Способ обработки сквозных конических отверстий кольцевым инструментом

 

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при получении кольцевым сверлом конических отверстий в листовом материале . Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет расширения диапазона размеров обрабатываемых отверстий. Кольцевому инструменту на торцовой поверхности корпуса которого размещены режущие элементы, расположенные под углом, сообщают движения врчщения и подачи При этом инструмент об: атывают вокруг оси отверстия, а врезание осуществляют на расстоянии равном половине начального диаметра отверстия Диаметр инструмента выбирают из диапазона , определяемого отношениями глубины отверстия по образующей конуса к углу наклона упомянутой образующей Для получения величины шероховатости в допустимых пределах подачу на оборот инструмента вокруг оси отверстия назначают из соотношения , определяемого диаметром инструмента , максимально допустимой величиной шероховатости и углом наклона образующей конуса Для получения равномерной величины шероховатости в допустимых пределах инструменту сообщают переменную подачу на один оборот. 4 з п ф-лы, 1 табл., 10 ил со с

1741977 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51). В 23 В 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (21) 4686306/08 (22). 03.05.89 (46) 23.06,92. Бюл. M 23 (71) Ленинградское производственное.обьединение "Сигнал" и "Центральный научно-ис. следовательский институт технологии судостроения (72) А.В.Кубрин и И.В.Апраксин (53) 621.952.04 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Nã 1074663, кл. В 23 В 35./00, 1982. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ CK803HblX КОНИЧЕСКИХ ОТВЕРСТИЙ КОЛЬЦЕВЫМ

ИНСТРУМЕНТОМ (57) Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при получении кольцевым сверлом конических отверстий в листовом материале, Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет расширения диапазона размеров обрабатываемых отверстий, Кольцевому инструменИзобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при получении кольцевым сверлом конических отверстий в листовом материале.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет расширения диапазона размеров обрабатываемых отверстий. . На фиг.1 изображена схема способа обработки сквозных отверстий кольцевыми инструментами максимально и минимально допустимых диаметров; на фиг.2 — схема обработки кольцевым инструментом унифицированного диаметра; на фиг.3 — схема обту, на торцовой поверхности корпуса которого размещены режущие элементы, расположенные под углом, сообщают движения вращения и подачи. При этом инструмент обкатывают вокруг оси отверстия, а врезание осуществляют на расстоянии, равном половине начального диаметра отверстия, Диаметр инструмента выбирают из диапазона. определяемого отношениями глубины отверстия по образующей конуса к углу наклона упомянутой образующей. Для получения величины шероховатости в допустимых пределах подачу на оборот инструмента вокруг оси отверстия назначают из соотношения, определяемого диаметром инструмента, максимально допустимой величиной шероховатости и углом наклона образующей конуса. Для получения равномерной величины шероховатости в допустимых пределах инструменту сообщают переменную подачу на один оборот. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 10 ил, и работки отверстия максимального диаметра унифицированным кольцевым инструментом: на фиг.4 — характер шероховатости поверхности отверстия по образующей конуса при равномерной подаче инструмента; на фиг.5 — то же, при переменной подаче инструмента; на фиг.6 — график переменной подачи инструмента при врезании; на фиг.7— схема обработки отверстия кольцевым инструментом с односторонней и двусторонней заточкой зубьев; на Фиг.8 — график диапазона допустимого применения инструмента в зависимости от увеличения начальногодиаметра и угла наклона образующей конического отверстия: на фиг.9. — график

1741977

d — 2t sin Q

DìÂêñ

cos а верстий предложенным способом DM ji,,40

45 ях погружения инструмента в деталь, не-. 50

hBi = —— å

Ti вн.макс ) sin а) с а

С1в — 2 tl Sin Q

2 сова где Ввн „,„,— увеличения дополнительно перерабатываемого материала в зависимости от увеличения диаметра отверстия и его уменьшение с увеличением угла наклона конической образующей отверстия; на фиг.10- изменение процента дополнительного объема перерабатываемого материала относительно полного объема вырезаемой конической сердцевины при увеличении диаметра и угла наклона образующей отверстия.

