[go: up one dir, main page]

RU2124429C1 - Rotary abrasive head for finishing holes - Google Patents

Rotary abrasive head for finishing holes Download PDF

Info

Publication number
RU2124429C1
RU2124429C1 RU98102724A RU98102724A RU2124429C1 RU 2124429 C1 RU2124429 C1 RU 2124429C1 RU 98102724 A RU98102724 A RU 98102724A RU 98102724 A RU98102724 A RU 98102724A RU 2124429 C1 RU2124429 C1 RU 2124429C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
axis
head
shaft
bars
abrasive
Prior art date
Application number
RU98102724A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98102724A (en
Inventor
Ю.С. Степанов
Б.И. Афонасьев
В.Г. Рыбкин
Original Assignee
Орловский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Орловский государственный технический университет filed Critical Орловский государственный технический университет
Priority to RU98102724A priority Critical patent/RU2124429C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2124429C1 publication Critical patent/RU2124429C1/en
Publication of RU98102724A publication Critical patent/RU98102724A/en

Links

Images

Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

FIELD: machine-tool industry; construction of abrasive finishing machines and rigging for finishing holes. SUBSTANCE: abrasive head has body which is secured on machine spindle, with honing sticks located inside it. Honing sticks have spherical working surfaces. Honing sticks are mounted for radial motion and for rotation relative to axis of hole being finished and relative to axis perpendicular to it. Head is also provided with mechanism for performing above-mentioned motions of honing sticks. This mechanism is arranged in body and is made in form of two kinematically linked shafts: one shaft is so positioned that its axis lies along axis of hole being finished and other shaft is located perpendicularly to it. Honing sticks are made in form of spherical segments fitted on second shaft symmetrically relative to first one and connected with this shaft by means of threaded joint providing for their radial motion. EFFECT: extended technological capabilities of tool; increased productivity at retained quality. 5 dwg

Description

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в конструкциях абразивно-отделочных станков и оснастки для финишной обработки отверстий из труднообрабатываемых, склонных к прижогам материалов. The invention relates to machine tool industry and can be used in the construction of abrasive finishing machines and equipment for finishing processing of holes from difficult to burn materials prone to burns.

Известна шпиндельная шлифовальная головка, содержащая установленный в держателе шлифовальный круг, ось вращения которого перпендикулярна центральной оси держателя /1/. Known spindle grinding head containing a grinding wheel mounted in the holder, the axis of rotation of which is perpendicular to the Central axis of the holder / 1 /.

Однако данная головка практически не может быть использована для обработки отверстий, из-за малого, точечного контакта абразивного инструмента с обрабатываемой поверхностью. However, this head can hardly be used for machining holes, due to the small, point contact of the abrasive tool with the work surface.

В качестве прототипа и наиболее близкой к предлагаемой взята конструкция головки для обработки отверстий, состоящая из корпуса, разжимного штока и колодок, в отверстиях которых перпендикулярно оси головки свободно установлены цилиндрические державки с хонинговальными брусками со сферической рабочей поверхностью с возможностью возвратно-вращательного движения, причем оси хонинговальных брусков смещены относительно оси головки /2/. As a prototype and the one closest to the proposed one, the head design for hole machining was taken, consisting of a housing, an expansion rod and blocks, in the holes of which cylindrical holders with honing bars with a spherical working surface with the possibility of reciprocating rotation are freely mounted, and the axes honing bars are offset relative to the axis of the head / 2 /.

Однако известная головка требует повышенных удельных давлений на абразивные бруски, которые не выдерживает связка. Кроме того, большие энергозатраты, связанные с повышенными удельными давлениями, ограничивают применение данной головки и являются существенными недостатками. However, the known head requires increased specific pressures on the abrasive bars, which the bond does not withstand. In addition, the large energy costs associated with increased specific pressures limit the use of this head and are significant disadvantages.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей инструмента, повышение качества обработки и снижение энергозатрат путем обеспечения знакопеременных деформаций сдвига в поверхностной слое. The objective of the invention is to expand the technological capabilities of the tool, improving the quality of processing and reducing energy consumption by providing alternating shear deformations in the surface layer.

