Способ обработки конических отверстий

 

СПОСОБ ОБРАБОТКИ КОНИЧЕСКИХ ОТВЕРСТИЙ кольцевым сверлом, которое устанавливают под углом к оси отверстия , сообщают ему вращение вокруг своей оси и осевое перемещение вдоль нее при одновременном обкатывании вокруг оси отверстия, отличающийся тем, что, с целью повы.шения точности, врезание инструмента осуществляют на расстоянии от оси ртв рстия,опредвлтяемом из соотношения где d - диаметр конического отверсо тин;58 t - глубина отверстия по обра (Л зуквдей конуса совместно с длиной выхода режущей части инструмента из отверстия; oL - угол наклона образующей ко- Q нуса.5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (И) 3(5)) В 23 Б 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3532239/25-08 (22) 29.12.82 (46) 23.02.84. Бюл. Р 7

3 (а«-coselI+t„sinacJ

2 (2-cong) где д

8 - з)Ak ((C0S c(нуса.

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (72) А.В.Кубрин и И.В.Апраксин (53) 621.952 ° 04(088.8) (56). 1. Сулим A.B. Производство .оптических деталей. М., "Высшая шко« ла", 1969, с. 122-123, рис ° 52 (прототип) до выхода режущей части инструмента из отверстия на величину, которая равна или больше его глубины по образующей конуса, причем наружный диаметр сверла выбирают из соотношения (54) (57) СПОСОБ OSPABOTKH КОНИЧЕСКИХ

ОТВЕРСТИЙ кольцевым сверлом, которое устанавливают под углом к оси отверстия, сообщают ему вращение вокруг своей оси и осевое перемещение вдоль и нее при одновременном обкатывании вокруг оси отверстия, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью поае; шения точности, врезание инструмента осуществляют на расстоянии от оси отверстия,определяемом из соотношения диаметр конического отверс- р тия е

I глубина отверстия по образующей конуса совместно с длиной выхода режущей части, у инструмента из отверстия; угол наклона образующей ко1074663

3 (3 (f-coSN)+ 4 53@ aL) е ="=

2 2 (2- со до выхода режущей части инструмента иэ отверстия на величину, которая равна или больше его глубины об- 25 раэующей конуса, причем наружный диаметр сверла выбирают из соотношения

d -t в!пм сов а

30 кольцевой фрезы.

Изобретение относится к обработке металлов резанием, а именно к получению конических отверстий преимущественно в листовом материале или вырезке конических деталей иэ листового материала, когда диаметр отвер- 5 стня или детали значительно больше толщины листа.

Известен способ обработки конических отверстий кольцевым сверлом, которое устанавливают под углом к 10 оси отверстия, сообщают ему.вращение вокруг своей оси и осевое перемещение вдоль нее при одновременном обкатывании вокруг оси отверстия (,13.

Недостатком известного способа является его невысокая точность при получении конических отверстий, так как при обкатывании сверла вокруг где 3 - диаметр конического отверстия;

Ф„ — глубина отверстия по образующей конуса совместно З5 с длиной выхода режущей части инструмента из отверстия;

Ы - угол наклона образующей конуса. 40

На фиг.1 представлена схема реализации способа обработки конических отверстий; на фиг.2 — схема взаимо- действия обкатываемого вокруг ocR отверстия наклонно расположенного. кольцевого сверла с обрабатываемым листом; на фиг.З - профиль образующихся поверхностей при врезании сверла на всю толщину листа на фиг.4 — получение ровной конической поверхности отверстия на листе на фиг.5 - получение ровной конической поверхности, вырезаемой из листа детали.

Способ обработки конических отверстий может осуществляться как при 55 вращении обрабатываемого листа, так и при его неподвижном закреплении, например, на вертикально-фрезерном станке с поворотным столом. В шпин.дель 1 станка (фиг.1) устанавливают- 60 кольцевое сверло 2 требуемого диаметра и разворачивая шпиндель, наклоняют сверло на угол конуса от« верстия 3 или детали 4. Затем при вращении листа 5, в котором выреза- 65 оси обрабатываемого отверстия образуется не коническая, а сферическая поверхность, которая при осевом перемещении кольцевого сверла будет искажаться.

Цель изобретения - повышение точности обработки.

Цель достигается тем, что согласно способу обработки конических отверстий кольцевым сверлом, которое устанавливают под углом к оси отверстия, сообщают ему вращение вокруг своей оси и осевое перемещения вдоль нее при одновременном обкатывании вокруг оси отверстия, врезаиие инструмента осуществляют на расстоянии от оси отверстия, определяемом иэ соотношения зЫ) ется отверстие или иэ которого вырезается деталь, подачей вращающегося кольцевого сверла вдоль оси шпинделя осуществляют врезание в лист.

