Устройство для автоматизированной доводки отверстий матрицы холодно-высадочного инструмента

Полезная модель относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению холодно-высадочного инструмента, состоящего из высадочных пуансона и матрицы, и может быть использована в различных отраслях машиностроения на окончательных операциях технологического процесса изготовления матриц холодно-высадочного инструмента.
Доводка (или притирка) является отделочной операцией, служащая для получения требуемой формы и шероховатости поверхности и высокого класса точности заданных размеров. Доводка осуществляется пастами, наносимой на специальный инструмент - притир. Доводка обеспечивает размер по 5-6 квалитету точности, и шероховатость поверхности до 14-го класса (Ra 0,02). Доводке подвергаются рабочие поверхности гладких, резьбовых цилиндрических и конических калибров, кромки точного режущего инструмента (развертки), рабочие поверхности измерительного инструмента (штангенциркулей, штангенрейсмусов, микрометров и т.д.), рабочие поверхности матриц, пуансонов штампов и прессформ, холодновысадочная оснастка, а также множество других деталей и инструментов, к которым предъявляются высокие требования по точности размеров, правильности геометрической формы, а также шероховатости рабочих поверхностей.
Холодновысадочная матрица для холодной высадки имеет сквозное отверстие, в котором заготовка приобретает заданную форму и размеры, например при изготовлении из прутка изделий типа заклепок, болтов, гвоздей, шурупов. Предварительными методами обработки доводимой поверхности являются черновое и чистовое точение, термическая обработка, черновое и чистовое шлифование, возможно хонингование. Предварительная обработка должна обеспечивать размеры не ниже 7-го квалитета точности.
Аналогом заявляемой полезной модели являются доводочные станки типа 3Б814, 3А814 (см. руководство по эксплуатации «Вертикально-доводочный двухдисковый станок 3Б814» 1977 г.). Существенным недостатком данного оборудования является недостаточно широкая область применения -возможность осуществления доводки отверстий только больших диаметров (минимальный диаметр - 10 мм). Для малых диаметров отверстий применяются настольно-сверлильные станки типа 2М112 (см. руководство по эксплуатации «Настольно-сверлильный станок 2М112» 1977 г.), в патрон которого устанавливается притир любого диаметра. Когда слесарь осуществляет доводку вручную на сверлильном станке, сообщая патрону с закрепленным в нем притиром поступательные вертикальные движения попеременно опуская и поднимая его с помощью органов управления станка, частота вертикальной подачи является нестабильной, на поверхности инструмента неизбежно появляются дефекты, такие как риски, микроцарапины, что снижает качество инструмента. При этом ручная подача инструмента очень утомительна и крайне неудобна.(«Справочник слесаря» И.С. Большаков, М.А. Сергеев, Лениздат, стр. 264, 1974 г.)
Ближайшим аналогом полезной модели является техническое решение RU 188414 U1, В24В 37/02, 12.04.2019 г. - «Устройство для доводки отверстий матрицы холодно-высадочного инструмента». Существенным недостатком данного устройства является невозможность доводки отверстий глубиной более 5 мм, т.к. ходом притира является разница толщин эксцентрикового диска, которая не может превышать (из опытных работ) указанной величины.
Технический результат заключается в обеспечении возможности доводки отверстий большой глубины - более 5 мм - в матрице холодновысадочного инструмента.
Технический результат достигается за счет того, что устройство для автоматизированной доводки глубоких отверстий матрицы холодно-высадочного инструмента выполнено с возможностью закрепления на столе сверлильного станка, который имеет сверлильный патрон с закрепленным в нем цилиндрическим притиром и снабжено жестко установленными на основании вертикальными направляющими, кронштейном с вертикальными пазами, обеспечивающими возможность его возвратно-поступательного перемещения по указанным вертикальным направляющим основания, и стойкой, на которой с образованием зубчатого зацепления установлены электродвигатель с шестерней и зубчатое колесо, на котором на расстоянии от его оси жестко установлен цилиндрический штырь.
