РАСКАТКА ДЛЯ ПЛАНЕТАРНОЙ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ

Раскатка для планетарной обработки отверстий
Полезная модель относится к области металлообработки давлением, а именно к инструменту для обработки отверстий планетарной накаткой.
Из уровня техники известна раскатка для обработки отверстий с планетарным осциллирующим движением, содержащая корпус с деформирующими элементами в виде шариков, выполненный с возможностью вращения и относительного осевого перемещения, при этом она снабжена распорными штангами с деформирующими элементами на внешних торцах, и установленными по скользящей посадке в радиальных, расположенных под острым углом β, который выполнен в диапазоне 45°<β<90° к продольной оси, глухих отверстиях корпуса с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль осей отверстий, при этом деформирующий элемент на внешнем торце распорной штанги удерживается от выпадения сепаратором, а на внутренний торец штанги воздействует винтовая цилиндрическая пружина сжатия, создающая рабочее давление и находящаяся в глухом отверстии, кроме того, корпус выполнен с возможностью планетарного вращения относительно планетарной оси, эксцентрично смещенной относительно его основной продольной оси (Патент РФ на изобретение №2438852 С2, опубл. 10.01.2012).
Недостатком известного технического решения является его низкая надежность, обусловленная сложностью конструкции и наличием множества подвергающихся динамическим нагрузкам кинематических связей. Кроме того, технологические возможности известного технического решения невелики вследствие невозможности его использования для формирования радиальных канавок в отверстиях тел вращения.
Наиболее близким к заявленному по технической сути и достигаемому результату - прототипом - является раскатка для планетарной обработки отверстий, включающая корпус с обоймой радиально размещенных в ней с возможностью вращения вокруг собственных осей n>1 радиусными деформирующими элементами, каждый из которых предназначен для деформирования обрабатываемого материала в объеме, определяемом вылетом и шириной деформирующего элемента (Заявка РФ на изобретение №94028516 А1, опубл. 10.05.1996). В конструкцию прототипа введен кулачок с отверстием под ключ (профиль которого изменяется по определенному закону, т.е. может иметь постоянно изменяющийся профиль, что позволит производить равномерное изменение давления шариков при повороте кулачка на один и тот же угол, либо профиль кулачка изменяется неравномерно, что, естественно, при повороте кулачка на определенный угол давление шариков будет изменяться неравномерно), накладка с радиусным пазом и компенсатор, что позволяет изменять давление шарика на обрабатываемую поверхность материала.
К недостатком прототипа следует отнести невысокую точность обработки, обусловленную высокими динамическими нагрузками как на раскатку и ее деформирующие элементы, так и на всю систему станок-приспособление - инструмент-деталь.
Задача полезной модели - снижение динамических нагрузок путем распределения припуска под обработку между деформирующими элементами.
Техническим результатом полезной модели является повышение точности обработки за счет снижения динамических нагрузок.
Заявленный технический результат достигается тем, что в раскатке для планетарной обработки отверстий, включающей корпус с обоймой радиально размещенных в корпусе с возможностью вращения вокруг собственных осей n>1 радиусных деформирующих элементов, каждый из которых предназначен для деформирования обрабатываемого материала, деформирующие элементы выполнены с вылетом и шириной, монотонно изменяющимися от 1-го до n-го деформирующего элемента.
Реализация заявленной конструкции раскатки поясняется в нижеприведенном описании для случаев:
- когда вылет монотонно увеличивается, а ширина монотонно уменьшается от 1-го до n-го деформирующего элемента;
- когда вылет монотонно уменьшается, а ширина монотонно увеличивается от 1-го до n-го деформирующего элемента;
- когда корпус снабжен дополнительной обоймой радиально размещенных в корпусе с возможностью вращения вокруг собственных осей m≥1 чистовых радиусных деформирующих элементов с вылетом и шириной не меньшими вылета и ширины любого из деформирующих элементов обоймы. Полезная модель поясняется графическими материалами, где:
- на Фиг. 1 представлена схема обработки отверстия заявленной раскаткой в осевом направлении;
- на Фиг. 2 представлены совмещенные абрисы деформирующих элементов для п=3 и чистовых деформирующих элементов для m=3.