Способ обработки сквозных конических отверстий может осуществляться как при вращении обрабатываемого листа, так и при

его неподвижном закреплении, например, на вертикально-фрезерном станке с пово-. ротным столом.

В шпиндель 1 станка устанавливают кольцевой инструмент 2 требуемого диаметра с зубьями 3 на торцовой части и, разворачивая шпиндель, наклоняют инструмент на угол конуса а отверстия. Затем при вращении листа 4, в котором вырезается отверстие, подачей вращающегося коль-. цевого инструмента вдоль оси шпинделя осуществляют его врезание в лист.

Определение диаметра кольцевого инструмента 2, при его врезании на расстоянии половины диаметра отверстия от его оси, осуществляется в месте пересечения перпендикуляра, восстановленного из точки а— конечной точки погружения инструмента в деталь, в одном случае до пересечения с осью отверстия в точке 01, являющейся центром кольцевого режущего контура сверла максимальноГо диаметра Омакс,, а в ДруГОМ вЂ” с поверхностью детали в точке b: Отрезок аб определяет минимально допустимый диаметр инструмента 6, который может быть применен для обработки конических отобеспечивающий вынос стружки из обрабатываемого отверстия.

Сфера резания с радиусом RMÂêñ образуемая кольцевым инструментом с диаМЕТРОМ Омакс В МОМЕНТ ЕГО ПОЛНОГО погружения в деталь, касается образующей конического отверстия, не пересекая ее в точке а. Также не происходит пересечения с образующей сфер резания в других случасмотря на то, что в этих случаях образующая не является касательной к сферам резания в этих местах, Меньший диаметр конического отверстия, расположенный со стороны детали, противоположной врезанию инструмента, равен d-2tsinQ. где б — больший диаметр конического отверстия, t — глубина отвер5

35 стия по образующей конуса, а — угол образующей относительно оси отверстия (фиг.1).

В связи с равенством угла наклона режущего контура инструмента относительно плоскости детали углу а максимальный диаметр кольцевого инструмента 2 определяет-, ся как:

Минимальный диаметр кольцевого инструмента 6 в связи с отмеченным равенством углов равен:

t tcosQ

Омин = ИЛИ Омин =

tg Q SIn Q

В этом случае, при любом погружении кольцевого инструмента 6 минимального диаметра, коническая образующая не является касательной к сферам резания, но также и не пересекает их, т.е. не происходит выхода режущих зубьев инструмента за пределы образующей конического отверстия, . Таким образом диапазон допустимых диаметров кольцевых инструментов, пригодных для осуществления предлагаемого способа, может быть выражена в зависимости от элементов конического отверстия. как: ссора d — 2tslnQ

sin а cos а

Условия назначения макисимального диаметра кольцевого сверла в предлагаемом способе, базируясь на сферу резания, касающуюся образующей конического отверстия в точке выхода инструмента, радиус которой

DMaxc d 2t sin Q

РаВЕН RMc>Kc — = — ., ПРИВО2 . cosQ дят к заметному увеличению дополнительного зазора (за вычетом ширины реза В) ме;кду стенкой отвер"тия и поверхностью вырезаемой сердцевины 5. Величина этого зазора по поверхнссти детали определяется оазностью:

1741977 д

АВп в

Если использовать кольцевой инстру- 10 мент 6 минимально допустимого диаметра, у которого на выходе радиус сферы резания равен Яма . этот зазор будет еще больше.

Вырезаемая сердцевина 7 имеет. сферическую форму с радиусом сферы R> «> = 15

= Вмин В, Следовательно. чем ближе размер выбранного диаметра кольцевого .инструмента к максимальному в заданном диапазоне, тем меньше дополнительный зазор и соот- 20 ветственно, тем меньше будет перерабатываться материала при вырезке конических отверстий предлагаемым способом.

