RU2004408C1 - Вальцовочный инструмент - Google Patents

Description

как поверхность 13 ролика 2 равна поперечному сечению 10 плунжера.

Плунжер 14 установлен и аксиально направл етс  в отверсти , концентрично выполненные в крышке 5 корпуса 1. Между отверстием и крышкой 5 предусмотрено уплотнение 15 дл  герметизации кольцевого зазора, чтобы предотвратить выход текучей среды между плунжером 14 и крышкой 5. Крышка 5 соединена с помощью резьбы с корпусом 1 и одновременно фиксирует наход щийс  в корпусе 1 упор 16 в направл ющем отверстии. Дл  герметизации зазора между крышкой 5 и корпусом 1 предусмотрено уплотнение 17.

В крышке 6 предусмотрено дополнительное направление плунжера 14, которое образовано тем, что направл ющий диск 18 закреплен на плунжере 14с помощью резьбы 19. Этот диск 18 направл ет плунжер 14 в направл ющем отверстии корпуса 1 и одновременно служит в качестве ограничител  хода с помощью упоров 16 и 20. Дл  обеспечени  равномерного создани  давлени  в направл ющем отверстии корпуса 1 направл ющий диск 18 выполнен с перепускными отверсти ми 21.

Вальцовочный инструмент (см.фиг.2) дополнительно снабжен возвратной пружиной 22, котора  с помощью крышки 5 закреплена между упором 16 и диском 18 и с помощью которой роликова  головка 4 и соответственно плунжер 14 могут быть возвращены в исходное положение (см.фиг.2) При использовании возвратной пружины 22 поперечное сечение 10 плунжера больше, чем поверхность 13 опоры 3, что обеспечивает равенство суммы всех сил нулю.

Ролик 2 имеет в опоре 3 в направлении обрабатываемой детали 11 такой зазор, при котором в образовавшейс  подушке давлени  ролик 2  вл етс  свободным от удерживающих частей 23 при прилегании его к обрабатываемой детали 11. Корпус 1 может быть установлен на зажимном валу 24 в многократном расположении. При этом зажимной вал 24 может быть смонтирован с возможностью вращени  вокруг оси 25.

Вальцовочный инструмент (см.фиг.З) дл  воздействи  давлением оснащен дросселем 26, расположенным на входе в канал 98 плунжера 14. Гидростатической опорой 3 образуетс  дроссель 27 С помощью дроссел  26 входное давление Pi в камере 28 дросселируетс  до давлени  Ра в канале 8, так что дл  создани  вальцовочного усили  в расположении имеетс  давление Рг. Так как давление Pi больше, чем давление Р2, на плунжере 14 в распор жении имеетс  силовой избыток, который делает возможным

предусмотрение возвратной пружины 22. Возможно поперечное сечение плунжера выполнить равным или даже меньшим чем поверхность 13 ролика 2. Требуетс  лишь 5 путем установки соответствующей возвратной пружины установить сумму всех сил равной нулю. При этом возвратна  пружина должна иметь по возможности плоскую характеристику .

10 На фиг.4 представлен инструмент, в котором дроссель 29 дл  определени  давле- . ни  2 расположен не на плунжере, а на роликовой головке 4 и выполнен как регулируемый дроссель. Поперечное сечение от5 версти  сужаетс  или расшир етс  с помощью дроссельной иглы 30. котора  выполнена как винт, входит своим острием в отверстие и ограничивает его поперечное сечение. Дл  установки желаемого давле0 ни  Р2 дроссельна  игла 30 с помощью резьбы аксиально смещаетс  в отверстии. Дл  предотвращени  изменени  установленного поперечного сечени  течени  дроссельна  игла фиксируетс  контрайкой 31.

5 Уплотнение 15, расположенное под контргайкой 31, уплотн ет дроссельную иглу против выхода текучей среды.

На фиг.5 показан вальцовочный инструмент дл  накатного полировани  поверхно0 стей на обточенных детал х, который закрепл етс  с помощью корпуса 32 в держателе инструмента или револьверной головке токарного станка с ЧПУ, или центрового токарного станка. Ролик 2, кото5 рый установлен на опоре 3 и предохранен от выхода, прижимаетс  с вальцовочным усилием F к подлежащей вальцовке поверхности обрабатываемой детали 11 Вальцовочное усилие F воспринимаетс  роликовой

0 головкой 4, котора  на конце, противоположном относительно ролика 2, выполнена в виде поршн  33, который располохен в цилиндре 34 корпуса 1. С помощью присоединительного элемента 35 опора 3 отдельно

