УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ СВЕРЛА ГЛУБОКОГО СВЕРЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК B23B41/02 B23Q1/72 

Изобретение относится к станкостроению, в частности к устройству для уплотнения сверла глубокого сверления, выполненного с наружным отводом СОЖ, смазывающе-охлаждающей жидкости применительно к станкам портального типа, предназначенным для изготовления глубоких отверстий в трубных решетках, а также в подобных крупногабаритных деталях, используемых в энергетическом машиностроении.

Известны конструкции устройств для уплотнения сверла глубокого сверления, выполненного с наружным отводом смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ), в которых люнет выполнен разборным, состоящим по меньшей мере из двух деталей цилиндрической формы, образующих в сборе люнетную втулку, в которой установлено уплотнение в виде набора пластмассовых шайб.

К недостаткам технического решения относятся недостаточная надежность уплотнения сверла глубокого сверления, поскольку пластмассовые шайбы устанавливаются с небольшим зазором по отношению к стеблю сверла, по которому проходит под большим давлением СОЖ, часть которой просачивается через зазор, кроме этого, в процессе эксплуатации зазор увеличивается, вместе с которым увеличивается и расход СОЖ.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка устройства для уплотнения сверла глубокого сверления с наружным отводом обладающего (СОЖ) повышенной надежностью уплотнения и обеспечивающего высокое качество сверления глубоких отверстий, а также высокой технологичностью при относительно простой конструкции и удобством в проведении установочно-наладочных работ, связанных с установкой и заменой сверл глубокого сверления.

Для достижения поставленной задачи в известном устройстве для уплотнения сверла глубокого сверления, содержащем люнетную втулку и уплотнение, установленные во втулке, связанной с корпусом механизма сбора СОЖ посредством подшипника, элемент крепления, втулка выполнена с упором, а уплотнение из упругого материала, при этом уплотнение расположено между упором и торцом люнетной втулки, связанной с корпусом посредством элемента крепления с возможностью прижатия к уплотнению и сжатия последней.

Кроме этого элемент крепления выполнен в виде винтов, связанных с втулкой резьбовым соединением, расположенных в ней со стороны, противоположной расположению упоров, и установленных равномерно по периметру под углом к оси втулки, а люнетная втулка выполнена с наклонной к ее оси поверхностью для контактирования с упомянутыми винтами с возможностью регулируемого прижатия люнетной втулки к уплотнению и сжатия последней по продольной оси.

Кроме того уплотнение выполнено из резины или полиуретана.

Кроме этого уплотнение выполнено из нескольких резиновых и полиуретановых шайб.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, необходимых и достаточных для достижения указанного технического результата.

На фиг. 1 изображен общий вид станка портального типа с устройством для уплотнения сверла глубокого сверления; на фиг. 2 продольное сечение устройства для уплотнения в сборе; на фиг. 3 поперечное сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 продольное сечение люнетной втулки в момент прохождения сверла при его установке; на фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 4.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером выполнения, который однако не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.

Устройство для уплотнения сверла глубокого сверления с наружным отводом (СОЖ) согласно изобретению выполнено применительно к металлорежущему станку портального типа, который содержит стол 1, расположенный на основании 2 и предназначенный для размещения обрабатываемой детали 3. По обе стороны стола расположены направляющие 4, на которых установлен с возможностью перемещения портал 5. На поперечине портала 5 с возможностью перемещения установлен многошпиндельный блок 6, имеющий пиноль 7 со сверлильным шпиндельным узлом 8 и пиноль 9 с фрезерно-расточным шпиндельным узлом 10.

Сверлильный шпиндельный узел 8 выполнен с устройством 11 для подачи СОЖ, гидравлически связанное с каналом 12 для подачи СОЖ в зону глубокого сверления, выполненным в сверле 13 глубокого сверления, а шниндельный узел 10 снабжен съемно установленным механизмом 14 сбора отработанной СОЖ со стружкой.

Механизм сбора отработанной СОЖ портального станка выполнен в виде корпуса 15 с полостью 16, в котором на противоположных стенках расположены кондукторная и люнетная втулки 17 и 18 соответственно. Втулка 18 установлена в корпусе 15 с возможностью взаимодействия со стеблем сверла 13 глубокого сверления.

Устройство для уплотнения состоит из шайб 19, выполненных из резины или полиуретана, расположенных между упором 20, выполненным на втулке 21, связанной с корпусом 15 механизма сбора СОЖ посредством подшипника 22. Уплотнение расположено между упором 20 и торцом люнетной втулки 18, связанной с корпусом посредством элемента крепления с возможностью прижатия к уплотнению и сжатия последней.

