Способ получения овального отверстия в полом цилиндрическом изделии и устройство для его осуществления

 

Использование: область обработки металлов резанием, в частности обработка овального отверстия в полом цилиндрическом изделии конической резкой на универсальном металлообрабатывающем оборудовании. Сущность изобретения: обработку овального отверстия в полом цилиндрическом изделии осуществляют конической фрезой 3, выполненной с двумя диаметрально расположенными режущими ножами, которой сообщают возвратно-поступательные перемещения вдоль ее оси с постоянной амплитудой Т, причем фрезу вводят в изделие со срезанием припуска в плоскости малой оси овального отверстия и выводят из изделия со срезанием припуска в плоскости большой оси овального отверстия. Устройство для осуществления способа содержит шпиндель 5, несущий оправку 6, фрезу 3, жестко связанную с копиром 7, который выполнен в виде цилиндрического диска с замкнутой копирной канавкой 8 синусоидальной формы. С последней взаимодействуют копировальные ролики, выполненные в виде втулок 5, размещенных в обойме 9 с подпружиненными пальцами 11, установленной на направляющих 12 с возможностью перемещения вдоль оси шпинделя 5 и взаимодействия с последним посредством введенных в устройство радиально-упорных подшипников 13, 14, размещенных в отверстиях, выполненных в обойме 9 и шпинделе 5. При обработке овального отверстия в цилиндрическом изделии фрезе 3 сообщают вращение и непрерывную вертикальную подачу, при этом фреза 3, жестко связанная с копиром 7, совершает возвратно-поступательные перемещения вдоль своей оси с постоянной амплитудой Т. При последовательных возвратно-поступательных перемещениях с амплитудой Т и подачей фрезы S_фр. режущие ножи фрезы вводят в изделие со срезанием припуска в плоскости малой оси формируемого овального отверстия и выводят из изделия со срезанием припуска в плоскости большой оси овального отверстия, формируя овальное отверстие. После полного удаления припуска на обработку подачу S_фр. прекращают и фрезу отводят в исходное положение. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при обработке овальных отверстий в полых цилиндрических изделиях.

Известен способ получения овального отверстия конической фрезой, при котором фрезе сообщают вращение и осевое движение подачи. Недостатком способа является необходимость наличия на каждый типоразмер овального отверстия отдельной фрезы.

Известно устройство для получения овального отверстия в полом цилиндрическом изделии по известному способу обработки, содержащее коническую фрезу, закрепленную в шпинделе с установленным на нем копировальным роликом слежения, взаимодействующим с копиром, устройство смонтировано на отдельном основании, на котором крепятся гидроцилиндры, шпиндельный блок и привод шпиндельного блока. Вертикальное перемещение шпиндельного блока с приводом, обеспечивающим вращение шпинделя с фрезой и осевую подачу фрезы, обеспечивается силовым гидроцилиндром. Недостатком известного устройства является необходимость наличия на каждый размер обрабатываемого овального отверстия отдельной фрезы и копиры, сложность конструкции и обслуживания электрогидравлических приводов, невозможность использования на универсальном металлообрабатывающем станке.

Целью изобретения является расширение диапазона размеров овальных отверстий, обрабатываемых одной фрезой, обеспечение возможности использования устройства для обработки овального отверстия в полом цилиндрическом изделии на универсальном металлообрабатывающем станке.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенном способе обработки овального отверстия конической фрезе, которая выполнена с двумя диаметрально расположенными режущими ножами, сообщают возвратно-поступательные перемещения вдоль ее оси с постоянной амплитудой, причем фрезу вводят в изделие со срезанием припуска в плоскости малой оси овального отверстия и выводят из изделия со срезанием припуска в плоскости большой оси овального отверстия и обрабатывают овальное отверстие с заданными размерами осей. В устройстве для получения овального отверстия в полом цилиндрическом изделии, включающем размещенную в шпинделе коническую фрезу с оправкой, жестко связанной с копиром, который выполнен в виде цилиндрического диска с замкнутой копирной канавкой синусоидальной формы, с которой взаимодействуют ролики, размещенные в обойме с подпружиненными пальцами, установленной на направляющих с возможностью перемещения вдоль оси шпинделя и взаимодействия с последним посредством радиально-упорных подшипников, размещенных в отверстиях, выполненных в обойме и шпинделе, копировальные ролики выполнены в виде втулок, диаметрально расположенных на упомянутых подпружиненных пальцах, а оправка установлена с возможностью перемещения вдоль оси шпинделя и взаимодействия с ним посредством шпонок, размещенных в выполненных в оправке пазах.

Описываемый способ получения овального отверстия в полом цилиндрическом изделии и устройство для его осуществления обеспечивают обработку овальных отверстий в широком диапазоне их размеров одной фрезой и возможность осуществления обработки овального отверстия на универсальных металлообрабатывающих станках.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема расположения фрезы и обрабатываемого изделия в положении ввода фрезы со срезанием припуска в плоскости малой оси овального отверстия, на фиг. 2 - схема расположения фрезы и изделия в положении вывода фрезы из изделия со срезанием припуска в плоскости большой оси овального отверстия, на фиг. 3 - принципиальная схема устройства для получения овального отверстия в полом цилиндрическом изделии, на фиг. 4 схема удаления припуска при последовательных рабочих ходах возвратно-поступательных перемещений фрезы при обработке овального отверстия.