5 от корпуса снабжаетс  текучей средой Корпус 36 через присоединительный элемент

37снабжаетс  рабочей средой. Уплотнение

38между поршнем 33 и цилиндром 34 и уплотнение 39 между корпусом 1 и резьбо0 вой цапфой 40, котора  соединена с плунжером , преп тствуют выходу рабочей среды из корпуса 36 Против усили  возвратных пружин 41, которые помещены в отверстии корпуса 1 и с одной стороны прилетают к

5 корпусу 1, а с другой - к нажимной шайбе 42 с гайкой 43, расположенными на цапфе 40, аксиально проход щей через пружины 41, роликова  юловка 4 прижимаетс  к обрабатываемой детали 11 при нагружении давлением корпуса 36 через элемент 37 с

помощью рабочей среды. Одновременно активируетс  опора 3 путем ее наполнени  тиекучей средой через элемент 35. Усилие корпуса 36 и усилие опоры 3 должны при вальцовке находитьс  в равновесии, тем самым опора 3 становитс  работоспособной, а также создаетс  необходимое вальцовочное усилие.

На фиг.3 показан инструмент, аналогичный инструменту, показанному на фиг,5. Выполненный в качестве среднего цилиндра течени  корпус 32 теперь заменен корпусом 44, в котором расположен пакет 45 пружин, собранный из тарельчатых пружин. Однако, может быть и специална  нажимна  пружина. Пружины пакета 45 расположены в соответствующем отверстии корпуса 44 и нажимают на заднюю сторону вала 46 роликовой головки . Вал 46 установлен с возможностью смещени  в корпусе 44. С другой стороны пружины пакета пружин упираютс  в конец корпуса 44, в котором они установлены. Вал 45 головки 4 удлинен цапфой 47, котора  проходит в отверстии корпуса 44. На своем свободном конце цапфа 47 имеет продольное отверстие 48, в которое вставлен штифт 49. Кроме того, штифт 49 проходит через отверстие 50, которое предусмотрено в корпусе 44. Этот инструмент позиционируетс  тем, что он закрепл етс  в обрабатывающем станке, причем ролик 2 прижимаетс  к детали 11, а пружины 45 таким образом сжимаютс  до заданного вальцозочного усили . При создании предусмотренного вальцовочного усили  вал 46 с присоединенной цапфой 47 смещаетс  по отношению к Kopnvcy 44. Одновременно опора 3 через присоединительный элемент 51 наполн етс  текучей средой и таким образом активируетс . При вальцовке сила пружин находитс  в равновесии с силой текучей среды на опоре 3. Пружины не должны быть об зательно тарельчатыми или винтовыми. Могут быть использованы, например, стержневые пружины, расположенные в направлении движени  на некотором рассто нии одна от другой и параллельно одна другой. Они могут смещатьс  по отношению одна к другой против изгибаемого усили .

На фиг.7 показан наиболее упрощенный вариант инструмента. Зажимной вал и роликова  головка представл ет собой один узел, так что относительное движение между двум  указанными част ми  вл етс  невозможным . Поскольку зажимные средства, в которых установлен такой инструмент, не допускают соответствующего радиального перемещени  общее возможное радиальное перемещение ролика 2 определ етс 

его зазором 52. При прикосновении инструмента и обрабатываемой детали 11 ролик 2 так позиционирован, что он прилегает к детали 11, однако, имеет зазор по отношению

к чаше 9 опоры и по отношению к удерживающим част м 23. При активации опоры 3 ролик 2 прижимаетс  к детали 11. Таким образом создаетс  вальцовочное усилие. На фиг.8 показан инструмент, почти

0 совпадающий с инструментом, показанным на фиг.7, только присоединительный элемент 47 предусмотрен внизу на конце зажимного вала.

На фиг.8 показан инструмент, где  сно

5 распознаетс  использование ролика 2. Вальцовочный ролик снова гидростатически направл етс  в роликовой головке 4. Роликова  головка 4 установлена с возможностью смещени  в гнезде корпуса 1. Меж0 ду роликовой головкой и корпусом расположена возвратна  пружина 53 в качестве нат жной пружины. Кроме того, роликова  головка содержит плунжер 14, который установлен с возможностью сме5 щени  описанным образом в соответствующем отверстии корпуса 1 и содержит внутренний присоединительный канал 54, который через дроссель 26 соединен с отверстием 55. Отверстие 55 может снабжать0 с  рабочейсредойчерез

присоединительный элемент 56.

