Способ нарезания продольных канавок на поверхности цилиндрического канала

Способ включает снятие металла при осевом перемещении относительно обрабатываемой поверхности нарезательной головки, имеющей радиально перемещаемые резцы, расположенные между передним и задним направляющими узлами, передний из которых при заходе нарезательной головки базируют по обрабатываемой поверхности. Для повышения качества обрабатываемых канавок задний направляющий узел при заходе нарезательной головки базируют по направляющей втулке, которую перед заходом устанавливают на расстоянии от торца обрабатываемой поверхности, обеспечивающем выход переднего направляющего узла из канала, а при заходе перемещают в осевом направлении совместно с нарезательной головкой и останавливают на расстоянии от торца обрабатываемой поверхности, обеспечивающем одновременное базирование заднего направляющего узла по направляющей втулке и обрабатываемой поверхности при последующем осевом перемещении нарезательной головки относительно направляющей втулки. 2 ил.

 

Изобретение относится к обработке металлов и может быть использовано для нарезки продольных канавок, преимущественно винтовых, на внутренней цилиндрической поверхности.

Известен способ нарезания продольных канавок на поверхности цилиндрического канала, осуществляемый при работе протяжки для механической обработки с высокой точностью внутренних канавок (патент RU 2231425, MПK7 B23D 43/02, опубл. 2004.06.27), включающий снятие металла при осевом перемещении относительно обрабатываемой поверхности протяжки, имеющей режущие зоны с зубьями, расположенными между направляющими, которые базируют по обрабатываемой поверхности.

Недостатком такого способа является необходимость приложения к протяжке значительного тянущего усилия для снятия припуска по всей глубине канавок. Кроме того, обработка глубоких каналов такой протяжкой практически невозможна из-за необходимости использования протяжки большой длины, так как между зубьями необходимо выполнять канавки большой длины для размещения в них стружки.

Наиболее близким к заявляемому и принятым в качестве прототипа является способ нарезания продольных канавок на поверхности цилиндрического канала (Туктанов А.Г. Технология производства стрелково-пушечного и артиллерийского оружия: учебник для студентов. - М.: Машиностроение, 2007, стр.257-268), включающий снятие металла при осевом перемещении относительно обрабатываемой поверхности нарезательной головки, имеющей радиально перемещаемые резцы, расположенные между передним и задним направляющими узлами, передний из которых при заходе нарезательной головки базируют по обрабатываемой поверхности.

Использование такого способа позволяет производить обработку глубоких каналов за несколько проходов, с делением толщины среза и за счет этого снизить усилие, прикладываемое к нарезательной головке.

Однако при обработке глубоких каналов нарезательная головка, работающая на растяжение, при заходе имеет недостаточную жесткость, так как базируется только на одну переднюю направляющую, контактирующую с обрабатываемой поверхностью. Недостаточная жесткость в начале врезания ведет к вибрациям из-за отсутствия базирования заднего направляющего узла при консольности нарезательной головки. Это приводит к получению некачественных канавок, которые имеют отклонения по размерам и форме, что объясняется скручиванием борштанги, на которой установлена нарезательная головка, из-за тангенциальных усилий, возникающих на резцах.

Задачей предлагаемого способа является повышение качества получаемых канавок (уменьшения отклонения по размерам и форме) путем уменьшения отклонения оси нарезательной головки с радиально перемещаемыми резцами от оси обрабатываемой поверхности при ее заходе в канал за счет обеспечения одновременного базирования переднего направляющего узла по обрабатываемой поверхности, а заднего - по направляющей втулке.

Поставленная задача решается усовершенствованием способа нарезания канавок на поверхности цилиндрического канала, включающего снятие металла при осевом перемещении относительно обрабатываемой поверхности нарезательной головки, имеющей радиально перемещаемые резцы, расположенные между передним и задним направляющими узлами, передний из которых при заходе нарезательной головки базируют по обрабатываемой поверхности.