В отличие от вырезки цилиндрических отверстий или деталей, где диаметр кольцевого сверла равен диаметру отверстия или детали, в предлагаемом способе равенство диаметра

d отверстия или детали диаметру.

3 сверла вследствие наклона пбследнего относительно оси вращения приведет к существенному смещению.траектории прореэания.

Но наклоненное относительно оси вращения детали кольцо сверла при обкатывании вокруг этой детали не образует конической поверхности, а об-. разует сферическую. поверхность радиусом и (фиг.2), которая при осевом перемещении кольцевого сверла будет искажаться. для определения диаметра кольцевога сверла, обеспечивающего максимальное сОвмещение образуемой сферической поверхности с требуемой конической поверхностью, контур режущих зубьев кольцевого. сверла диаметром3 (условно рассматривается как линия окружности ) должен пересекаться с окружностью начального реза конического отверстия или детали диаметром d (на фиг.2 в точках а и Ъ), Кроме того, точка,tn -окрурнастиди точка п -окружности )) должна лежать на образующей конуса, а расстояние между ними равно глубине врезания

Точки а, Ь,tn и п являются общими для образуемого конуса и режущего цилиндра, но если рассматривать врезание цилиндра в плоскую поверхность без обкатывания, то его пересечение с ней не образует дугу окружности ди1074663 аметром . 0, а образует дугу эллипса, проходящую, через точки а пЬ, однако в связи с тем, что осевое врезание цилиндра происходит одновременно с еГо.вращением (обкатыванием) относительно оси, перпендикулярной к 5 плоскости врезания, на этой плоскости образуется окружность диаметром д), концентричная окружности с диаметром c)

Первоначально определяем диаметр 10 кольцевого сверла, не принимая во внимание. это явление.

В.связи с тем, что отрезок йЬ является хордой как дуги окружности диаметром д, так и окружности диаметром 9,. его длина может быть вй"ражена в зависимости от элементов ,той и другой окружности аь2 нЭ-Н =2 hd-h

2 ю где Й - стрелка сегмента окружнос-.; ти кольцевого сверла; .11 стрелка сегмента окружности основания обрабатывае« 25 мой конической поверхности.

Из равенства (1 J определяем значение

1 C)- Ь + Н

2 2

2Н (2) 30

В треугольнике 9, )пи угол tnt,n ра-. вен 0(. .Так как стороны, образующие этот. угол,. перпендикулярны оси вращения детали и образующей конУса, 35

Ф тогДагЬ вЂ . а м Н=

1 э)пс(tg8

Подставив полученные значения Н и

}) в .(2 ), полуЧим

40 и -1-t9 " (и

СОзО й= (4).

Подставив значение из ((3.} и пре- 55 обраэив, получим:

2cos р(Максимальное смещение реза s этом случае в поперечном направленйи кольцевого сверла должно составить ьЬ„= R-Эр (ь) °

Поскольку обкатывании кольцевого . сверла вокруг оси конического отвер- 45 стня или детали резание происходит по сферическим поверхностям, то перемещение кольцевого .сверла несколь«" ко изменяет вырезаемой профиль.

Радиус сферы, образуемой обращени 0 .ем кольцевого сверла, врезанного на глубину 4 может быть. определен как

По поверхности смещение реза от центра составит 8n л 8 =, (7).

Прорезание. йаэа вращающимся кольцевым сверлом с диаметром, определенным из соотношения (3), обкаты- вающим коническую поверхность при одновременной постепенной подаче вдоль оси сверла представляет собой движение режущего гребня по изме.няющейся сферической поверхности с неподвижным центром в точке 0

I ôèã.1 J. При этом радиус сферы резания по мере врезания сверла на глубину t /2 сначала уменьшается от величины R,,определяемой по (5 ), до половины диаметра сверла 3/2, а затем при дальнейшем врезании от

t /2 до снова равномерно увеличивается до значения R ..

В результате выполнения такого врезания сечение реза поверхности отверстия примет. вид, показанный на фиг.3, где от поверхности до глубины. t /2 она будет конической, при. величине исходного диаметра отвер

2 И стия, равного 1)+ — > a в нижней

2 половине стенка будет скругляться внутрь при радиусе скругления, равном Р .

Профиль конической детали (внутренней стенки прорези ) (фиг.3) после обработки предлагаемым способом в верхней половине будет скруглен внутрь с радиусом скругления Р/2, а с середины это скругление будет сопряжено с ровной конической стороной, наклоненной на требуемый угол, и с соответствующим требуемому переменным диаметром.

