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.
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, в случаях же обработки торцов ролик не позволяет 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.
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, в случаях же обработки торцов и цилиндрических поверхностей валов, упругая металлическая лента не позволяет 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. 20.09.19].
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, одна из известных конструкций имеет редкое расположение каналов с твердой смазкой на периферийной, а другая - на торцевых поверхностях круга, что отрицательно влияет на качество обрабатываемой поверхности.
Наиболее близким предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является шлифовальный круг, имеющий пазы, заполненные твердой смазкой и выполненные с выходом на периферийную и торцовые части круга [патент РФ №2113342, B24D 7/10, В24В 55/02, опубл. 20.06.1998].
Недостатком известной конструкции является ограниченная область использования, так как основным ее назначением является абразивная обработка. По причине низкой прочности материалов, применяемых для его изготовления, и отсутствия подвижности рабочих элементов в радиальном направлении от оси вращения круга, известная конструкция не позволяет выполнять упрочняющую обработку.
Также шлифовальный круг известной конструкции вследствие зернистой структуры в процессе эксплуатации быстро изнашивается и теряет форму рабочих поверхностей, что отрицательно влияет на качество обработки и срок службы дорогостоящего инструмента.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является расширение эксплуатационных возможностей, увеличение срока службы инструмента и повышение качества обработки.
Поставленная задача решается тем, что инструмент для абразивной обработки содержит 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.
Выполнение корпуса в виде кольца позволяет направлять предлагаемый инструмент по обрабатываемой поверхности, обеспечивая повышение точности обработки.
Выполнение в корпусе двух рядов сквозных отверстий, имеющих радиальные прорези и расположенных в шахматном порядке, обеспечивает достаточную прочность и одновременно гибкость инструмента при его нагружении (сжатии или разжиме) для контакта с обрабатываемым цилиндром или торцом, что в совокупности с равномерным распределением отверстий по поверхности обеспечивает проявление эффекта поверхностного пластического деформирования и позволяет осуществлять упрочняющую обработку, что расширяет эксплуатационные возможности инструмента.
Выполнение отверстий сквозными, выходящими на торцы кольца, обеспечивает свободный контакт пасты с обрабатываемым торцом детали, что позволяет выполнять абразивную обработку по торцу. Выполнение сквозных отверстий с радиальными прорезями для выхода абразивной пасты в наружную и внутреннюю цилиндрические части инструмента обеспечивает свободный контакт пасты с обрабатываемыми цилиндрическими отверстием и валом детали, что позволяет выполнять абразивную обработку по цилиндру и тем самым расширить эксплуатационные возможности инструмента.
Расположение сквозных отверстий с перекрытием отверстий одного ряда отверстиями другого ряда в радиальном направлении позволяет перемешивать снимаемую стружку с пастой, которой наполнены отверстия, и отводить ее из зоны обработки, обеспечивая повышение чистоты обрабатываемой поверхности и, соответственно, повышение качества обработки.
Кроме того, выполнение корпуса в виде кольца увеличивает площадь контакта с обрабатываемыми поверхностями, что в комплексе с отводом стружки повышает износостойкость устройства и срок его службы.
На фиг. 1 показан общий вид инструмента для абразивной обработки; на фиг. 2 показан общий вид инструмента в аксонометрии; на фиг. 3-увеличенный вид А на фиг. 1.
Инструмент для абразивной обработки представляет собой кольцо 1 наружным диаметром d с отверстием 2 диаметром D. В кольце 1 выполнены сквозные отверстия 3, расположенные в соседних рядах в шахматном порядке и с перекрытием в радиальном направлении отверстий одного ряда отверстиями другого ряда. Каждое отверстие 3 выполнено с радиальной прорезью 4 для подвода абразивной пасты, соответственно, к торцевым Т и цилиндрическим поверхностям d, D кольца.
Инструмент работает следующим образом.
Материал предлагаемого инструмента выбирают в зависимости от обрабатываемого материала по технологическим рекомендациям для обеспечения пластической деформации обрабатываемой поверхности.
Диаметры D, d кольца 1 для обеспечения установки на обрабатываемую поверхность вычисляют по формуле:
заг
D=d+0,05, мм,
заг
где d - диаметр обрабатываемого вала,
заг
d=D-0,05, мм
заг
где D - диаметр обрабатываемого отверстия.
Толщину b стенок, образованных отверстиями 3, рассчитывают с учетом обеспечения упругости выбранного материала.
Предлагаемый инструмент устанавливают при обработке вала по наружному цилиндру d в сжимающий механизм, при обработке отверстия 2 - по внутреннему цилиндру D в разжимающий механизм, за счет перемещения которых предлагаемый инструмент устанавливается на обрабатываемой детали. С помощью механизма производится нагружение (сжатие или разжим) кольца 1 для обеспечения контакта с обрабатываемым цилиндром и создания деформирующей силы. Затем инструменту сообщают вращательное, имеющее с малыми периодами изменение направления, и возвратно-поступательное движения. При этом смена направления вращения имеет период в несколько раз меньший по отношению к возвратно-поступательному движению. При обработке торца детали предлагаемому инструменту сообщают поступательное движение по направлению к торцу детали для обеспечения контакта с обрабатываемой поверхностью и создания деформирующей силы, и вращательное движение, имеющее периодическое изменение направления. При обработке цилиндрических поверхностей при вращении круга 1 абразивная паста, которой заполнены отверстия 3, через радиальные прорези 4 поступает на обрабатываемую поверхность, перемешивается со стружкой и удаляется из зоны обработки. При обработке торцевых поверхностей абразивная паста из отверстий 3 поступает на обрабатываемую поверхность, перемешивается со стружкой и удаляется из зоны обработки.
Таким образом, предлагаемая конструкция инструмента для абразивной обработки позволяет расширить его эксплуатационные возможности, повысить срок службы и качество обработки.