СПОСОБ ОБРАБОТКИ ГЛУБОКИХ КОНИЧЕСКИХ ОТВЕРСТИЙ Российский патент 1997 года по МПК B23B35/00 

Изобретение относится к холодной обработке металлов пластическим деформированием и может быть использовано, например, для изготовления изложниц для литейного производства и других деталей с коническими или фасонными отверстиями.

Известен способ обработки глубоких конических отверстий [1] согласно которому в заготовке первоначально выполняют цилиндрическое отверстие на размер, равный или несколько меньше малого диаметра заданного конуса, после чего базируются на цилиндрическое отверстие.

Недостатком известного способа является то, что выдвижение режущего элемента в радиальном направлении влечет за собой необходимость сложной конструкции механизма со многими взаимно контактирующими элементами, что снижает жесткость системы СПИД и, как следствие, не обеспечивает необходимой точности геометрических параметров конуса и чистоты обработки поверхности. Особенно большие сложности по чистоте обработки и геометрическим параметрам конуса были встречены при использовании известного способа для изготовления изложниц из стали 20, обладающей повышенной вязкостью и склонной к образованию наростов на режущее лезвие инструмента, приводящих к кольцевым рискам и надирам на обработанной поверхности, что затрудняет извлечение отливок из изложниц.

Известен также способ обработки конических отверстий в деталях [2] согласно которому обработку конуса выполняют в три перехода: 1/ черновое растачивание одновременно несколькими резцами, образующими ступенчатое отверстие; 2/ предварительная обработка черновой конической разверткой; 3/ окончательное развертывание чистовой разверткой.

Недостатком этого способа прежде всего является то, что согласно ему возможно обрабатывать конусные отверстия длиной, удовлетворяющей соотношению L/D ≅ 5, где L -длина конусного отверстия; D диаметр конуса.

Кроме того, для осуществления указанного способа обработки необходимы сложный дорогостоящий фасонный инструмент и большая трудоемкость.

Целью изобретения является повышение точности геометрических параметров обрабатываемых конических отверстий и снижение высоты микронеровности поверхности, особенно при изготовлении изложниц из вязких сталей, что в свою очередь повысит изностойкость изложниц и обеспечит гарантию извлечения отливки из изложницы.

Цель достигается тем, что предложен способ обработки глубоких конических отверстий, при котором отверстие выполняют цилиндрическим диаметром, равным или несколько больше большего диаметра заданного конического отверстия с последующей установкой в него специальной оправки по форме заданного конического отверстия изложницы, затем производят редуцирование заготовки по наружной поверхности до соприкосновения поверхности отверстия с поверхностью оправки, после чего оправку извлекают.

Результатом достижения поставленной технической задачи является то, что при обработке цилиндрического отверстия во много раз легче обеспечить правильную форму геометрии и низкую микронеровность поверхности, чем при обработке конического отверстия.

Кроме того, при редуцировании заготовки изложницы поверхность отверстия облегает наружную поверхность оправки и принимает ее полное соответствие формы, а заданную форму наружной поверхности оправки обеспечить не представляет труда. В дополнение ко всему, в процессе редуцирования поверхностный слой металла отверстия, контактирующий с оправкой, уплотняется, что увеличивает изностойкость изложницы в процессе ее эксплуатации.

На фиг. 1 изображена схема способа обработки глубоких конических отверстий посредством редуцирования на радиально-ковочной машине; на фиг.2 то же, на токарном станке с помощью обкатника.

Обработку глубоких конических отверстий производят следующим образом. В заготовке изложницы 1 на специальном расточном станке растачивают цилиндрическое отверстие 2 на диаметр, равный или несколько больше большего диаметра D заданного конуса изложницы. После выполнения отверстия 2 заготовку 1 снимают с расточного станка и в отверстие 2 вводят оправку 3 с наружным профилем, соответствующим геометрии заданного конуса изложницы. Заготовку 1 вместе с оправкой 3 устанавливают в патрон шпинделя радиально-ковочной машины (не показано), закрепляют кулачками 4 и оправку 3 поджимают упором 5. Далее закрепленную заготовку 1 подают между кулачков 6 в зону ковки до начала образования конуса. Включают рабочее движение кулачков 6, вращение ω и подачу S заготовки 1, тем самым производят редуцирование заготовки. Металл заготовки деформируется и формируется коническое отверстие по профилю оправки 3, после чего оправку извлекают из отверстия.

Для редуцирования заготовки на токарном станке (фиг.2) после выполнения цилиндрического отверстия 2 заготовку 1 устанавливают на токарный станок и протачивают по наружной поверхности, образуя обратный наружный конус по отношению к заданному конусу отверстия.

После наружного протачивания заготовку 1 устанавливают на токарный станок, где предварительно в шпиндель станка была установлена оправка 3, так что оправка 3 проходит через отверстие 2.

Заготовку 1 закрепляют в патроне токарного станка посредством кулачков 4. На наружную поверхность 7 заготовки 1 надевают обкатник 8 так, чтобы обкатные ролики 9, обкатник 8 находились в зоне начала (меньшего диаметра) наружного конуса 7, и производят настройку обкатника 8 до соприкосновения обкатных роликов 9 с поверхностью наружного конуса 7 заготовки 1.

После настройки обкатника 8 заготовке 1 сообщают вращательное движение w, а обкатнику 8, закрепленному на суппорте токарного станка (не показано), сообщают осевое перемещение S (рабочую подачу) и производят редуцирование заготовки. Обкатные ролики 9 деформируют металл, при этом наружный конус 7 заготовки 1 сглаживается, а металл обтекает оправку 3 до соприкосновения поверхности, отверстия заготовки 1 с поверхностью оправки 3, после чего оправку 3 извлекают из конического отверстия.

Возможны и другие варианты редуцирования, например, протягиванием через фильеру, взрывом и другим способом.

Все вышеперечисленные варианты редуцирования могут обеспечить формирование как конических, так и других фасонных поверхностей отверстий, геометрические параметры и форма которых будут соответствовать форме и параметрам оправки.

Использование: холодная обработка металлов пластическим деформированием. Сущность изобретения: отверстие в заготовке выполняют цилиндрическим, несколько большим или равным большему диаметру заданного конического отверстия с последующей установкой в него оправки по форме заданного конического отверстия детали, далее осуществляют формирование конуса редуцированием заготовки по наружной поверхности до соприкосновения заготовки с поверхностью оправки, после чего оправку извлекают. 2 ил.

Способ обработки глубоких конических отверстий в деталях, включающий первоначальную обработку отверстия с последующим формированием заданного конуса, отличающийся тем, что отверстие выполняют цилиндрическим и диаметром несколько большим или равным большему диаметру заданного конического отверстия с последующей установкой в него оправки по форме заданного конического отверстия детали и формирование конуса производят редуцированием заготовки по наружной поверхности до соприкосновения заготовки с поверхностью оправки, после чего оправку извлекают.