Поставленная задача решается с помощью разработанной роторной абразивной головки, предназначенной для обработки отверстий, содержащей предназначенный для закрепления на шпинделе станка корпус, в котором расположены абразивные бруски со сферической рабочей поверхностью, установленные с возможностью радиального перемещения, а также - с возможностью вращения относительно оси обрабатываемого отверстия и оси, перпендикулярной ей, при этом головка снабжена размещенным в корпусе механизмом для осуществления указанных перемещений брусков. При этом механизм перемещения брусков выполнен в виде двух кинематически связанных валов, один из которых расположен из условия нахождения его оси вдоль оси обрабатываемого отверстия, а другой - перпендикулярно ему, при этом бруски выполнены в виде шаровых сегментов, установлены на втором валу симметрично первому и связаны с ним посредством винтового соединения, обеспечивающего их радиальное перемещение. The problem is solved with the help of a developed rotary abrasive head designed for hole machining, containing a housing designed for fastening on the machine spindle, in which abrasive bars with a spherical working surface are located, mounted with the possibility of radial movement, and also with the possibility of rotation relative to the axis of the hole to be machined and the axis perpendicular to it, while the head is equipped with a mechanism located in the housing for the implementation of these movements . The mechanism for moving the bars is made in the form of two kinematically connected shafts, one of which is located on the condition that its axis is along the axis of the hole being machined, and the other is perpendicular to it, while the bars are made in the form of spherical segments, are mounted on the second shaft symmetrically to the first and connected with it through a screw connection, ensuring their radial movement.

На фиг. 1 представлена предлагаемая роторная абразивная головка, общий вид; на фиг. 2 - то же, второй вариант конструкции с дополнительным электродвигателем; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - векторная диаграмма знакопеременных деформаций сдвига; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4. In FIG. 1 shows the proposed rotary abrasive head, General view; in FIG. 2 - the same, the second embodiment with an additional electric motor; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 2; in FIG. 4 is a vector diagram of alternating shear deformations; in FIG. 5 is a section BB in FIG. 4.

Роторная абразивная головка для обработки отверстий содержит предназначенные для закрепления на шпинделе станка корпус 1, в котором на опорах 2 смонтирован первый вал 3, расположенный вдоль оси обрабатываемого отверстия и несущий механизм 4 в виде конической пары зубчатых колес (фиг. 1). Механизм 4 состоит из неподвижной конической шестерни, закрепленной на корпусе 1 и подвижной, закрепленной на второму валу 5, который расположен перпендикулярно оси обрабатываемого отверстия. The rotary abrasive head for machining holes contains a housing 1 intended to be mounted on the machine spindle, in which a first shaft 3 is mounted on the supports 2, located along the axis of the machined hole and supporting mechanism 4 in the form of a conical pair of gears (Fig. 1). The mechanism 4 consists of a fixed bevel gear mounted on the housing 1 and movable, mounted on a second shaft 5, which is perpendicular to the axis of the machined hole.

Последний несет два абразивных бруска 6 со сферической рабочей поверхностью радиусом R1, которые выполнены в виде шаровых сегментов. Первый вал 3 при своем вращении с частотой ω1 передает движение брускам 6 с частотой вращения ω2.
Бруски 6 установлены на втором валу 5 симметрично первому и связаны с ним посредством винтового соединения, обеспечивающего их радиальное перемещение.
The latter carries two abrasive bars 6 with a spherical working surface of radius R 1 , which are made in the form of spherical segments. The first shaft 3 during its rotation with a frequency of ω 1 transmits the motion to the bars 6 with a frequency of rotation of ω 2 .
The bars 6 are mounted on the second shaft 5 symmetrically to the first and are connected with it by means of a screw connection, ensuring their radial movement.

Помимо чисто механического привода, рассмотренного выше, на фиг. 2 представлена винтовая головка с дополнительным индивидуальным электродвигателем 7. Питание электропривода подведено через щетки 8 и контактные кольца 9. In addition to the purely mechanical drive discussed above, in FIG. 2 shows a screw head with an additional individual electric motor 7. The power supply of the electric drive is brought through the brushes 8 and slip rings 9.

Головка работает следующим образом. При вращении первого вала 3 с угловой скоростью ω1, а брусков 6 - с угловой скоростью ω2, периферия брусков описывает шаровый слой 10 высотой 2R2 радиусом R1.The head works as follows. When the first shaft 3 rotates with an angular velocity of ω 1 , and the bars 6 with an angular velocity of ω 2 , the periphery of the bars describes a spherical layer 10 of height 2R 2 of radius R 1 .

При этом в точке 11 на поверхности 10 линейная скорость

Figure 00000002

так как
Figure 00000003

В точке 12 линейная скорость
V12 = ω1•R1
Благодаря такому распределению скоростей любая точка шарового пояса 10 имеет скорость, отличную от нуля, что позволяет производительно вести обработку.Moreover, at point 11 on surface 10, the linear velocity
Figure 00000002

as
Figure 00000003

At point 12, linear velocity
V 12 = ω 1 • R 1
Due to this distribution of speeds, any point of the ball belt 10 has a speed other than zero, which allows efficient processing.

