ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ КАНАВОК В ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОТВЕРСТИЯХ

Полезная модель относится к технике обработки металлов давлением, а более конкретно, к обработке вогнутых цилиндрических поверхностей методом поверхностного пластического деформирования.
Из уровня техники известен инструмент для формирования канавок в цилиндрических отверстиях, содержащий корпус, деформирующие элементы и кольцевой сепаратор, при этом корпус включает два фланца, соединенные между собой посредством штифта и размещенные на оси корпуса, первый фланец неподвижно закреплен на оси корпуса, а второй фланец подпружинен относительно упомянутой выше оси в ее продольном направлении с обеспечением возможности регулирования величины прижима его к деформирующим элементам, которые выполнены в виде шариков и размещены равномерно по окружности в кольцевой канавке, которая образована выполненными конической формы периферийными участками обращенных друг к другу поверхностей первого и второго фланцев, а удерживающий от выпадения шариков кольцевой сепаратор расположен соосно обоим фланцам (см. патент USА - №3059314, 1962).
Недостатками описанного выше инструмента для формирования канавок в цилиндрических отверстиях являются сложность конструкции и большие габариты, что не позволяет использовать его для обработки поверхности отверстий, имеющих небольшой диаметр (меньше 20 мм).
Известен также инструмент для формирования канавок в цилиндрических отверстиях, взятый в качестве прототипа и содержащий цилиндрический корпус, в радиальных отверстиях которого равномерно по окружности размещены деформирующие элементы, выполненные в виде шариков, и опорный элемент в виде цилиндрического осесимметричного стержня с кольцевой канавкой, при этом со стороны одного конца корпуса выполнено глухое осевое отверстие, а со стороны другого конца корпуса - конический хвостовик, опорный элемент размещен в глухом осевом отверстии
корпуса и соединен с ним посредством винта, конец которого размещен в кольцевой канавке опорного элемента (см. патент RU - C1 - №2200080, 2003).
0
1
0
1
1
1
1
0
1
0.
1
0
1
0
0
0
0
Преимущество прототипа перед описанным выше инструментом для формирования канавок в цилиндрических отверстиях заключается в том, что он имеет более простую конструкцию. При этом отсутствие в прототипе пружинного механизма для регулирования величины натяга шариков позволило также обеспечить сдвиг нижней границы диапазона диаметров обрабатываемых известным из прототипа инструментом цилиндрических отверстий в область меньших значений за счет обеспечения возможности изготовления инструмента с минимальным диаметром всего на несколько миллиметров превышающим удвоенный диаметр шариков. Действительно, диаметр - D известного из прототипа инструмента определяется зависимостью: D=2d+d, где: d и d - соответственно диаметр шариков и диаметр опорного элемента (стержня) [мм]. Однако на диаметр - d опорного элемента накладываются следующие ограничения. С одной стороны, из-за наличия кольцевой канавки опорный элемент не будет обладать необходимой механической прочностью при d<3,0 мм. С другой стороны, для обеспечения необходимой жесткости диаметр d не должен быть меньше диаметра - d шариков, т.е. d≥d Следовательно, d не должен быть меньше 3 мм при d≤3 мм или d≥d при d≥3 мм. Таким образом, минимальный диаметр - D известного из прототипа инструмента для формирования канавок в цилиндрических отверстиях равен (2d+3) мм. Это и является основным недостатком прототипа.
0
Полезная модель направлена на решение технической задачи по обеспечению возможности изготовления инструмента для формирования канавок в цилиндрических отверстиях с минимальным диаметром  мм. Достигаемый при этом технический результат заключается в сдвиге нижней границы диапазона диаметров обрабатываемых цилиндрических отверстий в область меньших значений, а именно до величины, равной  мм, где h - глубина формируемой канавки [мм].
Поставленна задача решена тем, что в инструменте для формирования канавок в цилиндрических отверстиях, содержащем
цилиндрический корпус с, по крайней мере, двумя радиальными отверстиями, в каждом из которых размещен деформирующий элемент, выполненный в виде шарика, а также опорный элемент, согласно полезной модели, радиальные отверстия в корпусе выполнены попарно соосными с образованием соответствующего каждой паре радиальных отверстий сквозного диаметрального отверстия, при этом оси сквозных диаметральных отверстий параллельны между собой и расположены на одинаковом расстоянии друг от друга вдоль оси корпуса, а в каждом сквозном диаметральном отверстии между шариками и соосно этому отверстию размещен опорный элемент, взаимодействующий расположенными напротив друг друга своими торцевыми участками с соответствующим каждому из них шариком.
