ИМПУЛЬСНЫЙ ДВУХЪЯРУСНЫЙ МЕХАНИЗМ РАЗЖИМА ХОНИНГОВАЛЬНЫХ БРУСКОВ

которые подробно рассмотрены в справочном пособии «Хонингование 1; с. 38-45 и 1; с. 82-88.
Из рассмотрения рис. 19 1; с. 42, а так же Фиг. 1, где показаны двухярусный хон с двухярусным гидравлическим механизмом разжима брусков по давлению, видно, что на верхнем ярусе хона размещены колодки с чистовыми брусками, а на нижнем ярусе размещены колодки с черновыми брусками. Здесь двухярусный механизм разжима обеспечивает сжатие и поочередной разжим обоих комплектов брусков. Из таблицы Фиг. 1 следует, что бруски в обоих ярусах находятся в сжатом состоянии, когда оба золотника ЗРН (золотник разжима нижнего яруса) и ЗРВ (золотник разжима верхнего яруса) выключены. В этом случае поршень 1 занимает среднее положение.
Разжим брусков нижнего яруса при черновом хонинговании производится при включенном золотнике ЗРН и выключенном ЗРВ, поршень 1 при этом перемещается в нижнее положение.
К недостаткам данного устройства следует отнести то, что хонинговальный станок помимо Двухярусного механизма разжима должен быть оснащен специальным устройством для автоматической установки инструмента (хон) в необходимое положение по высоте, а также то обстоятельство, что нельзя производить хонингование «глухих отверстий в блоках автомобильных и тракторных двигателей, где ход такого комбинированного двухярусного хона ограничивается выступами опорных подшипников коленвала, имеющихся в вышеназванных блоках.
В авторском свидетельстве № 638454 (БюллюТень № 47 за 1978 г.) рассмотрена хонинговальная головка для предварительного и окончательного хонингования отверстий, где черновые и чистовые бруски размещены в одном ярусе, что позволяет таким инструментом осуществлять черновое и чистовое хонингование на обычном хонинговальном станке как сквозных, так и «глухих отверстий при использовании двухярусного механизма разжима.
Описанный выше двухярусный гидравлический механизм разжима брусков, представленный на Фиг. 1, обладает таким недостатком, что для исправления погрешностей, отверстий в виде эллипсности (овальность), полученных на предшествующих операциях, и для обеспечения необходимой цилиндричности в обрабатываемых отверстиях, требуется
произвести съем 4-х кратного запаса припуска от величины имеющейся погрешности - все это снижает производительность обработки.
Известно, что при использовании механизмов дозированной радиальной подачи брусков исправление пофешностей отверстий в виде эллипсности (овальность), полученных на предшествующих опе(эациях, и для обеспечения необходимой цилиндричности в обрабатываемых otвepcтйяx, требуется произвести съем 4-х кратного запаса припуска от величины имеющейся погрешности - все это снижает производительность обработки.
Известно, что при использовании механизмов дозированной радиальной подачи брусков исправление погрешностей отверстий в виде эллипсности обеспечивается без дополнительного запаса припуска, т.е. в пределах погрешности большой оси эллипса.
На Фиг. 2 показана схема исправления эллипсности отверстия механизмом дозированной радиальной подачи брусков, где съем припуска по малой оси эллипса «Ь осуществляется своеобразными «дозами в виде «серпиков толщиной «s до тех пор, пока не будет достигнут диаметр обрабатываемого отверстия, равный большой оси эллипса «а, в результате чего обеспечивается цилиндрическое (круглое) отверстие после хонингования, поскольку помимо исправления эллипсности производится одновременное исправление погрешностей в биде конусности, корсетности, бочкообразности и волнистости.
Известно так же то обстоятельство, что введение нового технологического лроцесса под названием «плосковершинное хонингованйе, позволяет увеличить межремонтный лробег двигателей внутреннего сгорания в 2,5-3 раза, например, в автомобильных двигателях, где отверстия в блоках цилиндров обработаны методом «плосковершинного хонингования, межремонтный их пробег достигает величины 500 тыс. км, при этом снижается расход масла и улучшается экология (меньше присутствие вредных примесей в выхлопных газах).
