close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY13406

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.08.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
B 24B 39/00
ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ФИНИШНОЙ ПНЕВМОЦЕНТРОБЕЖНОЙ
ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
НЕТЕРМООБРАБОТАННЫХ СТАЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК
(21) Номер заявки: a 20080684
(22) 2008.05.29
(43) 2009.12.30
(71) Заявитель: Государственное учреждение высшего профессионального
образования
"БелорусскоРоссийский университет" (BY)
(72) Авторы: Минаков Анатолий Петрович; Ильюшина Елена Валерьевна
(BY)
BY 13406 C1 2010.08.30
BY (11) 13406
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
учреждение высшего профессионального образования "Белорусско-Российский университет" (BY)
(56) BY 4247 U, 2008.
BY 3234 U, 2006.
SU 841939, 1981.
(57)
1. Инструмент для финишной пневмоцентробежной обработки внутренней цилиндрической поверхности нетермообработанной стальной заготовки, состоящий из корпуса с
закрепленными на нем дисками и сопловым кольцом, образующими кольцевую камеру
расширения со свободно размещенными в ней рабочими телами - шарами с шероховатостью поверхности Ra ≤ 0,08 мкм, отличающийся тем, что в корпусе выполнен осевой канал,
соединяющийся с кольцевой камерой расширения посредством сопел, по крайней мере
одно из которых смещено от оси симметрии кольцевой камеры расширения в направлении
перемещения инструмента относительно заготовки или заготовки относительно инструмента на расстояние в диапазоне от половины осевого зазора до осевого зазора, представляющего собой разность между шириной кольцевой камеры расширения и диаметром
шара, при этом на корпусе размещены направляющие с центрирующими боковыми поверхностями и сквозными отверстиями на торцах.
Фиг. 1
BY 13406 C1 2010.08.30
2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что диаметр сквозных отверстий меньше,
чем диаметр сопел.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к финишной пневмоцентробежной обработке (ПЦО) внутренних цилиндрических поверхностей.
Известен инструмент для чистовой обработки отверстий методом пластической деформации, состоящий из корпуса с закрепленными на нем дисками и сопловым кольцом,
образующими камеру расширения со свободно размещенными в ней шарами с шероховатостью поверхности Ra ≤ 0,08 мкм. Сопловое кольцо инструмента имеет количество сопел
более чем одно, которые смещены от оси симметрии кольцевой камеры в направлении,
противоположном перемещению инструмента относительно заготовки (или, наоборот, заготовки относительно инструмента), на одинаковое расстояние в диапазоне от половины
осевого зазора до величины более, чем осевой зазор [1].
При обработке указанным инструментом внутренних поверхностей вращения заготовок осевое перемещение инструмента относительно заготовки или, наоборот, заготовки
относительно инструмента приводит к тому, что деформирующие шары, свободно расположенные в кольцевой камере инструмента, смещаются в направлении, противоположном
перемещению инструмента относительно заготовки, и прижимаются к боковой поверхности кольцевой камеры. Струи сжатого воздуха из сопел, оси которых смещены от оси
симметрии кольцевой камеры в направлении, противоположном перемещению инструмента
относительно заготовки (или, наоборот, заготовки относительно инструмента), на одинаковое расстояние уменьшают прижимающее или создают отжимающее усилие деформирующих шаров от боковой поверхности кольцевой камеры, что влияет на увеличение
величины амплитуды колебательного движения шаров в камере расширения (параллельно
продольной оси обрабатываемой поверхности). Экспериментально установлено, что это
приводит к образованию волнистости поверхности и, как следствие, к незначительному
уменьшению высоты микронеровностей, что в ряде случаев приемлемо при соответствующих
требованиях к качеству поверхности, обеспечивая при этом относительное увеличение
производительности процесса обработки. При этом точно такой же эффект наблюдается и
при увеличении числа сопел в сопловом кольце инструмента. Струи сжатого воздуха, вырываясь из сопел, ударяются о поверхность шара, придавая ему наибольшее ускорение.