В допускаемом диапазоне диаметров инструментов наиболее целесообразно 25 применять кольцевые сверла с наружными. диаметрами, соответствующими предпочтительному ряду размеров, например, 50, 63.

80, 100 мм и тд.

При выборе инструмента 8 с унифици- 30. рованным размером диаметра, лежащего в заданном диапазоне 0пр (фиг,2), центр сфе-. рического резания Оз не будет совпадать с центром резания кольцевым инструментом максимального диаметра 01 и минимально- .35

ro диаметра 02. Соответственно изменится и величина радиуса сферы резания в момент полного врезания инструмента в деталь. Величина этого радиуса может быть определена из треугольника ОзКа. как 40 где Опр.в. = Dnp - 2 — внутренний диаметр кольцевого инструмента выбранного размера:

Кольцевой инструмент 8 с наружным диаметром Опр может также применяться для обработки отверстий большего диаметра, чем d — d> (фиг.3). Если не изменяется угол наклона стенки отверстия, радиус сферы резания в момент полного погружения инструмента (с центром в точке 04) Rnp. определяющий форму поверхности сердцевины 10 и величину зазора.АВпр, определяется при замене значения d íà ch npu определении Омакс.

При реализации способа образуемая на поверхности отверстия винтовая шероховатость по форме и величине. отличается от известной, Здесь волны" 11 значительно выше и имеют остроконечную зубчатую форму (фиг.4). Одна сторона "волны". сферическая, а другая — соответствует форме режущей поверхности зубьев инструмента. В связи с уменьшением радиусов, сфер резания, по мере погружения инструмента в деталь, высота волн Ь уменьшается. Укаэанное явление происходит при. равномерном обкатывании инструмента вокруг оси отверстия и равномерном его поступательном движении по образующей конической стенки отверстия. При этом самым высоким будет волновой выступ после полного первого оборота инструмента вокруг оси отверстия

b>. Таким образом при равномерной подаче

S на врезание по образующей, ггри определении допустимой шероховатости, следует ориентироваться на высоту волны после первого оборота инструмента вокруг оси отверстия.

Равномерную по высоте шероховатость

12 поверхности отверстия .можно обеспечить при,переменной (увеличивающейся) . . подаче инструмента Snep по образующей при равномерном обкатывании его вокруг оси отверстия (фиг.5). В этом случае переменная скорость подачи по образующей onSneo

РЕДЕЛЯЕтСЯ КаК Vnep, ГДЕ т<,б — ВРЕМЯ

1об одного оборота инструмента вокруг оси отΠ——

R„ð = У ОзК +(— -), где ОзК

0макс Dn — .После подстановки-и упро45

2тда щения получим

Rnp

2sin а

55 ов ЛВпр =—

2 н.макс ) sin а + OtOa j

После подстановки значения Квп;макс, преобразования получим; где d>=d

2В

; t> =т- Вша, cos а

Dn Омакс 20п Омакс сов а

2 . 2

Образуемый дополнительный зазор 50 между сферической поверхностью сердцевины 9 и стенкой отверстия на поверхности детали определяется как: где 1 з—

О О Омакс — О у

2sin а

После подстановки и упрощения получим;

1741977 верстия. Для практического регулирования высоты шероховатости необходимо выявить зависимость между нею и подачей на врезание по образующей, а также их зависимость от геометрических параметров от- 5 верстия.