Сущность «плосковершинного хонингования заключается в том, что предварительное (черновое) хонингОвание осуществляется крупнозернистыми алмазными брусками (зернистость не менее 315/250), которое лроизводит съем основного припуска, исправляет погрешности и формирует необходимую геометрическую и размерную точность, оставляя при этом на обработанных поверхностях отверстий глубокие риски (следы крупных зерен). Затем производится зачистка острых гребешков на полученной поверхности, осуществляемая
окончательным (чистовым) хонингованием с использованием мелкозернистых алмазных брусков (зернистость 14/10 или 10/7), в результате чего профиль обработанной поверхности принимает вид, показанный на Фиг. 3.
Здесь Видно, что на обработанной поверхности OTcytcTByraT острые гребешки, а сама поверхность представляет собой чередующиеся площадки с углублениями, в которых удерживается смазка, забрасываемая шатунами при работающем двигателе при ходе вверх поршня, а в момент вспышки горючей смеси при рабочем ходе поршня вниз, масло размещенное в бороздочках не успевает воспламениться и не выгорает, обеспечивая при этом хорошую смазку трущихся поверхностей (поршня с поршневыми кольцами и поверхность отверстия цилиндра), экономя при этом расход масла и улучшая экологию выхлопных газов.
На основании вышеизложенного использование на производстве метода двухярусного хонингования позволит увеличить производительность обработки и обеспечить плосковершинное хонингование, способствующее увеличению межремонтного пробега двигателей, а использование в данном методе предлагаемого нами импульсного двухярусного механизма разжима хонинговальных брусков, показанного на Фиг. 4 и Фиг. 5 позволит помимо увеличения производительности обеспечить повышение геометрической и размерной точности в обрабатываемых отверстиях до 4 мкм.
Целью полезной модели импульсного дву русного механизма разжима хонинговальных брусков является обеспечение методом дв усного хонингования получения высокоточных отверстий с плосковершинным профилем у обработанных поверхностей, позволяющей увеличить производительность обработки, а так же увеличить межремонтный пробег двигателей внутреннего сгорания.
В качестве прототипа мы принимаем дву русный гидравлический механизм разжима брусков по давлению, показанный на рис. 19 1; с. 42 и Фиг. 1, в котором вместо механизма разжима черновых (крупнозернистых) брусков по давлению мы в нашем устройстве встроили импульсный механизм разжима, измененная и усовершенствованная конструкция которого представлена на Фиг. 4 и Фиг. 5.
корпус 1, на верхнем торце которого размещены гидропанель 2, жестко закрепленная четырьмя винтами 3, и фланец 4 жестко прикрепленный винтами 5, внутри которого установлена на верхних опорах качения б и нижних оПорах качения 7, размещенных во фланце 8, храповую втуЛку с шестерней 9 «а храповиком 9 «б, связанную подвижно посредством шпонки 10 с резьбовой втулкой 11, верхний буртик которой жестко прикреплен к фланцу 12 посредством винтов 13 и шайбы 14, в свою очередь фланец 12 прикреплен подвижно к штоку поршня 15 посредством двух упорных подшипников качения 16, шайбы 17 и гайки 18, при этом  торцом штока и верхним упорным подшипником качения жестко закреплен лепесток 19, воздействующий на бесконтактный выключатель БВК1, установленный на кронштейне 20, далее поршень 15 размещен подвижно в «чистовом гидроцилиндре 21, жестко прикрепленному к стакану 22 посредством фланца 23 и винтов 24, который жестко закреплен на верхнем торце фланца 4 винтами 5, при этом на верхнем торце «чистового гидроцилиндра 21 закреплен винтами 25 фланец 26, далее, в специальном отверстии гидропанели 2 вертикально размещён вал-шестерня 27, установленный подвижно на двух подшипниках качения 28, который жестко связан Посредством шпонки 29 с зубчатым колесом 30, кинематически связанным с зубчатым венцом храповой втулки 9, при этом зубчатое колесо 30 удерживается