устройство дополнительно направлено, для чего, например, шток 2 неподвижно охвачен втулкой 48, соединенной с на правляющей планкой 49, взаимодействук)щей с направляющими станка (фиг. 8).Согласно второму варианту устройство (фиг. 9) также содержит гидроцилиндр (как на фиг. 1) со штоком 50, в расточк которого установлена оправка 5 протяжки, удерживаемая входягцнми в ее кольцевую ка 1235706павку шариками 52, установленными в отверстия штока 50 и взаимодействующими с подвижной гильзой 53. Последняя охватывает наружную поверхность штока 50, подпружинена пружиной 54 и имеет на своей внутренней поверхности выточку 55 под шарики 52. Она имеет ограниченную величину осевого перемещения, для чего на штоке 50 установлено, например, стопорное кольцо 56. На штоке 50 также выполнена резьба, а нанее навернута снабженная буртиком 57 опор-Оная втулка 58. Наружной поверхностью она установлена в расточку направляющей планки 59 (как на фиг. 1), при этом последняя крепится к ее буртику 57.В расточку штока 50 также установлен подпружиненный пружиной 60 плунжер с буртиком 61, направленный дополнительной расточкой 62. Для ограничения его осевого перемещения в кольцевую канавку штока 50 установлено, например, стопорное кольцо 63. На торцовой поверхности плунжера с бур тиком 61 закреплено уплотнительное кольцо 64, взаимодействующее с торцовой поверхностью оправки 51. В штоке выполнены радиальный канал, в котором установлен обратный клапан как на фиг. 1) и осевой канал 65, в плунжере с буртиком 61 - осевой25 канал 66 и радиальные 67, в оправке 51 - осевой канал 68, закрытый с выходного торца стопорной заглушкой 69. Перечисленные каналы сообщены между собой.На оправке 51 выполнены кольцевые канавки, в которые помещены вкладыши 70, полученные в виде частей колец и снабженные выступом 71, служашим в качестве упора для пружин 72, охватываюгцих эти вкладыши и взаимодействующие со сборной ступенчатой втулкой. Последняя является подвижной и состоит из взаимодействуюшей с вкладышами 70 обоймы 73 и втулки 74, при этом последняя соединена с обоймой 73, например, при помощи резьбы. На ступени обоймы 73 запрессованы деформ ируюгцие кольца 75 и выполнены радиальные каналы 4 о 76. На втулке 74 образованы радиальные каналы 77. Радиальные каналы 76 и 77 в рабочем положении совмещены между собой или находятся в одной плоскости, перпендикулярной оси оправки 51. На обойме 73, втулке 74 и оправке 51 соответственно выполнены кольцевые расточки 78, 79 и 80.Внутренняя цилиндрическая поверхность 81 втулки 74 гредыдущей ступенчатой втулки взаимодействует с наружной цилиндрической поверхностью 82 обоймы 73 последу юц 1 ей ступенчатой втулки. При этом ступенчатая втулка охватывает вкладыши 70 с образованием осевого хода с величиной учитывающей возможность открытия и закрытия радиальных каналов 76 и 77 по отношению к радиальным каналам 83, выпол-. ненным в оправке 51 и сообщенным с осевым каналом 68. Впереди первого деформирующего кольца в оправке 51 радиальные каналы не выполняются, т. е. протяжка выполнена с возможностью закрытия радиальных каналов перед последующим деформирующим кольцом при выходе из обрабатываемой детали предыдущего деформирующего кольца. На оправке 51 закреплена передняя направляющая 84 и установлена задняя направляющая 85, ограниченная от осевого перемещения стопорной заглушкой 69.На фиг. 13 представлено несколько иное конструктивное оформление рабоцей части протяжки. Ступенчатая втулка 86 выполнена цельной и подпружинена пружиной 72 по своему заднему торцу. Та ее часть, на которой установлено деформирующее кольцо 75, контактирует не с цилиндрической поверхностью оправки 51, а с цилиндрической поверхностью предыдугцей ступенчатой втулки. Радиальные отверстия 87 образованы на той части ступенчатой втулки, которая контактирует с цилиндрической поверхностью оправки 51. Наружная цилиндрическая поверхность 88 предыдущей ступенчатой втулки взаимодействует с внутренней цилиндрической поверхностью 89 последующей ступенчатой втулки. С целью доступа СОЖ к задней поверхности первого деформирующегого кольца 75 на ступенчатой втулке 86 выполнены продольные пазы 90.