Устройство для выглаживания наружных прерывистых поверхностей деталей

Полезная модель относится к оснастке для отделочной обработки поверхностей деталей и может быть использована при обработке выглаживанием наружных прерывистых поверхностей.
Под прерывистыми поверхностями в настоящей заявке следует понимать имеющиеся на обрабатываемых поверхностях пазы, отверстия, канавки, впадины и пр., наличие которых может привести к поломке выглаживающего инструмента в процессе обработки таких поверхностей и/или браку детали.
Известно устройство (а.с. СССР №349574, МПК В24В 39/04, 1970) для алмазного выглаживания прерывистых поверхностей деталей, содержащее корпус, в котором установлен с возможностью осевого перемещения выглаживающий инструмент, торцом контактирующий с пружиной, растяжением или сжатием которой регулируют нагрузку на инструмент, а также установленный в корпусе гидравлический демпфер, предназначенный для замедления перемещения инструмента при прохождении им отверстия или канавки на поверхности детали в процессе ее выглаживания.
Недостатком данного устройства является сложность его конструктивного выполнения, а также незначительная область задания значений нагрузки на инструмент за счет регулирования усилия его поджима затяжкой пружины.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство для выглаживания прерывистых поверхностей деталей (патент РФ №2433900, МПК В24В 39/00, 2011), содержащее корпус, в котором расположены выглаживающий инструмент - индентор, демпфирующий элемент, пружина. Демпфирующий элемент содержит две шайбы с отверстиями и расположенную между ними резиновую шайбу и установлен в корпусе перпендикулярно оси индентора между индентором и пружиной и с возможностью самоустановки при затяжке пружины. Степень затяжки пружины обеспечивает заданное усилие выглаживания, с которым индентор воздействует на обрабатываемую поверхность в процессе ее выглаживания.
В результате анализа выполнения данного устройства необходимо отметить, что наличие в конструкции устройства спиральной пружины сжатия допускает регулирование нагрузки на инструмент в незначительных пределах (в пределах 1,5…2 раза). При необходимости значительного увеличения нагрузки на инструмент (например, в 4-5 раз и более), необходимо в несколько раз увеличивать длину пружины, а в ряде случаев и ее диаметр, что не всегда возможно. Данное обстоятельство значительно сокращает технологические возможности устройства.
Техническим результатом настоящей полезной модели является расширение технологических возможностей устройства за счет обеспечения настройки обрабатывающего инструмента на широкий диапазон нагрузок по силе выглаживания, что, в свою очередь, обеспечивает выглаживание прерывистых поверхностей широкого спектра деталей на оптимальных режимах, а, следовательно, с высоким качеством.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в устройстве для выглаживания наружных прерывистых поверхностей деталей, содержащем корпус, обрабатывающий инструмент, новым является то, что на корпусе образована упругая перемычка и вертикальная пластина, на которой расположен обрабатывающий инструмент, причем устройство оснащено механизмом настройки обрабатывающего инструмента на заданную силу выглаживания, выполненным в виде ограничителя и индикатора со штоком, ограничитель выполнен в виде стрежня с выступом на одном его конце и резьбой на другом, пропущен с зазором через отверстие в нижней части пластины, имеет возможность контакта с ней своим выступом и ввинчен в резьбовое отверстие корпуса с возможностью настроечного перемещения, индикатор закреплен на корпусе, шток индикатора имеет возможность перемещения в осевом канале корпуса, а его торец контактирует с нижней частью пластины.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг. 1 - устройство для выглаживания наружных прерывистых поверхностей деталей, разрез вертикальной плоскостью;
- на фиг. 2 - устройство, вид сверху.
Устройство для выглаживания наружных прерывистых поверхностей деталей состоит из корпуса 1, изготовленного из закаленной стали, инструмента для выглаживания - алмазного индентора 2, индикатора часового типа 3 со штоком 4, ограничителя 5, выполненного в виде стержня, имеющего на одном конце выступ «а», контактирующий с наружной поверхностью пластины, а второй его конец выполнен резьбовым, ввернутым в резьбовое отверстие корпуса 1, стопорных винтов 6 и 7.
Корпус 1 может иметь квадратное или прямоугольное сечение для его установки в резцедержатель станка, например токарного. На одном из концов корпуса 1 имеется вертикальный выступ U-образной формы (позицией не обозначен). На данном выступе вертикальной прорезью образованы упругая перемычка 8 толщиной «h» и вертикальная пластина 9. В пластине 9 выполнено установочное отверстие (позицией не обозначено) для размещения обрабатывающего инструмента 2 с фиксацией его в рабочем положении стопорным винтом 7.