Раскатка для планетарной обработки отверстий включает следующие основные элементы:
1 - корпус;
2 - деформирующие элементы;
3 - чистовые деформирующие элементы.
1
2
3
1
2
3
Из представленных графических материалов следует, что n (на Фиг. 1 и Фиг. 2 n=3, соответственно абрисы деформирующих элементов обозначены 2, 2 и 2) деформирующих элементов 2 составляют обойму, a m (на Фиг. 1 и Фиг. 2 m=3, соответственно совпадающие абрисы одинаковых чистовых деформирующих элементов обозначены 3,,) чистовых деформирующих элементов 3 составляют дополнительную обойму.
Деформирующие элементы 2 и чистовые деформирующие элементы 3 выполнены радиусными (преимущественно - ролики с радиусной в профиле рабочей поверхностью), установлены в корпусе с возможностью вращения вокруг собственных осей (в плоскости вращения обрабатываемой детали и раскатки). Такая установка достигается широко известными средствами, как, например, в прототипе, путем помещения в гнездо корпуса, имеющее конфигурацию, не позволяющую элементу выпасть, но допускающую его вращение под действием сил от взаимодействия с обрабатываемой поверхностью). Возможна, так же, посадка деформирующих и чистовых деформирующих элементов на установленные в корпусе оси, как это имеет место в резьбонакатном инструменте (см., например, патент РФ на изобретение №2373017, опубл. 20.11.2009).
Вылет и ширина деформирующего элемента 2 выполнены монотонно изменяющимися (в направлении вращения раскатки) от 1-го до n-го (до 3-го на Фиг. 2). При этом возможно выполнять вылет монотонно увеличивающимся, а ширину монотонно уменьшающейся от 1-го до n-го деформирующего элемента. Такое деление припуска целесообразно осуществлять в раскатке, предназначенной для накатки внутренней цилиндрической поверхности с осевой подачей раскатки. Так же возможно формировать вылет монотонно уменьшающимся, а ширину монотонно увеличивающейся от 1-го до n-го деформирующего элемента. Такое деление припуска целесообразно осуществлять в раскатке, предназначенной для накатки канавки в отверстии с радиальной подачей раскатки.
Обойму чистовых деформирующих элементов 3 располагают на корпусе 1 с осевым смещением относительно обоймы деформирующих элементов 2. При этом профиль чистовых деформирующих элементов 3 формируют исходя из конечного профиля обработки так, что их вылет и ширина не меньше вылета и ширины любого из деформирующих элементов 2 (Фиг. 2).
При осевой подаче раскатки осевое смещение между обоймами таково, что может допускать их одновременную работу.
При радиальной подаче раскатки осевое смещение между обоймами таково, что допускает только их поочередную работу (сначала - обоймой деформирующих элементов 2, а затем - дополнительной обоймой чистовых деформирующих элементов 3).
Раскатка для планетарной обработки отверстий работает следующим образом.
p.
д
Раскатка подводится к зоне обработки эксцентрично оси обрабатываемой поверхности (цилиндрического отверстия - на изображениях не показано) и ей сообщается рабочая подача S (осевая или радиальная) и вращательное движение NОдновременно вращательное движение N относительно оси обрабатываемого цилиндрического отверстия, согласованное с подачей раскатки, сообщается обрабатываемой детали. Деформирующие элементы 2, распределяя между собой припуск, как это показано на Фиг. 2, осуществляют пластическое деформирование обрабатываемой поверхности до заданного размера/профиля. Если припуск большой, a n- маленькое (2, 3), то, для обеспечения хорошей геометрии обработанной поверхности целесообразно провести чистовую обработку, для чего и служит дополнительная обойма чистовых деформирующих элементов 3, которые подводятся к уже обработанной деформирующими элементами 2 поверхности и производят финишное выглаживание. Заявленные параметры чистовых деформирующих элементов 3 обеспечивают высокое качество обработанной поверхности.
С учетом изложенного можно сделать вывод о том, что поставленная задача полезной модели - снижение динамических нагрузок путем распределения припуска под обработку между деформирующими элементами - решена, а заявленный технический результат - повышение точности обработки за счет снижения динамических нагрузок - достигнут.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к области металлообработки давлением, а именно к инструменту для обработки отверстий планетарной накаткой;
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.