. Исполнение гидростатической опоры вальцовочного ролика 2 следующее (см.фиг. 10-12). Образуетс  чаша 9 опоры,

5 имеюща  форму 57, внутри которой создаетс  давлением текучей среды и котора  несет ролик 2. Перетекающа  текуча  среда отводитс  через разгрузочные каналы 58. При прикосновении ролика 2 к соответству0 ющей поверхности обрабатываемой детали 11 по контактной поверхности между деталью 11 и роликом 2 создаетс  соответствующее вальцовочное усилие, которое удерживаетс  в равновесии по отношению

5 к давлению текучей среды. Если бы этого равновеси  не было, то поверхность ролика 2 лежала бы из верхней кромке формы 57, Однако, в случае равновеси  она на ней не лежит, так что возникает небольшой зазор,

0 из которого может выходить текуча  среда, котора  затем направл етс  дальше через загрузочные каналы 58. Предпочтительно, если форма 57 чаши 9 опоры соответствует форма контактной поверхности между роли5 ком 2 и деталью 11.

Дл  ограничени  хода роликовой головки 4 она содержит сбоку паз 59, в который входит резьГювой палец 60, перемещаю-. щийс  в соответствующей резьбе корпуса. Однако, он ввинчиваетс  лишь один раз так,

что цапфа входит в паз 59, что делает возможным перемещение роликовой головки 4 на ход 61, который ограничиваетс  верхним и нижэним упорами 62, в которые упираетс  цапфа..

На фиг. 13 представлена диаграмма с кривыми дл  ламинарногб течени  и турбулентного течени , в случае которой на оси ординат нанесено отношение входного давлени  к давлению в напорной камере дл  обеспечени  гидростатической опоры вальцовочного ролика, а на оси абсцисс нанесено отношение дроссельных площадей.

Ниже объ сн етс  ход процесса накатного полировани  с помощью вальцовочно- го инструмента согласно фиг.З.

Вальцовочный инструмент устанавливаетс  с помощью корпуса 1 в держателе инструмента токарного станка. Обрабатываема  деталь 11 закрепл етс  в зажимном патроне токарного станка, и зключаетс  привод зажимного патрона, так что обрабатываема  деталь 11 приводитс  во вращение . Вальцовочный инструмент с помощью держател  инструмента так б; изко подво- дитс  : участку обрабатываемой детали, подле-;-  шему накатному полированию, пока иэ/.ьцовочный ролик 2 не оказываетс  удаленным от обрабатываемой детали приблизительно на половину хода 61 роликовой головки. Затем текуча  среда гидростатической опоры под давлением Pi подаетс  через присоединительный элемент 6 в камеру 28, проходит через дроссель 26 в канале 8 и создает здесь давление Рг. Текуча  среда течет к дросселю 27, и опора 3 активируетс . Одновременно с этим процессом роликова  головка под дейстоием давлени  текучей среды перемещаетс  к обрабатываемой детали 11 и при соприкосновении с ней л роме- ходит прижатие ролика 2. Теперь опора 3  вл етс  активной, и вальцовочный ролик 2 вращаетс  будучи приводимым во вращение деталью 11. Может быть начата продольна  подача держател  инструмента, и обычным образом может производитьс  процесс вальцовки. Если подлежащий вальцовке участок обрабатываемой детали имеет отклонени  от цилиндрической формы, то роликова  головка 4 с вальцовым роли- ком 2 может следовать такому отклонению. Если подаваемое давление PI становитс  меньше рабочего давлени , то роликова  головка 4 относитс  возвратной пружиной 22 от обрабатываемой детали.

На фиг. 14-17 представлен простой инструмент , который по своей существенной конструкции соответствует описанному ин- струменту согласно фиг.7 и 8. Однако, в области гидростатической опоры исполнение

инструмента согласно фиг.14-17 изменено. Это изменение впервые сделало возможным в случае гидростатических опор относи- тельно большое движение хода вальцовочных роликов, которые тем самым оказываютс  способными избегать относительно большие неточности размеров обрабатываемой детали без того, чтобы это оказало достойное упоминание вли ни  на вальцовочное усилие. В принципе это объ сн етс  тем, что дроссельный зазор дл  масла под давлением гидростатической опоры не измен ет движение хода вальцовочного ролика за исключением крайнего положени .