В нижней части пластины выполнено отверстие, через которое с зазором пропущен ограничитель 5 до контакта своим выступом «а» с наружной поверхностью пластины, а резьбовой частью он ввинчен в резьбовое отверстие, выполненное в торце корпуса 1.
В корпусе 1 выполнен осевой канал (позицией не обозначен), в котором с возможностью осевого перемещения расположен шток 4 индикатора 3. Индикатор 3 установлен с противоположного (по отношению к торцу, на котором образована пластина 9) торца корпуса 1 в осевом канале корпуса и зафиксирован стопорным винтом 6.
Шток индикатора своим торцом имеет возможность взаимодействия с нижней частью пластины 9.
Величина углового перемещения пластины 9 относительно корпуса 1 зависит от толщины h (фиг. 1) упругой перемычки 8 и силы, прикладываемой к пластине 9. Чем меньше толщина h, тем больше перемещение пластины 9, т.е. тем больше чувствительность устройства к изменению силы нагрузки на него.
Ограничитель 5 совместно со штоком и индикатором образуют механизм настройки обрабатывающего инструмента на заданную силу выглаживания наружной прерывистой поверхности.
Перед эксплуатацией устройства осуществляют его тарирование. Для этого снимают с пластины 9 обрабатывающий инструмент 2, устанавливают устройство в тисках вертикально пластиной 9 вверх. Вывинчивают ограничитель 5 до полной разгрузки перемычки 8. Стрелку индикатора 3, закрепленного винтом 6 на корпусе 1, устанавливают «на ноль». Далее, к поверхности пластины 9 последовательно прикладывают нагрузки в диапазоне, например, 5...20 кгс (как правило, данный диапазон прикладываемых нагрузок соответствует диапазону сил, прикладываемых инструментом 2 к обрабатываемой поверхности, при ее выглаживании). В результате приложения каждой из нагрузок происходит изгиб перемычки 8 в пределах ее упругой деформации и перемещение пластины 9 в направлении штока 4 индикатора. Перемещение пластины предается штоку 4, и его величина фиксируется индикатором 3.
Значения величин нагрузки и соответствующих им линейных перемещений штока вследствие упругой деформации пластины, заносят в таблицу или гравируют не корпусе 1 устройства.
Устройство работает следующим образом.
Для выполнения обработки выглаживанием устройство устанавливают, например, в резцедержателе токарного станка таким образом, чтобы вершина обрабатывающего инструмента 2, закрепленного винтом 7 на пластине 9, располагалась по оси вращения обрабатываемой детали. При снятом ограничителе 5 устанавливают стрелку индикатора «на ноль».
Далее пропускают ограничитель 5 через отверстие пластины 9 и ввинчивают его резьбовую часть в резьбовое отверстие корпуса 1, в результате чего выступ «а» ограничителя 5 контактирует с пластиной 9 и перемещает ее в направлении штока 4 индикатора из-за упругой деформации перемычки 8. Перемещение пластины воздействует на шток 4, вызывая его осевое перемещение, отслеживаемое индикатором 3. В соответствии с проведенным ранее тарированием, осевое перемещение ограничителя 5 осуществляют до тех пор, пока шток 4 не переместится на величину, которая соответствует заданной силе затяжки перемычки 8, т.е. необходимой силе воздействия инструмента 2 на выглаживаемую поверхность детали.
После проведенной настройки вывинчивают ограничитель 5 до величины, соответствующей осевому перемещению штока на 0,01 мм, тем самым ослабляя затяжку перемычки 8.
Включают вращение детали, подводят инструмент 2 к обрабатываемой поверхности и поджимают инструмент к поверхности детали с необходимой силой, в результате чего поверхность пластины 9, за счет проведенного ранее небольшого ослабления затяжки перемычки 8, перемещается от выступа ограничителя на 0,01 мм и не контактирует с ним. Включают продольную подачу суппорта станка и производят выглаживание поверхности детали. При прохождении инструмента, например, через канавку, прекращается контакт инструмента и обрабатываемой поверхности детали, в результате чего за счет упругих свойств перемычки 8 пластина 9 входит в контакт с выступом «а» ограничителя 5, который ограничивает перемещение инструмента в сторону детали и, тем самым, предотвращая его поломку и/или брак детали. После прохождения отверстия или паза инструмент 2 входит в контакт с обрабатываемой поверхностью детали, при этом, пластина 9 возвращается в исходное положение, при котором она не контактирует с выступом «а» ограничителя.
Устройство просто в изготовлении, оно содержит минимальное количество конструктивных элементов, обеспечивает настройку обрабатывающего инструмента на широкий диапазон нагрузок по силе выглаживания, обеспечивает обработку поверхности с высоким качеством, гарантированно позволяет избежать поломки инструмента при прохождении им прерывистых поверхностей в процессе выглаживания обрабатываемой поверхности.