Пристрій для чистової обробки зовнішніх сферичних поверхонь

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для финишной механической обработки наружных сферических поверхностей деталей методом пластической поверхностной деформации взамен известных операций шлифования, полирования, притирки и т. п. при условии обеспечения заданной точности предшествующей обработкой. В традиционных многороликовых инструментах для обработки наружных сферических поверхностей деформирующие ролики имеют фасонную форму с кривизной равной радиусу обрабатываемой сферической поверхности. Таким инструментом можно обработать наружную сферическую поверхность только одного диаметра, а не диапазон диаметров. Для обработки детали с иным диаметром сферической поверхности в инструменте необходимо произвести замену деформирующих роликов с наружной кривизной их фасонной поверхности. Ввиду того, что данные инструменты не рассчитаны для обработки диапазона диаметров сферической поверхности без замены деформирующих роликов возникает проблема, заключающаяся в том, что при необходимости выполнить сферическую поверхность с погрешностью ее формы в заданных пределах приходится при предшествующей обработке выполнять ее диаметр с точностью в тех же пределах, В ряде случаев на деталях допускается выполнять сферические поверхности, у которых требования к погрешности формы на порядок выше, чем требование к точности, диаметра. В данных случаях применение традиционных многороликовых инструментов становится нерациональным, поскольку при предшествующей обработке диаметра сферической поверхности приходится обрабатывать с точностью в пределах требований к точности ее формы. Известно устройство для чистовой обработки наружных сферических поверхностей (см. РТМ 37.00200247 Г "Технология поверхностного пластического деформирования автомобильных деталей" изд. НИИТАВТОПРОМ, Москва, 1971 г., с, 59-60), содержащее корпус в виде тела вращения, деформирующие ролики, имеющие форму с кривизной равной радиусу сферической обрабатываемой поверхности й смонтированы на оси, закрепленной в корпусе и передающей усилие деформирования через подшипники роликам. При откладке устройства после замены деформирующих роликов последние устанавливаются по обрабатываемой сферической поверхности при помощи винта и гайки стягивающими подшипниками, на которых установлены деформирующие ролики. Описанное устройство для чистовой обработки позволяет обрабатывать сферические поверхности радиусом от 8 до 20 мм с необходимостью замены деформирующих роликов. Общими существенными признаками описанного аналога и заявляемого изобретения являются корпус в виде тела вращения, деформирующие ролики, подшипники на которых смонтированы ролики - в качестве приспособления для удержания деформирующих роликов относительно друг друга и приспособление для передачи давления деформирующим роликам выполненного в виде оси, закрепленной в корпусе. Причины не позволяющие аналогу достичь технический результат заявляемого технического решения это невозможность обрабатывать сферические поверхности в зоне пересечения их с осью вращения. Недостаточно высокое качество чистовой обработки обусловленное "проскальзыванием" деформирующих роликов по обрабатываемой поверхности детали и ведущее к повышению износа фасонной поверхности деформирующих роликов. Известно устройство для чистовой обработки наружных сферических поверхностей (см. РТМ 37.002.002471) "Технология поверхностного пластического деформирования автомобильных деталей" изд. НИИТАВТОПРОМ, М., 1971 г., с. 59-60) наиболее близкое по техническому результату и технической сущности и выбранное заявителем в качестве прототипа. Оно содержит корпус в виде тела вращения, деформирующие ролики, имеющие рабочую и опорную поверхности, образованные образующими и размещенные в корпусе с возможностью контактирования с внутренней конусной поверхностью приспособления для передачи давления деформирующим роликам и опорной поверхностью приспособления для их удержания относительно друг друга. Рабочая поверхность .деформирующих роликов имеет фасонную форму с кривизной равной радиусу обрабатываемой сферической поверхности. Причинами, не позволяющими прототипу достичь технический результат заявляемого технического решения являются необходимость замены деформирующих роликов при обработке сферической поверхности другого диаметра, что значительно увеличивает трудоемкость, необходимость предварительной обработки диаметра сферической поверхности с точностью в пределах требований к точности ее формы, недостаточно высокое качество чистовой обработки обусловленное "проскальзыванием" деформирующих роликов по обрабатываемой поверхности детали и вызывающие повышенный износ фасонной поверхности деформирующих роликов. В основу заявляемого изобретения поставлена задача создать устройство для чистовой обработки наружных сферических поверхностей, которое бы в результате выполнения деформирующих роликов коническими, рабочая поверхность которых образована прямой образующей, а приспособление для передачи давления - в виде нажимного кольца с конической внутренней поверхностью и приспособление для удержания деформирующих роликов относительно друг друга в виде соосно установленных опорного конуса и ограничительного кольца с размещенными между ними и нажимным кольцом деформирующими роликами, условные вершины опорного конуса и нажимного кольца совмещены в точке, расположенной на оси корпуса и совмещены с условными вершинами деформирующих роликов позволило бы уменьшить трудоемкость путем возможности обрабатывать сферические поверхности различных диаметров без замены деформирующих роликов, повысить точность формы обработки наружных сферических поверхностей, повысить качество чистовой обработки путем исключения "проскальзывания" деформирующих роликов по обрабатываемой поверхности и тем самым уменьшить износ поверхности деформирующих роликов, снизить требования к точности размеров диаметров сферических поверхностей на предшествующей обработке. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для чистовой обработки наружных сферических поверхностей, содержащем корпус в виде тела вращения, деформирующие ролики, имеющие рабочую и опорную поверхности, образованные образующими и размещенные в корпусе с возможностью контактирования с внутренней конусной поверхностью приспособления для передачи давления деформирующим роликам и опорной поверхностью приспособления для их удержания относительно друг друга, согласно изобретению, рабочая поверхность деформирующих роликов образо-вана прямой образующей. При этом деформирующие ролики выполнены коническими. Приспособление для передачи давления деформирующим роликам выполнено в виде нажимного кольца с конической внутренней поверхностью, установленного в корпусе с возможностью совместного с ним вращения вокруг оси конической поверхности нажимного кольца. При этом приспособление для удержания деформирующих роликов относительно друг друга представляет собой со-осно установленные опорный конус и ограничительное кольцо, между которыми и нажимным кольцом размещены деформирующие ролики таким образом, что вершины их конусных поверхностей и вершины конусных поверхностей нажимного кольца и опорного конуса совмещены в точке, расположенной на оси вращения корпуса. В результате, выполнение рабочей поверхности деформирующих роликов прямой образующей позволяет ролику контактировать с обрабатываемой поверхностью в точках, - при этом следы обработки представляют линии, расположенные на сферической поверхности наклонно к оси вращения детали. Поскольку деформирующий ролик имеет контакт в точке с обрабатываемой сферической поверхностью, то кривизна этой поверхности не влияет на ycловия контакта и тем самым эти условия не зависит от величины диаметра сферической поверхности. Диапазон диаметров обрабатываемых сферических поверхностей зависит от габаритов деформирующих роликов. Этим обеспечивается обработка сферической поверхности с высокой точностью ее формы при широком поле допуска на размер диаметра, что значительно сокращает трудоемкость предшествующей обработки. Оптимальным вариантом выполнения изобретения является вариант выполнение деформирующих роликов коническими позволяет производить обработку деталей с разными диаметрами сферической поверхности и упростить их изготовление и конструкцию в целом. Применение в заявляемом устройстве приспособления для удержания деформирующих роликов относительно друг друга в виде соосно установленных опорного конуса и ограничительного кольца позволяетувеличить количество деформирующих роликов до максимально возможного по окружности. При этом улучшается способность устройства самоустанавливаться по обрабатываемой сферической поверхности. Кроме того, увеличивается количество контактов между рабочими поверхностями деформирующих роликов обрабатываемой поверхностью, обеспечивающих максимальную сплошность следов обработки на сферической поверхности детали, за счет чего достигается высокая точность ее формы и повышается производительность обработки. Приспособление для передачи деформирующего усилия, выполненное в виде нажимного кольца с внутренней конической поверхностью, обеспечивает передачу этого усилия одной поверхностью равномерно на каждый деформирующий ролик. При этом упрощается конструкция устройства и повышается его надежность. Совмещение в одной точке условных вершин конусных поверхностей деформируемых роликов, опорного конуса и нажимного кольца и расположение этой точки на оси вращения корпуса устройства исключает "проскальзывание" деформирующих роликов по поверхности нажимного кольца и опорного конуса при перекатывании их друг по другу. За счет этого повышается долговечность деталей устройства и достигается высокое качество чистовой обработки. Изобретение поясняется чертежом, на котором показано устройство для чистовой обработки наружных сферических поверхностей в разрезе. Устройство дли чистовой обработки наружных сферических поверхностей (см. фиг.) состоит из корпуса 1. нажимного кольца 2, деформирующих роликов 3, опорного конуса 4, ограничительного кольца 5 и подшипника 6. Ролики 3 имеют рабочую За и опорную 36 поверхности. Корпус 1 представляет собой тело вращения, вдоль оси которого выполнены, с одной стороны, наружная поверхность в виде усеченного конуса для базирования и крепления корпуса в рабочем органе стакана, а с другой - в виде фланца внутренней полостью, направляющим охватывающим пояском и крепежными отверстиями по периферии (на чертеже не показаны). С базированием по направляющему пояску (на чертеже не показано) в корпус 1 установлено нажимное кольцо 2. При этом вершина конусной поверхности его направлена в сторону рабочего органа станка (на чертеже не показано). Нажимное кольцо 2 прикреплено к корпусу 1 крепежными винтами (на чертеже не показано) через ограничительное кольцо 5, снабженному крепежным и упорным ограничительным буртами (на чертеже не показано). В конусной полости нажимного кольца 2 соосно с ним установлен опорный конус 4, который связан с нажимным кольцом 2, подшипником 6 посредством крепежного винта 7 и шайб 8 и 9. В полости, образованной нажимным кольцом 2, опорным конусом 4 и ограничительным кольцом 5 установлены деформирующие ролики 3. Вершины конусных поверхностей деформирующих роликов 3, нажимного кольца 2 и опорного конусе 4 совмещены в одной точке, расположенной на общей оси 10 устройства. Работает заявляемое устройство следующим образом. При осевом перемещении устройства обрабатываемая поверхность детали 11 входит в контакт с конусными поверхностями деформирующих роликов 3 с заданным усилием. Устройству и обрабатываемой детали обеспечивают относительное вращение. Деформирующие ролики 3 перекатываясь по закаленной конусной поверхности нажимного кольца 2 и по поверхности обрабатываемой детали, производят ее обработку способом поверхностной пластической деформации. При обработке сферических поверхностей ось вращения обрабатываемой детали и ось вращения устройства устанавливают под углом друг к другу. Поскольку ролики 3 одновременно контактируют с конусными поверхностями как нажимного кольца 2, так и опорного конуса 4, то подшипник 6 стабилизирует их вращение с относительной угловой скоростью. Таким образом, заявляемое устройство для чистовой обработки наружных сферических поверхностей позволяет обрабатывать сферические поверхности различных диаметров без замены деформирующих роликов, повысить точность формы обработки наружных сферических поверхностей, повысить качество чистовой обработки путем исключения "проскальзывания" деформирующих роликов по обрабатываемой поверхности и тем самым уменьшить износ поверхности деформирующих роликов, снизить требования к точности размеров диаметров сферических поверхностей на предшествующей обработке.