Хонинговальный брусок с прерывистой поверхностью для обработки

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована при суперфинишной обработке, в частности, хонинговании отверстий.
Известны хонинговальные алмазные бруски (см. Справочник металлиста. Том 3 / под ред. Ачеркан Н.С., Кудрявцев В.Н. и др. - Москва: Машиностроение, 1966. - 812 с; на 651 с., фиг. 18, а-в), состоящие из металлической основы и алмазного слоя.
Недостатком данных брусков является то, что алмазоносный слой выполнен сплошным, в результате чего бруски не имеют достаточно активных режущих зерен из-за отсутствия разделительных абразивных участков, а значит часто засаливаются и имеют недостаточную производительность при обработке, особенно глухих отверстий.
Известны также хонинговальные бруски с прерывистой поверхностью для обработки (см. кн. Андрианов, А.И. Прогрессивные методы технологии машиностроения. - Москва: Машиностроение, 1975. - 240 с; на 38 с., рис. 33, в), где представлены бруски с разделительными абразивными участками разной формы и размеров для разных видов обработки.
Недостатком данных брусков является то, что они не реагируют на неравные условия обработки отверстий. Имеется в виду крайние зоны отверстий как сквозных, так и глухих, где бруски периодически находятся во взаимодействии с обрабатываемой поверхностью, в отличие от зон, где бруски постоянно находятся во взаимодействии при обработке. Особенно это касается глухих отверстий.
Технической задачей данного решения является расширение технологических возможностей и повышение производительности хонинговальных брусков, а, следовательно, и процесса хонингования сквозных и глухих отверстий.
Поставленная техническая задача решается тем, что хонинговальный брусок с прерывистой поверхностью для обработки отверстий, содержащий металлическую основу с нанесенными на нее абразивными участками, симметричными относительно продольной оси металлической основы и образованными парами пересекаемых канавок, имеющих одинаковые длины, причем упомянутые пары канавок в направлении продольной оси бруска выполнены с разными длинами канавок, а образованные ими абразивные участки имеют разные площади.
Предлагаемая полезная модель поясняется графически, где на фиг. 1 изображен хонинговальный брусок, вид с торца; на фиг. 2 вид А, фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б, фиг. 2; на фиг. 4 вариант выполнения конца бруска с дополнительной канавкой; на фиг. 5 разрез В-В, фиг. 4; на фиг. 6 вариант выполнения конца бруска; на фиг. 7 вид Г, фиг. 6; на фиг. 8 вариант выполнения конца бруска; на фиг. 9 представлено глухое отверстие с выточкой и без нее, а также схема расположения брусков при обработке; на фиг. 10 схема расположения брусков при обработке сквозного отверстия; на фиг. 11 вариант бруска для обработки сквозных отверстий; на фиг. 12 тоже что и на фиг. 11.
1
2
3
1
2
3
i
i
1
1
1
1
1
4
4
1
1
2
1
Хонинговальный брусок с прерывистыми поверхностями для обработки, в дальнейшем - брусок, состоит из металлической основы 1, на которую нанесен абразивный слой материала, например, синтетического алмаза, толщиной Δ. Абразивный слой разделен на абразивные участки 2 треугольной и ромбовидной формы с помощью пересекаемых пар канавок 3 шириной δ. Каждая пара канавок 3 пересекается в середине бруска шириной S, т.е. на продольной оси 4 металлической основы 1 под разными углами α, α, α и т.д., имеет разные длины  в отдельной паре или группе пар. Концы пересекаемых пар канавок 3 выходят к боковым поверхностям 5 и 6. В результате на этих поверхностях канавки 3 образуют определенные шаги t, t, t и т.