Устройство для режуще-деформирующей обработки

 

Использование: для поверхностной обработки штоков, плунжеров гидроцилиндров, осей, пальцев и им подобных деталей, т.е. деталей типа нежестких валов и труб. Сущность изобретения: устройство состоит из обрабатывающей головки с режущей и деформирующей частями, переднего и заднего центров. Передний центр выполнен из двух частей, имеет элементы в виде пружин переменной жесткости, может передавать вращение от шпинделя станка детали при осевом перемещении частей центра друг относительно друга. Задний центр имеет направляющую втулку, возбудитель осевой осцилляции и камеру с диском, состоящую из перфорированных сердечника и эластичных пластин. Диск установлен на направляющей втулке. Направляющая втулка установлена на опорах, размещенных в корпусе заднего центра, и имеет возможность осевой осцилляции. 6 ил.

Изобретение относится к области технологии машиностроения, в частности к способам обработки деталей, совмещающих резание и пластическое деформирование, и может быть использовано при обработке штоков, плунжеров, гидроцилиндров, осей, пальцев и им подобных деталей, т.е. деталей типа нежестких валов и труб.

Известны устройства для режуще-деформирующей обработки, содержащие режущую часть с резцами и деформирующую часть с рабочими элементами в виде шариков, роликов и т.п. [1] Известно устройство для комбинированной режуще-деформируемой обработки, содержащее обрабатывающую головку, в которой с возможностью осцилляции размещены режущая часть с резцами и деформирующая часть с опорным конусом, сепаратором и деформирующими роликами, а также передний вращающийся центр, выполненный из двух частей, между которыми установлен упругий элемент, и направляющую втулку, диаметр которой составляет 1,0005. 1,0006 настроечного размера роликов, установленную с возможностью одновременной продольной осцилляции и вращения в неподвижном корпусе [2] Недостаток известных устройств состоит в том, что на поверхности детали могут наблюдаться следы дробления деформирующих роликов, возникающих вследствие упругости в осевом направлении деталей устройства и обрабатываемой детали, проявляемой в начальный и конечный моменты хода осциллирующего движения направляющей втулки с деталью и передним центром.

Задача настоящего изобретения состоит в создании устройства, в котором улучшена стабилизации радиального положения направляющей втулки и улучшено затухание дробления, возникающее вследствие осциллятивного воздействия.

Сущность изобретения заключается в устройство для режуще-деформирующей обработки, содержащем обрабатывающую головку, в которой с возможностью осцилляции размещены режущая часть с резцами и деформирующая часть с опорным конусом, сепаратором и деформирующими роликами, а также передний вращающийся центр и направляющую втулку в неподвижном корпусе, центр выполнен из двух частей, одна из которых жестко связана со шпинделем, а другая выполнена ступенчатой с возможностью перемещения вдоль продольной оси и передачи крутящего момента, при этом упругий элемент, выполненный в виде, по крайней мере, двух тарельчатых пружин, установлен между указанными частями, а направляющая втулка установлена с возможностью одновременной продольной осцилляции и вращения в неподвижном корпусе, при этом последняя снабжена, по меньшей мере, двумя кольцами, одно из которых промежуточное, а другое торцовое, выполненное с канавками и со сферическими опорными поверхностями, диаметр которых равен или меньше диаметра канавки, причем указанные кольца контактируют между собой через промежуточные элементы, выполненные в виде тел качения, в неподвижном корпусе направляющей втулки выполнены отверстие и полость, в которой установлен диск, закрепленный на направляющей втулке и выполненный в виде перфорированного в осевом направлении сердечника, на торцах которого, частично перекрывая его отверстия, закреплены перфорированные эластичные пластины, при этом полости ограничена уплотнительными элементами, размещенными в корпусе, и задняя опора направляющей втулки также размещена в корпусе.

Технический результат от использования изобретения заключается в стабилизации радиального положения направляющей втулки и уменьшении затухания дробления, возникающего впоследствии приложений осциллятивного воздействия.

На фиг.1 представлено устройство для режуще-деформирующей обработки; на фиг. 2 разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - задний вращающийся центр устройства; на фиг.5 разрез В-В на фиг.4; на фиг.6 разрез Г-Г на фиг.4.

