Устройство для восстановления отверстий

 

Использование: изобретение относится к восстановлению деталей поверхностно-пластической деформацией, а именно к устройствам для восстановления калибрующей накаткой изношенных отверстий до номинального размера. Сущность изобретения: в устройстве, содержащем корпус с направляющей втулкой, сборную оправку с установленными в ее пазах раскатными роликами, оправка снабжена штифтами для регулирования положения роликов, в направляющей втулке корпуса с возможностью вертикального перемещения установлен подпружиненный центрирующий палец. Оси роликов закреплены в пазах оправки, оси симметрии пазов расположены по касательной к траектории центров роликов. Заходная часть ролика выполнена конической, а калибрующая - цилиндрической, между ними выполнен винтовой деформирующий выступ. Устройство может быть использовано при восстановлении накаткой отверстий в бобышках поршней под поршневой палец. 6 ил.

Изобретение относится к восстановлению деталей давления и может быть использовано на ремонтных предприятиях для накатки изношенных отверстий под поршневой палец в поршнях при их восстановлении до номинального размера.

Известно устройство для восстановления размеров внутренних поверхностей, которое представляет собой пружинную державку, снабженную сменными высаживающей и сглаживающей пластинами. Давление на обрабатываемую поверхность передается через рычаг при помощи пружины, установленной на неподвижной основе [1] Наиболее близким к изобретению является устройство для восстановления шлицевых поверхностей, содержащее сепаратор с профильными роликами, охватывающей его корпус. Устройство снабжено закрепленной в сепараторе цилиндрической сборной оправкой с глухим осевым отверстием, в котором установлены с возможностью взаимодействия плавающий ролик и раскатные ролики с кольцевыми канавками и пружинными кольцами, при этом корпус сепаратора установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения и снабжен крышками, одна из которых связана с торцом сепаратора, а другая набором шариков и с его помощью связана с поверхностью сепаратора [2] Недостатком этого изобретения является отсутствие радиальных регулировок раскрытых роликов, установленных в пазах оправки и обеспечивающих перераспределение компенсирующего износ металла с нерабочего внутреннего отверстия восстанавливаемой детали на наружную изношенную поверхность.

Отсутствие радиальных регулировок у раскатных роликов делает невозможных размеров восстановление отверстия, дальнейшую эксплуатацию устройства при износе рабочей цилиндрической поверхности раскатника, а также при восстановлении деталей, имеющих отверстия со значительным колебанием поля допуска на диаметр. При такой конструкции устройства диаметр внутреннего отверстия у восстанавливаемой детали может только увеличиваться, толщина стенок при этом уменьшается, что резко уменьшает запас ее прочности.

Кроме того, с помощью известного устройства невозможно восстановить отверстия в деталях типа поршней до номинального размера.

Известное устройство предполагает использовать в качестве привода токарно-винторезный станок, что из-за его сложности и высокой стоимости ограничивает функциональные возможности устройства.

Технической задачей изобретения является обеспечение уменьшения диаметра изношенного отверстия до номинального размера при его восстановлении накаткой.

Задача достигается тем, что в устройстве, содержащем корпус с направляющей втулкой, сборную оправку с установленными в ее пазах раскатными роликами, оправка снабжена штифтами для регулирования положения роликов, в направляющей втулке корпуса с возможностью вертикального перемещения установлен подпружиненный центрирующий палец, оси роликов закреплены в пазах оправки, оси симметрии пазов расположены по касательной к траектории центров роликов, при этом заходная часть ролика выполнена конической, а калибрующая цилиндрической, а между ними выполнен винтовой деформирующий выступ.

Посредством устройства можно восстанавливать отверстия под поршневой палец в поршнях, изготовленных из алюминиевых сплавов.

Оригинальность описываемого технического решения заключается в изменении конструкции раскатного ролика, имеющего заходную коническую и калибровочную цилиндрическую части, а также расположенный между ними деформирующий выступ, обеспечивающий выдавливание металла с изношенной поверхности путем образования винтовой канавки на поверхность восстанавливаемого отверстия с последующим выглаживанием вершин выступов до номинального диаметра.

Кроме того, для обеспечения центрации обрабатываемой детали, например поршня двигателя, устройство снабжено зажимным приспособлением, имеющим подпружиненный в направлении перемещения инструмента центрирующий палец, торец которого постоянно взаимодействует с торцом раскатного инструмента.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 деформирующий раскатной инструмент, вид по стреле А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 узел 1 на фиг. 3, иллюстрирующий последовательность вытеснения металла на восстанавливаемой поверхности отверстия; на фиг. 5 приспособление для настройки роликов в размер; на фиг. 6 разрез В-В на фиг. 5.

Устройство для восстановления отверстий содержит подвижную сборную оправку 1 с установленными в ней тремя раскатными роликами 2. Оправка хвостовиком 3 закрепляется в патроне 4 станка, обеспечивающего возвратно-поступательное и вращательное движения инструмента. Устройство также снабжено подпружиненным пружиной 5 и установленным в направляющей втулке 6 корпуса 7 центрирующим пальцем 8, взаимодействующим с торцом 9 оправки.