Элемент крепления выполнен в виде винтов 23, связанных с втулкой 21 резьбовым соединением, расположенных в ней со стороны, противоположной расположению упоров 20, и установленных равномерно по периметру под углом к оси втулки с возможностью контактирования с поверхностью 24 люнетной втулки 18. Изменением положения винтов 23, а следовательно, и люнетной втулки 18 достигается возможность регулирования степени ее прижатия к шайбам 19 и сжатия последних. Этот процесс используется также при установке сверла 13, когда необходимо сначала выставить зазор для прохода головки 26 сверла 13, а затем устранение этого зазора.

Кольцевое уплотнение может быть выполнено из нескольких резиновых или полиуретановых шайб 19.

Сверло 13 глубокого сверления (фиг. 4) имеет стебель 25, соединенный с головкой 26, выполненной с одной режущей пластиной 27 и двумя направляющими пластинами 28. При этом люнетная втулка 18 (фиг. 1-3) выполнена неразъемной с двумя продольными пазами 29 и 30 соответственно для прохода одной направляющей пластины 28 и второй направляющей пластины 28 вместе с режущей пластиной 27 головки 26 сверла 13 (фиг. 5). Ширина одного продольного паза 30 больше ширины второго паза 29, причем ширина паза 30 выполнена не менее углового расстояния "х" между режущей пластиной 27 и ближайшей к ней направляющей пластиной 28 головки 26 сверла 13 с учетом их толщины. В одном варианте исполнения ширина паза равна ширине желоба 31 на сверле 13. Для установки сверла 13 необходимо пропустить одну направляющую пластину 28 вместе с режущей пластиной 27 через паз 29, а вторую направляющую пластину 28 через второй паз 30, после того как головка 26 сверла прошла люнетную втулку 18, последнюю поворачивают на угол, при котором желоб 31 сверла занимает положение напротив паза 29, и фиксируют ее относительно сверла в этом угловом положении при помощи шпонки (не показана), размещенной в желобе сверла для отвода СОЖ напротив втулки 18.

Благодаря наличию пазов, люнетная втулка 18 выполняется неразъемной и позволяет при установке сверла пропустить через себя головку сверла с режущей пластиной 27, размеры которой больше размеров стебля, при этом точность и надежность работы узла с неразъемной люнетной втулкой 18 выше, чем у устройства с втулкой, выполненной из нескольких частей.

Металлорежущий станок согласно изобретению работает следующим образом.

Обрабатываемая крупногабаритная деталь 2, в частности трубная решетка, устанавливается на рабочую поверхность стола 1. Устанавливают сверло 13 глубокого сверления в сверлильный узел, для чего располагают головку 26 (фиг. 5) сверла 13 напротив люнетной втулки 18, при этом одну направляющую пластину ориентируют напротив паза 30, а вторую платину 28 вместе с режущей пластиной 27 напротив паза 29, после этого пропускают головку 26 через люнетную втулку 18, затем поворачивают сверло 13 на угол, при котором желоб 31 сверла занимает положение напротив паза 29 и фиксируют ее относительно сверла в этом угловом положении при помощи шпонки, размещенной в желобе 31 сверла для отвода СОЖ напротив втулки 18.

Для создания предварительного натяга по наружной поверхности стебля 25 посредством винтов 23 через люнетную втулку 18 сжимают пакет резиновых шайб, при этом создается натяг, который может регулироваться по мере износа шайб 19 за счет большей их деформации.

С целью обеспечения защиты пакета шайб 19 от воздействия стружки между пакетом шайб 19 и упором может устанавливаться металлическая шайба 32, повторяющая профиль шайбы 19.

На фиг. 2 корпус 15 выполнен с двумя крышками 33 и 34 по торцам. На крышке 33 установлена кондукторная втулка 17, а крышка 34 кинематически связана с втулкой 21.

Позиционирование портала 5 вместе с шпиндельным блоком 6 осуществляется таким образом, чтобы ось сверлильного шпиндельного узла 8 совместилась с осью отверстия, подлежащего обработке. Затем включая привод перемещения пиноли 9 второго шпиндельного узла 10, подводят механизм 14 сбора отработанной СОЖ со стружкой с размещенной кондукторной втулкой 17 к обрабатываемой поверхности детали 3 до упора в нее. После этого включают привод перемещения пиноли 7, осуществляют рабочую подачу сверла 13 одновременно с этим производится подача СОЖ под давлением через канал 12 в зону сверления. При этом давление и расход СОЖ регулируются в зависимости от диаметра сверления.

