ЗЕНКЕР А.В.ПОЖИДАЕВА Российский патент 1995 года по МПК B23B51/10 

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано при обработке отверстий инструментом, оснащенным многогранными пластинами.

Известен инструмент, у которого режущая головка, оснащенная многогранными пластинами, установлена эксцентрично оси вращения. Для обеспечения самонастройки при износе режущих пластин зенкер содержит кассету с пластинами из легкоплавких сплавов.

Однако в этом инструменте легкоплавкие пластины используются однократно, расплавляясь эти пластины заполняют внутреннюю полость кассеты, а после остывания сплава легкоплавких пластин его необходимо удалить из полости кассеты, разобрав зенкер, затем заранее изготовленные новые легкоплавкие пластины устанавливают в кассету и собирают зенкер обратно, все это создает значительные неудобства в эксплуатации.

Цель изобретения повышение удобства эксплуатации.

Для этого в головке зенкера выполнена полость, в которой размещен пакет шайб, изготовленных из металла с эффектом памяти формы и имеющих различные температурные интервалы, проявления эффекта памяти формы, а в соосных отверстиях, выполненных в головке и корпусе, установлен с возможностью осевого перемещения и вращения вокруг оси стержень круглого сечения, имеющий кольцевой выступ, который предназначен для взаимодействия с указанными шайбами, причем ось соосных отверстий совпадает с осью резьбового отверстия и эксцентрична оси вращения инструмента.

На фиг. 1 изображен описываемый зенкер, общий вид; на фиг. 2 то же, вид с торца со стороны режущих пластин; на фиг. 3 часть сечения фиг. 1 в увеличенном масштабе.

Зенкер состоит из корпуса 1 и головки 2, сопряженной с корпусом резьбовым эксцентричным отверстием 3 и цилиндрическим пояском 4, также смещенным относительно оси вращения на величину эксцентриситета ε В головке 2 выполнена полость, в которой размещен пакет шайб 5. Шайбы 5 изготовлены из металла с эффектом памяти формы и имеют различные температурные интервалы проявления эффекта памяти формы. Они расположены в порядке повышения температурных интервалов проявления эффекта памяти формы. Самый низкий температурный интервал проявления эффекта памяти формы имеет шайба, контактирующая с кольцевым выступом 6 стержня 7. Головка 2 стопорится пластиковым кольцом 8, размещенным в кольцевой канавке корпуса. Каждая режущая пластина 9 закреплена на державке 10, которая крепится с помощью винтов 11 к головке 2. Угол поворота головки ограничивается зазором δ определяемым по формуле
σ (α₁+α₂) где α₁ ≠ α₂, а S шаг резьбы в сопряжении головки и корпуса.

Стержень 7 круглого сечения имеет возможность вращения вокруг своей оси и осевого перемещения в направлении к головке 2 зенкера. Один конец стержня входит в отверстие 12 в головке зенкера, другой конец стержня в отверстие 13 в корпусе и опирается на шарик 14, выполняющий роль упорного подшипника. Кольцевой выступ 6 стержня 7 предназначен для взаимодействия с шайбами 5, которые имеют для этого фаски. Отверстия 12 и 13 выполнены соосными, причем их общая ось совпадает с осью резьбового отверстия и эксцентрична оси вращения инструмента.

При затуплении режущих пластин (по мере их износа) повышаются тепловыделение из зоны резания и температура инструмента, а максимальный износ получает режущая пластина, которая за счет эксцентриситета ε наиболее удалена от оси вращения инструмента. При нагревании шайбы 5, контактирующей с кольцевым выступом 6 на стержне 7 до температуры проявления эффекта памяти формы, ее внутренний диаметр увеличивается, становится больше диаметра кольцевого выступа 6 и шайба 5 проходит за кольцевой выступ, при этом головка 2 зенкера получает возможность осевого перемещения до соприкосновения кольцевого выступа с очередной шайбой, т.е. головка зенкера поворачивается на угол α за счет крутящего момента, создаваемого силой резания. Величина угла α определяется из соотношения:
α где Δ толщина шайбы;
S шаг резьбы в сопряжении головки и корпуса зенкера.

