ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ СВЕРЛЕНИЯ ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ

0
0
Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к обработке металлов резанием, в частности к способам сверления глубокого отверстия в детали вдоль ее геометрической оси, при этом глубокими считаются отверстия, у которых l/d>5, где l - длина отверстия, a d - диаметр отверстия.
Известен инструмент для сверления глубоких отверстий, фирмы Botek (см., например, каталог Botek, тип 42, 64, 2009 г). Он состоит из корпуса головки с прямоугольной резьбой на правом конце для стыковки со стеблем, и каналами отвода СОЖ и стружки на левом конце, режущих элементов, жестко базируемых на специальные кассеты, расположенные на корпусе и фиксируемые прижимными винтами, направляющих элементов, расположенных на внешнем диаметре корпуса и фиксируемых прижимными винтами. Основным недостатком данного инструмента является неопределенность базирования, возникающая при стирании направляющих о поверхность просверленного отверстия, что приводит к повышению увода оси просверливаемого отверстия, наряду со снижением точности диаметральных размеров и качества обработанной поверхности. Кроме того, обработка данным инструментом требует значительных затрат мощности в особенности для обработки больших диаметров, что делает невозможной высокоскоростную обработку данным инструментом, что сказывается как на экономических показателях, так и на технических (таких как шероховатость поверхности).
Известен инструмент кольцевого сверления отверстий, в том числе глубоких, являющийся наиболее близким (см., например, каталог Botek, тип 48, 2009 г.). Инструмент состоит из корпуса со сквозным отверстием в центре, с прямоугольной резьбой на правом конце, для сопряжения сверлильной головки со стеблем, и каналами отвода СОЖ и стружки на левом конце, режущих элементов, жестко базируемых на корпусе и фиксируемых прижимными винтами, направляющих элементов, также жестко базируемых на корпусе и фиксируемых прижимными винтами. Данный инструмент, возможно, применять для высокоскоростной обработки отверстий, за счет значительного уменьшения ширины реза, невзирая на диаметр. Кроме того, в стружку не переводится высверливаемый центральный стержень, который может быть использован для изготовления другого рода деталей. Однако если в заготовке детали, которую необходимо обработать, по ее сечению имеется неравномерность механических свойств материала (см., например, Н.Ф. Уткин и др. Обработка глубоких отверстий, 1988, стр. 128-129), то на сверло, осуществляющее процесс сверления, воздействуют неравные силы. Например, усилие с одной стороны сверлильной головки, не равно усилию на нее с другой, что отрицательно сказывается на процессе резания, вследствие чего возникают вибрации и, в конце концов, смещение оси сверления, а в худшем случае и слом режущих кромок или заклинивание головки, что особенно явно проявляется при обработке высоколегированных сталей или титановых сплавов. Это связано, прежде всего, с тем, что на предлагаемых головках используются направляющие шпонки с жестким базированием, а в процессе сверления происходит их стирание о поверхность обрабатываемой заготовки, из-за чего нарушается базирование инструмента и значительно увеличивается амплитуда и частота вибраций, что и ведет к отрицательным последствиям, описанным выше.
Предлагаемая конструкция инструмента глубокого сверления способна существенно уменьшить неопределенность базирования в процессе обработки различных материалов, в том числе и высоколегированных сталей и титановых сплавов.
Указанная конструкция инструмента глубокого сверления решает проблему увода продольной оси отверстия за счет применения раздвижных направляющих элементов, раздвигаемых в радиальном направлении от центрального подвижного клина при его движении в направлении рабочего хода, с помощью втулочно-прорезной пружины и контактируемых с поверхностью кондукторной втулки, соосной с осью шпинделя станка, и по мере выхода инструмента в изделие, так же беззазорно по формируемой поверхности изделия и образующегося в результате сверления стержня, который будет способствовать центрированию резцовой планшайбы за счет внутреннего отвода стружки и СОЖ, создающего упругую среду для поддержки центрального стержня изделия. Кроме того, система базирования направляющих элементов от втулочно-прорезной пружины позволяет свести к минимуму отрицательное воздействие вибраций, путем их компенсирования за счет конструкции.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является существенное уменьшение неопределенности базирования на протяжении всего процесса обработки, и как результат получение высокоточного глубокого отверстия с высоким значением шероховатости поверхности в обрабатываемом изделии, полученного на высоких режимах обработки.
Инструмент для сверления глубоких отв. Ф60 (фиг. 1) состоит из корпуса 1, резцовой планшайбы 2. В резцовой планшайбе 2 винтами 3 крепятся два режущих элемента, выполненных в форме резцовых блоков 4. Резцовые блоки 4 фиксируются шипами, входящими в пазы резцовой планшайбы 2. Внутри корпуса 1 расположен подвижный клин 5, втулочно-прорезная пружина 6 и компенсирующие шайбы 7. С помощью компенсирующих сменных шайб 7 производится регулирование усилия натяга на направляющих элементах 8, а также компенсация износа направляющих элементов 8 по диаметру в процессе эксплуатации. Винт 9 фиксирует радиальное положение клина 5. На фиг. 2 показаны направляющие элементы 8, охваченные разрезным кольцом 12. Соединение планшайбы 2 с корпусом 1 осуществляется винтами 10 и фиксирование штифтами 11.
На правом конце корпуса 1 выполнены две цилиндрических шейки ф52h8 и ф48h8 (фиг. 3). Со стеблем инструмент соединяется двухзаходной прямоугольной резьбой (выноска В, фиг. 3).
При настройке инструмента сплошного или кольцевого сверления по направляющим элементам создается диаметральный размер, который больше диаметра обрабатываемого отверстия, тем самым создается натяг, величину которого нужно назначать исходя из материала обрабатываемого изделия.
Инструмент для сверления глубоких отверстий работает с наружным подводом СОЖ и внутренним отводом стружки. Широкие отводные каналы, выполненные в резцовой планшайбе 2, корпусе 1 и подвижном клине 5 способствуют надежному отводу стружки. Ширина реза в описываемом инструменте принята в 15 мм. Диаметр образуемого стержня 30 мм (для всего диапазона диаметров от 0 до 300 мм), зазор между стеблем и стержнем - 5 мм. Для смены резцовых блоков 4 необходимо снимать резцовую планшайбу 2 с корпуса головки 1. Возможно применение резцовых блоков 4 со сменными твердосплавными пластинами.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является существенное уменьшение неопределенности базирования в процессе обработки на протяжении всего процесса, и как результат получение высокоточного глубокого отверстия с высоким значением параметра шероховатости поверхности в обрабатываемом изделии, полученного на высоких режимах обработки.