RU2405667C1 - Combined tool for bore machining - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to metal machining, namely to combined tools intended for boring and expanding holes in cylindrical parts. Combined tool comprises boring and expanding heads arranged aligned. Boring head comprises case with grooves arranged on its outer surface and cutting tool. Expanding head comprises case, cone, separator with a set of rolls and cover. Aforesaid heads are relatively centered by means of interference fit and centering keys. Boring head case grooves receive three guides. Cutting element represents a cutting insert with micro drill bit arranged in the case. Expanding head comprises plate spring to adjust interference fit and distribute uniformly roll force applied to machined surface.

EFFECT: higher precision and quality, ruling out of vibration.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для растачивания и раскатывания глубоких отверстий в цилиндрических деталях типа длинномерных валов и роликов.The invention relates to the field of metal cutting and can be used for boring and rolling deep holes in cylindrical parts such as long shafts and rollers.

Известен комбинированный инструмент с плавающим режущим элементом для обработки труб, работающий на прямом и обратном ходу: во время прямого хода производится растачивание, а на обратном ходу - раскатывание (Журнал по металлообработке «Стружка», сентябрь 2005 г. № 3(10), стр.34).Known combined tool with a floating cutting element for pipe processing, working on the forward and reverse: during the forward stroke is boring, and on the reverse stroke - rolling (Journal of metalworking "Chip", September 2005, No. 3 (10), p .34).

Недостатком известного комбинированного инструмента является низкая стойкость направляющих, неконтролируемое скалывание шпонок, сложность изготовления. Комбинированный инструмент не убирает погрешность формы, а повторяет полигональную форму отверстия.A disadvantage of the known combined tool is the low resistance of the guides, uncontrolled cleaving of the keys, the complexity of manufacturing. The combined tool does not remove the shape error, but repeats the polygonal shape of the hole.

Известен комбинированный инструмент для чистовой обработки абразивом и поверхностным пластическим деформированием внутренних поверхностей отверстий деталей машин, в котором шлифовальный круг закреплен на оправке и состоит из алмазно-абразивных брусков, а соосно с ним установлен цилиндрический корпус с деформирующими элементами (Патент РФ 2239545, МПК B24D 17/00, В24 В39/00, опубл. 2004.11.10).Known is a combined tool for finishing with abrasive and surface plastic deformation of the inner surfaces of the openings of machine parts, in which the grinding wheel is mounted on a mandrel and consists of diamond-abrasive bars, and a cylindrical body with deforming elements is installed coaxially with it (Patent RF 2239545, IPC B24D 17 / 00, B24 B39 / 00, publ. 2004.11.10).

Недостатком известного комбинированного инструмента является образование прижогов на обрабатываемой поверхности, а также быстрый износ шариков деформирующей части, и нет возможности настройки на размер и регулировки усилия на обрабатываемую поверхность.A disadvantage of the known combined tool is the formation of burns on the work surface, as well as the rapid wear of the balls of the deforming part, and there is no possibility of adjusting to the size and adjusting the force on the work surface.

Известен комбинированный инструмент для чистовой обработки абразивом и поверхностным пластическим деформированием внутренних поверхностей отверстий деталей машин, состоящим из шлифовального круга с алмазно-абразивными брусками и деформирующей части с набором роликов (Патент РФ 2239546, МПК B24D 17/00, В24В 39/02, опубл. 2004.11.10).Known combined tool for finishing with abrasive and surface plastic deformation of the inner surfaces of the holes of machine parts, consisting of a grinding wheel with diamond abrasive bars and a deforming part with a set of rollers (RF Patent 2239546, IPC B24D 17/00, V24V 39/02, publ. 2004.11.10).

Недостатком известного комбинированного инструмента является образование прижогов на обрабатываемой поверхности, не предусмотрена возможность восстановления изношенного наружного диаметра раскатной части.A disadvantage of the known combined tool is the formation of burns on the treated surface, it is not possible to restore the worn out outer diameter of the rolling part.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению, по мнению авторов, является комбинированный инструмент фирмы ECOROLL AG (Журнал по металлообработке «Стружка», сентябрь 2005 г. № 3(10), стр.33-36), предназначенный для растачивания и раскатывания отверстий, для устранения ошибок геометрической формы (например, волнистость), которые появляются при изготовлении труб и гидроцилиндров. Комбинированный инструмент состоит из двух рабочих частей: расточной и раскатной, расположенных на одной оси. Расточная часть имеет плавающие расточные ножи с двусторонними режущими пластинами и направляющие. Раскатная часть содержит корпус, конус, сепаратор с набором роликов, крышку. Инструмент имеет устройство RETRAC, осуществляющее втягивание расточных ножей при выводе инструмента из отверстия. Расточная и раскатная части работают одновременно на прямом ходу.The closest in technical essence to the claimed invention, according to the authors, is a combined tool company ECOROLL AG (Magazine for metalworking "Shavings", September 2005 No. 3 (10), pp. 33-36), designed for boring and rolling holes , to eliminate geometric errors (for example, waviness) that appear in the manufacture of pipes and hydraulic cylinders. The combined tool consists of two working parts: boring and rolling, located on the same axis. The boring part has floating boring knives with double-sided cutting plates and guides. The rolling part comprises a housing, a cone, a separator with a set of rollers, a cover. The tool has a RETRAC device that retracts the boring knives when removing the tool from the hole. Boring and rolling parts work simultaneously in direct motion.