Обработка отверстия по предложенному способу в полом изделии 1 с технологическим d_о отверстием 2 осуществляется конической фрезой 3, выполненной с двумя диаметрально расположенными режущими ножами 4, которой сообщают возвратно-поступательные перемещения с постоянной амплитудой 1, причем фрезу 3 вводят в изделие со срезанием припуска в плоскости малой оси овального отверстия и выводят из изделия со срезанием припуска в плоскости большой оси овального отверстия, при этом установленная в шпинделе 5 фреза 3 за каждый оборот совершает два возвратно-поступательных перемещения и формирует при непрерывной осей подаче режущими ножами контур овального отверстия с размерами осей 2а и 2в.

Устройство для получения овального отверстия в полом цилиндрическом изделии содержит жестко соединенный с оправкой 6 фрезы 3 копир 7, выполненный в виде цилиндрического диска с замкнутой копирной канавкой 8 синусоидальной формы, обойму 9 с подпружиненными пружинами 10 пальцами 11, установленную на направляющих 12 с возможностью перемещения вдоль оси шпинделя 5 и взаимодействия с последним посредством введенных в устройство радиально-упорных подшипников 13, 14, размещенных в отверстиях, выполненных в обойме 9 и шпинделе 5, копировальные ролики, выполненные в виде втулок 15, диаметрально расположенных на упомянутых подпружиненных пальцах. Оправка 6 установлена с возможностью перемещения вдоль оси шпинделя 5 и взаимодействует с ним посредством шпонок 16, размещенных в выполненных в оправке пазах. Жесткая связь копира 7 с оправкой 6 осуществлена винтами 17, расположенными в осей плоскости копира 7 перпендикулярно плоскости, проходящей через ось копира 7 и точки минимума копирной канавки 8 синусоидальной формы, фреза 3 закреплена на оправке 6 винтом 18, расположенным в осевой плоскости фрезы, и совмещенной с плоскостью, в которой размещены диаметрально расположенные режущие ножи 4. Подшипники 13, 14 зафиксированы в осевом направлении стопорным кольцом 19 и крышкой 20 с винтами 21. В отверстиях обоймы 9 запрессованы бронзовые втулки 22.

Устройство работает следующим образом.

Полое изделие 1 с предварительно выполненным технологическим отверстием 2 диаметром d_o закрепляют на столе станка (не показан на чертеже). В исходном положении фрезы 3 плоскость, проходящая через ось фрезы и ее режущие кромки, совмещена с плоскостью, проходящей через ось копира и точки минимума на копирной канавке 8, и совпадает с плоскостью, перпендикулярной оси изделия и проходящей через малую ось овала. Фрезу 3 подводят на заданное расстояние к изделию 1, сообщают ей вращение и непрерывную осевую подачу S_фр, при этом фреза 3, жестко связанная с копиром 7, совершает вместе с ним возвратно-поступательные перемещения с амплитудой Т благодаря взаимодействию втулок 15 с синусоидальной копирной канавкой 8. При последовательных возвратно-поступательных перемещениях и непрерывной подаче фрезы S_фр, режущие ножи 4 срезают припуск t₁.t_n, формируя овальное отверстие с параметрами осей 2а и 2в, после чего подачу фрезы прекращают.

Профиль замкнутой копирной поверхности 8 синусоидальной формы копира 7 строят по закону где Т амплитуда возвратно-поступательных перемещений фрезы, мм; β- угол развертки копирной поверхности, град.

Амплитуду Т возвратно-поступательных перемещений фрезы при обработке овального отверстия назначают с учетом выражения где 2а размер большой оси овального отверстия, мм; d- половина угла при вершине фрезы, град.

Геометрические параметры режущей части ножей 4 фрезы 3 и режимы обработки назначают с учетом толщины стенки изделия и физико-механических характеристик обрабатываемого материала.

Формула изобретения

1. Способ получения овального отверстия в полом цилиндрическом изделии конической фрезой, которой сообщают вращение и осевое движение подачи, отличающийся тем, что фрезе, которую выполняют с двумя диаметрально расположенными режущими ножами, сообщают возвратно-поступательные перемещения вдоль ее оси с постоянной амплитудой, причем фрезу вводят в изделие со срезанием припуска в плоскости малой оси овального отверстия и выводят из изделия со срезанием припуска в плоскости большой оси овального отверстия.

2. Устройство для получения овального отверстия в полом цилиндрическом изделии, включающее оправку с конической фрезой, размещенную в шпинделе, и копировальный ролик, взаимодействующий с копиром, отличающееся тем, что оправка жестко соединена с копиром, который выполнен в виде цилиндрического диска с замкнутой копирной канавкой синусоидальной формы, причем устройство снабжено вторым копировальным роликом и обоймой с подпружиненными пальцами, установленной на направляющих с возможностью перемещения вдоль оси шпинделя и взаимодействия с последним посредством введенных в устройство радиально-упорных подшипников, размещенных в отверстиях, выполненных в обойме и шпинделе, при этом копировальные ролики выполнены в виде втулок, диаметрально расположенных на упомянутых подпружиненных пальцах, а оправка установлена с возможностью перемещения вдоль оси шпинделя и взаимодействия с ним посредством шпонок, размещенных в выполненных в оправке пазах.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4