Расточная головка

 

Изобретение относится к области обработки металлов резанием, расточке длинномерных цилиндрических деталей, в частности труб и трубных заготовок. Головка содержит корпус с осевой полостью, соплами, радиальным пазом, в котором размещен двухсторонний плавающий резец, резьбовой хвостовик, втулку, соосную корпусу, со сквозными пазами, в которых размещены направляющие шпонки, установленные на опорных поверхностях корпуса, и фиксаторы втулки. Для повышения точности и качества обработанной поверхности при расточке внутреннего диаметра трубных изделий за счет точного центрирования головки по всей длине обрабатываемого изделия и устранения вибраций втулка с направляющими шпонками выполнена подвижной относительно продольной оси корпуса, опорные поверхности для направляющих шпонок расположены под углом к оси корпуса, а фиксаторы втулки исключают ее вращение и ограничивают осевое перемещение на величину, определяемую из приведенного выражения. Вершина угла между образующей опорной поверхности каждой направляющей шпонки и осью корпуса может быть обращена в сторону радиального паза корпуса или к резьбовому хвостовику. Опорные поверхности для направляющих шпонок могут быть выполнены коническими. На корпусе могут быть выполнены продольные пазы с опорными поверхностями для шпонок в виде плоскостей. Направляющие шпонки и пазы втулки могут быть выполнены прямоугольной формы. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано для расточки длинномерных цилиндрических деталей, в частности труб и трубных заготовок.

Известна расточная головка, содержащая корпус с осевым каналом, радиальным пазом и продольными пазами, двухсторонний плавающий резец и направляющие шпонки, установленные в продольных пазах корпуса (Лихтенштейн Д.Е., Саломатов В.Г. Механическая обработка труб. - М.: Металлургия, 1981, с. 91, рис. 46 а - [1]). Наличие направляющих шпонок устраняет вибрацию при расточке.

Недостатком известной расточной головки является неконтролируемое скалывание шпонок при введении расточной головки в трубу, что не позволяет обеспечить точность геометрических размеров и равномерное качество обработки поверхности из-за смещения паза с резцами в радиальном направлении.

Известна расточная головка с вращающейся направляющей, выполненной в виде втулки сферической формы, средняя часть которой в свободном состоянии больше по диаметру, чем обрабатываемое отверстие, и имеет сквозные продольные пазы, разделяющие среднюю часть на упругие элементы, а концевые участки представляют собой жесткие кольца, обеспечивающие синхронность деформации упругих элементов по диаметру, а также планки, средняя часть каждой из которых упирается на упругий элемент, при этом один конец планки шарнирно установлен в жестком кольце концевой части втулки, а второй установлен свободно и расположен вблизи резца (авт. свид. СССР N 764857, кл. В 23 В 29/03, 1980).

Недостатками известной конструкции является сложность изготовления, низкая стойкость планок и невозможность использования при обработке отверстий малого диаметра. Кроме того, данная расточная головка склонна к вибрации.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является расточная головка, включающая корпус с осевой полостью и соплами, радиальным пазом и резьбовым хвостовиком, двухсторонний плавающий резец, размещенный в радиальном пазу корпуса, втулку со сквозными продольными пазами, соосную корпусу и направляющие шпонки, размещенные в продольных пазах втулки ([1], с. 91-92, рис. 46б - прототип).

Известная расточная головка совпадает с заявляемой в том, что имеет корпус с осевой полостью и соплами, радиальный паз с двухсторонним плавающим резцом, втулку со сквозными продольными пазами, соосную корпусу, направляющие шпонки, размещенные в продольных пазах втулки и опирающиеся на корпус, а также фиксаторы, ограничивающие движение втулки относительно корпуса.

