УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА С РАДИАЛЬНО ПЕРЕМЕЩАЕМЫМИ РЕЗЦАМИ

Полезная модель относится к устройствам для обработки металлов и может быть использована для направления инструмента при нарезке продольных канавок, преимущественно винтовых, на внутренней цилиндрической поверхности.
Известно устройство для направления инструмента при обработке глубоких отверстий по оси обрабатываемой поверхности (Туктанов А.Г. Технология производства стрелково-пушечного и артиллерийского оружия: учебник для студентов. - М.: Машиностроение, 2007, стр.212), выполненное в виде люнета, в котором устанавливают борштангу с инструментом.
Качество поверхности, обработанной с использованием такого устройства, низко, а глубина обрабатываемого канала ограничена, что объясняется отклонением оси режущей части от оси обрабатываемой поверхности из-за ее консольности. Недостаточная жесткость в начале врезания ведет к вибрациям из-за отсутствия базирования заднего направляющего узла при консольности инструмента. Это приводит к получению некачественных канавок, которые имеют отклонения по размерам и форме, что объясняется скручиванием борштанги, на которой установлен инструмент, из-за тангенциальных усилий, возникающих на резцах.
Наиболее близким к заявляемому и принятым в качестве прототипа является устройство для направления инструмента (Уткин Н.Ф. Обработка глубоких отверстий - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988, стр.29, рис.1.14), содержащее корпус, имеющий узел соединения со станком, в
котором установлена направляющая втулка, внутренний диаметр которой соответствует диаметру обрабатываемой поверхности.
Использование такого устройства позволяет повысить качество обработанной поверхности за счет уменьшения отклонения оси инструмента от оси обрабатываемой поверхности при его базировании по поверхности втулки.
Однако такое устройство нельзя использовать для направления инструмента - нарезательной головки, имеющей радиально перемещаемые резцы, расположенные между двумя направляющими узлами, предназначенными для взаимодействия с обрабатываемой поверхностью. Это объясняется тем, что при перемещении нарезательной головки относительно направляющей втулки резцы выходят за диаметральные габариты направляющих узлов и внутренней поверхности направляющей втулки, что может привести к ее повреждению.
Задачей заявляемого устройства является повышение качества получаемых канавок (уменьшения отклонения по размерам и форме) путем уменьшения отклонения оси нарезательной головки с радиально перемещаемыми резцами от оси обрабатываемой поверхности при ее заходе в канал за счет обеспечения одновременного базирования переднего направляющего узла по обрабатываемой поверхности, а заднего - по направляющей втулке.
Поставленная задача решается усовершенствованием устройства для направления инструмента с радиально перемещаемыми резцами, содержащего имеющий узел соединения со станком корпус, в котором установлена направляющая втулка, внутренний диаметр которой соответствует диаметру обрабатываемой поверхности.
Это усовершенствование заключается в том, что направляющая втулка установлена в корпусе с возможностью продольного перемещения, а наружный диаметр направляющей втулки и внутренний диаметр
корпуса превышают максимальный диаметральный размер вылета резцов инструмента.
Такая конструкция позволяет обеспечить перемещение направляющей втулки совместно с нарезательной головкой, что необходимо для базирования заднего направляющего узла нарезательной головки по направляющей втулке и исключения повреждения направляющей втулки радиально перемещаемыми резцами.
Кроме того, направляющая втулка может быть подпружинена относительно корпуса, что позволяет осуществить перемещение направляющей втулки относительно корпуса под действием пружины, которая сжимается при заведении направляющей втулки в корпус.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено заявляемое устройство в исходном положении (перед заходом переднего направляющего узла в канал), на фиг.2 - устройство в положении остановки направляющей втулки после ее перемещения совместно с нарезательной головкой.