Величина завала поверхности детали по диаметру сферы будет равна аВ, ° oo(D42 -t1 (Й, I а на поверхности детали — (й.

В части точного выполнения кони ческих отверстий необходимо исключить зону искривления и обеспечить выполнение конического отверстия с требуемым диаметром.

Искривление поверхности отверстия можно избежать, если врезание кольцевого сверла производить до его выхода с другой стороны не менее чем на глубину сквозного реза (фиг.41.

В этом случае эона искривления окажется вне глубины обрабатываемого изделия.

Но, однако, увеличение глубины врезайия при данном способе обработки не обеспечивает точности размера отверстия. При увеличении глубины

1074663 или

a„= .)-2a S2 (й ((Вп 21 где 2- (ф 1 2 а ) 1 диус новой сферы резания и Д., — новый диаметр кольцевого сверла.

Из (5) Уравнение (11) в канонической форме

;относительно d1, имеет вид: (2-со1 а (d„-в (в (1- coo ot I+ t„ot cd) d

-(Ы coott-2dt -to coact j * О, (12), 1 1 сОэ

Один иэ двух корней уравнения (12) является .диаметром врезания

25 кольцевого сверла, обеспечивающим вырезку конического отверстия с исходным диаметром: иэ (3!

3 d -Ф 8100(1 1 1

2 . 2coso(, (d (f cooct}tt o1llcl)o (o(q =

2-сов о отверстия, определяемом иэ соотношения т.е. вреэание инструмента нужно осуществить на расстоянии от оси

d (d(t-СОВЫ}+Ш„В ПФф (2 2(2-cos а ) В этом случае как випно из фиг.5, так же как и при увеличении точности обработки отверстия, увеличивается непроизводительный подрез с противоположной стороны,.определяемый разностью половины диаметра новой сферы резания и половины диаметра В сверла. Ширина этого надреза по .поверхности составит: (в,-в(-(-.в) o)+ t s(not-1„э (о(1 (ю) ° 60

2 cos с(Нп диаметр d и глубина Ф при выполнении фактических операций в этом Следует отметить, что непронзвоглучае должны оставаться неизменными.gg дительный подрез материала, происходиаметр отверстия увеличится еще больше.

Для получения точного диаметра конического отверстия по поверхности необходимо вместе с увеличением глубины врезания кольцевого сверла уменьшить его диаметр и сместить к центру обкатывания точку вреэания сверла в поверхность.

Диаметр вреэания кольцевого сверла для получения конического отверстия с исходным диаметром на поверхности, равным, 8, должен быть (фиг.4 1:

При вырезке конических деталей их ровная поверхность может быть 40 получена при расчете диаметра кольцевого сверла таким образом, чтобы эона скругления, образуемая при обработке сверлом диаметром, рассчитанным по (3 ), оказалась вне обра-, батываемой детали, т.е. выше ее поверхности. Этого можно добиться если заложить в расчет диаметра сверла глубину вреэания Ф 1 > 24 и, соответственно, увеличенный исходный диаметр, определяемый как 02=0 вЕ1Ф n o(, (,фиг.5 ).

Заменив в (3 1 значение 8 на

4+t„siп o(и t на t1, получим знаЪение диаметра (внутреннего), обеспечивающего образование гладкой конической стенки детали с исходным диаметром d

И -2Ы„t sIhg(4 t -(3 ф Зврд()

2 2

Подставив ((10 ) в (91 и перенеся члены, содержащие диаметр И1, в левую часть, а содержащие известный диаметр o) и новое значение глубины вреэания. 1 1- в правую, получим равнение: св (1-с08Ы)Ф д -2o) 4 з1нО(,+Ф =30060(,2 2»

1 1 1 1

51h 0(1 где Р2 - радиус сферы резания сверлом диаметром 1);

В - толщина кольцевого сверла. Подставив в (16) значение

Я2 q g заменив на его эначе 2 ни& из (13) в получим

„, 3+4t сов с -с)

2 2 2

2соз Ы

1074663 дящий как при точной обработке конического отверстия, так и при точ- ной вырезке конической детали резко сокращается при увеличении диаметра

N уМеньшении глубины врезания.

Таким образом, предложенный спо-. соб дает возможность применить высокопроиэводительные кольцевые сверла для вырезки не только цилиндрических, но и точных конических отверстий и деталей, а также обеспечивает повышение производительности обработки за счет уменьшения времени вырезки.

1074663

ВНИИПИ Заказ 431/12 . Тираж 1037 Подцисное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4