Недостатками прототипа является то, что для обеспечения натяга в шпонках расточная головка со шпонками из древесины имеет диаметр несколько больший, чем диаметр растачиваемого отверстия. Это приводит к скалыванию шпонок при введении расточной головки в трубу, смещению резца и снижению точности обработки. Кроме того, при любом смещении оси расточной головки от оси обрабатываемой трубы возникает вибрация втулки, что также снижает качество расточки.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение качества расточки цилиндрических деталей за счет достижения точного центрирования расточной головки на всей длине обрабатываемого изделия, а также устранения вибрации.

Поставленная задача решается тем, что в расточной головке, содержащей корпус с осевой полостью, соплами, радиальным пазом и резьбовым хвостовиком, двухсторонний плавающий резец, размещенный в радиальном пазу корпуса, втулку со сквозными продольными пазами, соосную корпусу, направляющие шпонки, размещенные в пазах втулки и фиксаторы втулки, втулка выполнена подвижной относительно продольной оси корпуса, под углом α к продольной оси корпуса выполнены опорные поверхности для шпонок, а фиксаторы втулки исключают ее вращение и ограничивают осевое переметение втулки на величину ΔL, определяемую выражением где ΔD - радиальное перемещение направляющих шпонок, α - угол между образующей опорной поверхности шпонки и осью корпуса.

Вершина угла α обращена в сторону радиального паза корпуса или направлена к резьбовому хвостовику, опорные поверхности для шпонок выполнены коническими, на корпусе выполнены продольные пазы с опорными поверхностями для шпонок в виде плоскостей, а направляющие шпонки и пазы втулки выполнены прямоугольной формы.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является точное центрирование корпуса расточной головки в течение обработки внутренней поверхности трубы по всей ее длине за счет того, что исключается скалывание направляющих шпонок при их введении в трубу. Центрирование расточной головки обеспечивает точность размеров обрабатываемых внутренних диаметров труб. Кроме того, стабилизируется положение оси резцовой головки, корпуса и резца относительно оси внутреннего диаметра трубы и тем самым устраняется основная причина вибрации при расточке труб и соответственно повышается качество обрабатываемых поверхностей.

При расточке труб "на сжатие" (фиг.1), когда стержень, на котором закреплена расточная головка, нагружен сжимающими силами от осевой составляющей сил резания, вершина угла между образующей опорной поверхности шпонки и осью корпуса α) обращена в сторону радиального паза корпуса.

При расточке труб "на растяжение" (фиг.2), когда стержень, на котором размещена расточная головка, нагружен растягивающими силами от осевой составляющей сил резания, вершина угла α обращена в сторону резьбового хвостовика корпуса.

При расточке труб с большим внутренним диаметром опорные поверхности для шпонок выполнены в виде конической поверхности на корпусе, что упрощает их изготовление.

При расточке труб с небольшим внутренним диаметром на корпусе выполнены продольные пазы, соответствующие пазам втулки, с опорными поверхностями для шпонок в виде плоскостей.

Для упрощения изготовления шпонок направляющие продольные пазы втулок и направляющие шпонки выполнены прямоугольной формы.

Выполнение опорных поверхностей для шпонок на корпусе под углом α к оси корпуса, а втулки подвижной относительно оси корпуса позволяют при смещении втулки со шпонками на величину ΔL к вершине угла α утопить шпонки на величину радиального перемещения ΔD шпонок и обеспечить свободный ввод расточной головки и шпонок в трубу, а при последующем смещении втулки со шпонками в противоположную сторону выбрать зазор между шпонками, внутренней поверхностью трубы и корпусом, зафиксировать положение корпуса и резца относительно трубы, что обеспечивает стабильность внутреннего диаметра трубы при расточке. Кроме того, фиксация положения втулки и направляющих шпонок относительно корпуса, исключающая вращение втулки со шпонками, обеспечивает постоянство положения корпуса с резцом относительно внутренней стенки трубы и исключает тем самым вибрацию при расточке.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана расточная головка для расточки труб "на сжатие"; на фиг.2 - расточная головка для расточки труб "на растяжение"; на фиг.3 -расточная головка с продольными пазами в корпусе.

