Инструмент для абразивной обработки

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для абразивной и упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием деталей по торцу и цилиндру, в том числе в труднодоступных местах.
Из существующего уровня техники известно приспособление для упрочняющей обкатки деталей однороликовое универсальное, содержащее подпружиненный шток, в котором на подшипниках качения установлена ось с роликом [ГОСТ 16345-70, утвержден 01.07.1971].
Недостатком известной конструкции является ограниченная область использования, так как основным ее назначением является упрочняющая обработка тел вращения, при этом в случаях торцов, а также близкого расположения обрабатываемой и соседних с ней поверхностей ролик и габариты известного приспособления не позволяют выполнять обработку. Кроме этого, гладкий металлический ролик не позволяет выполнять абразивную обработку, а выполнение рабочей поверхности ролика с радиусом отрицательно влияет на качество обрабатываемой поверхности. При этом приспособление содержит один ролик, работа которого требует значительных затрат времени на обработку деталей.
Известен упругий прерывистый инструмент для обработки отверстий, содержащий корпус в виде втулки со сквозными радиальными прорезями и несущую часть в виде упругой металлической ленты с рабочим абразивным элементом [патент РФ №2212327, B24D 17/00, В24В 33/08, опубл. 20.09.2003].
Недостатком известной конструкции является ограниченная область использования, так как основным ее назначением является абразивная обработка отверстий, но в случаях торцов, цилиндрических поверхностей валов, а также близкого расположения обрабатываемой и соседних с ней поверхностей упругая металлическая лента и габариты известного инструмента не позволяют выполнять обработку. Кроме этого упругая металлическая лента не позволяет выполнять упрочняющую обработку, а также обеспечивать высокое качество обрабатываемой поверхности из-за редкого расположения и большой ширины пазов между рабочими элементами.
Известен шлифовальный круг, в котором с целью повышения его стойкости выполнены осевые каналы, в поперечном сечении имеющие форму равнобедренной трапеции и заполненные твердой смазкой [патент РФ №2090344, В24В 55/02, B24D 5/10, опубл. 20.09.1997].
Известен также шлифовальный круг, выполненный с выходящими на его периферию каналами в виде конических отверстий, заполненными твердой смазкой [патент РФ №2153412, B24D 5/10, В24В 55/02, опубл. 27.07.2000].
Недостатком известных конструкций является ограниченная область использования, так как основным их назначением является абразивная обработка, при этом зернистая структура шлифовального круга не позволяет выполнять упрочняющую обработку, кроме того, использование известных конструкций ограничено невозможностью обработки деталей в случае близкого расположения обрабатываемой и соседних с ней поверхностей из-за габаритов шлифовального круга.
Известен шлифовальный круг, имеющий пазы, заполненные твердой смазкой и выполненные с выходом на периферийную и торцовые части круга [патент РФ №2113342, B24D 7/10, B24B 55/02, опубл. 20.06.1998].
Недостатком известной конструкции является ограниченная область использования, так как основным ее назначением является абразивная обработка, при этом зернистая структура шлифовального круга не позволяет выполнять упрочняющую обработку, кроме того, использование известной конструкции ограничено невозможностью обработки деталей в случае близкого расположения обрабатываемой и соседних с ней поверхностей из-за габаритов шлифовального круга.
Наиболее близким предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является инструмент для абразивной обработки, содержащий корпус в виде кольца, в котором выполнены два ряда заполненных абразивной пастой сквозных отверстий с радиальными прорезями для подвода абразивной пасты к торцевым и цилиндрическим поверхностям кольца, при этом отверстия в соседних рядах расположены в шахматном порядке с перекрытием в радиальном направлении отверстий одного ряда отверстиями другого ряда [патент РФ №160921, B24D 7/10, опубл. 14.03.2016]
Недостатком известной конструкции является ограниченная область использования, так как отверстия с прорезями для подвода абразивной пасты выполнены с перекрытием, что не позволяет уменьшать габариты инструмента и использовать его для обработки деталей в случае близкого расположения обрабатываемой и соседних с ней поверхностей.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является расширение эксплуатационных возможностей инструмента при сохранении точности обработки.
