СВЕРЛИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1997 года по МПК B23B41/00 

Изобретение относится к сверлильному устройству с радиально отклоняемым сверлильным шпинделем согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.

Известны сверлильные устройства для изготовления затылованных отверстий, имеющие сверло в качестве сверлильного инструмента со сверлильной головкой, расширяющейся к свободному концу. Затылование у дна отверстия создается за счет того, что сверлильная головка отклоняется в сторону движением поворота или качания. Посредством боковых подрезов или с помощью боковой фрикционной обкладки на сверлильной головке развертывается поднутрение в зоне дна отверстия. Для того, чтобы с помощью такой сверлильной головки можно было обрабатывать не только затылование, но и цилиндрическую часть отверстия, сверлильная головка снабжена на своем торце фрикционной обкладкой, например, из алмазной крошки. Если таким сверлом изготавливается на фасадных плитах и цилиндрическая часть отверстия, то весь торец сверлильной головки входит в контакт с твердым материалом фасадной плиты. В связи с невысокой скоростью резания в центре торца сверлильной головки необходимо сверлить с большим давлением прижима, что приводит к преждевременному затуплению алмазной крошки. Поэтому значительно снижается срок службы сверлильного инструмента.

Из DE-OS 4119350.4 известно сверлильное устройство для изготовления отверстий с затылованием на фасадных плитах, в котором применяемая сверлильная машина и вместе с ней также закрепленное в ней сверло для изготовления поднутрения отклоняются от средней оси и в процессе развертывания направляются принудительно по кулачку. Поворот осуществляют от руки, поэтому движение качания сверла в процессе развертывания осуществляется при невысоком числе оборотов.

В основу изобретения положена задача создать сверлильное устройство, где между сверлильной головкой и пластиной, в которой выполняется цилиндрическая часть отверстия, выполняется во время процесса сверления радиальное относительное перемещение для повышения срока службы сверла.

Решение этой задачи осуществляется с помощью признаков, указанных в п.1. За счет упругой в радиальном направлении опоры держателя сверла и/или пластины может осуществляться колебание в результате самовозбуждения в области сверлильной головки или плиты. Колебание сверлильной головки может создаваться за счет того, что на сверле имеется незначительный дисбаланс или оно выполняется с асимметричным торцом.

Согласно предпочтительной форме выполнения предусматривается, что держатель сверла крепится к сверлильному шпинделю через упругий вал. Упругий вал может быть изготовлен из стали с таким диаметром и такой длиной, чтобы обеспечить необходимую упругость.

Упругий вал может устанавливаться в демпфирующую полость, заполненную жиром или другим демпфирующим средством для того, чтобы демпфировать колебания вала, а вместе с ним и сверлильной головки.

Сверлильное устройство может быть также оборудовано вибрационным приспособлением в зоне упругого вала, создающим определенное колебание. В качестве вибрационного приспособления может служить пульсирующе управляемый электромагнит, магнитное поле которого воздействует непосредственно на вал или на закрепленный на нем ферромагнитный элемент. За счет этого осуществляется радиальное отклонение сверлильной головки с заданным радиальным усилием и желаемой частотой. При этом упором, установленным на упругом валу, можно отрегулировать максимальное отклонение сверлильной головки.

Аналогичным образом можно также создать с помощью вибрационного приспособления горизонтальное колебание на плите, уложенной на колеблющийся стол. И здесь также возможно использование электромагнита, который воздействует на ферромагнитный элемент, связанный с плитой или колеблющимся столом и приводит его в колебательное движение.

На фиг. 1 показано сверлильное устройство с колеблющимся столом; фиг. 2
держатель сверла в сверлильном устройстве, соединенный через упругий вал со сверлильным шпинделем; фиг. 3 сверлильный шпиндель с упругим валом, но с электрическим вибрационным устройством; фиг. 4 подробное изображение электромагнита, воздействующего на упругий вал в продольном сечении; фиг. 5
вид сверху на электромагниты согласно фиг. 4.

Сверлильное устройство (фиг. 1) имеет привод 1 сверлильного шпинделя 2, который через упругий вал 3 приводит в действие сверло 4. Сверло имеет конусно расширяющуюся сверлильную головку 5, снабженную на своей торцевой развертывающей поверхности 6 и на своей боковой поверхности 7 фрикционной обкладкой из алмазной крошки.

Упругий вал 3 обеспечивает радиально упругое отклонение сверлильной головки 5 под действием собственных или подводимых извне колебаний упругого вала 3. С помощью вибрационного устройства 8 вал 3 может принудительно приводиться в колебательное движение, так что следует говорить также об определенном отклонении вала 3.

Собственные колебания вала 3 могут возбуждаться за счет асимметричной формы в зоне сверлильной головки. В качестве примеров выполнения приведены сверлильная головка 50 со скошенным торцом и сверлильная головка 51 со ступенчатым торцом.

