Комбинированный инструмент для магнитно-абразивной обработки

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОМБИНИРОВАННЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ(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 инструмент для магнитно-абразивной обработки, содержащий корпус с центральным отверстием, в котором установлен шток, рабочие деформирующие элементы, выполненные в виде деформирующих витков винтовой цилиндрической пружины, рабочие элементы, выполненные в виде витков с закрепленными на их наружной поверхности индукторов на постоянных магнитах, причем максимальный наружный диаметр этой пружины меньше внутреннего диаметра пружины с рабочими деформирующими витками, а индукторы на постоянных магнитах расположены на наружной поверхности витков с чередованием их полюсов и в шахматном порядке относительно оси симметрии инструмента, 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 индукторами на постоянных магнитах, концы винтовых цилиндрических пружин закреплены в корпусе и на штоке, Фиг. 1 57572009.12.30 при этом последний выполнен с винтовым пазом, в котором размещена шпонка, закрепленная в корпусе, из условия осуществлений вращательных движений штока относительно продольной оси корпуса, причем шток в верхней части имеет резьбу с установленной на ней над корпусом гайкой, при этом рабочие элементы, выполнены в виде витков винтовой цилиндрической пружины меньшего наружного диаметра, продольной и поперечной жесткости, имеют противоположное направление навивки витков, чем рабочие деформирующие элементы, отличающийся тем, что винтовые пружины выполнены коническими,при этом фланец присоединен к штоку с помощью резьбы с возможностью изменения его положения относительно корпуса. 2. Комбинированный инструмент по п. 1, отличающийся тем, что на внешней поверхности деформирующих витков закреплены абразивные элементы, например, в виде алмазного порошка.(56) 1. Хомич Н.С. Магнитно-абразивная обработка изделий. - Минск БНТУ, 2006. - С. 19-21. 2. Патент РБ на полезную модель 49821, МПК В 24 В 39/00, 2009. Полезная модель относится к технологии машиностроения, конкретно к механической обработке отверстий в металлических деталях машин. Известна высокая эффективность способа магнитно-абразивного обработки (МАО) изделий 1, особенно при финишной обработке деталей. При этом повышается долговечность и сопротивляемость обработанных поверхностей износу, коррозии и механическому разрушению. Известен 2 комбинированный инструмент для магнитно-абразивной обработки, содержащий корпус с центральным отверстием, в котором установлен шток, рабочие деформирующие элементы, выполненные в виде деформирующих витков винтовой цилиндрической пружины, рабочие элементы, выполненные в виде витков с закрепленными на их наружной поверхности индукторов на постоянных магнитах, причем максимальный наружный диаметр этой пружины меньше внутреннего диаметра пружины с рабочими деформирующими витками, а индукторы на постоянных магнитах расположены на наружной поверхности витков с чередованием их полюсов и в шахматном порядке относительно оси симметрии инструмента, 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 индукторами на постоянных магнитах, 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 осуществлений вращательных движений штока относительно продольной оси корпуса, причем шток в верхней части имеет резьбу с установленной на ней над корпусом гайкой, при этом рабочие элементы, выполнены в виде витков винтовой цилиндрической пружины меньшего наружного диаметра, продольной и поперечной жесткости, имеют противоположное направление навивки витков, чем рабочие деформирующие элементы. Такой комбинированный упругий инструмент обеспечивает качественную обработку отверстий при заданной производительности технологического процесса. Однако инструмент предназначен только для обработки цилиндрических отверстий и не может обрабатывать конические отверстия с различной степенью конусности. Задача, которую решает полезная модель, заключается в улучшении качества финишной обработки конических отверстий с различной степенью конусности. Поставленная задача решается с помощью комбинированного инструмента для магнитно-абразивной обработки, содержащего корпус с центральным отверстием, в котором установлен шток, рабочие деформирующие элементы, выполненные в виде деформирующих витков винтовой цилиндрической пружины, рабочие элементы, выполненные в виде 2 57572009.12.30 витков с закрепленными на их наружной поверхности индукторов на постоянных магнитах, причем максимальный наружный диаметр этой пружины меньше внутреннего диаметра пружины с рабочими деформирующими витками, а индукторы на постоянных магнитах расположены на наружной поверхности витков с чередованием их полюсов и в шахматном порядке относительно оси симметрии инструмента, 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 индукторами на постоянных магнитах, 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 осуществлений вращательных движений штока относительно продольной оси корпуса, причем шток в верхней части имеет резьбу с установленной на ней над корпусом гайкой, при этом рабочие элементы, выполнены в виде витков винтовой цилиндрической пружины меньшего наружного диаметра, продольной и поперечной жесткости, имеют противоположное направление навивки витков, чем рабочие деформирующие элементы, где винтовые пружины выполнены коническими, при