Расточная головка содержит корпус 1 с радиальным пазом 2, осевым отверстием и соплами 3, двухсторонний резец 4, втулку 5 со сквозными продольными пазами, направляющие шпонки 6. резьбовой хвостовик 7 и фиксатор 8.

Расточная головка работает следующим образом. Перед началом работы "на растяжение" в продольные пазы втулки 5 и корпуса 1 вставляются направляющие шпонки 6. Втулка 5 отводится в крайнее положение, при котором шпонки 6 максимально утапливаются в корпусе 1 и втулке 5. Затем резцовая головка вводится внутрь растачиваемой трубы 9, втулка 5 смещается в сторону большего основания конической поверхности корпуса 1, в радиальном пазу 2 корпуса 1 размещается резец 4. Включается вращение трубы 9 и подача расточной головки, при этом направляющие шпонки 6 самозатягиваются по конической поверхности корпуса 1 и фиксируют корпус 1 и резец 4 относительно обрабатываемой трубы 9. В конце процесса расточки расточная головка выходит в специальную втулку, закрепленную на растачиваемой трубе (не показано).

При расточке трубной заготовки "на сжатие" расточная головка работает следующим образом. Перед началом работы в радиальный паз 2 корпуса 1 устанавливается резец 4, в продольные пазы втулки 5 и корпуса 1 устанавливаются направляющие шпонки 6. Втулка 5 отводится в крайнее положение, при котором шпонки 6 максимально утапливаются в корпусе 1 и втулке 5. Затем расточная головка вводится в специальную втулку, закрепленную на обрабатываемой трубе 9 (не показано), втулка 5 с направляющими шпонками 6 перемещается в сторону большего основания конической поверхности корпуса 1 до контакта направляющих шпонок 6 с отверстием специальной втулки, при этом корпус 1 расточной головки центрируется, а после включения вращения обрабатываемой трубы 9 и подачи расточной головки происходит самозатягивание шпонок 6 по конической поверхности корпуса 1 и фиксация положения корпуса 1 и двухстороннего резца 4 относительно трубы 9. Процесс расточки заканчивают после выхода резца из трубы.

Предлагаемая резцовая головка по сравнению с известными позволяет повысить качество расточки внутреннего диаметра трубных изделий за счет стабилизации размеров расстачиваемых отверстий и улучшения качества обрабатываемой поверхности, что достигается точным центрированием расточной головки на всей длине обрабатываемого изделия. Кроме того, устраняется вибрация.

Формула изобретения

1. Расточная головка, содержащая корпус с осевой полостью, соплами, радиальным пазом, в котором размещен двухсторонний плавающий резец, резьбовой хвостовик, втулку, соосную корпусу, со сквозными пазами, в которых размещены направляющие шпонки, установленные на опорных поверхностях корпуса, и фиксаторы втулки, отличающаяся тем, что втулка с направляющими шпонками выполнена подвижной относительно продольной оси корпуса, опорные поверхности для направляющих шпонок расположены под углом α к оси корпуса, а фиксаторы втулки исключают ее вращение и ограничивают осевое перемещение на величину ΔL, определяемую из выражения где ΔD - радиальное перемещение направляющих шпонок.

2. Головка по п. 1, отличающаяся тем, что вершина угла между образующей опорной поверхности каждой направляющей шпонки и осью корпуса обращена в сторону радиального паза корпуса или к резьбовому хвостовику.

3. Головка по п. 1, отличающаяся тем, что опорные поверхности для направляющих шпонок выполнены коническими.

4. Головка по п. 1, отличающаяся тем, что на корпусе выполнены продольные пазы с опорными поверхностями для шпонок в виде плоскостей.

5. Головка по п. 1, отличающаяся тем, что направляющие шпонки и пазы втулки выполнены прямоугольной формы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3