Аналогично осуществляется поворот головки при проявлении эффекта памяти формы у других шайб, имеющих более высокие температурные интервалы проявления эффекта памяти формы.

Поскольку головка зенкера поворачивается в эксцентричном резьбовом отверстии 3, то при повороте головки происходит самонастройка, так как менее затупленные режущие пластины 9 выдвигаются в зону, где ранее находилась изношенная пластина. По окончании работы (затуплении режущих пластин 9) головка 2 отвинчивается, стержень 7 вынимается из отверстия 15 корпуса 1, шайбы 5 собираются и устанавливаются в первоначальное положение, стержень 7 с надетыми шайбами 5 одним концом устанавливается обратно в отверстие 15 корпуса 1 до упора в шарик 14, после этого завинчивается головка 2 до упора торца головки в шайбы 5, надетые на стержне 7.

После замены затупленных режущих пластин 9 зенкер готов к работе. При отвинчивании и завинчивании головки зенкера ось зенкера должна быть расположена вертикально, корпус 1 должен находиться внизу, головка зенкера должна находиться вверху. Шайбы 5, изготовленные из металла с эффектом памяти формы, используются многократно и требуют лишь переустановки. Таким образом описанное устройство позволяет повысить удобство в эксплуатации.

Материалы: режущая пластина 9 твердый сплав; корпус 1, головка 2 сталь 40Х; державка сталь 9ХС; шарик сталь ШХ15; стержень сталь 40Х; шайбы из металла с эффектом памяти формы, который обладает свойством обратимого формоизменения при термоциклировании, например сплавы систем: Тi-Ni, Mn-Cu, Mn-Ni, Mn-Ge, Mn-Ga, Fe-Pt, Al-Ni и др. с диапазоном температурных интервалов проявления эффекта памяти формы, находящимся в пределах 65-350^оС.

Шайбы 5, изготовленные из материала с эффектом памяти формы (ЭПФ), могут иметь, например, следующие температурные интервалы проявления ЭПФ, приведенные в таблице.

Использование: в области металлообработки, в частности при обработке отверстий инструментом, оснащенным многогранными пластинами. Сущность изобретения: зенкер включает режущие пластины 9. При их затуплении повышается тепловыделение из зоны резания и температура инструмента, а максимальный износ получает режущая пластина, которая за счет эксцентриситета наиболее удалена от оси вращения. При нагревании шайбы 5, контактирующей с кольцевым выступом 6 стержня 7, до температуры проявления эффекта памяти формы ее внутренний диаметр увеличивается, становится больше диаметра кольцевого выступа и шайба проходит за кольцевой выступ, при этом головка зенкера получает возможность осевого перемещения до соприкосновения кольцевого выступа с очередной шайбой. Поскольку головка зенкера поворачивается в эксцентричном резьбовом отверстии 3, то при повороте головки менее затупленные режущие пластины 9 выдвигаются в зону, где раньше находилась изношенная режущая пластина, т.е. происходит самонастройка. Аналогично осуществляется поворот головки зенкера при проявлении эффекта памяти формы у других шайб, имеющих более высокие температурные интервалы проявления эффекта памяти формы и расположенных в порядке повышения указанных температурных интервалов. 3 ил. 1 табл.

Зенкер, в корпусе которого эксцентрично его оси выполнено резьбовое отверстие, предназначенное для размещения головки с режущими пластинами, расположенными асимметрично одна относительно другой в угловом и радиальном направлениях, причем в упомянутом резьбовом отверстии установлен пакет элементов, предназначенных для взаимодействия со стержнем, а головка установлена с возможностью осевого перемещения и поворота относительно корпуса, отличающийся тем, что в корпусе и головке выполнены отверстия, соосные с резьбовым отверстием, а пакет элементов выполнен в виде шайб из металла с эффектом памяти формы, имеющим для каждой шайбы различные температурные интервалы его проявления, причем один конец стержня закреплен в отверстии головки, в другой конец установлен в отверстии корпуса с возможностью взаимодействия с введенным в зенкер и расположенным в отверстии корпуса шариком, при этом шайбы установлены на закрепленном в головке конце стержня с возможностью взаимодействия с кольцевым выступом, который выполнен на стержне.