Сверло 4 опускают в направлении стрелки 9 на плиту 10 для изготовления в ней отверстия. Под плитой 10 подразумевается фасадная плита, которая укладывается на качающийся стол 11. Качающийся стол 11 в свою очередь опирается через упругий в радиальном направлении опорный элемент 12 и приводится в горизонтальное вибрационное движение с помощью двигателя 13 с неуравновешенным ротором, примененного в качестве вибрационного приспособления.

На плите 10 пунктирной линией показано продольное сечение изготавливаемого затылованного отверстия. Во время изготовления цилиндрической части 4 отверстия 15 между плитой 10 и сверлильной головкой 5 осуществляется радиальное относительное перемещение для того, чтобы придать центру развертывающей поверхности 6 сверлильной головки 5 более высокую скорость развертывания или скорость резания. Так как для создания этого относительного перемещения применяются вибрационные устройства, то они действуют по меньшей мере во время изготовления цилиндрической части 14. При развертывании поднутрения 16, причем сверлильная головка известным самим по себе образом выполняет при этом качательное движение или движение поворота, между сверлильной головкой 5 и плитой 10 создается само по себе радиальное, относительное перемещение.

На фиг. 2 показано выполнение сверлильного шпинделя 2 с удлинением 17 шпинделя в виде втулки, создающим демпфирующую полость 18, в которую вставляется упругий вал 3, окруженный демпфирующим средством 19. В качестве демпфирующего средства 19 может применятся жир, обогащенный мелкодробленным материалом.

Удлинение 17 шпинделя в виде втулки установлено в радиальном подшипнике 20 и уплотнено относительно вала 3 с помощью уплотнения 21. Упор 22, закрепленный на валу 3, ограничивает радиальное отклонение упругого вала 3.

На переднем конце вала 3 расположен держатель 23, в котором крепится сверло 4 (фиг. 1). При выполнении по фиг. 2 упругий вал за счет собственных колебаний смещается в процессе сверления, благодаря чему происходит желаемое радиальное отклонение в области сверлильной головки.

В примере выполнения, показанном на фиг. 3, предусмотрен электромагнит 24 для осциллирующего отклонения держателя 23 сверла. Электромагнит 24 пульсирующе управляется через осциллятор 25 и конечное звено 26.

На фиг. 4 более подробно показано в продольном сечении выполнение электромагнита 24. Катушка 27 охватывает железный сердечник 28, магнитное поле которого воздействует на ферромагнитный элемент 29, закрепленный на валу 3.

На фиг. 5 показаны электромагнит 24 в виде сверху и в поперечном сечении элемент 29, закрепленный на валу 3. Железный сердечник 28 состоит из пакета листов. Сила F, пульсирующе действующая от электромагнита на элемент 29, указана стрелкой, направленной радиально от корпуса.

Использование: изобретение относится к станкостроению, а именно к сверлильному устройству с радиальным отклонением сверлильного шпинделя. Сущность изобретения: привод 1 сверлильного шпинделя 2 через упругий вал 3 соединен со сверлом 4. Упругий вал 3 размещен в демпфирующую полость 18 расположенного в радиальном подшипнике удлинения 17 шпинделя 2. Вибрационное устройство 8 сообщает держателю сверла радиальную вибрацию и выполнено в виде электромагнита, магнитное поле которого является пульсирующим. На упругом валу 3 расположен упор 22, ограничивающий радиальное отклонение вала. Сверло 5 имеет расширяющуюся к торцевой развертывающую поверхность. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Сверлильное устройство для изготовления отверстий с задней надрезкой в фасадных плитах, содержащее держатель, приводимый в действие с помощью сверлильного шпинделя, на котором по оси отстоит сверло с торцевой поверхностью трения, и стол для размещения фасадной плиты, причем сверло и/или стол для надрезки выполнены с возможностью радиального отклонения относительно средней оси сверлильного шпинделя, отличающееся тем, что держатель сверла через упругий вал закреплен на сверлильном шпинделе. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упругий вал вставлен в демпфирующую полость удлинения шпинделя, имеющего форму втулки, заполненную демпфирующим средством. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что демпфирующая полость уплотнена снаружи посредством упругого в радиальном направлении уплотнения, окружающего упругий вал. 4. Устройство по пп.1 3, отличающееся тем, что вибрационное устройство сообщает держателю сверла радиальную вибрацию. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что вибрационное устройство является электромагнитом, воздействующим в области сверла или упругого вала, магнитное поле которого является пульсирующим. 6. Устройство по пп.1 5, отличающееся тем, что на упругом валу расположен упор, ограничивающий радиальное отклонение вала. 7. Устройство по пп.2 6, отличающееся тем, что удлинение шпинделя расположено в радиальном подшипнике. 8. Устройство по пп.1 7, отличающееся тем, что сверло имеет сверлильную головку, расширяющуюся к торцевой развертывающей поверхности, а развертывающая поверхность выполнена наклонной относительно средней оси сверла или асимметричной.