ВЫГЛАЖИВАТЕЛЬ С ВСТРОЕННЫМ ИНДИКАТОРОМ НАСТРОЙКИ РАБОЧЕГО ЗАЗОРА ИНДЕНТОРА

Полезная модель относится к области машиностроения. Выглаживатель с встроенным индикатором настройки рабочего зазора индентора предназначен для обработки прерывистых и прецизионных поверхностей деталей поверхностным пластическим деформированием.
Известен индентор для выглаживания прерывистых поверхностей, рабочая поверхность которого выполнена цилиндрической из материала с высокой твердостью и имеет вставку из сверхтвердого материала (патент на полезную модель №88599).
Наиболее близким по достигаемому техническому результату является индентор для выглаживания прерывистых поверхностей, на котором закреплена динамическая опора, выполненная из материала с высокой твердостью в виде втулки, рабочая поверхность которой имеет форму внутренней поверхности сегмента тора, радиус опоры равен или больше радиуса детали (патент на полезную модель №89015).
Существующие выглаживатели настраивают по моменту касания поверхности заготовки с помощью металлических щупов, при этом точность регистрации момента касания находится в пределах (20-50)мкм, причем точность настройки зависит от квалификации оператора станков, что дополнительно увеличивает погрешность величины рабочего зазора, обеспечивающего безударную обработку прерывистых поверхностей и требует дополнительного увеличения рабочего зазора Δ≥200 мкм для компенсации возможной ошибки настройки.
Недостатками указанных инструментов является недостаточно высокое качество обрабатываемой поверхности из-за увеличенного при настройке рабочего зазора индентора, и, как следствие, наличия ударов, особенно при высоких скоростях выглаживания, что приводит к возникновению следов колебаний индентора на ответственных поверхностях обрабатываемых деталей и может вызвать разрушение индентора.
Недостатком индентора с динамической опорой также является увеличение массы подвижных элементов выглаживателя, которое существенно повышает ударные (инерционные) нагрузки на алмазный наконечник индентора и увеличивает время затухания колебаний.
Плавную работу может обеспечить выглаживатель с встроенным индикатором настройки рабочего зазора индентора, применение которого исключает погрешность настройки и необходимость дополнительного увеличения рабочего зазора.
Для повышения качества обрабатываемой прерывистой поверхности деталей предлагается выглаживатель с встроенным индикатором настройки рабочего зазора индентора, содержащий индентор, установленный в корпусе, в котором установлены также втулка, уплотнительное резиновое кольцо, пружина, индикатор настройки рабочего зазора, выполненный в виде кольцевого контакта, закрепленного на изоляционной втулке, и соединенный последовательно с токосъемником, установленным на изоляционной втулке, источником питания и светодиодом.
Светодиод обеспечивает индикацию момента внедрения инструмента в обрабатываемую поверхность на заданную глубину выглаживания L и позволяет наладчику зафиксировать корпус выглаживателя в положении, при котором он выполняет функции динамической опоры, при этом рабочий зазор в выглаживающем инструменте устанавливается с погрешностью не более (1-5) мкм, что значительно снижает ударные нагрузки на индентор и исключает образование вибрационного следа на обрабатываемой поверхности.
При использовании предлагаемого выглаживателя рабочий зазор устанавливается после того, когда под действием силы выглаживания достигается необходимая величина внедрения индентора в обрабатываемую поверхность, т.е. в тот момент, когда размыкается контакт, гаснет светодиод, что обеспечивает работу выглаживателя аналогично работе индентора в режиме с динамической опорой.
При обработке прерывистых поверхностей инструментом - прототипом применяемое при настройке дополнительное увеличение рабочего зазора в корпусе индентора приводит также к увеличению силы выглаживания за счет дополнительного сжатия пружины, увеличению ударных нагрузок на индентор, возбуждению колебаний индентора и тем самым формированию следов вибраций на обрабатываемой поверхности, вызывает поломку алмаза, брак обрабатываемых деталей.
В прототипе для уменьшения смещения индентора в отверстии на обрабатываемой прерывистой поверхности и, следовательно, исключения динамического отскока инструмента из отверстия, на индентор устанавливается динамическая опора, которая вручную закрепляется на инденторе после создания необходимого усилия выглаживания, при этом вершина индентора должна выступать над поверхностью опоры на величину внедрения индентора в обрабатываемую поверхность. Точность настройки зависит от квалификации оператора.
В предлагаемом выглаживателе ограничение смещения индентора в отверстии достигается за счет фиксирования корпуса, в положении, при котором он является опорой, т.е. в положении, соответствующем образованию рабочего зазора индентора, когда размыкается контакт, гаснет светодиод, что значительно точнее и упрощает процесс настройки инструмента.
Таким образом настройка инструмента для обработки прерывистых поверхностей предлагаемым выглаживателем и инструментом с динамической опорой производится по моменту внедрения индентора в обрабатываемую поверхность, но регистрация этого момента в предлагаемой конструкции намного точнее за счет установки индикатора, что и обеспечивает реализацию режима динамической опоры.
На фиг.1 изображен выглаживатель с встроенным индикатором настройки рабочего зазора индентора, содержащий корпус 1, в котором размещены индентор 2, втулка 3, пружина 4, уплотнительное резиновое кольцо 5, индикатор рабочего зазора, установленный на инденторе и состоящий из изоляционной втулки 6 с контактом индикатора рабочего зазора инструмента 7, выполненного в виде кольца, изоляционной втулки 8 с токосъемником 9, соединенным последовательно с источником питания 10 и светодиодом 11. Источник питания 10 размещен в гнезде, выполненном в корпусе 1.
Работает выглаживатель следующим образом.
Выглаживатель с индентором 2 подводят к обрабатываемой поверхности заготовки 12. При этом светодиод 11 светится за счет образования замкнутой электрической цепи: источник питания - 10; токосъемник - 9; светодиод - 11; контакт индикатора рабочего положения инструмента - 7; индентор - 2; источник питания 10. Включают подачу в направлении оси индентора и вдавливают индентор за счет медленного перемещения корпуса 1. В момент, когда глубина внедрения индентора достигает величины L, определяемой заданной силой выглаживания, и необходимой для обеспечения субмикрошероховатого профиля поверхности, индентор 2 остановится, а корпус 1 продолжит движение и тем самым разомкнет контакт 6, светодиод 8 гаснет. Таким образом, оператор по состоянию светодиода 8 получает информацию о моменте точной настройки инструмента. Момент размыкания контакта фиксируют в системе ЧПУ станка как нулевое начальное положение инструмента.
Применение предлагаемой конструкции выглаживателя с встроенным индикатором настройки рабочего зазора позволит производить настройку рабочего зазора индентора с точностью до (1-5) мкм, повысить качество обработанной поверхности детали, увеличить срок эксплуатации инструмента.