Устройство содержит обрабатывающую головку 1 с режущей 2 и деформирующей 3 частями, которая устанавливается на суппорт токарно-винторезного станка, а неподвижная в продольном направлении часть 4 переднего вращающегося центра со ступенчатой частью 5 и неподвижный корпус 6 с направляющей втулкой 7 устанавливается, соответственно, в шпиндель и заднюю бабку станка. Часть 4 имеет шлицевое отверстие, в котором установлена ступенчатая часть 5. Шлицевое соединение обеспечивает возможность осцилляции части 5 и передачи крутящего момента на деталь 8. Между указанными частями 4 и 5 установлен упругий элемент 9, например, в виде пакета тарельчатых пружин или в виде пустотелого гофрированного цилиндра с постоянной или переменной по длине жесткостью. Направляющая втулка 7 /фиг.2/ выполнена ступенчатой, причем на ее средний диаметр и хвостовую часть установлены опоры 10 и 11, например, в виде подшипника. Наружные кольца подшипников 10 и 11 выполнены с выступами 12 и 13, а сами подшипники установлены в направляющих частей корпуса 6 и 14 с возможностью продольной осцилляции. На среднем диаметре втулки 7 установлено также промежуточное кольцо 15 с канавками 16, расположенными по окружности и соединенными между собой желобом, диаметр которого равен диаметру канавки, а глубина меньше глубины канавки. При этом глубина самой канавки должны обеспечивать возможность вращения втулки 7. Указанное кольцо 15 контактирует через промежуточные элементы 17 в виде тел качения с торцовым кольцом 18. На кольце 18 выполнены сферические опорные поверхности 19, диаметр которых равен или меньше диаметра канавки 16. Высота опорных поверхностей 19 должна обеспечивать вращение втулки 7. В части 6 неподвижного корпуса выполнена полость 20, ограниченная гидравлическими манжетами 21 и 22 с дополнительными манжетами 23 и 24. Манжеты 22 и 24 установлены в проточках проставки 25, привинчиваемой к частям 6, к которой, в свою очередь, прикрепляется часть 14 неподвижного корпуса. В полости 20 находится масло, подаваемое через штуцер 26 под давлением P_м, и диск, выполненный из сердечника 27 /фиг. 3, 4/ и эластичных пластин 28 и 29. Диск через шпонку 30 соединен с втулкой 7. В сердечнике 27 и пластинах 28 и 29 выполнены концентричные группы отверстий 31, 32 и 33, 34, попарно соосные. При этом отверстия 31, 32 и 33, 34 выполняются под углом "α" и "β" к оси симметрии диска 27, причем углы отличны, т.к. группы отверстий не должны перекрываться. Пластины 28 и 29 приварены к сердечнику 27 по периметру последнего.

Для осуществления режуще-деформирующей обработки с помощью данного устройства обрабатываемая деталь устанавливается одним концом в части 5 переднего вращающегося центра, а другим в направляющей втулке 7, при этом режущая часть 2 охватывает деталь 8, а деформирующая часть 3 направляющую втулку 7. С момента включения вращения обрабатываемой детали 8 направляющая втулка 7, а вместе с ней деталь 8 приобретает движение продольной осцилляции за счет качения элементов 17 по канавкам 16 и опорным поверхностям 19, а также наличия упругого элемента 9 между частями 4 и 5. Затем включается продольная подача головки 1, при этом возможность осцилляции придается только режущей части 2. Резцы режущей части 2 начинают обрабатывать деталь 8, при этом осевые составляющие сил резания вызывают продольные колебания обрабатываемой детали. Последние компенсируются действием упругого элемента 9, осцилляцией направляющей втулки 7.

С момента начала обработки пластическим деформированием части 3 придается возможность осцилляции в поперечном или одновременно в продольном и поперечном направлениях. В случае, если осевые составляющие сил пластического деформирования вызывают дополнительные продольные колебания детали 8, то они будут компенсироваться действием части 5 с упругим элементом 9 и диска 27 с пластинами 28 и 29. Кроме того, в силу определенных упругих характеристик элементов 9, 15, 17, 18, в процессе работы их могут иметь место колебательные процессы, имеющие вид затухающей экспоненциальной кривой, что скажется на качестве обработки, а именно волнистости детали.

Для уменьшения их влияния и снижения времени затухания колебательного процесса, вызванного упомянутыми упругими характеристиками, служит сердечник 27 с пластинами 28 и 29. При вращении втулки 7 вращение через шпонку 30 передается сердечнику 27, при этом в камере 20, где находится жидкость под давлением P_м последняя приходит во вращение и образует две упругие подушки по обе стороны от диска /сердечника 27 и пластинами 28 и 29/. При возникновении экспоненциально-затухающих колебаний втулка 7 принуждает и маховик копировать их, перемещаясь в продольном направлении. При этом жидкость камеры вынуждена перетекать из одной полости в другую. Зазор между маховиком и стенкой полости 20 таков, что основная масса жидкости вынуждена перетекать через отверстия 31, 32 и 33, 34, отжимая упругие пластины 29 и 28 соответственно. Таким образом создается тормозящее усилие продольному перемещению втулки 7, снижающее амплитуду и время затухания экспоненциальной кривой колебаний, вызванных упругими свойствами элементов 9, 15, 17, 18, что стабилизирует величины амплитуды и частоту продольной осцилляции втулки 7, формирующих заданную величину волнистости детали. После окончания обработки обрабатывающая головка отводится в исходное положение.

Формула изобретения

Устройство для режуще-деформирующей обработки, содержащее обрабатывающую головку, в которой с возможностью осцилляции размещены режущая часть с резцами и деформирующая часть с опорным конусом, сепаратором и деформирующими роликами, а также упругий в осевом направлении передний вращающийся центр и направляющую втулку в неподвижном корпусе, отличающееся тем, что в неподвижном корпусе выполнены отверстия для подвода рабочей жидкости и соосные c корпусом отверстие и полость, в которой установлен диск с эластичными пластинами на торцах, закрепленный на направляющей втулке и имеющий концентричные группы попарно соосных отверстий, при этом полость ограничена уплотнительными элементами, размещенными в корпусе, и задняя опора направляющей втулки также размещена в корпусе.

РИСУНКИ

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