Корпус 7 посредством болтов 10 крепится к столу 11 сверлильного или фрезерного станка. Для зажима восстанавливаемого поршня 12 используются прижимные губки 13 и 14, усилие зажима обеспечивается поворотом эксцентриковых рычагов 15.

На фиг. 2 и 3 показано крепление расположенных в пазах 16 оправки 1 трех раскатных роликов 2 на осях 17, которые в свою очередь неподвижно закреплены посредством штифтов 18 в пазах 19, оси симметрии 20 которых расположены по касательным линиям к траектории вращения 21 центров 22 роликов 2, что обеспечивает при регулировке их незначительное перемещение, достаточное для компенсации износа рабочих поверхностей роликов 2, а также для компенсации разброса значений максимальных и минимальных износов восстанавливаемых отверстий в поршнях.

Продольный профиль раскатного ролика 2 имеет заходную коническую часть 23, служащую для предварительной ориентации деформирующего инструмента при заходе в отверстие 24, винтообразный выступ 25, обеспечивающий выдавливание металла с восстанавливаемой поверхности в объеме, достаточном для компенсации износа отверстия и создания припуска для последующей механической обработки, а также калибрующую цилиндрическую часть 26, служащую для последующего выглаживания выступов 27 (фиг. 4).

Настройка устройства в рабочий размер осуществляется регулировочными штифтами 18 через окна 28 таким образом, чтобы зазор между калибрующей цилиндрической частью 26 раскатных роликов 2 и внутренней цилиндрической поверхностью 29 оправки 30 был равен нулю.

Оправка 30 базируется на цилиндрическом хвостовике 3 оправки 1.

Устройство работает следующим образом.

Восстанавливаемый поршень 12 устанавливается на корпусе 7 зажимного приспособления таким образом, чтобы центрирующий цилиндрический палец 8 вошел в отверстие 24 поршня 12, затем неподвижно закрепляется пружинными губками 13 и 14 посредством эксцентриковых рычагов 15. Оправка 1, закрепленная хвостовиком 3 в патроне 4 сверлильного или фрезерного станка, начинает вращаться и перемещаться в режимах нарезания резьбы до соприкосновения с торцом 9 центрирующего пальца 8, постепенно вытесняя его из поршневого отверстия 24. Одновременно происходит выдавливание излишков металла выступами 25 роликов 2, на изношенной поверхности отверстия образуются винтообразные выступы 27, которые затем сглаживаются калибрующими поясками 26. Устройство обеспечивает уменьшение диаметра изношенного отверстия на величину 2t, равную сумме износа и припуска на последующую механическую обработку отверстия. После прохождения оправки 1 обоих восстанавливаемых отверстий 24 в поршне 12 станок выключается, высвобождается из патрона 4 хвостовик устройства 3 и перемещается патрон 4 в крайнее верхнее положение, рычагами 15 ослабляются прижимные губки 13, 14, восстановленный поршень 12 вместе с оправкой высвобождается из зажимного приспособления, затем оправка выводится из отверстия 24 и закрепляется в патроне 4 для восстановления отверстий в бобышках следующего поршня. Возврат деформирующего инструмента в исходное верхнее положение обратным перемещением устройства приведет к смятию и искажению уже восстановленной поверхности.

Устройство позволяет восстанавливать изношенные отверстия диаметром не менее 20 мм.

Таким образом использование изобретения позволяет обеспечить уменьшение диаметра восстанавливаемого изношенного отверстия на величину, достаточную для устранения износа и создания припуска на последующую обработку за счет применения в качестве инструмента роликов, имеющих винтообразный выступ и калибрующую часть; высокую универсальность за счет введения дополнительных регулировок, обеспечивающих компенсацию радиальных зазоров между деформирующим инструментом и поверхностью восстанавливаемого отверстия; увеличить производительности за счет применения подпружиненного в направлении перемещения инструмента центрирующего пальца, обеспечивающего соосность и, следовательно, восстановления обоих отверстий в поршне за один проход; расширить области применения за счет имеющейся возможности восстановления отверстий различных диаметров сменным инструментом; обеспечить точные размеры восстанавливаемых отверстий за счет возможности дополнительных регулировок устройства.

Реализация описанного устройства не требует больших материальных и энергозатрат по сравнению с традиционными способами восстановления отверстия электро-механической высадкой или наплавкой из-за простоты конструкции и доступности устройства.

Формула изобретения

Устройство для восстановления отверстий, содержащее корпус с направляющей втулкой, сборную оправку с установленными в ее пазах раскатными роликами, отличающееся тем, что оправка снабжена штифтами для регулирования положения роликов, в направляющей втулке корпуса с возможностью вертикального перемещения установлен подпружиненный центрирующий палец, оси роликов закреплены в пазах оправки, оси симметрии пазов расположены по касательной к траектории центров роликов, при этом заходная часть ролика выполнена конической, а калибрующая цилиндрической, а между ними выполнен винтовой деформирующий выступ.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6