Устройство для направления инструмента (нарезательной головки 1) содержит корпус 2, имеющий узел 3 соединения со станком. В корпусе 2 установлена направляющая втулка 4, внутренний диаметр которой соответствует диаметру обрабатываемой поверхности 5. Направляющая втулка 4 установлена в корпусе 2 с возможностью продольного перемещения. В приведенном варианте направляющая втулка 4 подпружинена относительно корпуса 2 пружиной 6 (в качестве привода продольного перемещения направляющей втулки 4 относительно корпуса 2 может быть использован гидравлический привод). Нарезательная головка 1 устанавливается на станке с помощью борштанги 7 и имеет радиально перемещаемые резцы 8, расположенные между передним 9 и задним 10 направляющими узлами, предназначенными для взаимодействия с обрабатываемой поверхностью 5. Задний направляющий узел 10 при
заходе нарезательной головки 1 базируют по внутренней поверхности направляющей втулки 4. Наружный диаметр направляющей втулки 4 и внутренний диаметр корпуса 2 превышают максимальный диаметральный размер вылета резцов 8.
Предлагаемое устройство используют при нарезании канавок на внутренней поверхности канала трубы на нарезательном станке.
1
Борштангу 7 с нарезательной головкой 1 устанавливают в шпинделе задней бабки станка. Обрабатываемую трубу 11 устанавливают, базируя в вертлюжном патроне и люнетах с обеспечением соосности канала и нарезательной головки 1. Корпус 2 устройства для направления нарезательной головки 1 узлом 3 соединяют со станком. Нарезание канавок ведут нарезательной головкой 1, работающей на растяжение с использованием многопроходной обработки, с радиальным перемещением резцов 8 на требуемую глубину резания каждого прохода. Нарезательной головке 1 сообщают осевое движение относительно обрабатываемой поверхности 5 и поворачивают на заданный угол для снятия припуска и формирования винтовых канавок. Задний направляющий узел 10 при заходе нарезательной головки 1 базируют по направляющей втулке 4, которую перед заходом устанавливают на расстоянии L от торца обрабатываемой поверхности, обеспечивающем выход переднего направляющего узла из канала (фиг.1). Это расстояние определяют из соотношения:
2
3
1
2
L+L>L>L, где:
2
L - расстояние от переднего торца переднего направляющего узла 9 до заднего направляющего узла 10,
3
L - длина заднего направляющего узла 10.
При заходе направляющая втулка 4 под действием пружины 6 перемещается в осевом направлении к обрабатываемой поверхности совместно с нарезательной головкой 1. При этом резцы перемещаются в
4
4
3
1
радиальном направлении до заданной величины вылета, определяемой величиной снимаемого припуска, не врезаясь в поверхность направляющей втулки 4. После того, как направляющая втулка 4 приблизится к торцу обрабатываемой поверхности 5 на расстояние L, ее останавливают, например, упирая в ограничитель 12 (фиг.2). Это расстояние определяют из соотношения: L<L. При последующем осевом перемещении нарезательной головки 1 относительно направляющей втулки 4 и ее повороте обеспечивают одновременное базирование заднего направляющего узла 10 по направляющей втулке 4 и обрабатываемой поверхности 5 для постоянного базирования заднего направляющего узла 10 при его перемещении из направляющей втулки 4 в канал. При этом резцы 8 снимают заданный припуск, формируя канавки. После первого прохода нарезательную головку 1 настраивают, устанавливая вылет резцов, требуемый для снятия припуска следующего прохода, и вводят в канал до выхода переднего направляющего узла 9 из канала. При этом задний направляющий узел базируют по направляющей втулке 4, которая, сжимая пружину 6, перемещается относительно корпуса 2 и устанавливается на расстоянии L от торца обрабатываемой поверхности 5. Нарезательной головке 1 сообщают осевое движение относительно обрабатываемой поверхности и поворачивают на заданный угол для снятия припуска следующего прохода при формировании продольных винтовых канавок. За счет соосности нарезательной головки 1 и обрабатываемой поверхности 5 при постоянном базировании переднего 9 и заднего 10 направляющих узлов и выбора зазоров в механизме привода поворота нарезательной головки 1 до ее захода в канал обеспечивается точная обработка резцами 8 канавок, полученных на предыдущем проходе.
Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет уменьшить отклонение оси нарезательной головки с радиально перемещаемыми резцами от оси обрабатываемой поверхности. При заходе
в канал этот результат обеспечивается за счет выбора зазоров в механизме привода поворота нарезательной головки и базирования заднего направляющего узла по подвижной направляющей втулке, а переднего - по обрабатываемой поверхности. При врезании резцов этот результат обеспечивается за счет одновременного базирования переднего и заднего направляющих узлов.