Комбинированный упругий инструмент для обработки отверстия

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОМБИНИРОВАННЫЙ УПРУГИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЯ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Акулович Леонид Михайлович Сергеев Леонид Ефимович Агейчик Валерий Александрович Ермаков Николай Иванович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) 1. Комбинированный упругий инструмент для обработки отверстия, содержащий корпус с отверстием, в котором установлен шток, рабочие деформирующие элементы, выполненные в виде деформирующих витков винтовой пружины, рабочие антифрикционные элементы, выполненные в виде витков дополнительной винтовой пружины с антифрикционным покрытием, причем упомянутые две винтовые пружины выполнены из упругой 14898 1 2011.10.30 металлической проволоки и установлены из условия чередования в продольном направлении инструмента деформирующих витков и витков с антифрикционным покрытием концы винтовых пружин закреплены на штоке с помощью фланца и в корпусе, при этом шток выполнен с винтовым пазом, в котором размещена шпонка, закрепленная в корпусе, причем шток в верхней части имеет резьбу с установленной на ней над корпусом регулировочной гайкой, а рабочие антифрикционные элементы выполнены в виде витков с антифрикционным покрытием винтовой пружины меньшей продольной и поперечной жесткости, чем рабочие деформирующие элементы, выполненные в виде деформирующих витков винтовой пружины, отличающийся тем, что винтовые пружины выполнены коническими, а фланец присоединен к штоку с помощью резьбы с возможностью изменения его положения относительно корпуса. 2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что на внешней поверхности деформирующих витков закреплены абразивные элементы, например, в виде алмазного порошка. Изобретение относится к технологии машиностроения, конкретно к механической обработке отверстий в металлических деталях машин, и может быть использовано при обработке отверстий. Известен 1 комбинированный упругий инструмент для обработки отверстий, содержащий корпус с центральным отверстием, в котором установлен шток, рабочие деформирующие элементы, выполненные в виде деформирующих витков винтовой цилиндрической пружины, рабочие антифрикционные элементы, выполненные виде витков с антифрикционным покрытием винтовой цилиндрической пружины, причем упомянутые две винтовые цилиндрические пружины выполнены из упругой металлической проволоки и установлены из условия чередования в продольном направлении инструмента деформирующих витков и витков с антифрикционным покрытием, концы винтовых цилиндрических пружин закреплены в корпусе и на штоке, при этом последний выполнен с винтовым пазом, в котором размещена шпонка, закрепленная в корпусе, из условия осуществления вращательных движений штока относительно продольной оси корпуса для обеспечения ввода в обрабатываемое отверстие комбинированного инструмента и его радиальной подачи, отличающийся тем, что шток в верхней части имеет резьбу с установленной на ней над корпусом регулировочной гайкой, а рабочие антифрикционные элементы выполнены в виде витков с антифрикционным покрытием винтовой цилиндрической пружины меньшей продольной и поперечной жесткости, чем рабочие деформирующие элементы, выполненные в виде деформирующих витков винтовой цилиндрической пружины. Такой комбинированный упругий инструмент обеспечивает качественную обработку отверстий при заданной производительности технологического процесса, так как при его работе обеспечивается один из основных принципов механической обработки металлов 2, заключающийся в чередовании степени силового воздействия на поверхность металла,связанный с тем, что для последующего деформирования требуется значительно большее давление из-за необходимости преодоления сопротивления полей напряжений. Однако инструмент предназначен только для обработки цилиндрических отверстий и не может обрабатывать конические отверстия с различной степенью конусности. Задача, которую решает изобретение, заключается в обработке конических отверстий с различной степенью конусности. Поставленная задача решается с помощью комбинированного упругого инструмента для конических отверстий, содержащего корпус с отверстием, в котором установлен шток,рабочие деформирующие элементы, выполненные в виде деформирующих витков винтовой пружины, рабочие антифрикционные элементы, выполненные в виде витков дополнительной винтовой пружины с антифрикционным покрытием, причем упомянутые две винтовые пружины выполнены из упругой металлической проволоки и установлены из 2 14898 1 2011.10.30 условия чередования в продольном направлении инструмента деформирующих витков и витков с антифрикционным покрытием, концы винтовых пружин закреплены на штоке с помощью фланца и в корпусе, при этом шток выполнен с винтовым пазом, в котором размещена шпонка, закрепленная в корпусе, причем шток в верхней части имеет резьбу с установленной на ней над корпусом регулировочной гайкой, а рабочие антифрикционные элементы выполнены в виде витков с антифрикционным покрытием винтовой пружины меньшей продольной и поперечной жесткости, чем рабочие деформирующие элементы,выполненные в виде деформирующих витков