Рассмотрим зависимость этих значений при врезании инструмента по образующей на глубину tx при! полных оборотах инструмента вокруг оси отверстия(тх = S l). Соеди- 10 ним основанием и вершину волнового уступа, образуемого при врезании инструмента на указанную глубину, с центром Оз прямыми, и получим два радиуса Rx, В действительности в связи с винтовым, а не кру- 15 говым движением режущего контура, верхний и нижний радиусы не равны между собой, При обращении инструмента вокруг оси отверстия к вершине выступа зубья инструмента приходят раньше, чем к его осно- 20 ванию, т.е. в верхней части радиус сферического резания Rx несколько больше, чем в нижней. Когда кромки зубьев кольцевого инструмента придут к основанию выступа, поворачивающийся вокруг оси 25 отверстия инструмент вследствие подачи по образующей успеет опуститься пропорционально углу поворота, Однако. в связи с малой величиной угла поворота по сравнению с полным оборотом его вокруг оси ot- 30 верстия, различием в величине верхнего и нижнего радиусов можно принебречь.

Длина радиуса Rx у вершин определяется из треугольника 01Се. а у основания — из 35 треугольника ОзР1 (фиг;4), В вершине йх = ОзС + Се и в основаг г г нии Rx = Oaf + Pf

СогласнопринятомуусловиюОзС +Се =

= 03f +Pf, Озс= — -- Ь; е С=t-(tx-S)+ г г Оп

2 (фиг,1 и 2) 45

2sin а

d — 2t sin а сов а

О пр или 010з =2sin а

После преобразования 010з

d — 2 t s i nà —. D pc о за — Подставив в

2 з! пасоза значение e C=t-тх+ S+

0 — 2с sin а — О cos а

+ после преобразо- 55

2 sin а вания е

С d — Оп со

2 sin а

+ S tx.

В треугольнике ОзР(ОзК = — - tx sin а, а Озе = txcos а-(z+

2

+ 010з), где z — апликата центра сферы резания инструмента с диаметром Омакс..

При этом z - тоов а- — в1о.а или

Омакс

2t — d 8!па

2соэа

Таким образом

2 — б з1па

Озе - tхcos а — (+

2 cosa

d -2tsina — Dcosa

2sinаcosа

После преобразования Озе = tõñîs a —.

dcos а — О, . Подставив полученные эна2 sin а чения квадратов сторон треугольников в равенство, получим

= (- - — t> sin à) +(t сîsа— б . г

0 COS a — Эпр

2sin а с Dn cosa

2 sin a разовав и упростив данное выражение, получим квадратное уравнение относительно значения изменяющейся ширины "волны"

11 .от глубины погружения инструмента tx при по"тоянной подаче S.

Ь - 0прЬ + S(S - 2(A - 1х)) ив О

Решив зто уравнение, получим значения высоты шероховатости на любом расстоянии от поверхности детали по образующей (tx).

Ь = — ПР— - — S (S — 2 (А — тх ) )

2 4

Как уже указывалось. несмотря на уменьшение величины Ь по мере погружения инструмента в деталь, начальный виток

Ьп всегда оказывается подрезанным. и поэтому при необходимости ограничения высоты шероховатости поверхности отверстия следует ориентироваться на высоту выступа после первого полного сбора инструмента вокруг оси отверстия bt.

Если в уравнение зависимости между высотой выступов шероховатос1и и подачи на врезание по образующей подставить значение Ь!,. при котором t, S и преобразовать его так, что переменной величиной

1741977

Помимо обеспечения равномерности по высоте, переменная подача на врезание, onбудет подача на врезание, получится квад- ределяемая указанным соотношением, поратное уравнение зависимости пбдачи на зволяет максимально уменьшить ширину врезание от высоты витка шероховатости зубьев В кольцевого. инструмента и назнапосле полного первого оборота инструмен- чать ее только исходя из условия их стойкотэвокругоси отверстия. 5 сти, прочности и производительности, обработки, S - 2AS + Ь1(0пр - Ь1) = О Зубчатая форма шероховатости конических отверстий, обрабатываемых инстру.Решив это уравнение, найдем макси- ментами с кольцевым режущим контуром, мально допустимую величину подачи на 10 требует поднутрения наружных боковых врезание инструмента по образующей .сторон зубьев, Угол, обеспечивающий бес .А А2 препятственное прохождение зубьев возле

$ А — А - Ь 1(0пр - b 1), воздушных сторон винтовых выступов шероховатости, должен определяться как в где Ь1 — максимально допустимая высота 15 случае постоянной, так и при переменной шероховатости на поверхности отверстия. подаче инструмента по образующей конуса.