Инструмент (см. фиг.14-17) имеет зажимной вал, который располагает присоединительным элементом 51 дл - масла под давлением. Канал 63, соединенный с элементом 51 дл  масла под давлением и имеющий поперечное сечение 64 течени , проводит масло под давлением в направл ющую камеру 65, котора  выполнена в виде цилиндра. В этом случае ролик 2 выполнен как шарик с диаметром такой величины, что ролик 2 входит в цилиндр лишь с оставлением дроссельного зазора 66 между поверхностью аорика и стенками 67 цилиндра. На противоположном каналу 63 конца цилиндр  вл этс  открытым и имеет тем расширенную область 68. К этой расширенной области далее наружу примыкает суженна  область 69, образованна  наклонными поверхност ми 70, так что суженна  область 69 посредством образующих наклонных поверхностей 70 на удерживающей части 23 образует открытое наружу поперечное сечение 71, которое меньше чем поперечное сечение 72 направл ющей камеры 65. Внутри общей области расширени  и сужени  предусмотрены разгрузочные каналы 12.

Исполнение такой роликовой головки делает возможным вполне значительное перемещение ролика 2 в направлении 73 дви- жени  хода на величину 74 свободы перемещени .

Нижнее положение вальцовочного ролика 2 представлено средней осью 75. Это положение  вл етс  таким, что ролик 2 как раз касаетс  поверхности открытого наружу поперечного сечени  71. Теперь ролик 2, чтобы придти в надежное вальцовочное положение или чтобы быть в состо нии следовать неточност м размеров или неточност м формы подлежащей вальцовке обрабатываемой детали, может перемещатьс  наружу в положение средней оси 75 на величину 74 без того, чтобы это вызвало изменение дроссельного зазора 66. Таким образом ролик 2 может перемещатьс  на

вполне значительное рассто ние в радиальном направлении наружу без одновременного уменьшени  вальцовочного усили . Лишь когда имеет место превышение указанного положени , например, вследствие окончани  вальцовочного процесса и ухода с поверхности обрабатываемой детали, происходит дальнейшее перемещение ролика 2 в наружном направлении, как это показано на фиг,16. В самом крайнем положении, как показано на фиг.16, вальцовочный ролик удерживаетс  удерживающими част ми 19. Однако, при этом между периферийной поверхностью ролика, с одной стороны, и внутренними поверхност ми, которые при- мыкают к цилиндру в наружном направлении , образуетс  открытое кольцевое поперечное сечение 76, которое значительно больше, чем дроссельный зазор 66, так что там масло под давлением может входить в большем количестве и стекать через разгрузочные канал ы 12. Вальцовочный ролик 2 удерживаетс  в этом положении с относительно меньшим усилием до тех пор, пока он снова не подводитс  к поверхности, под- лежащей вальцовке, и таким образом снова оттесн етс  до тех пор, пока не образуетс  дроссельный зазор 66 и не создаетс  вальцовочное усилие.

Возможное исполнение инструмента представлено на фиг.18 и 19. В этих инструментах используетс  конструкци  гидростатической опоры роликовой головки, В данном случае также предусмотрена направл юща  камера 65 с расположенным в ней вальцовочным роликом 2, котора  многократно расположена через равные промежутки в цилиндрическом осноо ;: :и 77. При этом цилиндрическое основание может быть выполнено как полое тело, которое ох- взтывает подлежащую обработке деталь, или по типу цилиндрической оправки, как это представлено на фиг.18 и 19, Направл ющие камеры 65 с наход щимс  в них роликом 2 образованы в цилиндрическом основании и имеют радиальное направление . Все направл ющие камеры 65 снабжаютс  рабочей средой через канал 78. Таким образом образуетс  роликова  головка, котора  может охватывать обрабатываемую деталь или, как показано в варианте исполнени  согласно фиг,18 и 19, может быть вставлена или введена в отверстие обрабатываемой детали дл  обработки поверхности отверсти . При этом нагружение давлением роликов 2 может произойти уже перед вводом инструмента в отверстие обрабатываемой детали, так что стенки отверсти  обрабатываемой детали оттесн ют вальцовочные ролики во врем  фазы ввода

в направл ющие камеры 65 настолько, что там устанавливаютс  давление рабочей среды , заданное количеством подаваемой рабочейсредыилидругими соответствующими мерами, и тем самым св занное с этим давлением вальцовочное усилие, При этом инструмент или обрабатываема  деталь, или как инструмент, так и обрабатываема  деталь могут ужет находитьс  во вращении, или вращательное движение указанных частей может начатьс  также лишь в момент соприкосновени  роликов 2 с поверхностью обрабаты ваемой детали . Не следует опасатьс  недопустимого одностороннего смещени  роликовой головки , потому что в таком случае вальцовочные ролики 2 вход т в расширенную область 68 (см.фиг,16 и 17) так, что образующийс  в таком случае зазор вызывает уменьшение вальцовочного усили , вследствие чего роликова  головка немедленно снова отцент- рируетс  в правильное положение.