При этом с увеличением числа сопел более одного наблюдается неблагоприятная для финишной ПЦО картина движения рабочих тел, когда они движутся вдоль кольцевой камеры
неравномерно, подталкивая и ударяя друг друга, при этом шары, находящиеся в некоторый момент времени прямо над соплом, приобретают наибольшую силу удара, что для
нетермообработанной стали является дополнительным фактором волнистости поверхности и незначительного снижения высоты микронеровностей. Экспериментальные исследования показали, что с уменьшением числа сопел неравномерность движения шара
уменьшается, а наилучший результат достигается при использовании в конструкции одного
сопла. Кроме всего выше перечисленного, к недостаткам упомянутого выше инструмента
следует отнести и возникающий при его работе шум, превышающий санитарные нормы.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство пневмоцентробежного действия [2], которое изолирует заготовку
от окружающей среды по всему ее контуру, тем самым решается задача по снижению шума.
Устройство состоит из оправки, установленной в шпинделе станка, внутренняя полость
которой представляет собой изолирующую камеру. В рабочей полости оправки, закрытой
с левого торца глушителем, крепится и центрируется заготовка. С левого правого края
оправки, соосно с заготовкой, расположен инструмент пневмоцентробежного действия,
состоящий из корпуса с закрепленными на нем дисками и сопловым кольцом, образующими камеру расширения со свободно размещенными в ней шарами, а также глушителя,
2
BY 13406 C1 2010.08.30
который перемещается вместе с инструментом и в момент входа его в заготовку запирает
отверстие оправки справа. Тем самым отработавший воздух, выходящий в обе стороны от
заготовки, прежде чем попасть в атмосферу, проходит глушители шума.
Несовершенством данного устройства является невозможность обработки больших по
длине заготовок, так как длина оправки увеличивается на длину заготовки, что приводит к
сложности ее изготовления и увеличению стоимости и трудоемкости обработки. К тому
же данная конструкция не лишена недостатков инструмента, приведенного в аналоге.
Задачей изобретения является повышение качества обработки внутренних цилиндрических поверхностей за счет уменьшения амплитуды колебания шаров и волнистости обработанной поверхности, а также улучшение условий труда работника за счет уменьшения
шума, создаваемого работой инструмента, до санитарных норм.
Поставленная задача решается тем, что в инструменте для финишной пневмоцентробежной обработки внутренней цилиндрической поверхности нетермообработанной стальной
заготовки, состоящем из корпуса с закрепленными на нем дисками и сопловым кольцом,
образующими кольцевую камеру расширения со свободно размещенными в ней рабочими
телами - шарами с шероховатостью поверхности Ra ≤ 0,08 мкм, согласно изобретению, в
корпусе выполнен осевой канал, соединяющийся с кольцевой камерой расширения посредством сопел, по крайней мере одно из которых смещено от оси симметрии кольцевой
камеры расширения в направлении перемещения инструмента относительно заготовки
или заготовки относительно инструмента на расстояние в диапазоне от половины осевого
зазора до осевого зазора, представляющего собой разность между шириной кольцевой камеры расширения и диаметром шара, при этом на корпусе размещены направляющие с
центрирующими боковыми поверхностями и сквозными отверстиями на торцах. Диаметр
сквозных отверстий меньше, чем диаметр сопел.
При обработке указанным инструментом внутренних поверхностей вращения заготовок осевое перемещение инструмента относительно заготовки или, наоборот, заготовки
относительно инструмента приводит к тому, что деформирующие шары, свободно расположенные в кольцевой камере инструмента, смещаются в направлении, противоположном
перемещению инструмента относительно заготовки, и прижимаются к боковой поверхности кольцевой камеры. Это уменьшает амплитуду колебания шаров, однако это недостаточная величина для финишной ПЦО. Поэтому сопловое кольцо инструмента имеет сопла,
смещенные от оси симметрии кольцевой камеры расширения в направлении перемещения
инструмента относительно заготовки (или, наоборот, заготовки относительно инструмента)
на расстояние в диапазоне от половины осевого зазора до осевого зазора. Струи сжатого
воздуха из сопел, размещенных таким образом, увеличивают прижимающее усилие шаров
к боковой поверхности кольцевой камеры, что приводит к уменьшению амплитуды колебательного движения шаров и улучшению качества обработанной поверхности за счет
снижения волнистости. При этом происходит увеличение силы трения между боковой поверхностью правого диска инструмента и шаров, что снижает угловую скорость вращения
шаров, создавая необходимые режимы обработки для осуществления финишной ПЦО.
Применение в конструкции инструмента по крайней мере одного сопла приводит к
достаточно установившемуся и более равномерному движению шаров вдоль кольцевой
камеры, а также уменьшает силу удара шаров о поверхность заготовки, что является характерной чертой процесса финишной ПЦО. При этом снижается шероховатость поверхности заготовки до Ra = 0,08...0,06 мкм, уменьшается волнистость поверхности.