Даже в случаях, когда высота винтовых В том и в другом случае этот угол следует колецшероховатости нелймитируеткачест- определять в начальный момент резания, во поверхности отверстий, высота шерохо- когда зубья движутся по сфере радиусом R, ватости всегда должна быть меньше 20 (фиг,7) и условная высота шероховатости ширины зубьев кольцевого сверла (b«B) BH b-1. Таким образом, угол поднутрения соответственно должно быть выполнено ус- наружной стороны зубьев может быть опреловие ограничения величины подачи S < А — делен как угол между хордой mn дуги ради2 ) усом Rp и образующей обрабатываемого — А — - В(Опр — В), где  — ширина зубьев 25 отверстия или как угол между этой образующей и касательной, проведенной через точВ противном случае, на начальном эта- ку посредине указанной дуги 1/ . пе обработки отверстия и до тех пор. пока Такие углы на последующих оборотах высота шероховатости не сравняется с ши- инструмента вокруг .оси отверстия как риной зубьев, в прорезаемой части будут 30 ф1,gz. и т.д. будут меньше@ . Однако, выобразовываться концентрические спиРаль- ражение зависимос ф> б ажение зависимости ф от параметрое обные слои непереработанного материала. работки очень громоздкое и, к оме того, щ в будет pà11H Разно- начальная ступень b1 всегда подрезана, а и, кроме того, сти между шириной зубьев и уменьшающей- ширина дуги с момента врезанная практичеся по мере погружения инст мента 35 ру eHTa -""- ски равна нулю. В связи с этим допустимо высотой шероховатости. определять угол поднутрения наружной стоПри обработке конических отверстий роны зубьев не по касательной к середине дуги радиусом о, а по касательной, лежапредлэгаемым способом, с постепенным дуги радиусом R, а и к щей на краю этой дуги, в точке m. Этот угол изменением(увеличением) подачи на вреза- щей на краю этой д ги, в т . Э добиться рав- 40 определяется как угол между образующей ние по образующей, можно добиться ав- 4 ной высоты шероховатости на всей конического отверстия К1 и касательн@й К2, поверхности отверстия. Из уравнения этих прямых в общем

Переписав исходное уравнение взаимо- виде А1х + B12 + С1 = О и А2х + В22+ С2 = О зависимости высоты шероховатости и ïîä- тангенс ф тангенс угла ф может быть определен как ачи и приняв высоту шероховатости за 45 постоянную (установленную) величину, А  — А В можно получить зависимость подачи от этой tg ф1 2 2 1 заданной величины Ьуст.

А1А2 + В1

1 2+В1В2

В этом случае,квадратное уравнение бу- . ля оп

Для определения уравнений К1 и К2 надет иметь вид: значаем начало координат точке Оз- центре

2 . сферы Резания.

Р

Уравнение прямой К1 в от езках откуда переменная величина подачи будет равна: — + — = 1, гдес= . В общем виде а с. -. tg.à ур;,внение этой. прямой имеет вид: х -2tg а пер q(- тх) + Ьуст(0пр - Ьуст) - (А -1х). э = Q °

K2 — каса гельная к Rp в точке п1.