Это усовершенствование заключается в том, что задний направляющий узел при заходе нарезательной головки базируют по направляющей втулке, которую перед заходом устанавливают на расстоянии от торца обрабатываемой поверхности, обеспечивающем выход переднего направляющего узла из канала, а при заходе перемещают в осевом направлении совместно с нарезательной головкой и останавливают на расстоянии от торца обрабатываемой поверхности, обеспечивающем одновременное базирование заднего направляющего узла по направляющей втулке и обрабатываемой поверхности при последующем осевом перемещении нарезательной головки относительно направляющей втулки.

Базирование заднего направляющего узла при заходе нарезательной головки по направляющей втулке позволяет устранить отклонение оси нарезательной головки от оси обрабатываемой поверхности при ее заходе в канал.

Установка направляющей втулки перед заходом на расстоянии от торца обрабатываемой поверхности, обеспечивающем выход переднего направляющего узла из канала, позволяет устранить консольность нарезательной головки при выведении переднего направляющего узла из канала перед началом обработки для исключения ее заклинивания в канале и гарантирует выбор зазоров в механизме привода поворота нарезательной головки.

Перемещение направляющей втулки в осевом направлении совместно с нарезательной головкой при ее заходе в канал позволяет обеспечить базирование заднего направляющего узла по направляющей втулке для устранения отклонения оси нарезательной головки от оси обрабатываемой поверхности и исключения при этом повреждения направляющей втулки радиально перемещаемыми резцами.

Остановка направляющей втулки на расстоянии от торца обрабатываемой поверхности, обеспечивающем одновременное базирование заднего направляющего узла по направляющей втулке и обрабатываемой поверхности при последующем осевом перемещении нарезательной головки относительно направляющей втулки, обеспечивает постоянное базирование заднего направляющего узла при его перемещении из направляющей втулки в канал для устранения отклонения оси нарезательной головки от оси обрабатываемой поверхности и снижения вибраций нарезательной головки.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство для осуществления способа перед заходом инструмента в канал, на фиг.2 - устройство в положении остановки направляющей втулки после ее перемещения совместно с нарезательной головкой.

Способ осуществляется на нарезательном станке нарезательной головкой 1 и устройством для ее направления с корпусом 2, имеющим узел 3 соединения со станком. В корпусе 2 установлена направляющая втулка 4, внутренний диаметр которой соответствует диаметру обрабатываемой поверхности 5. Направляющая втулка 4 установлена в корпусе 2 с возможностью продольного перемещения. В приведенном варианте направляющая втулка 4 подпружинена относительно корпуса 2 пружиной 6 (в качестве привода продольного перемещения направляющей втулки 4 относительно корпуса 2 может быть использован гидравлический привод). Нарезательная головка 1 устанавливается на станке с помощью борштанги 7 и имеет радиально перемещаемые резцы 8, расположенные между передним 9 и задним 10 направляющими узлами, предназначенными для взаимодействия с обрабатываемой поверхностью 5. Наружный диаметр направляющей втулки 4 и внутренний диаметр 4 корпуса 2 превышают максимальный диаметральный размер вылета резцов 8.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

Борштангу 7 с нарезательной головкой 1 устанавливают в шпинделе задней бабки станка. Обрабатываемую трубу 11 устанавливают, базируя в вертлюжном патроне и люнетах с обеспечением соосности канала и нарезательной головки 1. Корпус 2 устройства для направления нарезательной головки 1 узлом 3 соединяют со станком. Нарезание канавок ведут нарезательной головкой 1, работающей на растяжение, с использованием многопроходной обработки и радиальным перемещением резцов 8 на требуемую глубину резания каждого прохода. Нарезательной головке 1 сообщают осевое перемещение относительно обрабатываемой поверхности 5 и поворачивают на заданный угол для снятия припуска и формирования винтовых канавок. Задний направляющий узел 10 при заходе нарезательной головки 1 базируют по направляющей втулке 4, которую перед заходом устанавливают на расстоянии L1 от торца обрабатываемой поверхности 5, обеспечивающем выход переднего направляющего узла 9 из канала (фиг.1). Это расстояние определяют из соотношения:

L2+L3>L1>L2,

где L2 - расстояние от переднего торца переднего направляющего узла 9 до заднего направляющего узла 10,

L3 - длина заднего направляющего узла 10.

