Выглаживающий инструмент со сменной поворотной пластиной-индентером

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для отделочно-упрочняющей обработки наружных поверхностей деталей - тел вращения и плоских поверхностей.
Известен полирующий выглаживатель, состоящий из корпуса, индентора, установленного в резиновой втулке, обрабатывающая поверхность индентора выполнена в виде боковой поверхности цилиндра, а заборная часть выполнена под углом (патент RU №70176 U1).
Недостатками выглаживателя является низкий ресурс работы и недостаточное сглаживание исходной шероховатости поверхностного слоя обработанной детали за счет остаточной упругой деформации после обработки поверхности.
Наиболее близким является индентор для выглаживания прерывистых поверхностей, рабочая поверхность которого выполнена цилиндрической, из материала с высокой твердостью и имеет вставку из сверхтвердого материала (патент RU №88599 U1).
Недостатками индентора являются низкий ресурс работы из-за наличия только одной рабочей точки, повышенного фрикционного нагрева поверхности инструмента, обусловленного скоростью и нормальной силой выглаживания, сложность изготовления, заточки и полировки рабочей поверхности индентора, необходимости пайки вставки из сверхтвердого материала, недостаточная производительность.
Для повышения ресурса работы инструмента, производительности, снижения стоимости и повышения качества обработки поверхности заготовки, предлагается выглаживающий инструмент со сменной поворотной пластиной-индентором, содержащий корпус с цилиндрическим отверстием, в котором винтом зафиксирована державка с установленной внутри пружиной, регулируемой винтом, установленном в отверстии корпуса, и выступающей площадкой, имеющей треугольную форму и гнездо, выполненное под углом α=1…3° к оси державки, обеспечивающее клиновидную форму рабочей поверхности сменной поворотной пластины-индентора из сверхтвердого инструментального материала или твердого сплава, установленной в гнезде и зафиксированной жестко прижимом и винтом.
Новые признаки - форма державки с выступающей площадкой, имеющей треугольную форму и гнездо, выполненное под углом α=1…3° к оси державки, что обеспечивает клиновидную форму рабочей поверхности на сменной пластине-инденторе.
Новые признаки - форма державки с выступающей площадкой, имеющей треугольную форму и гнездо, в котором размешена сменная поворотная пластина-индентор, зафиксированная жестко прижимом и винтом, которые обеспечивают возможность многократной замены рабочей поверхности сменной пластины-индентора поворотом в гнезде на 15°, переворотом сменной пластины-индентора на другую сторону и замену ее после износа.
Выглаживающий инструмент обеспечивает повышение ресурса работы сменной пластины-индентора до 48 раз и позволяет обрабатывать цилиндрические и плоские поверхности с повышенной производительностью и качеством, цилиндрические и плоские поверхности.
На фиг. 1 изображен выглаживающий инструмент со сменной поворотной пластиной-индентором, в разрезе. На фиг. 2 - выглаживающий инструмента со сменной поворотной пластиной-индентором, вид сверху. На фиг. 3 - расположение сменной пластины-индентора в гнезде.
Выглаживающий инструмент со сменной поворотной пластиной-индентором содержит корпус 1 с цилиндрическим отверстием, в котором зафиксирована державка 2 с установленной внутри пружиной 3, регулируемой винтом 4. Державка 2 выполнена с выступающей площадкой, имеющей треугольную форму и гнездо 5, выполненное под углом α=1…3° к оси державки, в котором размешена сменная поворотная пластина-индентор 6, выполненная в форме диска, с рабочей поверхностью 7, жестко зафиксированная прижимом 8 и винтом 9. В корпусе выглаживателя выполнено отверстие 10, в котором установлен винт 11 для фиксации положения державки. Корпус 1 выглаживающего инструмента со сменной поворотной пластиной-индентором содержит хвостовик 12 для закрепления в инструментальном блоке станка.
Сменная поворотная пластина-индентор 6 в форме диска выполнена из сверхтвердого инструментального материала или твердого сплава, имеет цилиндрическую рабочую поверхность, но за счет расположения в гнезде, выполненным под углом α=1…3° к оси державки, рабочая поверхность 7 имеет клиновидную форму. Угол α=1…3° обеспечивает оптимальные условия деформирования, аналогичные при обработке индентором с цилиндрической формой рабочей поверхности, позволяя при этом значительно повысить ресурс работы инструмента. Полуовальная форма контакта на обрабатываемой поверхности, сформированная клиновидной рабочей поверхностью на сменной пластине-инденторе, в отличие от овальной формы контакта при обработке цилиндрической формой рабочой поверхности индентора (прототип) вдвое уменьшает контактную площадь при аналогичных условиях деформирования поверхности заготовки. Уменьшение контактной площади и, соответственно, нормального усилия деформирования, уменьшает фрикционное тепловыделение, нагрев пластины-индентора и материала заготовки в контактной зоне. Уменьшение тепловыделения позволяет увеличить производительность обработки и повысить стойкость инструмента.
Работа осуществляется следующим образом.
Устанавливают заготовку детали 13 цилиндрической формы в токарно-фрезерном центре MULTUS B300W. Выглаживающий инструмент со сменной поворотной пластиной-индентером устанавливают в инструментальный блок центра. Винтом 4 сжимают пружину 3 для создания необходимого усилия выглаживания. Включают токарно-фрезерный центр, выглаживающий инструмент подводят к заготовке детали, и после соприкосновения рабочей поверхности 7 с поверхностью заготовки детали дополнительно перемещают корпус 1 выглаживающего инструмента примерно на 0,2 мм в направлении заготовки для создания натяга пружины 3. Включают вращение заготовки детали со скоростью n об/мин. и производят обработку в соответствии с заданными параметрами режимов выглаживания. После износа контактной площадки рабочей поверхности 7 сменной поворотной пластины-индентора 6 токарно-фрезерный центр останавливают. Отворачивают винт 9, производят смену положения контактной площадки пластины-индентора в гнезде поворотом на 15°, закрепляют винт 9. Продолжают обработку до износа рабочей поверхности - пластины-индентора с одной стороны пластины, затем переворачивают сменную поворотную пластину-индентор 6 на другую сторону, производят смену положения пластины-индентора аналогично 24 раза. Предлагаемая конструкция позволяет без переточки изменять положение контактной площадки до 48 раз на одной сменное пластине-инденторе. После полного износа устанавливают новую сменную пластину-индентор.
Применение выглаживателя обеспечивает повышение ресурса работы инструмента до 48 раз, повышение производительности и снижение стоимости обработки.