Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ХОНИНГОВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке отверстий в тонкостенных деталях.

Цель изобретения повышение точности обработки за счет уменьшения погрешностей геометрической формы обрабатываемого отверстия от воздействия сил закрепления с внешней и абразивных брусков с внутренней стороны.

Известен способ хонингования отверстий в деталях типа втулок, подшипников, гильз (см. кн. Хонингование. Справочное пособие. М.: «Машиностроение» 1973 г., стр.65, рис.41.) при котором заготовку устанавливают в приспособление для закрепления по торцам, обеспечивает ее неподвижность, инструменту сообщают вращательное и возвратно-поступательное движение, а бруски нагружают радиальным давлением.

Недостатком способа обработки является значительные деформации детали при закреплении за счет потери ее устойчивости в продольном направлении из-за приложенных усилий зажима по торцам. Воздействие абразивных брусков с внутренней стороны на стенки детали в процессе обработки дополнительно увеличивают упругую деформацию. В результате возникает погрешность обработки в продольном направлении детали в виде отклонения образующей отверстия от прямолинейности.

Известен так же способ хонингования отверстий в тонкостенных деталях (см. кн. Хонингование. Справочное пособие. М.: «Машиностроение» 1973 г., стр.5, рис.1 и стр.66-67, рис.44) при котором деталь устанавливают в приспособление плавающего типа с закреплением эластичным резиновым манжетом, инструменту сообщают окружное и возвратно-поступательное движения, а брускам радиальное перемещение. Недостатком способа является возможность перемещения детали в осевом и радиальном направлениях, что приводит к появлению погрешностей обработки.

В качестве прототипа наиболее близко по своей сущности и достигаемому эффекту подходит способ хонингования (см. кн. Богородицкий Н.Н. и др. Технологическое оснащение хонингования. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1984 г.) при котором заготовку устанавливают в приспособление для закрепления эластичным резиновым манжетом, а абразивным брускам сообщают окружное и возвратно-поступательное движения и нагружают их постоянным удельным давлением (см. стр.89, рис.2.9 и стр.47, рис.1.34). Недостатком этого способа является деформация стенок детали в следствии их малой жесткости под действием сил зажима в приспособлении с внешней стороны и прижатии абразивных брусков с внутренней стороны (см. так же кн. Прецензионная обработка деталей алмазными и абразивными брусками. Наерман М.С. и Попов С.А., М.: «Машиностроение» 1971 г., стр.89).

Техническим результатом является повышение точности обработки отверстий в тонкостенных деталях.

Технический результат достигается тем, что деталь размещают в приспособление для закрепления, вводят хон в отверстие детали, одновременно равномерно нагружают удельным давлением стенки детали, подавая рабочий агент в полости зажимного приспособления и инструмента (хона) достигают одинакового удельного давления на стенки детали с наружной стороны резиновым эластичным манжетом, а с внутренней стороны абразивных брусков, включают рабочие движения, выполняют обработку, а после обработки, отключают рабочие движения, одновременно равномерно убирают давление рабочего агента, извлекают деталь.

Способ хонингования может быть реализован при помощи, например зажимного устройства с эластичным резиновым манжетом и инструментом хоном.

На фиг.1 изображена схема устройства для осуществления способа, на фиг.2 поперечный разрез А-А по фиг.1, на фиг.3 рабочая зона контакта абразивных брусков.

Обрабатываемая деталь 1 устанавливается по наружной поверхности в приспособлении с эластичным резиновым манжетом 2, получающим радиальное перемещение под действием рабочего агента, например, воздуха. Эластичный резиновый манжет 2 размещается внутри корпуса приспособления 3 и фиксируется на нем при помощи нижнего фланца 4 и крышки 5, винтами 6 (условно не показаны). Корпус приспособления 3 имеет кольцевую выточку, образуя полость 7 для подачи рабочего агента через штуцер 8.

Хонинговальная головка устанавливается на шпинделе 9 станка. Корпус хона 10 выполнен, например, в виде полой камеры 11. По наружной поверхности корпуса хона 10 установлен эластичный резиновый манжет 12; по периферии которого в карманах размещены колодки с абразивными брусками 13. В корпусе 10 хона выполнены радиальные отверстия 14 для подачи рабочего агента внутрь полости 15, образуемой между корпусом хона 10 и резиновой эластичной манжеты 12. В верхней и нижней части абразивных брусков 13 установлены кольцевые пружины 16 для возвращения брусков 13 в исходное положение.