от осевого перемещения распорной втулкой 31, крышкой 32 и винтами 33, а сверху пробкой 34, в свою очередь храповая втулка 9 удерживается от осевого перемещения вниз фланцем 8, жестко прикрепленному винтами 35 к ко|эпусу 1, внутри которой установлен подвижно винтовой толкатель 36, удерживаемый от проворота штифтом 37, размещенным В продольных пазах фланца 8, и жестко закрепленным в теле винтового толкателя 36, который посредством Т-образного паза связан с хвостовиком 38 разжимного конуса 39, связанного с «черновыми 40 и «чистовыми 41 конусными планками с закрепленными на них соответствующими алмазными брусками, размещенными в корпусе хона 42, кроме этого в продольных отверстиях гидропанели 2 размещены шток-рейка 43, кинематически связанная с вал-шестерней 27, и шток-поршень 44, жестко прикрепленные гайками 45 к планке 46, воздействующей на бесконтактные выключатели БВК2 и БВКЗ, установленные в кронштейнах 47 и 48, при этом полный ход шток-поршня 44 ограничивается сверху фланцем 49, прикрепленному винтами 50 и снизу фланцем 51 с уплотнительным кольцом 52 прикрепленным
винтами 53 к корпусу гидропанёли 2, далее, в продольных отверстиях стенок корпуса 1 установлен и жестко закреплен винтами 54 «черновой гидроцилиндр 55 импульсного разжима брусков, внутри которого на оси 57 установлена подвижно собачка 58, кинематически связанная с храповиком втулки 9, прижимаемая пружинкой 59, сидящей на оси 60, при этом ля удержания плунжера 56 от разворота в нем установлен штифт 61, размещенный во втором продольном пазе плунжера 56, здесь верхнее отверстие «чернового гидроцилиндра 55 закрыто фланцем 62 с помощью винтов 63. Контроль исходного положения собачки 58 осуществляется бесконтактным выключателем БВК, от воздействия хвостовика плунжера 56, который установлен на кронштейне 64. После сборки всех узлов данного механизма все полости заполняются консистентной сМазкой ЦИАТИМ-201 и закрываются крышками 65 с помощью винтов 66. Для удержания масла из гидроцИЛиндра 21 установлен манжет 67, а для удержания смазки ЦИАТИМ-201 установлен сальник 68. В собранном виде вышеназванный механизм устанавливается на верхнем торце шпиндельной бабки 69 хонинговального станка.
Работа импульсного дву русного механизма разжима хонинговальных брусков осуществляется следующим образом.
При нажатии на кнопку «Цикл пуска включается ход вниз шпиндельной бабки и вводится хон 42 со сжатыми конусными планками 40 (черновые бруски) и 41 (чистовые бруски) в o6pa6atbiBaeMue отверстие изделия, которое происходит при включенном бесконтактном выключателе БВКЗ (планка 46 находится в нижнем положении) - собачка 58 находится в расцепленном положении от храповика 9 «б, выполненного на храповой втулке 9.
В момент переключения хода вниз на ход шпиндельной бабки вверх вместе с хоном 42 - производится включение гидрораспределителя Р1 (на схемах не показан), который подает масло под давлением от гидросистемы разжима брусков в отверстие «Б гидропанели 2, в результате чего происходит перемещение вВерх штока-поршня 44 вместе со штокомрейкой 43, жестко связанных между собой планкой 46, в результате чего производится враторой происходит осевое перемещение вниз винтового толкателя 36, удерживаемого от проворота штифтом 37, жестко связанного посредством Т-образного паза с хвостовиком 38 разжимного конуса 39, который разжимает конусные планки 40 с крупнозернистыми (черновыми) брусками до тех пор, пока последние не упрутся в стенки обрабатываемого отверстия изделия, в результате чего давление в гидросистеме разжима брусков поднимается, заставляя сработать реле давления РД (на схеме не показано), которое включает систему импульсного разжима хонинговальных брусков, подключая параллельно отверстие «С с верхней полостью силового гидроцилиндра и отверстие «Д с нижней полостью силового гидроцилиндра, осуществляющего рабочие возвратно-поступательные хода шпиндельной бабки хонинговального станка.