Кроме того, повышается эффективность процесса шлифования за счет создания в срезаемом слое заготовки знакопеременных деформаций сдвига. In addition, the efficiency of the grinding process is increased due to the creation of alternating shear deformations in the sheared layer of the workpiece.

Рассмотрим схему абразивной обработки отверстия предлагаемой роторной головкой (фиг. 4, 5). Consider the scheme of abrasive machining of the holes of the proposed rotary head (Fig. 4, 5).

Шаровый брусок, вращаясь с частотой ω2 срезает очередной слой (положение 1) припуска и формирует текстуру с вектором ε 1 н деформации сдвига, направленным вниз, если режущие зерна находятся слева от точки 12, и с вектором ε 1 в - вверх, если режущие зерна - справа. При вращении головки с частотой ω1 и осевым движением Sпр шаровый брусок, занимая положение 2, срезает слой припуска и формирует текстуру ε 2 н поверхностного слоя, направленную против вектора ε 1 в скорости шарового бруска относительно первого положения. Осуществляя резание таким образом шаровые бруски автоматически создают знакопеременные деформации сдвига в поверхностном слое заготовки и постоянно осуществляют резание против направления векторов εн и εв текстуры срезаемого слоя. В результате уменьшается сила резания и повышается производительность обработки.A spherical bar, rotating with a frequency of ω 2, cuts off the next layer (position 1) of the allowance and forms a texture with the vector ε 1 n downward shear strain if the cutting grains are to the left of point 12, and with the vector ε 1 in - up if the cutting grains are on the right. When the head rotates with a frequency of ω 1 and axial motion S pr, the ball block, occupying position 2, cuts off the allowance layer and forms the texture ε 2 n surface layer directed against the vector ε 1 in ball bar speed relative to the first position. Carrying out cutting in this way, the spherical bars automatically create alternating shear deformations in the surface layer of the workpiece and constantly carry out cutting against the direction of the vectors ε n and ε in the texture of the cut layer. As a result, the cutting force is reduced and the processing productivity is increased.

Роторная головка позволяет увеличить глубину резания в два и более раз при этом на обработанной поверхности не появляются микротрещины, прижоги и сколы. The rotor head allows you to increase the cutting depth by two or more times, while microcracks, burns and chips do not appear on the treated surface.

Применение головки существенно снижает энергозатраты на единицу объема металла, в несколько раз повышает производительность обработки при сохранении качества изделия по шероховатости и остаточным напряжениям. Характерной особенностью работы головки является прерывистый контур траектории вследствие чередования находящихся в контакте с заготовкой зерен. Благодаря локальной зоне контакта и смене режущих зерен шаровых брусков улучшается тепловой баланс инструмента, повышается его стойкость и уменьшается засаливаемость. Свободный подвод смазывающе-охлаждающей жидкости в зону обработки также повышает производительность обработки. The use of the head significantly reduces energy consumption per unit volume of metal, increases the processing productivity several times while maintaining the product quality in terms of roughness and residual stresses. A characteristic feature of the head is an intermittent path path due to the alternation of grains in contact with the workpiece. Thanks to the local contact zone and the change of the cutting grains of the spherical bars, the heat balance of the tool improves, its resistance increases, and salinity decreases. The free supply of cutting fluid to the treatment zone also increases the productivity of the treatment.

Предлагаемая роторная абразивная головка для обработки отверстий расширяет технологические возможности инструмента, обеспечивает производительность обработки при сохранении качества изделия, снижает энергозатраты на единицу объема металла благодаря обеспечению знакопеременных деформаций сдвига в поверхностном слое и осуществлению резания против направления текстуры срезаемого слоя. The proposed rotary abrasive head for hole processing expands the technological capabilities of the tool, ensures processing performance while maintaining product quality, reduces energy consumption per unit volume of metal due to the provision of alternating shear deformations in the surface layer and cutting against the direction of the texture of the cut layer.

Роторная головка является перспективным абразивным инструментом для обработки отверстий, т.к. позволяет в несколько раз увеличить скорость резания и производительность обработки по сравнению с традиционным инструментом. The rotary head is a promising abrasive tool for machining holes, because allows you to several times increase the cutting speed and processing performance compared to a traditional tool.

Источники информации:
1. А.с. СССР N 1286398, кл. B 24 B 41/04, 1987, БИ N 4.
Sources of information:
1. A.S. USSR N 1286398, class B 24 B 41/04, 1987, BI N 4.

2. А.с. СССР N 573328, кл. B 24 B 33/08, 1977, прототип. 2. A.S. USSR N 573328, cl. B 24 B 33/08, 1977, prototype.