По первому варианту фиг. 1) устройство работает следующим образом.Через отверстие 47 в полость 46 подводят СОЖ по магистрали под небольшим давлением. Обрабатываемую деталь 91 подают церез хвостовик 5 оправки протяжки на переднюю направляюгцую 11. Протяжку вводят продольными выступами 29 хвостовика 5 церез пазы 28 обоймы 27 в расточку штока 2, а затем поворачивают ее, фиксируя положение фиксатором 30. При этом повороте штифты 31 вводят в прорези 22 планок 23 и 24. Включают рабочий ход. Первое деформирующее кольцо 7 входит в обрабатываемую деталь 91 и она опирается в планшайбу 92 протяжного станка. Оправка с рабочей частью протяжки перемещается относительно неподвижного полого поршня 15. В это время под воздействием силы обработки в полости 46 гидроцилиндра 1 создается давление СОЖ. Она открывает клапан 42 и перемешается по каналам 39, 40 и 41, по каналу трубки 43, внутренней полости полого поршня 15, радиальным каналам 17 и выточке 16. Затем СОЖ через радиальные каналы 18 цилиндра 6 и радиальные каналы 9 распорных втулок 8 поступает в полости, расположенные впереди деформирующих колец 7. При выходе из обрабатываемой детали 91 каждого предыдущего деформирующего кольца 7 закрываются радиальные каналы 9 и 18 перед каждым последующим деформирующим кольцом 7. Таким образом, исключается возможность прорыва СОЖ нз зоны обработки.В процессе обработки СОЖ по радиаль. ным каналам 36 поступает в зону расточки штока 2 и воздействует на буртик 34 плунжера 33, поджимая его к хвостовику 5 протяжки. При выходе последнего деформирующего кольца 7 из обрабатываемой детали 91 удар воспринимается упругим элементом 4. После окончания обработки следует обратный ход. В это время осуществляют заполнение СОЖ полости 46 гидроцилиндра 1. После окончания обратного хода протяжку расфиксируют, поворачивая ее, а потом выводят из расточки штока 2 и обоймы 27. При этом штифты 21 выводят из прорезей 22 планок 23 и 24. В дальнейшем цикл обработки повторяют.Согласно второму варианту (фиг. 9) устройство работает следующим образом. Заполняют гидроцилиндр СОЖ, Обрабатываемую деталь 91 подают на переднюю направляющую 84 протяжки и хвостовик оправки 51 вводят в расточку штока 50 (при этом положение штока 50 является таким,когда действием установленного на станке упора пружина 54 сжата, а выточка 55 обоимы 53 находится в плоскости отверстий под шарики 52). Включают рабочий ход. Пружина смещает вдоль штока 50 обойму 53, а последняя - шарики 52 в кольцевую канавку оправки 51. Первое деформирующее кольцо 75 входит в контакт с обрабатываемой деталью 91, прижимает ее к план- шайбе 92 станка и само смещается совместно со ступенчатой втулкой вдоль оправки 51 протяжки до тех пор, пока обойма 73, сжав пружину 72, не упрется в торцовую поверхность вкладышей 70. При этом радиальные каналы 77 втулки 74 располагаются против радиальных каналов 83 оправки 51 или еекольцевой выточки 80. В дальнейшем вступает в контакт с обрабатываемой деталью 91 второе деформирующее кольцо 75 и также совместно со ступенчатой втулкой сдвигается вдоль оправки 51. Радиальные каналы 76 располагаются при этом в одной плоскости с радиальными каналами 83 и 77, СОЖ из осевого канала 68 поступает в полость, расположенную перед деформирующим кольцом 75. Каждое последующее открытие каналов происходит таким же образом. При выходе первого деформирующего кольца 75 из обрабатываемой детали 91 ступенчатая втулка под воздействием пружины 72 (а также давления СОЖ, находящейся в полости перед последующим деформирующим кольцом 75) смещается вдоль оправки 51, перекрывая радиальный канал 76 внутренней цилиндрической поверхностью 81 втулки 74, Закрытие каналов 76 перед последующими деформирующими кольцами 75 протекает таким же 40 45 .