ГИБКАЯ ПРОТЯЖКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ МАЛОГО ДИАМЕТРА

Гибкая протяжка относится к области машиностроения, к режущим инструментам для лезвийной обработки поверхностей, в частности отверстий малого диаметра в деталях из драгоценных и редкоземельных сплавов, например, фильер.
Известна протяжка для лезвийной обработки отверстий, описанная, Фельдшейном Е.Э., Корниевич М.А. Металлорежущий инструмент. Справочник конструктора. Минск: Новое знание, 2009. - 1039 с.
Протяжка для обработки отверстий имеет следующие основные части: хвостовик, шейку, переходный конус, переднюю направляющую часть, режущую часть, калибрующую часть, заднюю направляющую часть, опорную цапфу и задний хвостовик.
Недостатком протяжки является невозможность обработки отверстий с отклонениями формы.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является деформирующе-режущая протяжка для обработки криволинейных отверстий. Патент N 2316416, RU, МПК B23D 43/00, авторы Амбросимов Сергей Константинович, Амбросимов Константин Сергеевич.
Деформирующе-режущая протяжка для обработки криволинейных отверстий содержит деформирующе-режущие элементы с выполненными на них под углом к оси канавками и выступами одинаковой ширины с положительным передним углом, выполненным с левой боковой стороны канавки при правом расположении канавок и с положительным передним углом, выполненным с правой боковой стороны канавки при левом их расположении. Канавки расположены на единой тороидальной поверхности деформирующе-режущего элемента, при этом на каждом следующем элементе канавки имеют противоположное направление, причем угол наклона канавок к оси протяжки определен из приведенного соотношения. При этом деформирующе-режущие элементы установлены на гибком валу-тросе, а на торцах деформирующе-режущих элементов выполнены сцепляющие их кулачки.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: гибкий вал-трос с установленными на нем рабочими элементами, имеющими стружкоразделительные канавки и связанными по торцам между собой.
Недостатком прототипа является недостаточное качество обработки из-за отсутствия выглаживающего элемента, невозможность сбора снятого материала.
Сущность гибкой протяжки заключается в том, что она содержит гибкий вал-трос с установленными на нем рабочими элементами, имеющими стружкоразделительные канавки расположенные в шахматном порядке, связанными по торцам между собой за счет соответствующих друг другу по форме и размерам выступов и впадин. Протяжка снабжена деформирующим элементом, размещенным после последнего рабочего элемента и выполненным в виде шарика усеченного по двум параллельным плоскостям. Материал гибкого вала-троса выбирается с учетом силы резания.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание устройства, позволяющего повысить качество обрабатываемой поверхности за счет снижения шероховатости, и исправления отклонения формы, а так же повысить эффективность производства за счет возможности сбора стружки в процессе обработки.
пр
доп
рез
пр
доп
рез
Поставленная задача решается за счет того, что стружкоразделительные канавки располагаются в шахматном порядке и протяжка снабжена деформирующим элементом, размещенным после последнего рабочего, выполненным в виде шарика усеченного по двум параллельным плоскостям, при этом все рабочие и деформирующий элементы связаны между собой за счет соответствующих друг другу по форме и размерам выступов и впадин, а материал гибкого вала-троса выбирается с учетом зависимости Р<σ<Р, где Р - усилие протягивания резания; σ - допустимое усилие на разрыв вала-троса; Р - сила резания.
Предлагаемая протяжка, предназначена для протягивания фильер в устройствах для получения базальтовых волокон, диаметр которых находится в пределах (2÷0,8) мм. В связи с большим гидростатическим давлением и высокой температурой расплава базальта, из которого получают волокно, устройство для получения базальтовых волокон изготавливают из драгоценных и редкоземельных материалов, например сплава ПлРд-20ДУ.
Первоначально в устройстве для получения базальтовых волокон, которое представляет собой плиту с фильерами (сквозными отверстиями), после сверления фильеры обрабатывают протягиванием. Затем, в процессе изготовления базальтового волокна изменяется форма и шероховатость внутренней поверхности фильер, что приводит к ухудшению качества волокна.
Используя предлагаемую протяжку, можно восстановить состояние поверхности фильеры, его форму, изменить диаметр и в дальнейшем получать волокно требуемого качества и диаметра.
