НАСАДНОЙ ЗЕНКЕР Ю.В. РОЗЕНБЕРГА Российский патент 2006 года по МПК B23B51/10 

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано при сверлении отверстий с последующим зенкерованием и цекованием торцевых поверхностей с обратной стороны.

Известен насадной зенкер для обработки торцевых поверхностей методом обратной осевой подачи шпинделя станка, содержащий корпус с режущими зубьями и посадочным отверстием и снабженный устройством для крепления (удержания) зенкера на оправке (см., например, а.с. СССР № 169376, кл. В 23 В 51/10, приоритет от 13.02.1963, а.с. СССР № 738784, кл. В 23 В 51/10, В 23 С 5/04, от 23.11.1977), принятый в качестве прототипа.

Недостаток известного зенкера заключается в необходимости осуществления промежуточных операций, связанных с заменой сверла на оправку при переходе от сверления к зенкерованию (цекованию), а также в сложности механизма крепления зенкера и связанной с этим сложности установки и закрепления зенкера на оправке при зенкеровании труднодоступных зон в деталях сложной конфигурации.

Известен также насадной зенкер, используемый в устройстве к сверлильному станку для зенкерования отверстий с обратной стороны, позволяющий производить установку зенкера непосредственно на спиральном сверле, причем для крепления зенкера в процессе зенкерования используется эффект винтового динамического захвата (см. патент RU № 2225283, кл. В 23 В 29/034, 10.03.2004).

Однако недостатком известного зенкера является сложность конструкции и большие габариты устройства, используемого для удержания зенкера на сверле до начала зенкерования, что существенно ограничивает возможности применения данного зенкера для обработки труднодоступных зон в крупногабаритных деталях, например станинах тяжелых и уникальных станков, фланцах турбин, трубопроводов и др., а также для обработки особо сложных по конфигурации зон, в частности углублений с закрытыми боковыми стенками, закрытых торцов и т.д.

Кроме того, известный зенкер трудно использовать без специального удерживающего устройства и для прямого зенкерования и цекования из-за сложности предотвращения возможности соскальзывания зенкера со сверла при перемещении сверла с установленным на нем зенкером от одного обрабатываемого участка к другому.

Сущность изобретения состоит в создании насадного зенкера, обеспечивающего получение технического результата, заключающегося в сокращении количества промежуточных операций при переходе от сверления к зенкерованию (цекованию) путем использования в качестве оправки спирального сверла, упрощении конструкции устройства, обеспечивающего удержание зенкера на винтовой оправке до начала зенкерования (цекования).

Названный технический результат в предлагаемом насадном зенкере, содержащем корпус с режущими зубьями и посадочным отверстием для установки зенкера на оправке и снабженном устройством для удержания зенкера на оправке до начала зенкерования, достигается тем, что в качестве оправки используется сверло с винтовой канавкой, установленное в отверстии зенкера с возможностью осевого перемещения, причем зенкер снабжен упором, установленным в боковой стенке корпуса с выходом в отверстие с возможностью взаимодействия с винтовой канавкой сверла, и ограничителем прямого осевого перемещения сверла в отверстии зенкера, выполненным в виде перекрывающего отверстие основания корпуса, при этом в стенке отверстия зенкера выполнена кольцевая канавка, а устройство удержания зенкера на сверле выполнено в виде размещенного в канавке с возможностью разжима пружинящего кольца, наружный диаметр которого в свободном состоянии больше диаметра отверстия, а внутренний диаметр кольца меньше диаметра сверла.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид предлагаемого насадного зенкера, на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.