этом 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 показан общий вид инструмента в обрабатываемом отверстии на фиг. 2 сечение А-А 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 продольной оси благодаря имеющемуся винтовому пазу 3 и шпонки 4,входящей в паз 3 и закрепленной в корпусе 1. Инструмент имеет чередующиеся в продольном направлении рабочие 5 и рабочие деформирующие 6 элементы, которые выполнены в виде упругих металлических проволок,свернутых в витки двухзаходной винтовой цилиндрической пружины. Одним заходом является пружина 5 меньшего диаметра, а другим заходом - вторая пружина с деформирующими витками 6 большего диаметра противоположной навивки. Конусность пружин 5 и 6 одинакова. Изготовляют пружины 5 и 6 путем навивки с удвоенным шагом 2 Р, чтобы в собранном инструменте получить двухзаходную винтовую цилиндрическую пружину с шагом Р и чередующимися в продольном направлении антифрикционными 5 и деформирующими 6 витками. С каждого торца такой сборной пружины образуются два конца, которые закреплены в корпусе 1 с помощью винтов 7, на штоке 2 с помощью фланца 8,который неподвижно установлен на конце штока 2, и винтов 9. Шток 2 в верхней части имеет резьбу с установленной на ней над корпусом 1 регулировочной гайкой 10. Пружина 5 меньшего наружного диаметра выполнена меньшей продольной и поперечной жесткости(за счет уменьшения размеров сечения прутка) и имеет закрепленные на ее наружной поверхности индукторы 11 на постоянных магнитах, расположенные на с чередованием их полюсов таким образом, что относительно оси симметрии инструмента индукторы на постоянных магнитах 11 расположены в шахматном порядке. Каждый из габаритных размеров индукторов на постоянных магнитах 11 находится в пределах 510 мм, а максимальный наружный диаметр пружины 5 с учетом расположения на ней индукторов 11 на постоянных магнитах на 13 мм меньше максимального наружного диаметра пружины с деформирующими витками 6. В случаях необходимости обработки конических отверстий,выполненных из материалов повышенной твердости, на внешней поверхности деформирующих витков 6 закреплены абразивные элементы (на фиг. не показаны), например, в виде алмазного порошка. Инструмент работает следующим образом. Перед обработкой конического отверстия винты 9 вывинчиваются, освобождая соприкасающиеся с ними концы пружин 5 и 6, путем растяжения (сжатия) конических пружин 5 и 6 за счет вращения фланца 8 устанавливается конусность инструмента как у обрабаты 3 57572009.12.30 ваемого конического отверстия, после чего винтами 9 концы пружин 5 и 6 снова прижимаются к фланцу 8. При обработке отверстий предлагаемому инструменту сообщают вращательноеотносительно 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 6, скручивая их и дополнительно прижимая витки 6 к обрабатываемой поверхности. При обработке отверстий в них в зону обработки подается режущие элементы в виде зерен ферроабразивного порошка и смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ). Рабочая поверхность инструмента, полученная таким образом, является винтовой конической поверхностью с аксиально-смещенным в продольном направлении рабочим слоем, способствующей снижению температуры обработки благодаря впадине В между витками и свободному проникновению режущих элементов в виде зерен ферроабразивного порошка и смазочноохлаждающей жидкости (СОЖ) в зону обработки. Аксиально-смещенный рабочий слой винтовой конической пружины позволяет интенсифицировать процесс обработки. Равномерное действие упругих сил металлической проволоки, свернутой в витки винтовой конической поверхности, повышает точность и производительность обработки, а также снижает теплонапряженность процесса за счет прерывистой в продольном направлении зоны обработки. Режущие элементы в виде зерен ферроабразивного порошка захватываются магнитным полем индукторов 11 на постоянных магнитах и осуществляют финишную обработку внутренней поверхности отверстия. При этом повышается сопротивляемость обработанных поверхностей износу, коррозии и механическому разрушению, а расположение индукторов 11 на постоянных магнитах на наружной поверхности каждого витка с чередованием их полюсов таким образом, что относительно оси симметрии инструмента индукторы на постоянных магнитах 11 расположены в шахматном порядке. Это образует магнитное поле инструмента оптимальной топографии, что способствует максимальной эффективности процесса обработки внутренней поверхности отверстия. Выполнение пружины 5 с меньшей жесткостью витков и противоположным направлением навивки, чем у деформирующих витков позволяет обеспечить высокую степень осцилляции витков с индукторами 11 на постоянных магнитах при выполнении технологического процесса, что дополнительно повышает качество обработки отверстий. По мере износа обрабатывающих поверхностей инструмента, путем дополнительного вращения регулировочной гайки 10 осуществляется, за счет сжатия пружин 5 и 6 и увеличения таким образом их диаметров, плавное восстановление первоначальных геометрических параметров инструмента. В случаях необходимости обработки конических отверстий, выполненных из материалов повышенной твердости, применяются деформирующие витки 6 с закрепленными на их внешней поверхности абразивными элементами, например, в виде алмазного порошка,которые позволяют интенсифицировать технологический процесс. Фиг. 2 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4