Устройство для предохранения инструмента от поломок при обработке отверстий

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОХРАНЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА ОТ ПОЛОМОК ПРИ ОБРАБОТКЕ ОТВЕРСТИЙ по авт. св. № 795745, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, устройство снабжено дополнительной кольцевой мембраной , разделяющей полость на две части, причем каждая кольцевая мембрана, ограничивающая указанную полость, выполнена из жестко связанных между собой внутреннего и внещнего тонкостенных дисков из материалов с различными коэффициентами температурного расширения, а материал дополнительной кольцевой мембраны идентичен материалу внутренних дисков кольцевых мембран. (Л ел сд 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1110558 А з(5д В 23 В 4724

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ г;5 °

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ПРИ ОБРАБОТКЕ ОТВЕРСТИЙ по авт. св. № 795745, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, устройство снабжено дополнительной кольцевой мембраной, разделяюшей полость на две части, причем каждая кольцевая мембрана, ограничивающая указанную полость, выполнена из жестко связанных между собой внутреннего и внешнего тонкостенных дисков из материалов с различными коэффициентами температурного расширения, а материал дополнительной кольцевой мембраны идентичен материалу внутренних дисков кольцевых мембран. (61) 795745 (21) 3609374/25-08 (22) 23.06.83 (46) 30.08.84. Бюл. № 32 (72) Н. С. Силин и С. К. Плужников (71) Ленинградский ордена Ленина и ордена Красного Знамени механический институт (53) 621.9.08 (088.8) (56) I. Авторское свидетельство СССР № 795745, кл. В 23 В 47/24, 1979 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОХРАНЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА ОТ ПОЛОМОК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1110558

10

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано для обработки отверстий, в том числе глубоких и точных отверстий, предназначенных для предохранения режущего инструмента металлорежущих станков от поломок.

По основному авт. св. № 795745 известно устройство для предохранения инструмента от поломок при обработке отверстий, включающее взаимно подвижные корпус и фланец, образующие между собой полость, заполненную упругой массой, причем фланец жестко связан с инструментодержателем, а корпус снабжен узлами крепления к бабке станка, а также датчик с подвижным элементом, соединенный с системой отключения станка. Кроме того, устройство снабжено герметизирующими указанную полость кольцевыми мембранами, центрирующими и связывающими с возможностью относительного перемещения фланец и корпус, причем средние окружности мембран имеют различные диаметры (1).

Однако известное устройство характеризуется тем, что не обеспечивает стабильности контроля установленной величины предельной осевой нагрузки в процессе эксплуатации, так как на стабильность контроля указанной нагрузки влияет величина объемного изменения упругой массы, которая появляется в результате изменения температурного режима технологической системы СПИД, применяемой смазочно-охлаждающей жидкости на операциях сверления, а также окружающей среды.

Цель изобретения — повышение надежности устройства путем устранения влияния температурного режима технологической системы на точность контролируемого параметра устройства.

Цель достигается тем, что устройство для предохранения инструмента от поломок при обработке отверстий, включающее взаимно подвижные корпус и фланец, образующие между собой полость, заполненную упругой массой, причем фланец жестко связан с инструментодержателем, а корпус снабжен узлами крепления к бабке станка, а также датчик с подвижным элементом, соединенный с системой отключения станка, герметизирующими указанную полость кольцевыми мембранами, центрирующими и связывающими с возможностью относительного перемещения фланец и корпус, причем средние окружности мембран имеют различные диаметры, снабжено дополнительной кольцевой мембраной, разделяющей полость на две части, причем каждая кольцевая мембрана, ограничивающая указанную полость, выполнена из жестко связанных между собой внутреннего и внешнего тойкостенных дисков из материалов с различными коэффициентами температурного расшире15

55 ния, а материал дополнительной кольцевой мембраны идентичен материалу внутренних дисков кольцевых мембран.

На чертеже изображено предла гаемое устройство для предохранения инструмента от поломок при обработке отверстия, общий вид, продольный разрез.

Устройство состоит из цилиндрического пустотелого корпуса 1 с приваренной к нему планкой 2 для размещения микрометрических втулок 3, в которых размещены изолированные штыри 4, представляющие собой в совокупности датчики с подвижными элементами.

Кроме того, устройство состоит из шпинделя 5 для крепления в подающей каретке 6 станка, цангового узла крепления стеблевой части инструмента 7 и узлов кольцевых мембран 8 — 10, установленных во внутренней полости корпуса 1. Цанговый узел, размещенный в передней части корпуса 1, выполнен из цанги 11, гайки 12 и резьбового фланца 13. На наружной поверхности резьбового фланца закреплены с помощью винтов кольцевые мембраны 8 — 10, разнесенные вдоль оси внутренней плоскости корпуса 1 посредством мерных колец 14 и 15, а также колец 16 и 17 с вертикально выполненными отверстиями, являющимися регистрирующими каналами. Мембраны, образующие герметизированные полости А и Б, центрируют резьбовой фланец 13 относительно корпуса 1.

