КОМБИНИРОВАННЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ РЕЗАНИЯ И ПОВЕРХНОСТНОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ

Предлагаемое техническое решение - полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к комбинированной обработке металлов резанием и давлением и предназначено для обработки отверстий растачиванием и поверхностным пластическим деформированием и может быть использовано при изготовлении различных деталей на станках с числовым программным управлением, например, гильз и цилиндров двигателей внутреннего сгорания и компрессоров.
Известен способ обработки гильз цилиндров [1], включающий растачивание и выглаживание отверстия разными инструментами за один установ детали.
Недостатком данного способа является низкая производительность по сравнению с комбинированным способом.
Авторам известен комбинированный способ обработки отверстий [2], включающий растачивание и поверхностное пластическое деформирование отверстий одним инструментом.
Недостатком данного способа являются невозможность обработки глухих отверстий, сложность подбора режима обработки для одновременного резания и деформирования.
Известен инструмент для поверхностного пластического выглаживания шариком с гидростатической подушкой, по [3, прототип]. Инструмент содержит корпус с каналом для подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) под давлением, установленную в корпусе оправку-поршень с деформирующим элементом.
Недостатком данной конструкции является следующее: ограниченные технологические возможности, т.к. для обработки отверстий не возможно совмещение операций растачивания и поверхностного пластического деформирования; существующий в конструкции дроссельный канал приводит к
потере смазочно-охлаждающей жидкости в гидравлической системе, а также к потере ее физических свойств в результате перемешивания с внешней средой; в описываемой конструкции инструмента заявлено давление в системе смазочно-охлаждающей жидкости станка 6 МПа, что является невозможным, т.к. токарный станок не имеет такую систему; размещение деформирующего шара в сферической выемке из антифрикционного материала не является оптимальным, т.к. приводит к износу шара с одной стороны - рабочей.
Предлагаемое техническое решение направлено на расширение технологических возможностей инструмента с гидростатической системой создания усилия деформирования, повышение его универсальности.
Указанный результат достигается за счет совмещения в одном инструменте двух различных методов обработки - растачивания и поверхностного. пластического деформирования металла.
Первый этап - процесс растачивания, а затем, без изменения направления вращения шпинделя на обратном проходе, осуществляется раскатывание обрабатываемой поверхности, так же этот процесс возможен одновременно. Тем самым, за счет сокращения вспомогательного времени на операцию, повышается производительность обработки.
Деформирующий элемент, в виде шара, вращается в жидкости, что ведет к эффективной смазке в зоне деформирования, нормальной работе инструмента, к равномерному износу и большему сроку службы шара, по сравнению с прототипом.
Усилие деформирования можно изменять, не меняя шар, путем изменения давления в системе.
Проблема потери смазочно-охлаждающей жидкости решается тем, что система СОЖ является замкнутой. Это приводит к постоянству давления по всей системе и минимальным потерям СОЖ через зазоры между деформирующим элементом и оправкой, в которой он размещен.
Для препятствия попадания стружки, существующей после растачивания, в зону поверхностной пластической деформации в конструкции предусмотрен отсасывающий канал.
Преимущество предлагаемой конструкции заключается в возможности обработки, как глухих, так и сквозных отверстий.
К достоинству можно отнести и то, что жидкость, обеспечивающая усилие деформирования, может содержать поверхностно-активные вещества, влияющие на процесс деформации и, как следствие, на износ шара, и получение высокого качества обрабатываемой поверхности.
Техническое решение иллюстрируется графически фиг.1, на которой изображен общий вид инструмента - на фиг.2, вид А - на фиг.1. Инструмент содержит корпус 1, устанавливаемый в суппорте токарного станка, оправку 2, размещенную в корпусе, деформирующий элемент 3, режущий элемент 4. В корпусе предусмотрены каналы для подвода 5 и отвода 6 СОЖ, поступающей под давлением от отдельной от станка гидростанции, а также отсасывающий канал 7 для отвода стружки из зоны деформирования.
Работа инструмента осуществляется следующим образом. Обрабатываемую деталь 8 закрепляют в шпинделе станка, а инструмент в суппорте. Первоначально настраивают на размер режущую часть 4, затем деформирующий элемент 3, находящийся под давлением, приводят в соприкосновение с обрабатываемой поверхностью, обеспечивая минимальный зазор между шаром 3 и державкой 2 с учетом допуска на размер операции растачивания. За счет этого зазора обеспечивается прижатие шара к обрабатываемой поверхности с постоянным усилием, что обеспечивает высокое качество обрабатываемой поверхности.
Данный способ успешно реализован в лаборатории каф. МРСиИ Бийского технологического института при обработке цилиндров мотопильного производства.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Патент РФ №2162397
2. Зайцев Б.Г. Справочник молодого токаря. Для проф.-техн. учебы. заведений. Изд. 2-е, испр. и доп. М., «Высш. школа», 1977. - С 160.
3. Патент РФ №2087292, прототип