о Г образом, т. е. при работе предупреждается прорыв СО)К из зоны обработки. Усилие обработки воспринимается вкладышами 70 и передается на оправку 51.В процессе обработки СОЖ поступает через радиальные каналы 67 плунжера с буртиком 61, действуя на него, вследс.вие чего уплотнительное кольцо 64 прижимается к торцу оправки 51, предупреждая утечку самой СОЖ. В начале обратного хода СОЖ подакэт в полость гидроцилиндра, а в конце его обойма 53 находит на упор станка и смещается вдоль штока 50. Затем протяжку выводят из расточки штока 50 и цикл обработки повторяют. Работа устройства по второму варианту с использованием рабочей части (фиг. 13) происходит следующим образом.При вступлении в контакт с обрабатываемой деталью 91 первого деформирующего кольца 75 смещается вдоль оправки 51 ступенчатая втулка. Радиальные каналы 87 располагаются в одной плоскости с радиальными каналами 83. Но при этом оба канала перекрыты внутренней цилиндрической поверхностью 90 второй ступенчатой втулки. Когда вступает в контакт с обрабатываемой деталью 9 второго деформирующее кольцо 75, то вследствие осевого смещения второй ступенчатой втулки радиальные каналы 83 и 87 открываются и СОЖ поступает в зону обработки. Таким же образом происходит открытие последующих радиальных каналов 83 и 87. При выходе из обрабатываемой детали 91 первого деформирующего кольца 75 ступенчатая втулка сдвигается вдоль оправки 51 под воздействием пружины 72 и действия СОЖ. Этим достигается смещение радиальных каналов 87 и перекрытие радиальвях каналов 83 внутренней поверхностью наименьшего диаметра ступенчатой втулки 86. Последующие радиальные каналы 83 перекрываются подобным образом. Предложенное устройство работает при следующих режимах обработки. При использовании обычных серийных протяжных станков скорость протягивания выбирается из диапазона 2 - 11 м/мин. Натяги на деформирующее кольцо выбираются в пределах 0,02 - -0,5 мм. На первом деформирующем кольце целесообразно выбирать натяги меньше максимальных. Клапан 42 регулируют на давление, минимально большее чем то, с которым СОЖ подают в гидроцилиндр 1 (на 0,3 - .0,5 МПа). Предложенное устройство обеспечивает использование высокого давления СОЖ, возникающего от усилия обработки, т. е. исполь зуя высокое давление, осуществляют обработку в наиболее идеальных условиях, а именно в условиях жидкостного контакта двух тел (обрабатываемого материала и ма 1235706териала деформирующего кольца). Это значительно уменьшает трение, в результате чего существенно снижается усилие обработки.Обработка в условиях жидкостного контакта устраняет одну из главных причин снижения качества поверхностного слоя - нарост, образующийся на рабочих поверхностях деформирующих колец, что сказывается на снижении шероховатости обработанной поверхности. Предложенное устройство существенно уменьшает вспомогательное время на закрепление и раскрепление протяжки (это уменьшение составляет не менее 50 - 60%). Обеспечиваются условия протягивания, когда исключается прорыв СОЖ из зоны обработки наружу. Прорыв СОЖ ведет к нерациональному опорожнению гидроцилиндра от СОЖ и к протягиванию в условиях сухого трения. Исключение прорыва СОЖ повышает безопасность работы оператора. Дополнительное направление устройства повышает его жесткость,и точность 1 О обработки. Применение упругого элементауменьшает гидроудар в конце обработки.д, 4/5ектная, 47 б Г юг77 Составитель ВТекред И. ВересТираж 740 НИИПИ Государственного по делам изобретений 035, Москва, Ж - 35, Рау л ППП Патент, г. УжгоецовКорректор МПодписноеитега СССРткрытийя наб.,чл. Про