Каждая из мембран 8 и 10 изготовлена из двух жестко связанных между собой тонкостенных дисков 18 и 19. При этом диски 18 и мембрана 9 изготовлены из пружинной стали с высокой радиальной и пониженной за счет выполнения упругих участков Ъ, С, d осевой жесткостью, что позволяет резьбовому фланцу. 13 перемещаться под действием осевой нагрузки при сверлении или зенкеровании относительно корпуса 1. Упругие участки мембран выполнены с окружностями различных диаметров. Диски 18 выполнены из материала с коэффициентом температур. ного расширения, отличным от коэффициента материала дисков 19, например из меди или никелевых соединений. Полости А и В и регистрирующие каналы, образованные посредством выполнения вертикальных отверстий в кольцах 16 и 17, заполнены токопроводящей жидкостью. Положение изолированного от корпуса 1 штыря 4 относительно свободной поверхности жидкости (мениска) регулируется посредством микрометрических втулок 3. Предохранительное устройство посредством электрической цепи через эти штыри может быть включено не только в цепь выключения станка, но и звукового сигнала, при получении которого оператор должен устранить причину повышения контролируемого параметра на инструменте, а именно предельного осевого усилия, действующего на инструмент 7.

1110558

ВНИИПИ Заказ 5922/9

Филиал ППП «Патент», г.

Перед началом работы с устройством необходимо зафиксировать корпус 1 с планкой 2 в подающей каретке б станка таким образом, чтобы размещенные в нем штыри 4 находились в вертикальной плоскости станка.

Затем резьбовое соединение корпуса 1 со шпинделем 5 фиксируют посредством разрезного хомутика 20.

Положение мениска свободной поверхности жидкости в регистрирующем канале полости А настраивают на предельное (допустимое) осевое усилие, которое может привести к поломке инструмента 7 в процессе сверления, а мениск полости Б относительно изолированного штыря 4 устанавливают на предельное осевое усилие, которое возникает при зенкеровании просверленного отверстия без переустановки заготовки. Таким образом устройство фиксирует две предельные величины усилий, которые могут действовать на инструмент на различных переходах обработки отверстий в заготовках.

Устройство работает следующим образом.

При действии в процессе сверления заготовки на инструмент 7, закрепленный в резьбовом фланце 13 с помощью цанги 11 и гайки 12, осевого усилия, превышающего некоторое предельное значение, мембраны 8 и 10 перемещаются вправо относительно корпуса

1 на величину деформации упругих участков

Ь, с и д и тем самым изменяют объем жидкости, размещенной в герметизированных полостях А и Б. Так как средние окружности упругих участков мембран выполнены различными, то при уменьшении объема полости А жидкость вытесняется в регистрирующий канал, размещенный в кольце 16 со штырем 4. Тем самым изменяется положение мениска жидкости по отношению к штырю 4.

При изменении положения мениска жидкости в регистрирующем канале полости А на величину, определяемую предельным осевым усилием, происходит замыкание электрической цепи: корпус устройства — электролит — штырь и цепи выключения станка.

Необходимое допустимое (предельное) осевое усилие и величина перемещения свободной поверхности жидкости до замыкания со штырем 4 обеспечивается путем регулирования положения микрометрической втулки 3. Одновременно с этим в процессе сверления объем полости Б увеличивается, что обеспечивает надежность неконтактирования штыря с жидкостью, размещенной в этой полости и соответственно выключения станка по предельному осевому усилию, установленному для инструмента, применяемого на другом переходе обработки отверстия — зенкеровании.

10.

В процессе зенкерования резьбовой фланец 13 с закрепленным инструментом 7 для зенкерования и с разнесенными вдоль оси с помощью колец 15 и 14 мембранами 8 — 9 перемещается влево. При повышении допустимого осевого усилия, характерного для перехода зенкерования, происходит уменьшение объема в полости Б и перемещение мениска свободной поверхности жидкости навстречу к штырю 4, вследствие чего происходит отключение станка.

Объем полости А на этом переходе обработки отверстия заготовки увеличивается, и тем самым обеспечивается контроль только одного установленного параметра процесса сверления или зенкерования заготовки.

Наряду с этим, в процессе эксплуатации устройства на упругую массу или токопроводящую жидкость, размещенную в герметизированных полостях А и Б, воздействует температурный режим, который изменяется по времени от многих причин. Вследствие изменения этого режима объем жидкости и соответственно положение мен иска свободной поверхности жидкости в регистрирующем канале изменяется, что приводит к снижению или увеличению установленной предельной величины осевого усилия предохранительного устройства.

В устройстве стабилизация положения мениска свободной поверхности жидкости в регистрирующем канале при изменении температурного режима эксплуатации осуществлена за счет выполнения мембран 10 и 8 в виде двух жестко связанных дисков 19 и 18, которые испытывают температурные деформации, связанные с колебаниями температуры в процессе эксплуатации устройства. Благодаря выполнению упругих участков 6 и с мембран 8 и 10, которые крепятся на резьбовом фланце 13, несущем инструмент 7, диски прогибаются в зависимости от изменения температуры эксплуатации относительно своей заделки на фланце 13 в ту или иную сторону и, тем самым, компенсируют изменения объема жидкости, размещенного в герметизированных полостях А и Б. Таким образом обеспечивается строгое определение положения мениска в регистрирующем канале после настройки предельной величины осевого усилия устройства, несмотря на последующие колебания температурного режима эксплуатации устройства.

Предлагаемое устройство обеспечивает при выбранных соотношениях средних окружностей упругих участков мембран, толщин тонкостенных дисков и их материалов контроль предельно допустимых осевых усилий с высокой точностью.

Тираж 1036 Подписное

Ужгород,. ул. Проектная, 4