При заходе направляющая втулка 4 под действием пружины 6 перемещается в осевом направлении к обрабатываемой поверхности 5 совместно с нарезательной головкой 1. При этом резцы 8 перемещаются в радиальном направлении до заданной величины вылета, определяемой величиной снимаемого припуска, не врезаясь в поверхность направляющей втулки 4. После того как направляющая втулка 4 приблизится к торцу 5 обрабатываемой поверхности 5 на расстояние L4, ее останавливают, например упирая в ограничитель 12 (фиг.2). Это расстояние определяют из соотношения L4<L3. Таким образом при последующем осевом перемещении нарезательной головки 1 относительно направляющей втулки 4 и ее повороте обеспечивают одновременное базирование заднего направляющего узла 10 по направляющей втулке 4 и обрабатываемой поверхности 5 для постоянного базирования заднего направляющего узла 10 при перемещении нарезательной головки 1 относительно направляющей втулки 4. При этом резцы 8 снимают заданный припуск, формируя канавки. После первого прохода нарезательную головку 1 настраивают на снятие припуска следующего прохода, задавая требуемый вылет резцов 8, и вводят в канал до выхода переднего направляющего узла 9 из канала. При этом задний направляющий узел 10 базируют по направляющей втулке 4, которая, сжимая пружину 6, перемещается относительно корпуса 2 и устанавливается на расстоянии L1 от торца обрабатываемой поверхности 5. Нарезательной головке 1 сообщают осевое движение относительно обрабатываемой поверхности 5 и поворачивают на заданный угол для снятия припуска следующего прохода при формировании продольных винтовых канавок. За счет соосности нарезательной головки 1 и обрабатываемой поверхности 5 при постоянном базировании переднего 9 и заднего 10 направляющих узлов и выбора зазоров в механизме привода поворота нарезательной головки 1 до ее захода в канал обеспечивается точная обработка резцами канавок, полученных на предыдущем проходе.

Заявляемым способом выполняли нарезание 20 продольных винтовых канавок с углом подъема винтовой линии 10°30′, глубиной 2 мм и шириной 32 мм на внутренней поверхности трубы длиной 3000 мм, с диметром обрабатываемой поверхности 120 мм. Обработку производили на нарезательном станке РТ615 нарезательной головкой 1, работающей на растяжение с использованием обработки за 68 проходов и радиальным перемещением 20 резцов на глубину резания 0,03 мм на каждом проходе. Длина L3 заднего направляющего узла 10-290 мм, расстояние L2 от переднего торца переднего направляющего узла 9 до заднего направляющего узла 10-250 мм. Перед заходом нарезательной головки 1 направляющую втулку 2 устанавливали на расстоянии L1=260 мм от торца обрабатываемой поверхности 5. При заходе направляющую втулку 4 перемещали совместно с нарезательной головкой 1 и останавливали на расстоянии L4=100 мм от торца обрабатываемой поверхности 5. После чего нарезательная головка 1 продолжала осевое движение относительно обрабатываемой поверхности со скоростью 5,8 м/мин и поворачивалась на угол 10°30′, равный углу подъема винтовой линии. При этом получили нарезы в трубе с заданными параметрами обработки, заклинивания нарезательной головки не наблюдалось.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет уменьшить отклонение оси нарезательной головки с радиально перемещаемыми резцами от оси обрабатываемой поверхности. При заходе в канал этот результат обеспечивается за счет выбора зазоров в механизме привода поворота нарезательной головки и базирования заднего направляющего узла по подвижной направляющей втулке, а переднего - по обрабатываемой поверхности. При врезании резцов этот результат обеспечивается за счет одновременного базирования переднего и заднего направляющих узлов.