винтовой пружины, где винтовые пружины выполнены коническими, а фланец присоединен к штоку с помощью резьбы с возможностью изменения его положения относительно корпуса, а на внешней поверхности деформирующих витков закреплены абразивные элементы, например, в виде алмазного порошка. На фиг. 1 - общий вид инструмента и его положение при обработке конического отверстия на фиг. 2 - сечение - на фиг. 1, крепление концов упругого инструмента в корпусе. Инструмент содержит корпус 1 в виде втулки, в центральном отверстии которого расположен шток 2, имеющий возможность возвратно-вращательного движения относительно корпуса и перемещения вдоль его продольной оси благодаря имеющемуся на штоке винтовому пазу 3 и шпонке 4, входящей в паз 3 и закрепленной в корпусе 1. Инструмент имеет чередующиеся в продольном направлении антифрикционные 5 и деформирующие 7 элементы, которые выполнены в виде упругих металлических проволок,свернутых в витки двухзаходной винтовой конической пружины. Одним заходом является коническая пружина с деформирующими витками 7, а другим заходом - дополнительная коническая пружина 5 с антифрикционным покрытием 6. Антифрикционное покрытие 6,применяемое при противозадирной обработке, содержит, например, медь, олово, цинк,дисульфид молибдена, графит и другие компоненты и представляет собой композиционный материал конструкционного характера, который наносится известными способами на наружную поверхность витков одной из пружин 5. Изготовляют пружины 5 и 7 путем навивки с удвоенным шагом 2, чтобы в собранном инструменте получить двухзаходную винтовую коническую пружину с шагоми чередующимися в продольном направлении антифрикционными 6 и деформирующими 7 элементами. С каждого торца такой сборной пружины образуются два конца, которые закреплены в корпусе 1 с помощью винтов 8, а на штоке 2 - с помощью установленного на конце штока 2 посредством крепежной резьбы с возможностью изменения его положения относительно корпуса 1 фланца 9 и винтов 10. Шток 2 в верхней части имеет резьбу с установленной на ней над корпусом 1 упорной гайкой 11. В случаях необходимости обработки конических отверстий, выполненных из материалов повышенной твердости, на внешней поверхности деформирующих витков 7 закреплены абразивные элементы (на фигуре не показаны), например, в виде алмазного порошка. Инструмент работает следующим образом. Перед обработкой конического отверстия винты 10 вывинчиваются, освобождая соприкасающиеся с ними концы пружин 5 и 7, путем растяжения (сжатия) конических пружин 5 и 7 за счет вращения фланца 9 устанавливается конусность инструмента, как у обрабатываемого конического отверстия, после чего винтами 10 концы пружин 5 и 7 снова прижимаются к фланцу 9. При обработке отверстий предлагаемому инструменту сообщают вращательное движение , относительно продольной оси, совпадающее по направлению с направлением нарезки имеющегося на штоке винтового паза 3. При прижатии за счет осевой подачи инструмента к обрабатываемому коническому отверстию шток 2, вращаясь относительно корпуса за счет винтового паза 3 и шпонки 4, сближает концы пружин 5 и 7, скручивая их и дополнительно прижимая витки к обрабатываемой поверхности. При этом наружный диаметр пружины может дополнительно увеличиваться, а благодаря упругим свойствам 3 14898 1 2011.10.30 проволоки и пружины в целом обеспечивается радиальная подача, необходимая для противозадирной обработки элементами из мягкого материала и для поверхностного пластического деформирования (ППД). Рабочая поверхность, полученная таким образом, является винтовой цилиндрической поверхностью с аксиально-смещенным в продольном направлении рабочим слоем, способствующей снижению температуры обработки благодаря впадинемежду витками и свободному проникновению смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону обработки. Аксиально-смещенный рабочий слой винтовой пружины позволяет интенсифицировать процесс обработки. Равномерное действие упругих сил металлической проволоки,свернутой в витки конической винтовой поверхности, повышает точность и производительность обработки, а также снижает теплонапряженность процесса за счет прерывистой в продольном направлении зоны обработки. Вращение инструмента относительно обрабатываемой заготовки приводит к обкатыванию поверхности деформирующими витками и улучшает степень заполнения впадин микропрофиля антифрикционными материалами. Выполнение пружины с антифрикционным покрытием с меньшей жесткостью витков, чем у деформирующих витков, позволяет обеспечить высокую степень осцилляции витков с антифрикционным покрытием при выполнении технологического процесса, что дополнительно повышает качество обработки отверстий. В случаях необходимости обработки конических отверстий, выполненных из материалов повышенной твердости, применяются деформирующие витки 7 с закрепленными на их внешней поверхности абразивными элементами, например, в виде алмазного порошка,которые позволяют интенсифицировать технологический процесс. Источники информации 1. Патент полезной модели РБ 4871, МПК 24 39/00, 2008. 2. Ящерицын П.И., Фельдштейн Е.Э., Корниевич М.А. Теория резания. - Минск, ООО Новое знание, 2005. - С. 247-250. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4