Недостатком прототипа является то, что при обработке плавающими расточными ножами с двусторонними режущими пластинами центрирование осуществляется усилиями резания. Вследствие чего инструмент не исправляет погрешности формы и погрешности, накопленные при предварительной обработке отверстия, а повторяет полигональную форму отверстия. Конструкция раскатной части не позволяет осуществлять контролируемый натяг роликов и настраивать инструмент для работы на чертежный размер.The disadvantage of the prototype is that when processing floating boring knives with double-sided cutting inserts, centering is carried out by cutting forces. As a result, the tool does not correct the shape errors and errors accumulated during preliminary processing of the hole, but repeats the polygonal shape of the hole. The design of the rolling part does not allow for controlled interference of the rollers and to adjust the tool to work on the drawing size.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, является устранение ошибок геометрической формы, таких как отклонение от круглости, цилиндрических деталей типа длинномерных валов и роликов за счет достижения точного центрирования расточной головки на всей длине обрабатываемого изделия и улучшения класса шероховатости поверхности за счет раскатки накатными роликами.The problem to which this invention is directed is to eliminate geometric errors, such as deviations from roundness, of cylindrical parts such as long shafts and rollers by achieving accurate centering of the boring head along the entire length of the workpiece and improving the surface roughness class by rolling with rolling rollers .

Поставленная задача решается тем, что в комбинированном инструменте, состоящем из двух соосно расположенных сборных частей: расточной и раскатной, центрирование относительно друг друга осуществляется через посадку с натягом и две центрирующие шпонки. Точность позиционирования осуществляется за счет трех направляющих, расположенных в пазах расточной части, имеющей резцовую вставку с микробором, которая исправляет параметр отклонение от круглости, а высокое качество обрабатываемой поверхности отверстия (параметр шероховатости Ra) достигается за счет раскатной части с плавающими раскатными роликами и установленной тарельчатой пружиной, которая обеспечивает равномерное усилие роликов на обрабатываемое отверстие и позволяет избежать их заклинивания и преждевременного износа. Расточная и раскатная части работают одновременно на прямом ходу.The problem is solved in that in a combined tool consisting of two coaxially arranged prefabricated parts: boring and rolling, centering relative to each other is carried out through an interference fit and two centering keys. The positioning accuracy is ensured by three guides located in the grooves of the boring part, which has a cutting insert with a microboron, which corrects the deviation from roundness parameter, and the high quality of the machined hole surface (roughness parameter Ra) is achieved by the rolling part with floating rolled rollers and mounted disk spring, which ensures uniform force of the rollers on the machined hole and avoids their jamming and premature wear. Boring and rolling parts work simultaneously in direct motion.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1, фиг.2, фиг.3 показан комбинированный инструмент, состоящий из расточной и раскатной части для растачивания и раскатывания глубоких отверстий в цилиндрических деталях при работе одновременно на прямом ходу.The invention is illustrated by drawings, where in figure 1, figure 2, figure 3 shows a combined tool consisting of a boring and rolling parts for boring and rolling deep holes in cylindrical parts while working in direct motion.

Комбинированный инструмент содержит расточную часть с корпусом 1, три направляющие 2, закрепленные винтами 3, две центрирующие шпонки 4 и резцовую вставку с микробором 5, два винта 6 для передачи крутящего момента и раскатную часть, состоящую из корпуса 7 с двумя пазами под шпонки 8, раскатных роликов 9, сепаратора 10, крышки 11, конуса 12, втулки 13, двух гаек 14, 15, тарельчатой пружины 16.The combined tool contains a boring part with a housing 1, three guides 2 secured with screws 3, two centering keys 4 and a cutting insert with a microboron 5, two screws 6 for transmitting torque and a rolling part consisting of a housing 7 with two grooves for the keys 8, rolling rollers 9, a separator 10, a cover 11, a cone 12, a sleeve 13, two nuts 14, 15, a disk spring 16.