Повышение качества обрабатываемой поверхности выражается в снижении шероховатости и исправление формы поверхности.
Снижение шероховатости достигается за счет наличия деформирующего элемента, который в процессе протягивания «сглаживает» выступы шероховатости, остающиеся после режущих элементов.
Кроме того, совокупность конструктивных признаков: гибкость вала-троса и наличие связи между элементами за счет соответствующих друг другу по форме и размерам выступов и впадин на торце каждого элемента обеспечивают исправление криволинейности оси фильеры (отклонения формы).
В связи с тем, что материал обрабатываемой детали - сплав драгоценных и редкоземельных элементов, имеет высокую стоимость, необходим возврат материала после обработки, что обеспечивается конструктивными особенностями выполнения деформирующего элемента и расположением стружкоразделительных канавок режущих элементов в шахматном порядке.
пр
доп
рез
пр
доп
рез
доп
Выбор материала вала-троса определяется по следующей зависимости Р<σ<Р, где Р - усилие протягивания; σ - допустимое усилие на разрыв вала; Р - сила резания. Это дает возможность получить оптимальное значение σ и выбрать материала вала-троса.
Приведенная зависимость получена на основе теоретических расчетов и подтверждена результатами экспериментов, выполненных в лаборатории «Инновационной диагностики в машиностроении» БГТУ им. В.Г. Шухова.
Сущность гибкой протяжки для обработки отверстий малого диаметра поясняется графическими материалами.
На фиг.1 представлена гибкая протяжка для обработки отверстий малого диаметра, общий вид; на фиг.2 - сочленение режущих элементов, (выноска 1 с фиг.1).
Гибкая протяжка для обработки отверстий малого диаметра содержит гибкий вал-трос 1 с установленными на нем рабочими элементами 2 в виде чашек, имеющих стружкоразделительные канавки 3, расположенные в шахматном порядке. Протяжка снабжена деформирующим элементом 4, размещенным после последнего рабочего элемента и выполненным в виде шарика, усеченного по двум параллельным плоскостям. Все рабочие элементы 2 и деформирующий элемент 4, связанны по торцам между собой за счет соответствующих друг другу по форме и размерам сферических выступов 5 и впадин 6, выполненных на торцах каждого элемента. Материал гибкого вала-троса выбирается с учетом силы резания по зависимости
пр
доп
рез
Р<σ<Р
пр
доп
где Р - усилие протягивания; σ - допустимое усилие на разрыв вала-троса;
рез
Р - сила резания.
Гибкая протяжка для обработки отверстий малого диаметра монтируется и работает следующим образом:
пр
доп
рез
Предварительно выбирают материал вала-троса с учетом зависимости Р<σ<Р.
На конец вала-троса 1 жестко устанавливается деформирующий элемент 4, выполненный в виде шарика, усеченного по двум параллельным плоскостям. Затем на вал-трос устанавливаются режущие элементы в виде чашек 2, с диаметрами в порядке убывания. Количество режущих элементов 2 зависит от необходимого качества обработки. На торцах режущих элементов 2 для обеспечения углового смещения с целью расположения стружечных канавок 3 в шахматном порядке, выполнены сферические выступы 5 и впадины 6 (см. фиг.2).
Для обеспечения процесса обработки в предварительно просверленную фильеру вводится свободный конец вала-троса 1, и подводится к обрабатываемой поверхности первый режущий элемент. Затем включается тянущее усилие и начинается обработка. Каждый последующий рабочий элемент 2 начинает увеличивать диаметр отверстия. Последний из режущих элементов 2 имеет необходимый диаметр. Такой последовательный съем припуска в совокупности с гибким валом-тросом 1 позволяет получать или восстанавливать требуемую точность формы фильеры. Стружкоразделительные канавки 3 расположены в шахматном порядке для выталкивания срезанного материала в сторону каждого последующего режущего элемента 2. Деформирующий элемент 4 служит для окончательного сглаживания шероховатости поверхности и сбора срезанного материала, а пространство между последним режущим элементом 2 и деформирующим элементом 4 служит для сбора снятого материала и удаления его из фильер.