Claims (1)

Роторная абразивная головка для обработки отверстий, содержащая предназначенный для размещения на шпинделе станка корпус, в котором расположены абразивные бруски со сферической рабочей поверхностью, установленные с возможностью радиального перемещения, а также с возможностью вращения относительно оси обрабатываемого отверстия и оси, перпендикулярной ей, при этом головка снабжена размещенным в корпусе механизмом для осуществления указанных перемещений брусков, отличающаяся тем, что механизм перемещения брусков выполнен в виде двух кинематически связанных валов, один из которых расположен из условия нахождения его оси вдоль оси обрабатываемого отверстия, а другой - перпендикулярно ему, при этом бруски выполнены в виде шаровых сегментов, установлены на втором валу симметрично первому и связаны с ним посредством винтового соединения, обеспечивающего их радиальное перемещение. A rotary abrasive head for machining holes, comprising a housing intended for placement on the machine spindle, in which abrasive bars with a spherical working surface are located, mounted with the possibility of radial movement, and also with the possibility of rotation relative to the axis of the machined hole and an axis perpendicular to it, while the head equipped with a mechanism located in the housing for the implementation of these movements of the bars, characterized in that the mechanism for moving the bars is made in the form of two kinematically connected shafts, one of which is located on the condition that its axis is along the axis of the hole to be machined, and the other is perpendicular to it, while the bars are made in the form of spherical segments, are mounted on the second shaft symmetrically to the first and connected to it by means of a screw connection ensuring their radial moving.
RU98102724A 1998-02-16 1998-02-16 Rotary abrasive head for finishing holes RU2124429C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98102724A RU2124429C1 (en) 1998-02-16 1998-02-16 Rotary abrasive head for finishing holes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98102724A RU2124429C1 (en) 1998-02-16 1998-02-16 Rotary abrasive head for finishing holes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2124429C1 true RU2124429C1 (en) 1999-01-10
RU98102724A RU98102724A (en) 1999-12-10

Family

ID=20202321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98102724A RU2124429C1 (en) 1998-02-16 1998-02-16 Rotary abrasive head for finishing holes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2124429C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2155124C1 (en) * 1999-01-19 2000-08-27 Орловский государственный технический университет Head for honing inner cylindrical surface
RU2155125C1 (en) * 1999-02-10 2000-08-27 Орловский государственный технический университет Honing head

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2160798A (en) * 1984-06-27 1986-01-02 Ae Plc Honing device for oval cylinders
GB2264247A (en) * 1992-02-11 1993-08-25 Sunnen Products Co Scroll feed honing head

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2160798A (en) * 1984-06-27 1986-01-02 Ae Plc Honing device for oval cylinders
GB2264247A (en) * 1992-02-11 1993-08-25 Sunnen Products Co Scroll feed honing head

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2155124C1 (en) * 1999-01-19 2000-08-27 Орловский государственный технический университет Head for honing inner cylindrical surface
RU2155125C1 (en) * 1999-02-10 2000-08-27 Орловский государственный технический университет Honing head

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Boothroyd Fundamentals of metal machining and machine tools
RU2124429C1 (en) Rotary abrasive head for finishing holes
KR100781026B1 (en) Super-abrasive machining tool and method of use
CN100526012C (en) Grinding polishing machine
RU2120368C1 (en) Method of combined quasiintermittent finishing
RU2121422C1 (en) Method of treatment of holes
DE3864706D1 (en) HONOR PROCEDURE.
RU2162398C2 (en) Grinding method
RU2182067C2 (en) Method of surface grinding
JPS60232857A (en) High-speed profile milling method and device for rotatory symmetric workpiece
RU2203172C2 (en) Method for combination abrasive treatment by means of lengthwise-intermittent grinding discs
US3601931A (en) Grinding high-temperature alloys
RU2182071C2 (en) Method of surface grinding
RU2285604C1 (en) Method for double-side grinding of thin-wall blanks
SU848318A1 (en) Apparatus for magnetic-abrasive working
SU956245A2 (en) Grinding head
CA1101243A (en) Method of machining holes with a spherical tool
FI69262B (en) METHOD OF BEARBETANDE AV HAOL MED ETT SFAERISKT VERKTYG
RU2182070C2 (en) Method of surface grinding
RU2053104C1 (en) Tool for hole processing by honing sticks
SU878532A1 (en) Device for finishing articles
SU1313669A2 (en) Honing tool
JPH02284858A (en) Cutting device
RU2164851C1 (en) Grinding method
JPS62277252A (en) Machining method of internal grinding