Комбинированный инструмент работает следующим образом. Перед началом работы расточную и раскатную части скрепляют между собой с помощью винтов 6, а центрирование относительно друг друга осуществляется за счет двух центрирующих шпонок и посадки с натягом. В расточной части резцовую вставку с микробором 5 настраивают на размер, а в раскатной части осуществляют натяг и регулировку раскатных роликов 9 при помощи гаек 14, 15. Затем корпус 7 раскатной части комбинированного инструмента устанавливается с посадкой по конусу в шпиндель станка и закрепляется. Обрабатываемая деталь установлена на столе станка в двух тонких призмах и закреплена струбцинами. Обработка осуществляется поступательным и вращательным движением инструмента за счет перемещения шпинделя станка в направлении оси отверстия детали. Центрирование корпуса 1 расточной части в течение обработки внутренней поверхности отверстия детали (ролика) по всей ее длине осуществляется за счет установленных в пазах корпуса трех направляющих 2. Кроме того, стабилизируется положение оси расточной части, корпуса 1 и резцовой вставки 5 относительно оси внутреннего диаметра детали и тем самым повышается точность и качество обрабатываемой поверхности. А равномерное распределение усилия и натяга роликов 9 раскатной части осуществляется за счет тарельчатой пружины 16, действующей в осевом направлении. В конце процесса обработки для вывода инструмента из зоны резания изменяют размер резцовой вставки с микробором 5 в сторону уменьшения, для предотвращения появления рисок на обработанной поверхности, и при этом на обратном ходу происходит повторное накатывание обработанной поверхности.The combined tool works as follows. Before starting work, the boring and rolling parts are fastened together using screws 6, and the centering relative to each other is carried out by two centering keys and a tight fit. In the boring part, the cutting insert with the microboron 5 is set to size, and in the rolling part, the rolling rollers 9 are tightened and adjusted using nuts 14, 15. Then, the case 7 of the rolling part of the combined tool is installed with a cone fit into the machine spindle and fixed. The workpiece is mounted on the machine table in two thin prisms and secured with clamps. Processing is carried out by translational and rotational movement of the tool due to the movement of the machine spindle in the direction of the axis of the hole parts. The centering of the housing 1 of the boring part during the processing of the inner surface of the hole of the part (roller) along its entire length is carried out due to the three guides installed in the grooves of the housing 2. In addition, the axis of the boring part, housing 1 and the cutting insert 5 are stabilized relative to the axis of the inner diameter of the part and thereby increasing the accuracy and quality of the processed surface. A uniform distribution of effort and interference of the rollers 9 of the rolling part is carried out by a disk spring 16, acting in the axial direction. At the end of the processing process, to remove the tool from the cutting zone, the size of the cutting insert with the microboron 5 is reduced in the direction of reduction, to prevent the appearance of scratches on the treated surface, and at the same time, the treated surface is re-rolled.

Предлагаемый комбинированный инструмент, основанный на совмещении двух чистовых способов обработки, позволяет повысить точность и качество обработанной поверхности путем точного центрирования и устранения вибраций расточной части за счет трех направляющих, установленных в пазах корпуса, достижения параметров шероховатости за счет тарельчатой пружины, служащей для регулировки натяга и равномерного распределения усилия роликов на обрабатываемое отверстие.The proposed combined tool, based on the combination of two finishing processing methods, allows to increase the accuracy and quality of the machined surface by accurately centering and eliminating vibrations of the boring part due to three guides installed in the grooves of the body, achieving roughness parameters by means of a disk spring, which serves to adjust the interference uniform distribution of the force of the rollers on the machined hole.

Claims (1)

Комбинированный инструмент для обработки отверстий, состоящий из двух соосно расположенных расточной и раскатной частей, причем расточная часть содержит корпус с пазами, в которых расположены направляющие и режущий элемент, а раскатная часть содержит корпус, конус, сепаратор с набором роликов, крышку, отличающийся тем, что центрирование расточной и раскатной частей относительно друг друга осуществлено посредством посадки с натягом и центрирующих шпонок, при этом в пазах, выполненных на наружной поверхности корпуса расточной части, установлены три направляющие, а режущий элемент выполнен в виде резцовой вставки с микробором, расположенной в корпусе, причем раскатная часть дополнительно содержит тарельчатую пружину для регулирования натяга и равномерного распределения усилия роликов на обрабатываемую поверхность. A combined tool for processing holes, consisting of two coaxially located boring and rolling parts, the boring part comprising a housing with grooves in which the guides and the cutting element are located, and the rolling part comprising a housing, a cone, a separator with a set of rollers, a cover, characterized in that the centering of the boring and rolling parts relative to each other is carried out by means of an interference fit and centering dowels, while in the grooves made on the outer surface of the housing of the boring part, Credited three guides and the cutting element is in the form of the cutting insert Microbor situated in the housing, wherein The rolling part further comprises a disc spring for regulating the tension and uniform distribution of force on the roller surface to be treated.

Images