Уравнение касательной xX + zZ = R

1741977

Cl, Х = —, Z = z1+ z2, z1 = 0103 =

d — 2tg sin а — Dn соз а

2 sin àñîçà

d sin a 2t — d sin a

Z2 =

cosa 2 соза 2соза

< + d cosa — D ð „г

2 2 з!па

Значения необходимых для определения тангенса угла величин:

А1=-1; 81= tg a, A2 = —:

C!, 2

c! cos Q — О,р

Вг =2 sin a

После подстановки их в выражение тангенса угла )/) и преобразований получим;

tg gr—

d — D,p cos а

Dpp з!и а

Таким образом, угол поднутрения наружных боковых сторон зубьев кольцевого инструмента для обработки конических отверстий предлагаемым способом должен отвечать требованию

35 б — D, cos u у> arctg

D„p sin а

При равномерной подаче на врезание по образующей, поднутрение зубьев долж40 но быть выполнено по высоте не менее величины подачи h > S. а при переменной подаче, обеспечивающей равномерную шероховатость по всей поверхности отверстия, высота поднутрения зубьев должна

45 отвечать требованию h > -- — -. б ст

tg gr

Полное устранение возникающей при реализации данного способа обработки отверстий шероховатости. и рактически без ог-, раничения подачи инструмента на врезание пг) конической образующей, обеспечивает выполнение наружных сторон, зубьев 13 вертикальными относительно плоскости кольцевого режущего контура 14 и также режущими (фиг.7). При этом высота заточки !

)э боковых сторон должна быть не меньше величины подачи S инструмента на оборот вокруг оси отверстия, благодаря чему и обеспечивается полное срезание витков об. d cos a — 0 !. да - 2 10

2 з!па

В общем виде уравнение прямой Кимеет вид: разуемой в данном случае шероховатости, Кольцевые сверла с двусторонней заточкой могут использоваться как при постоянной подаче на вреэание, так и при переменной, заданной указанным соотношением, В последнем случае еще больше увеличивается эффект от уменьшения ширины зубьев инструментов, так как сокращается объем применения дорогостоящих твердосплавных

: пластинок, из которых наиболее целесообразно в данном случае изготовлять зубья кольцевых сверл.

В качестве конкретного примера выполнения обработки конического отверстия предложенным способом с пйчощью предлагаемого инструмента рассмотрим обработку отверстия с начальным диаметром d =

= 120 мм, толщиной детали 30 мм и углом наклона стенки отверстия относительно его оси а = 40 . В этом случае глубина отверстия по образующей конуса будет pasHa t=

30 — — 39,16 мм.

cos40."

Минимально допустимый диаметр кольцевого сверла равен Омичи =

39,16

tg 40

= 46,67 мм, а максимально допустимый

120 — 2 . 39,16 sjn 40 90 93

Вмакс — 90,93 мм.

cos 400

Из предпочтительных величин диаметров кольцевых сверл наиболее близким к максимально допустимому диаметру (обеспечивающему наименьший дополнительный зазор, образуемый при применении данного способа) будет Опр = 80 мм.

Величина дополнительного зазора при заданной ширине режущего зуба В = 8 мм определяется при предварительном вычислении входяЩих в расчетную формулу величин:

db = 120 — — - — 99, 11 мм и 1 =- 39,162 8 со$400 — 8 tg40 = 32,44 мм

0пр.в = Опр — 2В = 80 - 2 8 = 64 мм, тогда Q Я

) (— ) — 32.44 ) 32.4Я

sin 40 tg 40

=- 18,24 мм.

В случае примэнения кольцевого сверла диаметром 80 мм для обработки конического отверстия dt = 140 мм при сохранении угла наклона стенки к оси отверстия db =

1741977

ЬВ

"p1

120 — 80 cos 40

80 sin 40

56,84 .

Назначаем ф4о = 60

При постоянной подаче на врезание по

О раэующей, йоднутрение наружных сторон зубьев при обработке отверстия с d =

= 120 мм должно производиться на высоте не менее допустим и величины подачи S == 1,74 мм, Назначаем высоту поднутрания h =

= 3,00 мм.

