ЗЕНКЕР Российский патент 1999 года по МПК B23B51/10 

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

Известен зенкер, содержащий корпус с эксцентричным резьбовым отверстием и эксцентрично установленную в нем головку с режущими пластинами, расположенными асимметрично в угловом и радиальном направлениях. В эксцентричном резьбовом отверстии корпуса размещена сменная кассета, состоящая из двух обойм, установленных с возможностью осевого перемещения. При этом одна из них снабжена пластинами из легкоплавких сплавов, а другая - плунжером [1].

Недостатком этого устройства является невысокая точность обработки отверстий, которая объясняется тем, что в процессе самонастройки зенкера при износе режущих пластин не обеспечивается стабильность максимального радиуса положения режущих пластин, из-за ступенчатых поворотов головки. Ступенчатые повороты объясняются тем, что угол поворота головки ограничен пластиной из легкоплавкого сплава.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является зенкер, содержащий корпус с эксцентричным резьбовым отверстием и эксцентрично установленную в нем головку с режущими пластинами, расположенными асимметрично в угловом и радиальном направлениях. При этом в эксцентричном резьбовом отверстии расположены упорный подшипник и предназначенные для взаимодействия с ним тарельчатые пружины переменного сечения [2].

Недостатками известного зенкера являются невысокая точность обработки отверстий и ограниченные технологические возможности. Невысокая точность обработки отверстий определяется тем, что в процессе самонастройки зенкера при износе режущих пластин не обеспечивается стабильность максимального радиуса положения режущих пластин из-за неспособности тарельчатых пружин, взаимодействующих с упорным подшипником и корпусом, поддерживать постоянным усилие, препятствующее повороту головки, что приводит к конусности отверстия. Ограничение технологических возможностей является следствием большого диаметрального размера упорного подшипника, что исключает его применение по минимально возможному обрабатываемому отверстию.

Сущность изобретения заключается в том, что зенкер, содержащий корпус с эксцентричным резьбовым отверстием и эксцентрично установленную в нем головку с режущими пластинами, расположенными асимметрично в угловом и радиальном направлении, снабжен размещенными в эксцентричном резьбовом отверстии плунжером, закрепленным на головке, и втулкой, закрепленной в корпусе и имеющей отверстия. При этом плунжер и втулка образуют полость, заполненную вязкой жидкостью и сообщающуюся с полостью, которая ограничена наружной боковой поверхностью втулки и внутренней поверхностью корпуса.

Техническим результатом изобретения является повышение точности обработки отверстий и расширение технологических возможностей зенкера.

Повышение точности обработки отверстий объясняется тем, что предлагаемый зенкер снабжен плунжером и втулкой с отверстиями, размещенными в эксцентричном резьбовом отверстии корпуса и образующими полость, заполненную вязкой жидкостью и сообщающуюся с полостью, ограниченной наружной боковой поверхностью втулки и внутренней поверхностью корпуса. Благодаря этому по мере затупления режущих пластин происходит самонастройка зенкера при наличии постоянного усилия, препятствующего повороту головки зенкера, что обеспечивает стабильность максимального радиуса положения режущих пластин и, следовательно, отсутствие конусности обрабатываемого отверстия.

Расширение технологических возможностей происходит вследствие применения предлагаемой конструкции зенкера по минимально возможному диаметру.

Изобретение поясняется чертежами: на фиг. 1 представлен предлагаемый зенкер; на фиг. 2 - вид зенкера со стороны режущих пластин.

