КОМБИНИРОВАННЫЙ ОСЕВОЙ ИНСТРУМЕНТ
MULTIFUNCTION AXIAL TOOL

Предлагаемое изобретение относится к металлообработке, а именно к металлорежущим инструментам для обработки отверстий, в том числе ступенчатых; для снятия фасок; а также для фрезерования контурных и плоских поверхностей.
Известен ступенчатый осевой инструмент, состоящий из двух соосных сверл: центровочного и спирального [1]. Его недостатками являются ограниченная область применения, невозможность использования для фрезерования и снятия фасок.
Известен многоступенчатый инструмент, содержащий сверло, метчик и зенкер [2]. Этот инструмент позволяет сверлить отверстие, нарезать резьбу и снимать фаску, но предназначен для обработки отверстия и резьбы только одного диаметра.
Известен также инструмент сверло-зенкер, содержащий две ступени: сверло и зенкер [3]. Данный инструмент принят за прототип. Ему присущи те же недостатки, что и инструменту [1].
Технический результат предлагаемого изобретения состоит в расширении технологических возможностей, а именно: реверсивное сверление отверстий, в том числе и ступенчатых, снятие фасок, зенкерование, фрезерование контурных и плоских поверхностей. Кроме того, предлагаемый инструмент предотвращает увод его оси при сверлении, а также благодаря реверсивности имеет стойкость в 2 раза выше обычных инструментов.
Это достигается тем, что комбинированный осевой инструмент последовательно содержит сверло, фрезу и зенкер. Сверло выполнено многозубым по числу зубьев фрезы, имеющей меньший диаметр, чем сверло. Зубья имеют двухсторонние режущие лезвия. Возможен односторонний режущий профиль зубьев какой-либо ступени, например зенкера. Угол в плане сверла выполнен двойным с меньшей величиной, равной 45° на удаленных от вершины участках режущих кромок. Зубья зенкера имеют угол в плане, равный 45°.
На фиг.1 изображен комбинированный осевой инструмент, продольный разрез до оси; на фиг.2 - вид с рабочего торца на фиг.1; на фиг.3 и 4 - сечения А-А и Б-Б на фиг.1; на фиг.5 - сверление и снятие фаски; на фиг.6 - зенкерование; на фиг.7 - рассверливание и фрезерование ступенчатого отверстия большего диаметра, чем у инструмента; на фиг.8 - контурное фрезерование уступа; на фиг.9 - контурное фрезерование ступенчатой поверхности; на фиг.10 - снятие фаски в отверстии большого диаметра.
2
3
1
1
2
3
3
Комбинированный инструмент содержит сверло 1, фрезу 2 и зенкер 3 (фиг.1). Диаметр фрезы d меньше, а диаметр зенкера d больше диаметра сверла d. Меньший диаметр фрезы 2 исключает затирание сверла при сверлении глубокого отверстия. Сверло выполнено многозубым, имеет зубья 4 по числу зубьев 5 фрезы (фиг.2, 3). Возможны и различные числа зубьев, например, зубьев 6 у зенкера больше, чем у других ступеней (на фиг.4 не показано). Зубья сверла, фрезы и зенкера имеют симметричный режущий профиль с двухсторонними лезвиями [4]. Наружная боковая поверхность режущих зубьев является общей задней поверхностью для пары лезвий и выполнена заниженной по отношению к основному диаметру по ленточкам соответствующих ступеней: d, d, d (см. фиг.2-4). Угол в плане режущих кромок сверла 1 выполнен двойным, с наибольшей величиной φ при его вершине и наименьшей ψ, равной 45°, на удаленных от вершины участках. Зубья зенкера 3 имеют угол в плане φ равный 45°.
o
Работа инструмента происходит следующим образом. Сверление отверстия в детали 8 осуществляется сверлом 1, вращающимся с частотой n и имеющим осевую подачу S (фиг.5). Вращение осуществимо и в противоположном направлении для повышения стойкости инструмента. Фаска в отверстии под углом 45° снимается после свободного прохода фрезы 2 торцевыми зубьями зенкера 3.
о
Обработка отверстия большего диаметра в детали 9 осуществляется зенкером 3 при вращении с частотой n и осевой подаче s (фиг.6). Точность отверстия получается выше, чем после сверления.
д
p
x
y
Ступенчатое отверстие в детали 10 большего диаметра, чем у инструмента получают сверлом 1 и фрезой 2 при вращении детали с частотой n и движении вращающегося инструмента с радиальной подачей s (фиг.7). Обработка прямолинейной или криволинейной поверхности с линейной образующей осуществляется контурным фрезерованием. Инструменту сообщают вращение с частотой n и подачи S и S вдоль контура детали 11 (фиг.8). Зенкер 3 работает как концевая фреза и формирует поверхность, образующая которой параллельна оси вращения инструмента. Аналогично производится обработка ступенчатой поверхности детали 12 сверлом 1 и фрезой 2 (фиг.9). Возможны различные комбинации ступеней, обрабатываемых, например, фрезой и зенкером.
кр
Комбинированный инструмент позволяет снимать фаски на кромках различных поверхностей и в отверстиях любого диаметра. В последнем случае детали 13 сообщается вращение с круговой подачей s, а инструменту - вращение с частотой n (фиг.10). Фаску срезают режущие кромки сверла 1 с углом в плане ψ=45°. Фаску под углом 60° срезают режущие кромки, прилегающие к вершине сверла, под углом в плане φ=60°.
Комбинированный осевой инструмент является многофункциональным и предназначен для обработки гладких и ступенчатых поверхностей и отверстий. Он позволяет сократить время технологических операций за счет уменьшения холостого времени на смену инструментов, сокращения продолжительности переходов. Двухсторонние режущие лезвия увеличивают вдвое стойкость инструмента.
Источники информации
1. А.с. СССР №844160, МПК В23В 51/02. Ступенчатое сверло, 1981.
2. Патент ФРГ №3516724, МПК В23В 51/08, BGS - Bohrer, 1986.
3. Алексеев Г.А., Аршинов В.А., Кричевская P.M. Конструирование инструмента. - М.: Машиностроение, 1979, - 384 с., рис.95, б, стр.132. Прототип.
4. Патент РФ №2214318, МПК В23В 51/10. Реверсивное сверло, 2003.