Способ нарезания продольных канавок на поверхности цилиндрического канала, включающий снятие металла при осевом перемещении относительно обрабатываемой поверхности нарезательной головки, имеющей радиально перемещаемые резцы, расположенные между передним и задним направляющими узлами, передний из которых при заходе нарезательной головки базируют по обрабатываемой поверхности, отличающийся тем, что задний направляющий узел при заходе нарезательной головки базируют по направляющей втулке, которую перед заходом устанавливают на расстоянии от торца обрабатываемой поверхности, обеспечивающем выход переднего направляющего узла из канала, а при заходе перемещают в осевом направлении совместно с нарезательной головкой и останавливают на расстоянии от торца обрабатываемой поверхности, обеспечивающем одновременное базирование заднего направляющего узла по направляющей втулке и обрабатываемой поверхности при последующем осевом перемещении нарезательной головки относительно направляющей втулки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки металлов резанием, обработке отверстий в труднодоступных местах предварительно собранных сваркой из отдельных элементов и подвергнутых термообработке фасонных крупногабаритных деталей и узлов оборудования для АЭС, энергетического и нефтехимического машиностроения.

Изобретение относится к области станкостроения и предназначено для использования в оборудовании для обработки боковой поверхности отверстий. .

Изобретение относится к области станкостроения, устройствам для обработки глубоких отверстий. .

Изобретение относится к станкостроению, к многошпиндельным станкам портального типа для выполнения и обработки отверстий в крупногабаритных узлах и деталях типа трубных решеток теплообменников.

Изобретение относится к области металлообработки, глубокому сверлению и растачиванию с наружным подводом СОЖ. .

Изобретение относится к области обработки металлов резанием, в частности к устройствам для глубокого сверления неподвижных заготовок, и может быть использовано, например, при производстве оборудования для тепловых и атомных электростанций, а также в других областях техники и народного хозяйства для обработки отверстий глубиной до 200-300 мм.

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к устройствам для отвода смазывающе-охлаждающей жидкости металлорежущего станка портального типа, предназначенным для изготовления глубоких отверстий в трубных решетках, а также в подобных крупногабаритных деталях, используемых в энергетическом машиностроении.

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к многошпиндельным станкам портального типа, предназначенным для изготовления глубоких отверстий в трубных решетках, а также в подобных деталях, используемых в энергетическом машиностроении.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для многопереходной обработки деталей на станках сверлильной группы инструментами за несколько рабочих ходов.

Изобретение относится к обработке металлов резанием, в частности к растачиванию внутренних поверхностей крупногабаритных изделий, и может быть использовано для восстановления изложниц после выплавки слитков
Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано для получения глубоких отверстий малого диаметра для жидкостных и воздушных каналов в крупногабаритных деталях