Насадной зенкер содержит корпус 1 с режущими зубьями 2 и центральным глухим посадочным отверстием 3. Корпус 1 зенкера установлен на спиральном сверле 4. В стенке корпуса 1 закреплен выступающий в отверстие 3 и взаимодействующий с винтовой канавкой сверла 4 боковой упор 5. В нижней части отверстие 3 перекрыто основанием 6 корпуса 1, служащим дном глухого отверстия 3. В боковой стенке отверстия 3 имеется кольцевая канавка 7. В канавке 7 размещено с зазором относительно дна и стенок канавки прочно охватывающее сверло 4, пружинящее кольцо 8, внутренний диаметр которого в свободном состоянии меньше диаметра сверла 4, а наружный диаметр кольца 8 в свободном состоянии больше диаметра отверстия 3. На наружной поверхности корпуса имеется выступающий буртик 9. Зенкером обрабатывается деталь 10.

Предварительные операции, установка и проведение зенкерования (цекования) с помощью рассматриваемого насадного зенкера производятся следующим образом.

До начала зенкерования (цекования) включают шпиндель станка с установленным в нем сверлом 4, подводят сверло 4 к обрабатываемой детали 10 и сверлят деталь 10 напроход.

После окончания сверления останавливают вращение шпинделя станка. Затем на выступающую с обратной стороны детали рабочую часть сверла 4 с усилием, достаточным для разжима пружинящего кольца 8, насаживают корпус 1 зенкера до соприкосновения рабочего конца сверла 4 со служащим ограничителем осевого перемещения сверла в отверстии зенкера основанием 6. При этом боковой упор 5 войдет во взаимодействие с винтовой поверхностью канавки сверла 4, вследствие чего зенкер в процессе осевого перемещения сверла в отверстии 3 повернется вокруг своей оси на некоторый угол. Одновременно пружинящее кольцо 8, размещенное благодаря зазору между кольцом и внутренней поверхностью канавки 7 с возможностью разжима (увеличения диаметра) и свободного вращения в канавке 7, плотно охватит поверхность рабочей части сверла. Физико-механические характеристики кольца 8 подбирают таким образом, чтобы последнее надежно удерживало корпус 1 зенкера на сверле 4.

Далее вновь приводят во вращение шпиндель станка и путем обратной осевой подачи перемещают шпиндель со сверлом 4 и установленным на сверле зенкером вверх до соприкосновения зубьев 2 зенкера с поверхностью обрабатываемой детали 10. После касания режущими зубьями поверхности детали и начала зенкерования обрабатываемая деталь будет препятствовать вращению зенкера, в то время как сверло с установленным на нем зенкером будет принуждать зенкер продолжать вращение. При этом корпус зенкера с закрепленным в нем боковым упором и ограничителем осевого перемещения сверла в виде служащего в качестве своеобразной перегородки (дна глухого отверстия) основания корпуса можно рассматривать по отношению к рабочей части винтового сверла как своеобразную накидную гайку, затягиваемую до упора с помощью обрабатываемой детали. Поскольку усилие затягивания указанной гайки (зенкера) на винтовой рабочей части сверла при зенкеровании имеет очень большую величину, создается прочное динамическое крепление зенкера на сверле, что позволяет рассматривать полученное жесткое динамическое соединение «зенкер - сверло» как квазиединый комбинированный режущий инструмент. Это, в свою очередь, дает возможность при зенкеровании (цековании) управлять процессом резания металла с помощью элементов управления станка аналогично тому, как это делается при работе с обычным осевым режущим инструментом.

После завершения обработки данного участка детали останавливают вращение шпинделя станка, и с помощью специального захвата с использованием имеющегося на корпусе 1 буртика 9 корпус зенкера с необходимым для преодоления трения между пружинящим кольцом и сверлом усилием стягивают со сверла. Затем сверло выводят из отверстия детали, подводят шпиндель станка к следующему участку детали, и далее описанный выше процесс повторяется.

Обратное цекование поверхностей в углублениях с закрытыми торцами осуществляют аналогичным образом, при этом при небольшом зазоре между торцами углубления зенкер устанавливают в зазор либо до сверления отверстия, либо при выведенном после сверления из зазора сверле. Установку зенкера производят с помощью специального приспособления с боковым захватом.

Следует отметить, что рассматриваемый насадной зенкер может с небольшой модификацией быть использован и для прямого зенкерования (цекования). Для этого режущие зубья зенкера могут быть размещены также и со стороны основания корпуса (см. патент RU № 2225283, кл. В 23 В 29/034, 10.03.2004).

Проведенные испытания подтвердили надежность предложенного устройства для удержания зенкера на сверле, в том числе, в условиях значительных вибраций.

В то же время, в особо ответственных случаях, в условиях повышенной вибрации и осевых ускорений, площадь контакта и, соответственно, величина трения между сверлом и соприкасающейся с поверхностью сверла внутренней поверхностью кольца может быть увеличена следующими способами: а) использованием пружинящего кольца с плоской внутренней поверхностью, б) использованием кольца с увеличенным количеством витков, в) размещением в отверстии зенкера нескольких параллельно расположенных колец, а также применением колец, имеющих повышенный коэффициент упругого сопротивления разжиму.

В заключение следует отметить, что для осуществления обратного цекования (зенкерования) труднодоступных зон в сверхгабаритных деталях используют, как правило, станки с горизонтальным положением шпинделя станка, в частности горизонтально-расточные, для чего соответствующим образом ориентируют обрабатываемую деталь.

Таким образом, как видно из описания изобретения, предложенное техническое решение, состоящее в применении в качестве оправки и поводка для данного насадного зенкера спирального сверла и в выполнении устройства для удержания зенкера на сверле до начала зенкерования в виде размещенного в посадочном отверстии зенкера с возможностью разжима пружинящего кольца, плотно охватывающего рабочую часть сверла и обеспечивающего необходимую для надежного удержания зенкера величину трения между кольцом и поверхностью сверла, позволяет резко сократить количество операций при переходе от сверления к зенкерованию (цекованию), упростить конструкцию устройства удержания зенкера, что, в свою очередь, позволяет снизить трудоемкость его установки и закрепления на оправке и, одновременно, существенно расширить область применения предложенного насадного зенкера.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием, зенкерованию и цекованию торцовых поверхностей с обратной стороны. Зенкер содержит корпус с режущими зубьями и посадочным отверстием для установки на оправке и снабжен устройством для удержания на оправке до начала зенкерования. Для повышения производительности путем сокращения числа промежуточных операций в качестве оправки использовано сверло с винтовой канавкой, установленное в отверстии зенкера с возможностью осевого перемещения. Зенкер снабжен упором, установленным в боковой стенке корпуса с выходом в упомянутое отверстие с возможностью взаимодействия с винтовой канавкой сверла, и ограничителем прямого осевого перемещения сверла в отверстии зенкера, выполненным в виде перекрывающего отверстие основания корпуса. При этом в стенке отверстия корпуса выполнена кольцевая канавка, а устройство удержания зенкера на сверле выполнено в виде размещенного в канавке с возможностью разжима пружинящего кольца, наружный диаметр которого в свободном состоянии больше диаметра отверстия, а внутренний диаметр кольца меньше диаметра сверла. 2 ил.

Насадной зенкер, содержащий корпус с режущими зубьями и посадочным отверстием для установки на оправке и устройство для удержания на оправке до начала зенкерования, отличающийся тем, что посадочное отверстие корпуса выполнено с возможностью установки зенкера на оправке в виде сверла с винтовой канавкой и его осевого перемещения, зенкер снабжен упором, установленным в боковой стенке корпуса с выходом в упомянутое отверстие с возможностью взаимодействия с винтовой канавкой сверла, и ограничителем прямого осевого перемещения сверла в посадочном отверстии, выполненным в виде перекрывающего отверстие основания корпуса, при этом в стенке отверстия корпуса выполнена кольцевая канавка, а устройство удержания зенкера на сверле выполнено в виде размещенного в канавке с возможностью разжима пружинящего кольца, наружный диаметр которого в свободном состоянии больше диаметра посадочного отверстия, а внутренний диаметр кольца меньше диаметра сверла.