На фиг. 1 представлен общий вид настольно-сверлильного станка с устройством для автоматизированной доводки глубоких отверстий матрицы холодно-высадочного инструмента (показано максимально верхнее расположение матрицы, притир показан условно выше матрицы), на фиг.2 представлены геометрические проекции устройства для автоматизированной доводки глубоких отверстий матрицы холодно-высадочного инструмента (сверлильный станок с притиром и матрица условно не показаны), где:
1 - стол сверлильного станка,
2 - сверлильный станок,
3 - основание устройства,
4 - стойка устройства,
5 - электродвигатель,
6 - шестерня приводная,
7 - зубчатое колесо,
8 - цилиндрический штырь,
9 - вертикальные направляющие,
10 - кронштейн,
11 - вертикальные пазы кронштейна,
12 - горизонтальный паз кронштейна,
13 - призма кронштейна,
14 - матрица холодновысадочного инструмента(обрабатываемая деталь),
15 - прижимная пластина,
16 - шпильки,
17 - прижимные гайки,
18 - цилиндрический притир,
19 - патрон сверлильного станка,
20 - кабель питания устройства,
21 - тумблер включения,
22 - элементы крепления.
Устройство работает следующим образом:
На стол 1 сверлильного станка 2 крепится основание 3 приспособления, с жестко связанной стойкой 4, на которой закреплен электродвигатель 5 с шестерней ∅d 6 и зубчатое колесо ∅D 7, таким образом, что образуется зубчатое зацепление колеса с шестерней 6 с передаточным отношением n=∅D/∅d. На зубчатом колесе 7 жестко установлен цилиндрический штырь 8 на расстоянии Η от оси зубчатого колеса. На основании 3 жестко установлены вертикальные направляющие 9, по которым кронштейн 10 имеет возможность совершать возвратно-поступательные перемещения, за счет скольжения вертикальными пазами 11 по направляющим 9. Кронштейн 10 выполнен с призмой 13, предназначенной для закрепления посредством прижимной пластины 15 матрицы холодновысадочного инструмента 14, и с горизонтальным пазом 12, в который другим своим концом вставлен указанный цилиндрический штырь 8 с возможностью передачи движения от зубчатого колеса 7 к кронштейну 10.
Доводка матрицы 14 осуществляется следующим образом: основание 3 крепится на столе 1 сверлильного станка 2 таким образом, чтобы ось отверстия в матрице 14 совпадала с осью цилиндрического притира 18, установленного в патрон 19 сверлильного станка 2. Далее притиру 18 придается вращение, а также подается питание на электродвигатель 5 и тем самым приводится во вращение шестерня 6. За счет зубчатого зацепления зубчатое колесо 7 вращается, а вместе с ним и штырь 8, который передвигаясь по пазу 12, перемещает кронштейн 10 вверх и вниз по направляющим 9. Патрон 19 с притиром 18 опускаются органами управления станка 2 в такое положение, чтобы обеспечить проход притира насквозь через всю матрицу 14 в верхнем ее положении и полным выходом притира из матрицы 14 в нижнем ее положении. Амплитуда перемещения кронштейна 10 равна удвоенному расстоянию Я, т.е. максимальная глубина доводимого отверстия составляет 2Н. Передаточное отношение n зубчатого зацепления шестерни 6 и зубчатого колеса 7 рассчитываются исходя из параметров электродвигателя - скорость вращения (ω, об/мин) выходного вала с шестерней 6, а также размер Н, таким образом чтобы кронштейн совершал около N поступательных движений (Ν/2 вниз и Ν/2 вверх) в минуту. Параметр N напрямую зависит от диаметра и длины доводимого отверстия и подбирается опытным путем. Например, для диаметра отверстия 3 мм при длине 25 мм, N=16.
Таким образом, использование предлагаемого устройства на окончательных операциях технологического процесса изготовления матриц холодно-высадочного инструмента позволяет производить доводку отверстий глубиной более 5 мм в матрицах холодно-высадочного инструмента.