Устройство для выглаживания 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 невозможность за счет использование демпфера регулировать скорость перемещения инструмента при прохождении им прерывистой поверхности, что может привести (и приводит) к поломке инструмента или сокращению срока его службы.
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. В процессе работы устройства, при прохождении инструментом прерывистой поверхности (паза, отверстия и пр.), демпфер замедляет перемещение инструмента в сторону обрабатываемой поверхности, что позволяет исключить скол инструмента при контакте им с поверхностью детали после прохождения прерывистой поверхности.
В результате анализа выполнения данного устройства необходимо отметить, используемый в нем демпфер не решает проблемы исключения повреждения инструмента после прохождения им прерывистой поверхности, так как используемый демпфер обеспечивает только замедление перемещения инструмента, но не прекращение перемещения. Даже при замедленном перемещении за счет использования демпфера инструмент при достаточно медленной подаче инструмента (что характерно для процесса выглаживания) и при достаточной ширине прерывистой поверхности, совершает довольно значительное перемещение в сторону обрабатываемой поверхности в полость отверстия или паза, что при начале обработки поверхности за углублением приводит к удару инструмента о деталь, а, следовательно, к весьма вероятному сколу инструмента и к весьма сильному его нагружению. Все это приводит к сокращению срока службы инструмента.
Техническим результатом настоящей полезной модели является увеличение срока службы обрабатывающих инструментов за счет исключения их удара о деталь при прохождении ими прерывистых поверхностей, имеющихся на обрабатываемой поверхности детали.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в устройстве для выглаживания прерывистых поверхностей деталей, содержащем корпус,  в котором установлен  инструментальный блок с обрабатывающим инструментом, новым является то, что оно снабжено вторым обрабатывающим инструментом, размещенным в инструментальном блоке и закрепленным в корпусе индикатором со штоком  для осуществления контроля усилия  выглаживания поверхности детали, при этом корпус выполнен с вертикальной пластиной, соединенной с ним посредством упругой перемычки и имеющей выступ, и с осевым каналом, а инструментальный блок установлен  на выступе пластины посредством вертикальной оси с возможностью настроечного поворота вокруг нее и фиксации в заданном положении, при этом обрабатывающие инструменты размещены в инструментальном блоке с возможностью регулирования расстояния между ними, а шток индикатора размещен в осевом канале корпуса с возможностью перемещения и обеспечения контакта торца с нижней частью вертикальной пластины корпуса.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг. 1 - устройство для выглаживания прерывистых поверхностей деталей, вид сбоку, разрез вертикальной плоскостью;
- на фиг. 2 - устройство, вид сверху.
Устройство для выглаживания прерывистых поверхностей деталей состоит из корпуса 1, изготовленного из закаленной или пружинной стали, двух обрабатывающих инструментов 2 и 3 для выглаживания - алмазных инденторов, инструментального блока 4, индикатора часового типа 5 со штоком 6, оси 7 с фиксирующей гайкой 8 на ее резьбовом конце. Обрабатываемая деталь обозначена позицией 9.
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 10, толщиной «h» и вертикальная пластина 11, упруго соединенная с корпусом 1 посредством данной перемычки. На наружной поверхности пластины 11 имеется выступ 12, предназначенный для установки инструментального блока 4 с обрабатывающими инструментами 2 и 3. Инструментальный блок размещен на выступе 12 посредством оси 7, закрепленной вертикально на выступе 12 и с возможностью поворота относительно данной оси и фиксации в заданном угловом положении.
В заданном положении на выступе 12 инструментальный блок крепится фиксирующей гайкой 8.
Обрабатывающие инструменты 2 и 3 размещены в инструментальном блоке 4 на заданном расстоянии между ними и с возможностью регулирования расстояния «т» между ними, которое осуществляется известным образом.
В корпусе 1 выполнен осевой канал (позицией не обозначен), в котором с возможностью осевого перемещения расположен шток 6 индикатора 5. Индикатор 5 установлен с противоположного (по отношению к торцу, на котором образована пластина 11) торца корпуса 1 и зафиксирован стопорным винтом 13.
Шток 6 индикатора 5 своим сферическим торцом имеет возможность взаимодействия с нижней частью пластины 11.
h
Нетрудно заметить, что усилие, которое необходимо приложить к пластине 11, для изменения ее углового положения относительно корпуса, зависит от толщины  упругой перемычки 10 и величины прикладываемого усилия.
Перед эксплуатацией устройства осуществляют его тарирование. Для этого снимают с пластины инструментальный блок 4 с обрабатывающими инструментами 2 и 3, устанавливают устройство в тисках вертикально пластиной 11 вверх. Стрелку индикатора 5, закрепленного на корпусе 1, устанавливают «на ноль». Далее к поверхности пластины 11 прикладывают нагрузку (как правило, диапазон прикладываемых нагрузок соответствует диапазону усилий, прикладываемых инструментами 2 и 3 к обрабатываемой поверхности при ее выглаживании). При приложении регламентированного усилия, в результате которого изгибается перемычка 10 и перемещается пластина 11, воздействуя на шток 6 индикатора, фиксируют индикатором 5 величину линейного перемещения штока 6.
Полученную зависимость линейного перемещения штока от прикладываемой к пластине нагрузке 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 вершины обрабатывающих инструментов 2 и 3, установленных в инструментальном блоке 4, располагались на высоте оси вращения обрабатываемой детали.
m
m
Обрабатывающие инструменты 2 и 3 устанавливают и крепят в инструментальном блоке 4 на расстоянии  относительно друг друга, которое должно быть больше длины прерывистой поверхности обрабатываемой детали. При этом, если расстояние  будет составлять 0,5 длины обрабатываемой поверхности, то продолжительность обработки будет в два раза меньше по сравнению с обработкой одним инструментом.
Подводят инструменты 2 и 3 до касания ими обрабатываемой поверхности детали 9, в результате чего инструментальный блок разворачивается на оси 7 до тех пор, пока оба инструмента не войдут в контакт с подлежащей обработке поверхностью детали 9, после чего фиксируют положение инструментального блока гайкой 8.
Устанавливают стрелку индикатора 5 «на ноль».
Включают вращение детали 9 и поперечным перемещением устройства в сторону обрабатываемой детали устанавливают заданное усилие выглаживания поверхности детали 9 за счет изгиба (затяжки) упругой перемычки 10. Контроль прилагаемого усилия осуществляют по стрелке индикатора, отслеживающей линейное перемещение штока.
Включают продольную подачу суппорта станка и производят выглаживание поверхности детали. При прохождении одного из инструментов, например 3, через канавку на обрабатываемой поверхности детали, прекращается контакт этого инструмента с обрабатываемой поверхностью и обработка ведется другим инструментом (2), который одновременно является и упором для инструментального блока 4, что не позволяет инструменту 3 углубиться в канавку. При прохождении канавки, инструмент 3 начинает обработку, а инструмент 2 при перемещении вдоль канавки не углубляется в нее, так как в данном случае упором является уже инструмент 3.
Устройство просто в изготовлении, оно содержит минимальное количество конструктивных элементов, обеспечивает обработку поверхности с высоким качеством, гарантированно позволяет избежать поломки инструмента при прохождении им прерывистых поверхностей в процессе выглаживания.