УСТАНОВКА ДЛЯ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ С ОТБОРТОВКАМИ В ТОНКОЛИСТОВЫХ ЗАГОТОВКАХ

Полезная модель относится к области станкостроения, в частности к вертикальным сверлильным станкам, и предназначена для формообразования отверстий с отбортовками в тонколистовых заготовках толщиной 0,8-2,0 мм вращающимся пуансоном для увеличения длины свинчивания отверстия под резьбу.
Из уровня техники известно множество вертикально-сверлильных или вертикально-фрезерных станков с автоматической подачей инструмента, в которых устанавливаются заданные величины подачи, числа оборотов шпинделя и мощность привода станка для каждого типоразмера тонколистовой заготовки. При этом осевое усилие на заготовку составляет порядка 1000Н. В заготовках толщиной 0,8-2,0 мм такой способ формообразования отверстий с отбортовками применять невозможно из-за недостаточной жесткости тонколистовых заготовок.
Наиболее близкой к заявленной установке является установка для формообразования отверстий с отбортовками вращающимся пуансоном, содержащая опорную платформу с несущей колонной, на которой закреплен рабочий стол, электродвигатель, механизм переключения передач и передачи крутящего момента, шпиндель, с установленным патроном с инструментом, а также привод принудительной подачи инструмента. Данная установка выполнена на базе фрезерного станка модели 676П (Хоменко В.В. «Формообразование узлов крепления в тонкостенных деталях методом пластического сверления», автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Барнаул, 2004, стр.13).
Недостатками указанной установки являются:
- необходимость установления заданной величины подачи и частоты вращения, а также крутящего момента для формообразования отверстий с отбортовками в заготовках разных толщин;
- методика определения этих параметров в литературе не опубликована, что не позволяет выполнять разработку технологического процесса изготовления отверстий с отбортовками вращающимся пуансоном в тонколистовых заготовках толщиной 0,8-2,0 мм;
- не происходит саморегулирования процесса формообразования отверстий в тонколистовых заготовках;
- при формообразовании отверстий с отбортовками в листовых заготовках толщиной менее 2 мм происходит деформация заготовок, что недопустимо в промышленном применении.
Задачей заявляемой полезной модели является упрощение конструкции и создание удобного и безопасного в работе вертикально-сверлильного станка для обеспечения процесса формообразования отверстий с отбортовками в тонколистовых заготовках без деформации последних.
Поставленная задача достигается тем, что установка для формообразования отверстий с отбортовками в листовых заготовках содержит опорную платформу с несущей колонной, на которой закреплен рабочий стол, электродвигатель, механизм переключения передач и передачи крутящего момента, шпиндель, с установленным патроном с инструментом, а также привод принудительной подачи инструмента. Согласно полезной модели, привод принудительной подачи инструмента выполнен в виде рычажной системы, содержащей тарированный рычаг, закрепленный на рукоятке ручного перемещения инструмента, и подвешенный на нем груз.
Предложенная рычажная система, обеспечивает свободное перемещение вращающегося инструмента под заданной нагрузкой (200-500Н). Для различных толщин заготовок можно назначать любое значение осевого усилия (в вышеприведенном диапазоне), которое будет обеспечивать саморегулирование процесса при одинаковом значении частоты вращения шпинделя станка, при этом не происходит деформации заготовки, геометрические параметры отбортовок отверстия остаются постоянными.
Сущность полезной модели поясняется чертежом (фиг.1), где показан общий вид установки, фиг.2, где показан внешний вид резьбового соединения, а так же фиг.3 где показаны геометрические параметры половины сечения отверстия с отбортовками, изготовленного вращающимся пуансоном в листовой заготовке.
Заявляемая установка для формообразования отверстий содержит опорную платформу 1, с несущей колонной 2. На несущей колонне 2 закреплены рабочий стол 3, электродвигатель 4, механизм переключения передач и передачи крутящего момента 5 к перемещаемому в осевом направлении шпинделю 6 станка, в который устанавливается патрон 7 с инструментом 8. На рабочем столе 3 станка закреплено приспособление с заготовкой 9. Осевое перемещение шпинделя 6 с патроном 7 и инструментом 8 осуществляется под действием рычажной системы, которая содержит тарированный рычаг 10, закрепленный на рукоятке ручного перемещения инструмента 11, и груз 12, подвешенный на тарированном рычаге 10.
Работа осуществляется следующим образом. На установке производится тарирование рычажной системы с применением динамометра рычажного типа, индикатора часового типа и трех грузов. Производится построение графика зависимости значений индикатора от веса груза. Затем производится тарирование рычажной системы. Закрепленный инструмент в патроне опускается на заготовку, установленную на столе станка, а на рычаг установки подвешивается груз. Перемещая груз по рычагу, определяют место положения груза на рычаге, при котором показания индикатора будут соответствовать заданной величине осевого усилия. Производится построение графика зависимости осевого усилия от значений показаний индикатора. На столе станка закрепляется приспособление с заготовкой и назначается частота вращения шпинделя станка. В патрон устанавливается инструмент и опускается на заготовку. На тарированный рычаг подвешивается груз, обеспечивающий заданное осевое усилие инструмента на заготовку. Производится пуск станка и остановка его после завершения формообразования отверстия с отбортовками под последующее нарезание резьбы.
Результаты расчета длины свинчивания, прочности резьбового соединений с учетом нижней отбортовки отверстия и толщины заготовки, а также геометрические параметры отбортовки и прочность резьбового соединения на срез приведены в табл.1. Параметры отверстия с отбортовкой показаны на фиг.3.
Таблица 1
d,мм
δ,мм
h,мм
h<sub>1</sub>,мм
Δ,мм
P,мм
L<sub>св,</sub>мм
Число витков резьбы
F,H
5,0
2,0
2,7
1,0
1,0
0,8
4,194
5
6301
0,5
4,502
9
6764
5,0
1,5
2,6
1,0
1,0
0,8
3,45
4
5184
0,5
3,72
7
5595
0,8
2,6
-
0,7
0,8
2,46
3
3708
0,5
3,09
6
4653
3,4
2,0
2,6
0,675
0,8
0,6
4,14
11
4110
0,35
4,1
11
4115
Примечание: материал болта Ст20; материал заготовки 08КП.
-1
св-
1
0
Частота вращения шпинделя станка 2000 мин, Р - шаг резьбы, мм; L длина свинчивания, мм; F - прочность резьбового соединения на срез, H; d -диаметр отверстия, мм; δ - толщина заготовки, мм; h и h - высота нижней и верхней отбортовки отверстия, мм; Δ - толщина основания колец отверстия, мм; h - высота нижнего кольца до разрыва металла.