Преимущество предложенного инструмента для формирования канавок в цилиндрических отверстиях перед прототипом заключается в том, что за счет предложенного выполнения опорных элементов и размещения их в сквозных диаметральных отверстиях корпуса обеспечивается возможность изготовления инструмента с минимальным расстоянием между шариками, равным 0,3 мм. Здесь необходимо отметить, что дальнейшее уменьшение расстояния между шариками приводит к необходимости использования для изготовления опорных элементов не общедоступные инструментальные стали, а более дорогие и дефицитные материалы. Таким образом, предложенное техническое решение позволяет изготавливать инструмент для формирования канавок в цилиндрических отверстиях с минимальным диаметром  мм, который существенно меньше минимального диаметра  мм инструмента, известного из прототипа. Следствием возможности изготовления инструмента для формирования канавок в цилиндрических отверстиях с меньшим диаметром является сдвиг нижней границы диапазона диаметров обрабатываемых цилиндрических отверстий в область меньших значений, а именно, до величины, равной  мм.
В дальнейшем полезная модель поясняется чертежами и описанием конкретного примера, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения указанной выше совокупностью существенных признаков ожидаемого технического результата.
На фиг.1 изображен инструмент для формирования канавок в цилиндрических отверстиях, частичный продольный разрез; на фиг.2 и 3 - различные варианты выполнения опорного элемента.
Инструмент для формирования канавок в цилиндрических отверстиях содержит цилиндрический корпус 1 с, по крайней мере, одним сквозным диаметральным отверстием 2. В каждом сквозном диаметральном отверстии 2 размещены два деформирующих элемента - шарика 3, а также опорный элемент 4, который расположен между шариками 3. Опорный элемент 4 выполнен цилиндрической осесимметричной формы и расположен на скользящей посадке соосно в соответствующем ему сквозном диаметральном отверстии 2, при этом расположенные напротив друг друга торцевые участки опорного элемента 4 взаимодействуют с соответствующим каждому этому участку шариком 3. Опорный элемент 4 может быть выполнен в виде короткого стержня (фиг.1) или втулки (шайбы) фиг.2, иными словами со сквозным осевым отверстием 5. На торцевых участках каждого опорного элемента 4 могут быть выполнены выемки 6 конической или сферической формы, при этом выемки 6 расположены соосно опорному элементу 4 (фиг.3). Хвостовик инструмента для формирования канавок в цилиндрических отверстиях выполняется соответствующим тому станку, привод которого используется в каждом конкретном случае. На фиг.1 в качестве примера показан конический хвостовик 7. Шарики 3 удерживаются от выпадания запрессованными крышками 8. В принципе могут быть использованы и другие известные из уровня техники средства, предназначенные для удержания деформирующих элементов от выпадания, например сепараторы. Число сквозных диаметральных отверстий 2 в корпусе 1 зависит от числа канавок, выдавливаемых на поверхности обрабатываемого инструментом отверстия, при этом оси 9 сквозных диаметральных отверстий 2 параллельны между собой и расположены на одинаковом расстоянии - Н друг от друга вдоль оси корпуса 1.
Инструмент для формирования канавок в цилиндрических отверстиях используется следующим образом.
После закрепления предложенного инструмента на шпинделе станка, включают его привод. В результате инструменту сообщается вращательное и одновременно продольное перемещение, при этом скорость V [мм/сек] продольного перемещения и время
- Т [сек] полного оборота предложенного инструмента вокруг своей оси выбираются в соответствии с соотношением: Т·V=Н·N, где Н и N соответственно расстояние [мм] между осями 9 сквозных диаметральных отверстий 2 и их число. Инструмент вводится в обрабатываемое отверстие, при этом шарики 3 попарно последовательно входят во взаимодействие с обрабатываемой поверхностью отверстия, а каждый шарик формирует на обрабатываемой поверхности канавку в виде винтовой линии.
Полезная модель может быть использована как для получения микрорельефа на поверхности отверстий, так и для формирования каналов ствола огнестрельного оружия.