Высоту поднутрения наружных сторон зубьев при переменной подаче, обеспечивающей постоянную высоту шероховатости, . рассчитываем для ,„= 120 - = Ьусст 2,00, g М tg 50

35 = 1.68 мм, назначаем hn =2.00 мм, для d = 140 мм — hn=

2,00

= 1,15 мм, назначаем hn = 1,5 мм.

tg 60

40 При использовании кольцевого сверла с двусторонней заточкой зубьев высота заточки их наружных боковых сторон должна назначаться из условия максимальной производительности, в зависимости от мак45 симально допустимОй подачи, зависящей от ширины зубьев. П.ри В = 8 мм ранее было . определено, что $макс= 10,89 мм, Назначаем высоту заточки наружных боковых сторон зубьев инструмента Ьз-= 12,00 мм.

50 Изменение допустимого диапазона диаметров кольцевых сверл в зависимости от изменения начального диаметра отверстия

d- и угла конусности его образующей

Q определяется поверхность 15 (фиг.8), 5 построенной по,значениям максимальнодопустимого диаметра, и поверхностью 16, построенной по значениям минимально допустимого диаметра. Плоскость 17 определяет область применения инструмента с диаметром Dnp = 80 мм, Лежащая на этой

St=

Изменение подачи на каждом обороте при Ьуст = 2 мм, подсчитанное по этой фор- 5 муле, применительно к рассматриваемым параметрам конического отверстия, приведено в таблице. Глубина врезания инструмента по образующей tx определена суммированием S .

= 119,11 мм, величина дополнительного зазора: (119,11 ) (119,11 ) s4,00 з244) . 3 4

sin 40 tg 40 о

= 26,96 мм

При заданной максимально допустимой шероховатости Ь1 = 2 мм и при значении

120 — 80 cos 40

А— 45,67 максимально

2 sin 40 допустимая. подача врезания на оборот равномерного вращения инструмента вокруг оси отверстия будет равна Ямакс = 45.67— — 45,67 — 2 (80 — 8) = 1,74 мм.

При условии, что шероховатость поверхности не лимитирована, а.обуславливается возможностью инструмента проходить в месте обработки, максимально допустимая подача равна Ямакс = 45,67 45,672 — 8 (80 8) =

= 10,89 мм.

Величина изменения переменной подачи Snep определяется кривой (фиг,6) при заданной постоянно величине шероховатости стенки отверстия Ьус = 2,00 мм, построенной при изменении величины .тк в уравнении, определяющем Snep

Однако для изображения характера изменения величины подачи на каждом полном обороте инструмента вокруг оси отверстия (фиг.5) требуется получить величину подачи в момент завершения каждого оборота инструмента. Закономерность изменениЯ S«p1 за кажДый полный обоРот получена исходя из тех же данных и допущений, которые были использованы для определения переменной подачи в любой момент врезания по образующей. В данном случае при выводе формулы вместо tx использовались последовательно S< и g Si; где Si - величина переменной подачи в момент завершения полного i-го оборота. В общем виде эта формула имеет вид:

Угол поднутрения наружных боковых сторон зубьев кольцевого сверла с односторонней заточкой должен быть при d = 120 мм

Назначаем ф12о = 50 .При увеличении начального диаметра отверстия до d = 140 мм с сохранением угла наклона. образующей в 40О, угол поднутрения зубьев увеличивается до ф14о . Определяемом как.

140 — 80 cos 40 149 > агс19

80 sin 40

1741977

16

<Аплоскости линия 18 определяет минимально допустимый угол наклона образующей стенки отверстия 22О, при котором отверстие можно обрабатывать инструментом принятого диаметра без искажения его фор- 5 мы и размеров, Эта линия построена при . подстановке численных значений в выражеt ние Опр =- . Другая кривая линия

tga

19, лежащая также в этой плоскости, 10 построена на основании значений Dnp =

d — 2t sin r» и определяет максимально

cos а допустимый наклон образующей, при увеличении диаметра отверстия, 15

Объем дополнительного кольцевого зазора, образуемого при обработке конических отверстий кольцевым сверлом по данному способу, определяется по формуле; 20

V3 = лб со$ а(11 ).

2sinа 2тда 3

При увеличении диаметров отверстий, 25 увеличивается объем дополнительно перерабатываемого материала, а при увеличении угла наклона стенок отверстий относительно их осей этот объем уменьшается (фиг,9), 30.