Подача рабочего агента, например, воздуха в полость 7 приспособления для закрепления детали 1 и полость 15 хонинговальной головки осуществляется по трубопроводу 17 в который встроен манометр 18 с последующим размещением пневмораспределителя 19. По пути к приспособлению и хону на трубопроводе установлен распределитель потока 20, для подачи воздуха в двух направлениях. От распределителя потока 20 в направлениях к полости 7 приспособления и камеры 11 хона размещены регуляторы давления (пневмоклапаны) 21 и 22, позволяющие путем настройки обеспечивать необходимое удельное давление в системе зажима заготовки 1 и разжима хонинговальных брусков 13. Дополнительные приборы, обеспечивающие работу пневмосистемы, на схеме условно не показаны.

Способ обработки в динамике. Перед обработкой деталь 1 устанавливают в приспособление с эластичным резиновым манжетом 2. Задаются удельным давлениям в рабочей камере 7 приспособления. Вводят хон в отверстие обрабатываемой детали 1. Выполняют настойку регуляторов давления 21 и 22 (пневмоклапанов) на соответствующее давление в полости 7 приспособления и камере 11 хона для разжима абразивных брусков 13. Включают пневмораспределитель 19, рабочий агент через распределитель потока 20 следует в двух направлениях и поступает через регулятор давления 21 в полость 7 приспособления для закрепления и, одновременно, через регулятор давления 22 в камеру 11 хонинговальной головки, создавая одинаковые давления Р (см. фиг.3) на стенки детали 1 с наружной стороны эластичной резиновой манжетой 2 и с внутренней стороны абразивными брусками 13. Включают рабочие движения хонинговальнои головки - окружную и возвратно-поступательную скорость, а в зону обработки подается СОЖ. Выполняют обработку детали. В результате одинакового заданного удельного давления Р на стенки детали 1 со стороны резиновой манжеты 2 и абразивных брусков 13 обеспечивается одинаковая поперечная жесткость детали, уменьшаются деформации стенок и, следовательно, погрешности геометрической формы отверстия, повышается точность обработки как в продольном, так и в поперечном направлениях.

По завершению обработки детали 1 выключаются рабочие движения хонинговальнои головки. При переключении пневмораспределителя 19 рабочий агент поступает через регуляторы давления 21 и 22, которые одновременно равномерно снижают давление, выпуская его в атмосферу. За счет сил упругости резиновая манжета 2 возвращается в исходное положение, увеличиваясь в размере в радиальном направлении. Одновременно с этим абразивные бруски 13 под действием кольцевых пружин 16 перемещаются так же в радиальном направлении, уменьшая диаметральный размер хона. В результате этих перемещений образуются зазоры между эластичной манжетой 2 и наружной стенкой заготовки 1 и с внутренней стороны между абразивными брусками 13 и обработанным отверстием. Хонинговальная головка выводится из отверстия заготовки 1, а сама заготовка извлекается из приспособления.

Пример конкретной реализации. Предложенным способом выполняли обработку отверстия ⌀ 85,98^+0,02 мм, длинной 116 мм. с толщиной стенки детали 1,8 мм. в детали гибкого колеса волнового редуктора. Обработку производили на вертикально-хонинговальном станке 3М82. Для хонингования отверстия использовали хонинговальную головку с эластичным резиновым манжетом по периферии которого в карманах устанавливались 6 абразивных брусков на эластичной связке 63/40 Р9 размером 100×10 мм.

Режимы обработки: снимаемый припуск 0,02 мм на диаметр, скорость вращательного движения 28 м/мм, скорость возвратно-поступательного движения 10 м/мин., удельное давление на стенки заготовки с наружной и внутренней стороны (0,4 мПа) 4 кгс/см².

Заготовку 1 размещали в приспособление с эластичным резиновым манжетом, вводили в отверстие детали гибкого колеса инструмент, одновременно подавали воздух в рабочие полости приспособления для закрепления и хонинговальной головки при помощи регуляторов давления 21 и 22, обеспечивая одинаковые давления на стенки детали с наружной и внутренней стороны 0,4 МПа. Включали рабочие движения и подачу СОЖ. Выполняли обработку. После обработки выключали рабочее движение, равномерно снижали давление рабочего агента путем сброса в атмосферу, извлекали деталь. В результате обработки получили деталь с отверстиями и шероховатостью Ra 0,63 мкм от прямолинейности образующей 18 мкм с отклонением от круглости 15 мкм.