В момент достижения шпиндельной бабкой хонинговального станка нижнего положения происходит переключение с хода вниз на ход вверх, в результате чего из гидросистемы возвратно-поступательного движения станка масЛо под давлением подается в нижнюю полость силового гидроцилиндра станка с одновременной подачей масла в отверстие «Д, которое перемещая плунжер 56 вверх, вводит в зацепление собачку 58 с храповиком 9 «б, поворачивая его на 1-2 зуба, производя вращательное движение против часовой стрелки храповой втулки 9 вместе с резьбовой втулкой 11, осуществляя осевое перемещение вниз винтового толкателя 36 и связанного с ним разжимного конуса 39, который лрижимает конусные планки 40 с крупнозернистыми (черновыми) брусками с рабочим давлением к стенкам обрабатываемого отверстия изделия, создавая при этом «натяг между стенками обрабатываемого отверстия и «черновыми конусными планками 40 через разжимной конус 39. При ходе шпиндельной бабки вместе с хоном 42 вверх съем припуска в обрабатываемом отверстии производится за счет вышеназванного «натяга и после достижения шпиндельной бабки вместе с хоном 42 верхнего положения производится автоматически переключение на ход вниз, при этом масло под давлением подаётся в отверстие «С (нижняя полость гидроцилиндра 55 через отверстие «Д соединяется с гидробаком), перемещая плунжер 56 в нижнее положение, в результате чего собачка 58 выводится из зацепления с храповиком 9 «б. В процессе хода вниз шпиндельной бабки вместе с хоном 42 съем припуска в обрабатываемом отверстии производится по-прежнему за счет «натяга.
В момент достижения шпиндельной бабкой вместе с хоном 42 нижнего положения производится автоматически (рабочими кулачками или программно) переключение на ход ВЁерх, при этом масло под давлением снова подается в отверстие «Д, перемещая вверх плунжер 56, в результате чего собачка 58 зацепляется с храповиком 9 «б и снова поворачивает его на 1-2 зуба - производя вращательное движение против часовой стрелки храповой втулки 9 вместе с резьбовой втулкой 11, осуществляя осевое перемещение вниз винтового толкателя 36 и связанного с ним разжимного конуса 39, который прижимает конусные планки 40 с крупнозернистыми (черновыми) брусками к стенкам обрабатываемого отверстия изделия, создавая снова необходимый «натяп в системе «стенки отверстия - бруски с конусными планками 40 - разжимной конус 39. Таким образом в вышеописанной последовательности производится пр(эцесс чернового хонингования обрабатываемого отверстия в изделии с использованием импульсного механизма разжима хонинговальных брусков, который осуществляет съем основного припуска и исправление погрешностей (овальность, конусность, бочкообразность, корсетность), полученных на предшествующих операциях, до тех пор, пока не будет достигнут требуемый размер в обрабатываемом отверстии, контролируемый системой автоконтроля (например, падающей пробкой-калибром или пневмокалибром).