Зенкер содержит корпус 1 с эксцентричным резьбовым отверстием 2 и эксцентрично установленную головку 3 с режущими пластинами 4, расположенными асимметрично в угловом и радиальном направлениях. При этом зенкер снабжен размещенными в эксцентричном резьбовом отверстии 2 плунжером 5, закрепленным на головке 3, например, винтом 6, и втулкой 7, закрепленной в корпусе 1 и имеющей отверстия 8. Плунжер 5 и втулка 7 образуют полость H, заполненную вязкой жидкостью, которая сообщается с полостью N, образованной наружной боковой поверхностью втулки 7 и внутренней поверхностью корпуса 1, посредством отверстий 8. Головка 3 с закрепленным плунжером 5 сопряжена с корпусом 1 эксцентричным резьбовым отверстием 2 и цилиндрическим центрирующим пояском 9, также смещенным относительно оси вращения на величину эксцентриситета е. Стопорение головки 3 осуществляется с помощью пластикового кольца 10, размещенного в кольцевой канавке корпуса 1. Для прижима режущих пластин 4 служат прижимная державка 11 и винт 12, расположенный под острым углом к оси зенкера. Угол поворота головки 3 и объем вытесненной жидкости ограничиваются зазором δ.
Зенкер работает следующим образом. По мере затупления режущих пластин 4 наибольший износ получает режущая пластина, находящаяся дальше других от оси вращения зенкера, что приводит к увеличению силы резания более расчетной величины, вызывает поворот головки 3 и перемещение закрепленного на ней плунжера 5. Это приводит к увеличению давления в полости Н. Когда оно превысит сопротивление находящейся там жидкости, произойдет вытеснение вязкой жидкости из полости H в полость N через отверстия 8 втулки 7 и поворот головки 3 на некоторый угол α При этом происходит самонастройка зенкера, так как на максимальный радиус относительно оси вращения выходят поочередно менее затупленные режущие пластины.

Угол поворота головки α определяется по формуле

где V - объем вязкой жидкости, вытесняемой из полости Н в полость N, м³;
d - внутренний диаметр втулки, м;
S - шаг резьбы эксцентричного резьбового отверстия, м;
Отверстия 8, расположенные во втулке 7, должны иметь диаметр, позволяющий вязкой жидкости перетекать из полости H в полость N при превышении действующей силы резания расчетной величины.

Диаметр отверстий можно рассчитать, например, по формуле:

где D - диаметр втулки, м;
D_p - средний диаметр резьбы эксцентричного резьбового отверстия, м;
ψ - угол подъема резьбы эксцентричного резьбового отверстия, град;
n - число оборотов зенкера, об/мин;
μ - коэффициент расхода вязкой жидкости;
N - количество отверстий во втулке;
F - сила на плунжере, H;
K - коэффициент запаса, равный 1,2;
ρ - плотность вязкой жидкости, кг/м³.

По мере износа режущей пластины 4 осуществляется поворот головки 3 в эксцентричном резьбовом отверстии 2, при этом автоматически производится подналадка, так как менее затупленная режущая пластина выдвигается на промежуточный радиус, больший первоначального, при этом сила резания уменьшается. При последующем затуплении режущей пластины сила резания вновь возрастает, что создает возможность очередного поворота головки и самонастройки.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить точность обработки отверстий и расширить технологические возможности зенкера.

Источники информации
1. Авторское свидетельство АС СССР N 554952 В 23 В 51/10,1977.

2. Авторское свидетельство АС СССР N 552151 В 23 В 51/10, 1977 /прототип/.

Использование: металлообработка и обработка отверстий инструментом, оснащенным многогранными пластинами. Зенкер содержит корпус с эксцентричным резьбовым отверстием и эксцентрично установленную в нем головку с режущими пластинами, расположенными асимметрично в угловом и радиальном направлениях, снабжен размещенными в эксцентричном резьбовом отверстии плунжером, закрепленным на головке, и втулкой, закрепленной в корпусе и имеющей отверстия. При этом плунжер и втулка образуют полость, заполненную вязкой жидкостью и сообщающуюся с полостью, ограниченной наружной боковой поверхностью втулки и внутренней поверхностью корпуса. Технический результат: повышение точности обработки отверстий и расширение технологических возможностей зенкера. 2 ил. '

Зенкер, содержащий корпус с эксцентричным резьбовым отверстием и эксцентрично установленную в нем головку с режущими пластинами, расположенными асимметрично в угловом и радиальном направлении, отличающийся тем, что он снабжен втулкой с отверстиями, закрепленной в корпусе, и плунжером, закрепленным на головке и размещенным во втулке с образованием полости, заполненной вязкой жидкостью и сообщенной с полостью, ограниченной наружной боковой поверхностью втулки и внутренней поверхностью корпуса.