Привод кондукторной втулки 17 и ее прижатие к обрабатываемой поверхности детали 2 осуществляется приводом подачи пиноли второго шпиндельного узла 10, в данном случае фрезерно-расточного, который при сверлении глубокого отверстия не функционирует.

Отвод из зоны сверления стружки производится потоком СОЖ, посредством которого стружка с отработанной СОЖ транспортируется по желобу 31, выполненному на внешней поверхности сверла 13, и попадает во внутреннюю полость 16, в которой посредством вращающихся лопаток 35 (радиальных), выполненных на торце втулки 21, стружка размельчается и подается (получив при этом дополнительную энергию) вместе с отработанной СОЖ через отверстие 36 (фиг. 2) к месту накопления. Благодаря наличию уплотнения утечек СОЖ из полости 16 по стеблю 25 не происходит.

По окончании процесса сверления в трубной решетке одного глубокого отверстия перемещением пиноли 7 вверх отводится сверло 13 так, чтобы его головка 26 в конце перемещения находилась в кондукторной втулке 17. После этого пиноль 9 фрезерно-расточного шпиндельного узла 10 перемещается вверх до образования зазора между торцом кондукторной втулки 17 и обрабатываемой деталью 3. Наличие зазора позволяет произвести позиционирование портала 5 вместе с многошпиндельным блоком 6 для установки в позицию обработки следующего отверстия в соответствии с технологическим процессом. После обработки всех глубоких отверстий портал отводится в исходное положение, предварительно вывесив над обрабатываемой деталью 3 механизм сбора отработанных СОЖ вместе с кондукторной втулкой. В исходном положении портала 5 для осуществления фрезерно-расточных операций шпинделем 10 производят снятие механизма сбора отработавшей СОЖ и сверла 13. Для осуществления процесса сверления глубоких отверстий необходимо лишь установить соответствующие сверло 13 вместе с механизмом 14 сбора отработанной СОЖ на второй шпиндельный узел 10. Для этого применяют быстросъемное соединение 37 известной конструкции.

Применение настоящего изобретения позволяет повысить надежность работы уплотнительного узла за счет обеспечения постоянного контакта кольцевого уплотнения со стеблем сверла, а также качество глубокого сверления.

Использование: изобретение относится к области станкостроения, в частности к устройству уплотнения сверла глубокого сверления, выполненного с наружным отводом СОЖ, применительно к станкам портального типа, предназначенным для изготовления глубоких отверстий в трубных решетках, а также в подобных крупногабаритных деталях, используемых в энергетическом машиностроении. Сущность изобретения: устройство для уплотнения состоит из шайб 19, выполненных из резины или полиуретана, расположенных между упором 20, выполненным на втулке 21, связанной с корпусом 15 механизма сбора СОЖ посредством подшипника 22. Уплотнение расположено между упором 20 и торцом люнетной втулки 18, связанной с корпусом посредством элемента крепления с возможностью прижатия к уплотнению и сжатия последней. Элемент крепления выполнен в виде винтов 23, связанных с втулкой 21 резьбовым соединением, расположенных в ней со стороны, противоположной расположению упоров 20, установленных равномерно по периметру под углом к оси втулки с возможностью контактирования с поверхностью 24 люнетной втулки 18, с возможностью регулируемого ее прижатия к шайбам 19 и сжатия их по продольной оси, что необходимо для выбора зазоров, необходимых для установки сверла 13. Уплотнение может быть выполнено из нескольких резиновых или полиуретановых шайб 19. 3 з.п. ф-лы. 5 ил.

1. Устройство для уплотнения сверла глубокого сверления, содержащее люнетную втулку и уплотнение, установленные во втулке, связанной с корпусом механизма сбора СОЖ посредством подшипника, и элемент крепления, отличающееся тем, что втулка выполнена с упором, а уплотнение из упругого материала и расположено между упором и торцом люнетной втулки, связанной с корпусом посредством элемента крепления с возможностью прижатия к уплотнению. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что элемент крепления выполнен в виде винтов, связанных с втулкой резьбовым соединением, расположенных в ней со стороны, противоположной расположению упоров, и установленных равномерно по периметру под углом к оси втулки, а люнетная втулка выполнена с наклонной к ее оси поверхностью для контактирования с упомянутыми винтами с возможностью прижатия люнетной втулки к уплотнению и сжатия последнего по продольной оси. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что уплотнение выполнено из резины или полиуретана. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что уплотнение выполнено из нескольких резиновых или полиуретановых шайб.