д., начиная от торца 7 до торца 8 бруска (фиг. 2), для обработки глухих отверстий или от торцов 7 и 8 до середины бруска (фиг. 11, 12) для обработки сквозных отверстий. В зависимости от угла α (i=1, 2, 3…) пересечения канавок 3, а значит и шага t, длины  канавок 3 разные. Меньший шаг и длина канавки 3 обеспечивает большую их суммарную протяженность на одинаковой площади бруска по отношению к большей длине канавок 3, а, следовательно, и большее число активно работающих абразивных зерен. В результате этого бруски, которые имеют меньший шаг канавок 3 производительнее, чем имеющие больший шаг. Для более интенсивной обработки на конце бруска может быть выполнена по меньшей мере одна дополнительная канавка 9 (фиг. 4). Дополнительная канавка 9 служит также для лучшего удаления стружки, соединена с канавками 3 и выполнена, например, под углом β=0÷10° к рабочей абразивной поверхности бруска, фиг. 5. Особенно это важно при обработке глухих отверстий 10 в детали 11, фиг. 9, где крайне нуждается в интенсивной обработке участок длиной b, прилегающий ко дну глухого отверстия. В этой зоне бруски при обработке находятся периодически в отличие от глубины с отверстия 10, где они находятся постоянно. При обработке глухих отверстий 10 с выточкой шириной а для выхода инструмента, и глухих отверстий без выточки, могут быть использованы также бруски с вариантами выполнения их концов, изображенных на фиг. 6, 7 и 8. Вариант выполнения конца бруска (фиг. 6) представляет собой, когда торец 7 проходит через вершину абразивного участка 2 ромбовидной формы. Передняя поверхность металлической основы 1 может быть выполнена под углом γ для лучшего удаления стружки и для заточки кромки абразивного участка под углом 90° - γ (фиг. 7). Вариант выполнения конца бруска (фиг. 8) представляет собой срезанные участки металлической основы 1 по кромкам абразивного участка 2. В результате чего торцевая поверхность 7 получается ломаной, с вершиной на оси 4 и углом при вершине α. По ломанной торцевой поверхности 7 можно производить заточку бруска, в данном случае - кромок абразивного участка 2. При обработке сквозных отверстий, например, отверстия 12 в детали 13 (фиг. 10) глубиной, соизмеримой с длиной L бруска или незначительно большей, можно использовать бруски 14 и 15, представленные на фиг. 11 и 12 соответственно. Бруски 14 и 15 позволяют более интенсивно обрабатывать концевые участки b сквозных отверстий 12 (фиг. 10), тоесть те участки, которые периодически взаимодействуют с брусками в отличие от среднего участка c, постоянно взаимодействующего с брусками при обработке. Это позволяет снизить общее время хонингования отверстия и повысить производительность обработки. Брусок 14 выполнен с монотонно увеличиваемым шагом, например, t-t, от одного торца до середины бруска, а затем монотонно уменьшаемым шагом t-t от середины до другого торца. Брусок 15 выполнен аналогично, но группами с равными шагами в группе и разными шагами t и t в отдельных группах. При обработке сквозных глубоких отверстий с глубиной более 2L можно использовать бруски с постоянным шагом.
Предлагаемый хонинговальный брусок с прерывистой поверхностью для обработки работает следующим образом. Бруски (не менее двух, а в большинстве случаев четыре) устанавливают в хонинговальную головку при необходимости сориентировав торцы 7, 8 согласно обрабатываемых отверстий 10, 12, т.е. глухих или сквозных. Во время обработки бруски в хонинговальной головке помимо вращательного движения совершают возвратно-поступательные движения по стрелкам Д, фиг. 9 и Е, фиг. 10. Сама хонинговальная головка также может совершать осевые возвратно-поступательные движения во время обработки. При вращении и одновременно осевом перемещении брусков с прерывистыми абразивными участками 2, образованными с помощью канавок 3, дополнительными канавками 9 и торцами 7, 8, кромки которых содержат наиболее активные абразивные зерна и расположены под разными углами друг к другу, взаимодействуют с обрабатываемой поверхностью в соответствующих направлениях. Это позволяет более производительно и рационально выполнять отделочные суперфинишные операции хонингования сквозных и глухих отверстий.
Экономическая эффективность предлагаемого технического решения состоит в расширении технологических возможностей хонинговальных брусков и повышении производительности процесса хонингования.