Роликова  головка может быть снабжена зажимным валом 24 так, как это описано в отношении других роликовых головок, и при этом может удерживатьс  с возможностью поворота вокруг оси 25 или с возможностью поворота посредством удерживающих элементов.

Вальцовочный инструмент с гидростатически направл емым вальцовочным роликом имеет р д преимуществ. Инструмент имеет малые размеры и благодар  этому как и любой другой инструмент дл  обработки резанием может быть вставлен в револьверную головку соответствующего обрабатывающего станка. Его можно ввести в контакт с обрабатываемой деталью при ее вращении, так что не  вл етс  более необходимым требовавшеес  до сих пор неподвижное состо-  ние обрабатываемой детали дл  обеспечени  контакта с инструментами дл  накатного полировани . Одновременно вальцовочные ролики имеют по существу более продолжительный срок службы чем ранее, так как отсутствует образование пит- тинга, происходившее ранее вследствие взаимодействи  с требовавшимис  до сих пор опорными роликами, Это преимущество еще более усиливаетс  при применении вальцовочных роликов из керамических материалов .

Метод обеспечени  гидростатической опоры как таковой  вл етс  известным и им хорошо владеют. Особое исполнение направл ющих камер, которое было описано на примере фиг.14-17, значительно улучшает такую опору и делает возможным большее движение хода или движение

отклонени  вальцовочного ролика без до-i

13200440814

стойного упоминани  изменени  вальцо- (56) Авторское свидетельство СССР вочного усили .N; 1416297, кл. В 24 В 39/02, 1988.

Claims (1)

1. Формула изобретени юще у элементУ конеЧ плунжера снабжен

   с резьбовым стержнем, на свободном конце

   1.ВАЛЬЦОВОЧНЫЙ ИНСТРУМЕНТ.э которого размещена пружина, установлен- содержащий корпус с осевым отверстием,на  концентрично относительно стержн  по крайней мере одним деформирующиму Инструмент по пп.1 - 6, отличающий- элементом и по крайней мере одним гнез-с  тем 4TQ QH снабжен роликова  дом дл  установки деформирующего эле-1()головка соеди„ена с валом, а упор смонти- мента, отличающийс  тем. что. с цельюрован с возможностью взаимодействи  с продлени  срока службы, гнездо дл  уста-валом

   новки деформирующего элемента выпол-8. Инструмент по пп.1 - 7, отличающийнено в виде гидростатической опоры.сд тем что деформирующий элемент под2 .Инструмент по п.1, отличающийс  15 пружинен относительно корпуса нат жной тем, что корпус снабжен плунжером с ро- пружиной, соединенной одним концом с ликовой головкой, в которой выполнено роликовой головкой, а другим - с корпусом, гнездо дл  установки деформирующего9. Инструмент гю пп.1 - 8, оншчающий- элемента. с  тем что в роликовой головке выполнена

   3.Инструмент по пп.1 и 2, отличаю- 20 полость дл  ра пещьни  деформирующего щийс  тем, что противоположный дефор- элемента в виде двухс.упенчатого отвер- мирующему элементу конец плунжера сти , образующа  меньшей ступени кото- снабжен направл ющим диском с отвер- рого направлена по касательной к сти ми.деформирующему элементу, а образующа 

   i 4, Инструмент по пп.1 -3, отличающий-большей ступени параллельна продольной

   с  тем, что плунжер подпружинен в осевомоси инструмента.

   направлении относительно корпуса по-ю. Инструмент по пп.1 - 9, отличаюi средством пружины, установленной кон-щийс  тем, что он выполнен в виде уста- центрично относительно плунжера. 30 нетленного на деожавке диска, несущего

   5.Инструмент по пп.1 - 4, отличающий-равномерно расположенные по его пери- с  тем, что плунжер подпружинен посред-метру деформирующие элементы.

   ством пакета тарельчатых пружин.11. Инструмент по пп.1 - 10, отгичаю6 .Инструмент по пп,1 -5, отличающий- щийс  тем, что деформирующие элементы .с  тем, что противоположный деформиру- 5 выполнены из керамического материала.

   оэ о

   V

   ч- о о

   CN

   oJ сз

   tV)

   to

   SXJ

   «

   Фиг. 6

   Фиг. 8

   Б

   55 .Г

   Фиг. 11

   Q7 0,1 ($№0,5 0,6 OJR8Q9 W 1J Ц АШ U W 1,7 ,& ),.0

   Фиг ;jА2з, 4%

   в-в

   ФигП

   ЈZ

   ЫМф

   I

   SL Мф .

   к ш

   49

   И

   LL

   SOU OOZ

   15

   ,; у 70 66 RQ

   W .

   3

   @иг. 19