После срабатывания автоконтроля (требуемый размер в обрабатываемом отверстии достигнут) при ходе вниз шпиндельной бабки вместе с хоном 42 производится подача масла под давлением в отверстие «С, которое перемещает вниз плунжер 56, выводя из зацепления собачку 58 с храповиком 9 «б, при этом хвостовик плунжера 56, воздействуя на бесконтактный выключатель БВК4, включает гидрораспределитель Р2 (на схемах не показан), который отсекает подачу масла под давлением в отверстия «С и «Д гидроцилиндра 55. Одновременно бесконтактный выключатель БВК4 включает гидрораспределитель РЗ (на схемах не показан), который из гидросистемы  брусков производит подачу масла в отверстие «Н «чистового гидроцилиндра 21 (отверстие «М соединяется с гидробаком), осуществляя перемещение поршня 15 вверх вместе с фланцем 12, шайбой 14, резьбовой втулкой 11 и винтовым толкателем 36, жестко связанным с разжимным конусом 39, который производит разжим «чистовых конусных планок 41 с закрепленными на них мелкозерниШ {од9
стыми брусками, осуществляя процесс «чистового хонингования обрабатываемой поверхности отверстия изделия, формируя таким образом «плосковершинную поверхность, показанную на Фиг. 3. После срабатывания реле времени РВ1 (на схемах не показано), которое определяет длительность процесса «чистового хонингобания (обычно 6-8 сек), переключается гидрораспределитель РЗ (на схемах не показан), который из гидросистемы разжима брусков производит подачу масла под давлением в отверстие «М (отверстие «Н соединяется гидробаком), осуществляя перемещение поршня 15 вниз с фланцем 12, шайбой 14, резьбовой втулкой 11 и винтовым толкателем 36, жестко связанным с разжимным конусом 39, который производит сжатие «чистовых брусков.
При перемещении поршня 15 вниз лепесток 19 воздействует на бесконтактный выключатель БВК1, который выключает гидрораспределитель Р1 (на схемах не показан), в результате чего Масло под давлением из гидросистемы разжима брусков подается а отверстие «А гидропанели 2, под действием которого происходит перемещение вниз штока-поршня 44 вместе со штоком-рейкой 43, жестко связанных между собой планкой 46, в результате чего производится вращение вала-шестерни 27 против часовой стрелки вместе с колесом 30, которое производит вращение шестерни 9 «а по часовой стрелке вместе с храповой втулкой 9, связанной посредством шпонки 10 с резьбовой втулкой 11, осуществляя при этом осевое перемещение вверх винтового толкателя 36 вместе с разжимным конусом 39 до тех пор, пока планка 46 не достигнет нижнего исходного положения, где включится бесконтактный выключатель БВК4, который дает команду на вывод шпиндельной бабки со сжатыми брусками в хоне 42 в верхнее исходное положение, где происходит останов станка.
На этом процесс «чернового и «чистового хонингования обрабатываемого отверстия изделия с использованием предлагаемого нами импульсного двухярусного механизма разжима хонинговальных брусков заканчивается.
Для обработки следующего отверстия в изделии необходимо снова нажать кнопку «Цикл пуск, после чего весь процесс «чернового и «чистового хонингования повторится в вышеописанной последовательности.
планка 46 не достигнет торца бесконтактного выключателя БВК2, который даст команду на сжатие «черновых крупнозернистых брусков. Данная система является блокировкой, контролирующей максимальный износ брусков.
После установки новых «черновых крупнозернистых брусков процесс хонингования будет производится в вышеописанной последовательности.
Достоинством полезной модели импульсного дву русного механизма разжима хонинговальных брусков является обеспечение получения высокоточных отверстий с плосковершинным профилем у обработанных поверхностей, способствующей повышению производительности обработки, увеличению в 2-3 раза межремонтного пробега и экономии масла, а также улучшению экологии при эксплуатации автомобильных двигателей.
10
1.Куликов С.И., Романчук В.А. и др. Хонингование. - М.: Машиностроение, 1973 г.
2.Куликов С.И. Вопросы расчета и конструирования оснастки, обеспечивающий повышение точности при хонинговании. - Уфа, Уфимский авиационный институт, 1973г.
3.Авторское свидетельство № 638454 - Бюллютень № 47 за 1978 г.
Руководитель патентного подразделения
Авторы:
ЛИТЕРАТУРА
- Н.Б.Иванова
,х В.А.Романчук В.Н.Жаринов