Применение в конструкции инструмента направляющих, выполняющих функцию
центрирования и имеющих на торцах сквозные отверстия малого диаметра, позволяет
уменьшить шум, создаваемый работой инструмента. При выходе сжатого воздуха из
кольцевой камеры расширения он попадает в пространство между торцами диска и
направляющей, происходят многократные отражения и наложения звуковых волн. Затем
воздушный поток, прежде чем выйти из инструмента в атмосферу, разбивается на мелкие
3
BY 13406 C1 2010.08.30
струи. При этом обеспечивается ослабление звука снижением скорости потока и уменьшением давления на выходе.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен общий вид инструмента в осевом сечении, на фиг. 2 - разрез А-А
на фиг. 1, а на фиг. 3 - выносной элемент Б на фиг. 1.
Предлагаемый инструмент состоит из корпуса 1, на котором с помощью гайки 2 закреплены диски 3 и 4 и сопловое кольцо 5, образующие кольцевую камеру расширения 6 со
свободно размещенными в ней шарами 7 с шероховатостью поверхности Ra ≤ 0,08 мкм.
На корпусе 1 размещены также направляющие 8 и 9, выполняющие функцию центрирования и глушения шума. Для подвода рабочей среды (сжатого воздуха) от источника питания (не показано) к шарам 7 в корпусе 1 выполнен осевой канал 10, соединяющийся с
кольцевой камерой 6 посредством сопел 11. При этом сопла 11 смещены от оси симметрии кольцевой камеры 6 в направлении перемещения инструмента относительно заготовки 12 (или, наоборот, заготовки относительно инструмента) на расстояние в диапазоне от
половины осевого зазора δ/2 до осевого зазора δ. Осевой зазор есть разность ширины
кольцевой камеры и диаметра шара dш.
Инструмент работает следующим образом.
Инструмент крепят, например, в задней бабке токарно-винторезного станка соосно с
установленной в патроне передней бабки обрабатываемой заготовкой 12, которой сообщают вращение, а инструменту - линейное перемещение вдоль оси этой заготовки. Под
действием сжатого воздуха, подводимого от системы питания (не показана) через осевой
канал 10 и расположенные наклонно к нему сопла 11, рабочие тела - шары 7 - перемещаются
вдоль кольцевой камеры 6 и получают орбитальное вращательное движение. Кроме вращательного, деформирующие шары совершают осциллирующее колебательное и радиальное перемещение по отношению к обрабатываемой поверхности 12 в пределах осевого
δ и радиального γ зазоров в кольцевой камере 6. Смещение осей сопел 11 от оси симметрии кольцевой камеры 6 в направлении перемещения инструмента относительно заготовки 12 (или, наоборот, заготовки относительно инструмента) на расстояние в диапазоне от
половины осевого зазора δ/2 до осевого зазора δ позволяет уменьшить амплитуду колебательного движения шаров 7, что обеспечивает уменьшение волнистости поверхности и
снижение параметра шероховатости Ra, следовательно, качество обработанной поверхности
улучшается. Отработанный сжатый воздух выходит из кольцевой камеры 6 через зазоры
между дисками 3, 4 и заготовкой 12 и попадает в замкнутое пространство, образованное
внутренней цилиндрической поверхностью заготовки 12 и боковыми поверхностями
направляющих 8, 9, которые в боковых стенках имеют ряд сквозных отверстий 13 малого
диаметра, близкого к диаметру отверстий, используемых в промышленных образцах глушителей шума. Сжатый воздух, проходя через отверстия малого диаметра 13, разделяется
на мелкие струи и выходит в атмосферу, что позволяет уменьшить шум, создаваемый работой инструмента.
В результате обработки предлагаемым инструментом достигается параметр шероховатости обрабатываемой поверхности в пределах Ra = 0,08...0,06 мкм. При этом повышается
производительность и уменьшается шум, создаваемый работой инструмента.
Источники информации:
1. Патент РБ 4247, МПК В 24В 39/00 // БИ № 1. - 2007.
2. Ящерицын П.И., Минаков А.П. Упрочняющая обработка нежестких деталей в машиностроении. - Мн.: Наука и техника, 1986. - С. 215, С. 73-75.
4
BY 13406 C1 2010.08.30
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
478 Кб
Теги
by13406, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа