ПАТРОН ДЛЯ КОНЦЕВОГО ИНСТРУМЕНТА

Полезная модель относится к области металлообработки и может быть использована в составе металлорежущего оборудования для обработки отверстий на заданную глубину, а именно: сверления, зенкования, фрезерования.
Известен патрон для концевого инструмента, предназначенный для использования при обработке отверстий на заданную глубину, который содержит шпиндель с посадочным местом, охватывающий шпиндель полый упор, один из торцов которого прижимается к поверхности обрабатываемой детали, при этом в стенке упора выполнено как минимум одно сквозное окно для удаления стружки из зоны резания. На наружной поверхности шпинделя выполнена резьба, на которую навинчена введенная в патрон втулка, имеющая отбортовку, а на упоре выполнена проточка с резьбовой поверхностью, в которую ввинчена расположенная на втулке гайка, между дном проточки упора и отбортовки втулки размещены шарики, а на резьбовую поверхность шпинделя навинчена контровочная гайка (см. патент РФ №24963 на полезную модель «Патрон для концевого инструмента» кл. B23B 5/12, 10.09.2002 г.).
Указанное устройство является наиболее близким аналогом по назначению и по совокупности признаков к заявленной полезной модели.
Опыт использования известной конструкции и анализ ее конструктивных признаков показывает, что сквозное окно (окна), выполненное в стенке упора, торец которого прижимается к поверхности обрабатываемой детали, не обеспечивает удаления мелких частиц стружки из внутренней полости упора, в результате эти частицы под действием вращающегося концевого инструмента проникают и остаются под торцевой поверхностью упора, препятствуя ее плотному прилеганию к обрабатываемой детали, что отрицательно влияет на качество и точность обработки. При этом увеличение количества сквозных окон в стенках упора незначительно повышает эффективность удаления именно мелких фракций стружки, образуемых в процессе резания.
Задачей заявленной полезной модели является создание конструкции патрона для концевого инструмента, которая обеспечивала бы более высокое качество и точность обработки по сравнению с известными конструкциями патронов для концевого инструмента.
В результате решения данной задачи становится возможным получение новых технических результатов, заключающихся в повышении эффективности процесса удаления стружки, особенно ее мелких частиц, из зоны резания и соответственно уменьшения вероятности ее попадания в зону между торцом упора патрона для концевого инструмента и поверхностью обрабатываемой детали и тем самым способствует более полному прилеганию свободного торца упора к поверхности обрабатываемой детали и соответственно препятствует возможному смещению продольной оси инструмента по отношению к требуемому ее положению.
Указанные технические результаты достигаются тем, что в известном, выбранном в качестве прототипа патроне для концевого инструмента, содержащем шпиндель с посадочным местом для установки инструмента, полый упор, в стенке которого выполнено как минимум одно сквозное окно для удаления стружки, при этом на наружной поверхности шпинделя выполнена резьба, на которую навинчена введенная в патрон втулка, имеющая отбортовку, а на упоре выполнена проточка с резьбовой поверхностью, в которую ввинчена расположенная на втулке гайка, между дном проточки упора и отбортовки втулки размещены шарики, а на резьбовую поверхность шпинделя навинчена контровочная гайка, по торцу свободного конца упора, отличающаяся тем, что в теле последнего выполнена по крайней мере одна сквозная выборка.
В случае выполнения нескольких выборок они располагаются по окружности торца с равными интервалами, при этом достигается более полное удаление из зоны обработки мелких фракций стружки.
Конструкция патрона наиболее эффективна при обработке нежестких тонкостенных деталей, имеющих плоские и радиусные поверхности, к качеству обработки которых предъявляются повышенные требования.
Сравнение существенных признаков, характеризующих заявленную полезную модель, с признаками наиболее близкого аналога, выбранного в качестве прототипа, дает основания утверждать о соответствии заявленной полезной модели критериям охраноспособности, установленным действующим законодательством, в том числе критерию «новизна».
Заявленная полезная модель поясняется чертежами:
на фиг. 1 представлен общий вид заявленной полезной модели;
на фиг. 2 представлен вид по стрелке Д.
Патрон для концевого инструмента выполнен в виде шпинделя 1 с посадочным местом А для установки инструмента. На части поверхности шпинделя выполнена резьба, на которую навинчена втулка 2, имеющая отбортовку 3, и контровочная гайка 4. В конструкцию патрона входит полый упор 5. На боковой поверхности упора 5 выполнено как минимум одно сквозное окно 6, а по торцу свободного конца упора 5 в его теле выполнена по крайней мере одна сквозная выборка 7. Со стороны второго торца упора 5 выполнена проточка с резьбой по ее внутренней поверхности, в которую ввернута гайка 8, установленная с возможностью перемещения по наружной поверхности втулки 2.
Между отбортовкой 3 втулки 2 и дном внутренней проточки упора 5 размещены шарики 9, которые могут быть помещены в сепаратор. Шпиндель 1 имеет осевое отверстие 10.
Патрон для концевого инструмента работает следующим образом.
После установки инструмента в посадочное место А шпинделя 1 осуществляют настройку патрона 5 на размер (глубину) обработки. Сначала откручивают контровочную гайку 4, затем вращают втулку 2 относительно шпинделя 1 или шпиндель 1 относительно втулки 2. Поскольку эти элементы соединены друг с другом резьбовым соединением, при их относительном вращении они совершают осевое перемещение друг относительно друга. Когда режущие кромки инструмента (сверла, зенковки, фрезы), установленного в шпинделе 1, занимают заданное положение относительно торца Б упора 5, контровочную гайку 4 затягивают, фиксируя выставленное положение инструмента относительно упора 5.
Работу патрона опишем на примере операции по зенковке фаски на отверстии, выполненном в тонкостенной детали.
Включают привод вращения шпинделя 1 и сообщают ему осевое перемещение в направлении закрепленной на столе детали.
На определенном этапе обработки инструментом фаски заданной глубины, торец Б упора 5 вступает в контакт с поверхностью обрабатываемой детали, в результате чего прекращается осевое перемещение инструмента. Образуемая в результате последующей обработки крупная стружка выводится из зоны резания через окно (окна) 6. На конечном этапе обработки мелкие фракции стружки, которые могут захватываться и прилипать (забиваться) в зону контакта торцевой поверхности Б упора 5 и поверхности обрабатываемой детали, удаляются через выборку (выборки) 7. При этом после контакта торца Б упора 5 с поверхностью детали шпиндель 1 с инструментом продолжает вращение, а упор 5 останется неподвижным благодаря наличию шариков 8, размещенных между отбортовкой 3 втулки 2 и дном проточки упора 5.
После обработки отверстия патрон с инструментом отводят от детали и в случае необходимости осуществляют обработку следующего отверстия.
Наличие выборки 7 в конструкции патрона способствует созданию благоприятных условий для качественной обработки, особенно нежестких деталей и деталей из труднообрабатываемых материалов.
Изготовление патрона для концевого инструмента, выполненного в соответствии с заявленной полезной моделью, технически осуществимо на современном технологическом оборудовании.