Поставленная задача решается тем, что в инструменте для абразивной обработки, содержащем корпус, в котором выполнены заполненные абразивной пастой сквозные отверстия с радиальными прорезями для подвода абразивной пасты к торцевым и цилиндрическим поверхностям корпуса, расположенные в шахматном порядке, корпус выполнен в виде цилиндрической втулки, а сквозные отверстия с радиальными пазами выполнены на цилиндрической поверхности втулки, при этом оси радиальных пазов расположены перпендикулярно оси втулки.
Выполнение корпуса в виде цилиндрической втулки позволяет направлять предлагаемый инструмент по обрабатываемой поверхности деталей с близким расположением обрабатываемой и соседних с ней поверхностей, что расширяет область использования предлагаемого устройства.
Выполнение на цилиндрической поверхности втулки сквозных отверстий с радиальными пазами обеспечивает достаточную прочность и одновременно гибкость инструмента при его нагружении (сжатии или разжиме) для контакта с обрабатываемой поверхностью, что в совокупности с равномерным распределением отверстий по цилиндрической поверхности обеспечивает проявление эффекта поверхностного пластического деформирования и позволяет осуществлять упрочняющую обработку.
Выполнение сквозных радиальных отверстий с прорезями, оси которых расположены перпендикулярно оси втулки, обеспечивает свободный контакт пасты с обрабатываемой поверхностью труднодоступной детали и отвод ее из зоны обработки, что позволяет выполнять абразивную обработку поверхности с высокой точностью.
На фиг. 1 показан общий вид инструмента для абразивной обработки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 показан общий вид инструмента в сборе с разжимным (сжимающим) устройством.
Инструмент для абразивной обработки представляет собой втулку 1, в которой выполнены сквозные отверстия 2, расположенные в шахматном порядке. Отверстия 2 выполнены с радиальными прорезями 3, оси которых расположены перпендикулярно оси втулки для подвода абразивной пасты к торцевым Т и цилиндрическим поверхностям D кольца. Инструмент при работе устанавливают на разжимное (сжимающее) устройство 4. При этом рабочей поверхностью инструмента является та, которая непосредственно контактирует с обрабатываемой поверхностью детали во время обработки.
Инструмент работает следующим образом.
Материал предлагаемого инструмента выбирают в зависимости от обрабатываемого материала по технологическим рекомендациям для обеспечения пластической деформации обрабатываемой поверхности.
Ширину прорезей выбирают таким образом, чтобы была возможность достаточного подвода абразивной пасты к рабочим поверхностям инструмента и удаления стружки.
Предлагаемый инструмент при обработке устанавливают поверхностью, противоположной рабочей поверхности, на разжимное (сжимающее) устройство 4, за счет перемещения которого предлагаемый инструмент устанавливается рабочей поверхностью к обрабатываемой поверхности детали с необходимым для этого зазором. С помощью поступательного движения устройства 4 относительно втулки 1 производится нагружение (сжатие или разжим) втулки 1 для обеспечения ее контакта с обрабатываемой поверхностью и создания деформирующей силы. Затем инструменту сообщают вращательное движение, имеющее изменение направления с малыми периодами. При обработке цилиндрических поверхностей инструменту сообщают возвратно-поступательное движение.
При обработке поверхностей абразивная паста, которой заполнены отверстия 2, через радиальные прорези 3 поступает на обрабатываемую поверхность, перемешивается со стружкой и удаляется из зоны обработки.
В процессе обработки периодически производят поступательное движение короткими перемещениями устройства 4 относительно втулки 1, что позволяет осуществлять регулирование зазора между рабочей поверхностью инструмента и обрабатываемой поверхностью детали, тем самым управляя нагрузкой на обрабатываемую поверхность.
После окончания обработки втулку 1 снимают с устройства 4.
Таким образом, предлагаемая конструкция инструмента для абразивной обработки позволяет расширить его эксплуатационные возможности при сохранении точности обработки.