При выборе диаметра инструмента также следует принимать во внимание относи. тельный объем образуемого кольцевого зазора, характеризующийся изменением отношения перерабатываемого в дополни- 35 тельном зазоре материала к объему всего вырезаемого усеченного конуса в пределах внутреннего диаметра инструмента. Объем такого конуса определяется по формуле:

40 лт1соз а

Чк =

4 х х ((d8 - t1sin a) - — S> sin а). г 2

На трехмерном графике изменения относительно объема (фиг.10) видно, что он сначала растет с увеличением диаметров обрабатываемых отверстий, а затем, несмотря на дальнейшее их увеличение,- 50 уменьшается. Это также следует учитывать при выборе диаметров кольцевых сверл.

Таким образом, предложенный способ обработки и инструмент для его осуществ- 55 . ления обеспечивают высокопроизводительную обработку кольцевым сверлом одного унифицированного диаметра конических отверстий различных диаметров с широким диапазоном углов наклона образующих их конических стенок.

Формула изобретения

1.. Способ обработки сквозных конических отверстий кольцевым инструментом,. на торцовой поверхности корпуса которого размещены режущие элементы, расположенные под углом к оси обрабатываемого отверстия, при котором инструменту сообщают движения вращения и подачи, при этом инструмент обкатывают вокруг оси отверстия, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет расширения диапазона размеров обрабатываемых отверстий, врезание инструмента осуществляют на расстоянии, равном половине начального диаметра отверстия, а наружный диаметр D инструмента выбирают из следующего соотношения:

tсоза d — 2t sin à

sin a cos а где t — глубина отверстия по образующей конуса; а — угол наклона образующей конуса;

d — начальный диаметр отверстия.

2. Способпоп1,отл ича ющийс я тем, что, с целью получения величины шероxoBBTocTN в допустимых пределах, подачу на один оборот инструмента вокруг оси отверстия назначают из следующего соотношения: б — D, coc a где А—

2 sin а

Опр — диаметр инструмента;

Ь1 — максимально допустимая высота шероховатости.

3, Способ по и 1. отличающийся тем, что. с целью получения равномерной величины шероховатости в допустимых пределах. инструменту сообщают переменную подачу на один оборот, при этом последнюю назначают из следующего соотношения;

Бпер = (A tx) + Ьуст.(0пр - Ьуст) - (A - тх) где t> глубина врезания кольцевого сверла по образующей конуса в момент подачи;

Ьуст — установленная допустимая высота шероховатости.

4. Способ по пп.1 — 3, отл и ч а ю щи йс я тем, что наружные боковые стороны ре жущих инструментов поднутрены на высо ту, величину которой выбирают не мене

1741977.18

d — D cos ф> artg

О,р sin a

13

3,18:3.7

22.74 26,4

4.6!

$», мм

»х. мм

2.78

7,О

2.83

1,81

2,10

2.23

1,74.

1,89

1.99

2,38

1, 4

31 О

38.О

14,15

»,78

19,56 о,оо

3,56

5.45

7 44

16,73 величины равномерной подачи на один оборот инструмента вокруг оси отверстия или не менее Ьус /tg ф при переменной подаче на один оборот инструмента вокруг оси отверстия, при этом угол поднутрения опреде- 5 .ляют из следующего соотношения

5. Способ по пп,1 — 3, о т л и ч а ю щи йс я тем. что, с целью; повышения качества, наружные боковые стороны режущих элементов выполнены параллельными оси инструмента, при этом высоту заточки упомянутых наружных боковых сторон выбирают величиной ие менее максимальной подачи на оборот инструмента вокруг оси отверстия.

1741977

1741977

1741977

1741977

Составитель Н.Зайцева

Редактор В.Бугренкова Техред M.Mîðãåíòàë, Корректор 3.Салко

Заказ 2244 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101