Инструмент для суперфинишной пневмоцентробежной обработки внутренних цилиндрических поверхностей

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ СУПЕРФИНИШНОЙ ПНЕВМОЦЕНТРОБЕЖНОЙ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Авторы Ильюшина Елена Валерьевна Минаков Анатолий Петрович Куцеполенко Александр Владимирович(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Инструмент для суперфинишной пневмоцентробежной обработки внутренних цилиндрических поверхностей, у которого в качестве рабочих тел использованы шары с шероховатостью поверхности 0,08 мкм, содержащий корпус, снабженный осевым каналом и кольцевой камерой, связанными между собой соплами, отличающийся тем, что перед кольцевой камерой на корпусе установлено кольцевое уплотнение для съема масла. 43272008.04.30 Полезная модель относится к машиностроению, в частности к финишной пневмоцентробежной обработке внутренних цилиндрических поверхностей. Известно устройство для безабразивной ультразвуковой финишной обработки поверхностей с использованием энергии ультразвуковых колебаний, состоящее из акустической системы в виде установленного в корпусе магнитострикционного преобразователя,соединенного с ним концентратора, на торце которого закреплен излучатель ультразвука с контактными элементами и сквозным отверстием для выхода шпильки. Она используется для соединения концентратора с излучателем ультразвука и выполнена с торцом в виде рабочего наконечника 1. При использовании данного устройства на обрабатываемую поверхность воздействует сила удара излучателя ультразвука, при помощи которой сглаживаются вершины микронеровностей. Устройство для безабразивной ультразвуковой финишной обработки обеспечивает низкую шероховатость и повышает износостойкость упрочненной поверхности(для незакаленных сталей возможно получение шероховатости 0,1 мкм), однако его несовершенством является малая производительность обработки, соизмеримая с производительностью процесса алмазного выглаживания, а также сложность и соответственно дороговизна изготовления оборудования. Поверхность заготовки для последующей обработки данным устройством должна быть предварительно очищена от загрязнений,поэтому необходима операция очистки. Несовершенством является и то, что необходимо следить за состоянием излучателя ультразвука, так как любое помутнение его поверхности мгновенно может привести к снижению качества финишной обработки. Кроме того,существующие на сегодняшний день устройства для безабразивной ультразвуковой финишной обработки отверстий не позволяют обрабатывать заготовки длиной более 500 мм на диаметрах до 400 мм. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к полезной модели является инструмент пневмоцентробежного действия, реализованный способом обработки внутренних поверхностей вращения заготовок из сталей без термообработки 2. Способ включает размерную лезвийную обработку, поверхностное пластическое деформирование жестким роликовым накатником и пневмоцентробежную обработку, которая осуществляется данным инструментом, содержащим корпус с размещенными на нем дисками, образующими камеру расширения, в которой находятся рабочие тела - шары, с шероховатостью поверхности 0,08 мкм. Вращение шаров осуществляется посредством сжатого воздуха, проходящего через осевой канал корпуса инструмента и соединяющиеся с ним сопла. Несовершенством данного инструмента является невозможность получения на нетермообработанной поверхности шероховатости 0,1 мкм без предварительной очистки этой поверхности от загрязнений, полученных на предварительных операциях обработки. Поэтому после поверхностного пластического деформирования жестким роликовым накатником необходимо применять операцию очистки поверхности от масла, а затем только пневмоцентробежную обработку. Задачей настоящей полезной модели является совмещение двух операций очистки заготовки и последующей ее пневмоцентробежной обработки для получения на поверхности заготовки шероховатости 0,1 мкм. Это дает возможность уменьшить нормы времени, отведенные на обработку детали за счет возможности одновременного (совмещенного во времени) выполнения двух технологических операций, что крайне важно для серийного и массового типов производства. Поставленная задача решается тем, что в инструменте для суперфинишной пневмоцентробежной обработки внутренних цилиндрических поверхностей, у которого в качестве рабочих тел использованы шары с шероховатостью поверхности 0,08 мкм,содержащем корпус, снабженный осевым каналом и кольцевой камерой, связанными ме 2 43272008.04.30 жду собой соплами, согласно полезной модели перед кольцевой камерой на корпусе установлено кольцевое уплотнение для съема масла. Маслосъемное уплотнение, находящееся перед кольцевой камерой инструмента, соприкасаясь с поверхностью заготовки, производит очистку ее поверхности от масла и загрязнений, полученных на предшествующих операциях. А расположенные за ним в кольцевой камере рабочие тела - шары осуществляют финишную обработку уже очищенной поверхности, тем самым достигается низкая шероховатость и исключается дополнительная операция очистки заготовки. На фигуре изображен общий вид инструмента с маслосъемным уплотнением в осевом сечении. Предлагаемый инструмент состоит из корпуса 1, в правой части которого посредством гайки 2 зафиксированы диски 3 и 4 и сопловое кольцо 5 (сопла не показаны), образующие кольцевую камеру 6 со свободно размещенными в ней рабочими телами - шарами 7. В корпусе 1 выполнен осевой канал 8, по которому осуществляется подвод рабочей среды(сжатого воздуха). В левой части корпуса 1 с помощью гайки 9 закреплено кольцевое уплотнение 10, позволяющее удалять загрязнения с поверхности заготовки. Кроме того,данное кольцевое уплотнение может служить и направляющей при обработке длинных заготовок. Для повышения экономической эффективности обработки поверхности за счет обеспечения выхода отработавшей среды в атмосферу по обе стороны от кольцевой камеры в корпусе 1 предусмотрены отверстия 11, совмещающиеся с осевым каналом 12. Такая конструкция позволяет обеспечить двухсторонний выход отработавшего сжатого воздуха в атмосферу. Инструмент работает следующим образом. Инструмент крепят, например, в задней бабке токарно-винторезного станка соосно с установленной в патроне передней бабки обрабатываемой заготовкой 13, которой сообщают вращение, а инструменту - линейное перемещение вдоль оси этой заготовки. В результате перемещения кольцевое уплотнение, плотно прижимаемое к внутренней цилиндрической поверхности, снимает масло и грязь с обрабатываемой заготовки, таким образом происходит операция очистки. Следом происходит обработка предварительно очищенной поверхности шарами 7, приводимыми в движение сжатым воздухом, поступающим от системы питания (не показана) через осевой канал 8 в кольцевую камеру 6. При этом отработавший сжатый воздух выходит из кольцевой камеры через зазор между дисками и отверстием заготовки, справа от кольцевой камеры он свободно попадает в атмосферу, а слева от нее устремляется наружу через отверстия и совмещающийся с ними осевой канал. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3