Изобретение относится к оружейным стволам, а именно к изготовлению заготовок стволов для последующего редуцирования. Способ включает выполнение надрезов по наружной поверхности прутка проката и прошивку заготовки с одновременной вытяжкой. Надрезы выполняют на заданном расстоянии друг от друга до диаметра получаемого отверстия. Технический результат заключается в уменьшении отходов металла. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке глубоких сквозных отверстий в изделиях из титановых и жаростойких сплавов, в частности в коллекторах парогенераторов, трубных досках и других деталях оборудования атомных станций и нефтехимических производств. Способ включает предварительное сверление сверлильным инструментом, состоящим из головки и стебля. При этом осуществляют подачу смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) под давлением не менее 4 МПа в зазор между обрабатываемой поверхностью и сверлильным инструментом и отвод стружки потоком СОЖ по внутренним каналам головки и стебля. Чистовую обработку осуществляют разверткой, которую устанавливают на тот же стебель, причем отвод стружки происходит через просверленное отверстие вперед по направлению движения подачи развертки. Вывод развертки из отверстия совмещают с выглаживанием поверхности отверстия, при этом развертку вращают с числом оборотов, которое до 4 раз превышает обороты при развертывании, а скорость вывода развертки на 5%-7% превышает величину рабочей подачи. Припуск на развертывание составляет (0,25-0,3) мм на сторону. Обеспечивается удаление поверхностного слоя с остаточными напряжениями растяжения, уменьшается шероховатость поверхности отверстия, повышается эксплуатационная надежность соединения теплообменного оборудования. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для обработки глубоких отверстий малого диаметра, например для развертывания, хонингования, притирки. Устройство содержит корпус, инструментальный шпиндель с механизмом его возвратно-поступательного перемещения, включающим приводной двигатель. Упомянутый механизм выполнен в виде червячной передачи, тяги и качалки. Червячная передача смонтирована в каретке, а червяк установлен с возможностью вращения от инструментального шпинделя и выполнен с осевой полостью, в которой установлен инструментальный шпиндель с возможностью осевого перемещения. На валу червячного колеса имеется эксцентриковая ось, соединенная через тягу с качалкой, установленной с возможностью покачивания на корпусе и кинематически связанной с хвостовиком шпинделя. Приводной двигатель кинематически связан с инструментальным шпинделем с обеспечением его вращения и возвратно-поступательного перемещения. Данное устройство имеет простую конструкцию, является малогабаритным и обеспечивает высокое качество обработки отверстий различными инструментами. 3 ил.

Изобретение относится к способам сверления глубокого отверстия в заготовке на универсальном токарном станке. Заготовку закрепляют одним концом в патроне станка, а вторым - в люнете, сверлят наметочное отверстие, затем растачивают его с использованием оправки. На место резцедержателя на суппорте устанавливают стебледержатель с открытым зажимным устройством. Один из стеблевых люнетов устанавливают на станину станка посередине между суппортом и заготовкой, а второй - зеркально за суппортом. Используют стебель коаксиальной конструкции. В задней части стебля выполняют ввод во внешнюю трубу и вывод из внутренней трубы, которые присоединяют к соответствующим патрубкам системы СОЖ. Стебель с патрубками перемещают в просверленное отверстие. После включения системы СОЖ посредством вращения патрона станка и подачи суппорта производят сверление. Обеспечивается сверление глубокого отверстия любой формы на токарном станке без использования специального оборудования в условиях единичного производства. 4 ил.

Резцовая головка содержит полый корпус (3), установленный в его полости основной конус (4), конусная поверхность (5) которого взаимодействует с резцами (6), проходящими через радиальные окна (7) корпуса (3), и узел, обеспечивающий контакт резцов (6) с конусной поверхностью (5). Этот узел выполнен в виде дополнительного конуса (8) с конусностью, обратной конусности основного конуса (4), установленного соосно ему и обращенного большим диаметром к его большему диаметру (4), и двуплечих рычагов (9). Одно плечо а одного рычага (9) взаимодействует с одним резцом (6), а второе плечо в взаимодействует с конусной поверхностью (11) дополнительного конуса (8). Двухрядная резцовая головка содержит второй ряд резцов (13) и взаимодействующие с ними вторые основной (14) и дополнительный (15) конусы, сопряженные с первыми (4) и дополнительным (8) конусами соединением, имеющим возможность регулирования кольцом (16) и фиксации осевого взаимного положения конусов, и второй узел (второй дополнительный конус (15) и двуплечие рычаги (17)), обеспечивающий контакт второго ряда резцов (13) с конусной поверхностью (18) второго основного конуса (14), аналогичный первому. Достигается повышение технологичности и точности, снижение трудоемкости изготовления резцовой головки, повышение точности и качества нарезаемых канавок за счет обеспечения беззазорного контакта резцов с конусной поверхностью, исключающего смещение резцов в процессе резания. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх