КОМБИНИРОВАННЫЙ ОСЕВОЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 2009 года по МПК B23B51/08 

Предлагаемое изобретение относится к металлообработке, а именно к металлорежущим инструментам для обработки отверстий, в том числе ступенчатых; для снятия фасок; а также для фрезерования контурных и плоских поверхностей.

Известен ступенчатый осевой инструмент, состоящий из двух соосных сверл: центровочного и спирального [1]. Его недостатками являются ограниченная область применения, невозможность использования для фрезерования и снятия фасок.

Известен многоступенчатый инструмент, содержащий сверло, метчик и зенкер [2]. Этот инструмент позволяет сверлить отверстие, нарезать резьбу и снимать фаску, но предназначен для обработки отверстия и резьбы только одного диаметра.

Известен также инструмент сверло-зенкер, содержащий две ступени: сверло и зенкер [3]. Данный инструмент принят за прототип. Ему присущи те же недостатки, что и инструменту [1].

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в расширении технологических возможностей, а именно: реверсивное сверление отверстий, в том числе и ступенчатых, снятие фасок, зенкерование, фрезерование контурных и плоских поверхностей. Кроме того, предлагаемый инструмент предотвращает увод его оси при сверлении, а также благодаря реверсивности имеет стойкость в 2 раза выше обычных инструментов.

Это достигается тем, что комбинированный осевой инструмент последовательно содержит сверло, фрезу и зенкер. Сверло выполнено многозубым по числу зубьев фрезы, имеющей меньший диаметр, чем сверло. Зубья имеют двухсторонние режущие лезвия. Возможен односторонний режущий профиль зубьев какой-либо ступени, например зенкера. Угол в плане сверла выполнен двойным с меньшей величиной, равной 45° на удаленных от вершины участках режущих кромок. Зубья зенкера имеют угол в плане, равный 45°.

На фиг.1 изображен комбинированный осевой инструмент, продольный разрез до оси; на фиг.2 - вид с рабочего торца на фиг.1; на фиг.3 и 4 - сечения А-А и Б-Б на фиг.1; на фиг.5 - сверление и снятие фаски; на фиг.6 - зенкерование; на фиг.7 - рассверливание и фрезерование ступенчатого отверстия большего диаметра, чем у инструмента; на фиг.8 - контурное фрезерование уступа; на фиг.9 - контурное фрезерование ступенчатой поверхности; на фиг.10 - снятие фаски в отверстии большого диаметра.

Комбинированный инструмент содержит сверло 1, фрезу 2 и зенкер 3 (фиг.1). Диаметр фрезы d₂ меньше, а диаметр зенкера d₃ больше диаметра сверла d₁. Меньший диаметр фрезы 2 исключает затирание сверла при сверлении глубокого отверстия. Сверло выполнено многозубым, имеет зубья 4 по числу зубьев 5 фрезы (фиг.2, 3). Возможны и различные числа зубьев, например, зубьев 6 у зенкера больше, чем у других ступеней (на фиг.4 не показано). Зубья сверла, фрезы и зенкера имеют симметричный режущий профиль с двухсторонними лезвиями [4]. Наружная боковая поверхность режущих зубьев является общей задней поверхностью для пары лезвий и выполнена заниженной по отношению к основному диаметру по ленточкам соответствующих ступеней: d₁, d₂, d₃ (см. фиг.2-4). Угол в плане режущих кромок сверла 1 выполнен двойным, с наибольшей величиной φ при его вершине и наименьшей ψ, равной 45°, на удаленных от вершины участках. Зубья зенкера 3 имеют угол в плане φ₃ равный 45°.

Работа инструмента происходит следующим образом. Сверление отверстия в детали 8 осуществляется сверлом 1, вращающимся с частотой n и имеющим осевую подачу S_o (фиг.5). Вращение осуществимо и в противоположном направлении для повышения стойкости инструмента. Фаска в отверстии под углом 45° снимается после свободного прохода фрезы 2 торцевыми зубьями зенкера 3.

Обработка отверстия большего диаметра в детали 9 осуществляется зенкером 3 при вращении с частотой n и осевой подаче s_о (фиг.6). Точность отверстия получается выше, чем после сверления.

Ступенчатое отверстие в детали 10 большего диаметра, чем у инструмента получают сверлом 1 и фрезой 2 при вращении детали с частотой n_д и движении вращающегося инструмента с радиальной подачей s_p (фиг.7). Обработка прямолинейной или криволинейной поверхности с линейной образующей осуществляется контурным фрезерованием. Инструменту сообщают вращение с частотой n и подачи S_x и S_y вдоль контура детали 11 (фиг.8). Зенкер 3 работает как концевая фреза и формирует поверхность, образующая которой параллельна оси вращения инструмента. Аналогично производится обработка ступенчатой поверхности детали 12 сверлом 1 и фрезой 2 (фиг.9). Возможны различные комбинации ступеней, обрабатываемых, например, фрезой и зенкером.

Комбинированный инструмент позволяет снимать фаски на кромках различных поверхностей и в отверстиях любого диаметра. В последнем случае детали 13 сообщается вращение с круговой подачей s_кр, а инструменту - вращение с частотой n (фиг.10). Фаску срезают режущие кромки сверла 1 с углом в плане ψ=45°. Фаску под углом 60° срезают режущие кромки, прилегающие к вершине сверла, под углом в плане φ=60°.

Комбинированный осевой инструмент является многофункциональным и предназначен для обработки гладких и ступенчатых поверхностей и отверстий. Он позволяет сократить время технологических операций за счет уменьшения холостого времени на смену инструментов, сокращения продолжительности переходов. Двухсторонние режущие лезвия увеличивают вдвое стойкость инструмента.

Источники информации

1. А.с. СССР №844160, МПК В23В 51/02. Ступенчатое сверло, 1981.

2. Патент ФРГ №3516724, МПК В23В 51/08, BGS - Bohrer, 1986.

3. Алексеев Г.А., Аршинов В.А., Кричевская P.M. Конструирование инструмента. - М.: Машиностроение, 1979, - 384 с., рис.95, б, стр.132. Прототип.

4. Патент РФ №2214318, МПК В23В 51/10. Реверсивное сверло, 2003.

Инструмент содержит сверло и, по крайней мере, зенкер. Для расширения технологических возможностей за сверлом установлена фреза, сверло выполнено многозубым по числу зубьев фрезы, которая имеет меньший диаметр, чем сверло. Зубья инструмента могут иметь симметричный режущий профиль с двухсторонними лезвиями. 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Комбинированный осевой инструмент, содержащий ступени в виде сверла и зенкера, отличающийся тем, что он снабжен фрезой с меньшим, чем у сверла диаметром, установленной за сверлом, а сверло выполнено многозубым по числу зубьев фрезы.

2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что его зубья имеют симметричный режущий профиль с двухсторонними лезвиями.

3. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что зубья, по крайней мере, одной ступени, например в виде зенкера, имеют односторонний режущий профиль.

4. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что угол в плане сверла выполнен двойным, меньшая величина которого равна 45° на удаленных от вершины участках режущих кромок.

5. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что зубья зенкера выполнены с углом, в плане равным 45°.