Инструментальная головка для электромеханического упрочнения гильз цилиндров

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к методам поверхностной упрочняющей электромеханической обработки деталей машин, имеющих внутренние цилиндрические поверхности трения, например, гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания.

Известна двухроликовая упрочняющая головка, включающая вал, на котором шарнирно закреплены два рычага, пружина и твердосплавные ролики [Багмутов, В.П. Паршев, С.Н. и др. Электромеханическая обработка: технологические и физические основы, свойства, реализация / В.П. Багмутов и др. - Новосибирск: Наука, 2003. - 318 с.].

Недостатком известного технического решения является сложность конструкции установки, потери тока во время обработки и центрирование упрочняющей головки относительно обрабатываемого отверстия.

Наиболее близким аналогом технического решения является инструментальная головка для электромеханического упрочнения гильз цилиндров, содержащая вал, пружину и твердосплавные ролики [пат. РФ №2471607, кл. В24В 39/02,2013 г.].

Недостатком данного технического решения является сложность конструкции устройства, центрирования упрочняющей головки относительно обрабатываемого отверстия и обеспечение равномерной подачи головки при обработке.

Техническим результатом является улучшение центрирования упрочняющей головки относительно обрабатываемого отверстия, обеспечение равномерной подачи головки при обработке, снижение потерь тока при обработке и повышение производительности процесса обработки.

Технический результат достигается за счет того, что инструментальная головка для электромеханического упрочнения гильз цилиндров, содержащая вал, пружину и твердосплавные ролики, согласно изобретению, к концу вала накидной гайкой прикреплена система из двух соосных втулок, в осевом сквозном отверстии которых размещен подпружиненный подвижный шток, на одном конце которого установлен стопор для фиксации его в крайних положениях, а другой конец подвижного штока выполнен в виде расположенных равномерно по окружности трех выступов с коническими поверхностями, входящими в прямоугольные отверстия по сопряженным коническим поверхностям сменных упоров с твердосплавными роликами, установленных в радиальных отверстиях втулки, при этом ролики и упоры изолированы друг от друга, а между упорами и втулкой размещены пружины со сменными шайбами.

Новизна заявляемого предложения заключается в том, что в инструментальной головке установлено три расположенных равномерно по окружности упрочняющих твердосплавных ролика, что улучшает центрирование головки относительно обрабатываемого отверстия, повышает качество и уменьшает время обработки.

На фиг. 1 представлен общий вид инструментальной головки для электромеханического упрочнения гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания, на фиг. 2 и 3 - виды А и Б головки, на фиг. 4 и 5 - работа головки при подводе и отводе роликов от внутренней поверхности гильзы, на фиг. 6 и 7 - инструментальная головка при холостом ходе и во время работы.

Инструментальная головка для электромеханического упрочнения гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания включает втулку 1, которая с помощью накидной гайки 2 скреплена с валом 3. Во втулке 1 закреплена втулка 4, а внутри втулок может перемещаться подвижный шток 5. Между торцом втулки 4 и буртом подвижного штока 5 установлена пружина 6. Стопор 7 установлен на конце подвижного штока 5 и может перемещаться вместе со штоком в пазу 8 втулки 1. На конце втулки 4 в радиальных отверстиях равномерно по окружности установлены три сменных упора 10 с твердосплавными роликами 9, при этом ролики и упоры изолированы друг от друга изолирующими втулками 11, изготовленных из диэлектрического материала. Между выступом каждого упора 10 и втулкой 4 установлены пружины 12 с шайбой 13, а на осях 14 расположены клеммы 15. К клеммам 15 подводят силовые кабели. В каждом упоре 10 (фиг. 4) имеется прямоугольное отверстие с одной конической поверхностью 16. В эти отверстия входят выступы 17 подвижного штока 5, также имеющие одну коническую поверхность.

Инструментальной головкой для электромеханического упрочнения гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания работают следующим образом.

Инструментальную головку устанавливают в резцедержателе 19 токарного станка (фиг. 6), гильзу цилиндров крепят в патроне 20. К клеммам 15 подводят силовые кабели. Стопор 7 вместе с подвижным штоком 5 передвигают в крайнее левое положение (фиг. 5) и нажатием размещают его в цилиндрическом отверстии паза 8 втулки 1, при этом выступы подвижного штока 17 при перемещении по сопряженным коническим поверхностям 16 отжимают упоры 10 с твердосплавными роликами 9 к оси подвижного штока, сжимая пружины 12, при этом между твердосплавными роликами 9 и внутренней поверхностью гильзы 18 образуется зазор 0,5…1,0 мм, позволяющий головке свободно перемещаться внутри гильзы при свободном ходе. Инструментальную головку заводят в обрабатываемое отверстие гильзы цилиндра так, чтобы твердосплавные ролики 9 были в одной плоскости с торцом гильзы.

Стопор 7 выводят из цилиндрического отверстия паза 8 втулки 1, и под действием пружины 6 подвижный шток 5 передвигается в продольном направлении в крайнее правое положение, при этом выступы 17 подвижного штока освобождают упоры 10, которые под действием пружин 12, заранее отрегулированных на нужное усилие с помощью шайб 13, прижимают твердосплавные ролики 9 к внутренней поверхности гильзы 18. Включают электрическую установку, используемую в качестве источника тока, задают вращение шпинделя станка, продольную подачу суппорта и начинают обработку (фиг. 7). При обработке гильзы другого диаметра меняют упоры 10 и пружины 12.