СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ В МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЯХ Российский патент 2014 года по МПК B23B35/00 

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к области образования и обработки сквозных отверстий.

Известен способ обработки отверстий резанием (см. патент РФ 2423207, кл. B23B 51/08), заключающийся в том, что обработку осуществляют путем передачи крутящего момента от зенкера сверлу, при этом соединение зенкера и сверла выполнено коническим.

Недостатком известного способа является низкая производительность при обработке отверстий в деталях из высокопрочных сталей (см. Нормативы режимов резания. Справочник в 2-х томах. Локтев А.Д., Гущин А.Ф., Балашов В.Н. - М., 1991 г.).

Известен также способ механической обработки конструкционных сталей резанием, включающий нагрев обрабатываемой поверхности, причем нагрев осуществляют горелкой с регулируемой температурой пламени так, чтобы факел пламени в точках касания с поверхностью детали имел температуру 800-1000°C, а расстояние от зоны нагрева до зоны резания выдерживают до достижения в срезаемом слое температуры разупрочнения равной 550-600°C (см. патент РФ 2188747, кл. B23B 1/00).

Предварительный нагрев при применении известного способа эффективен только при обработке поверхностей, например точении или фрезеровании, и неприменим при обработке отверстий.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение качества и эффективности обработки сквозных отверстий.

Поставленная задача решается тем, что в способе обработки отверстий в металлоконструкциях, включающем нагрев зоны резания до температуры разупрочнения, обработку отверстия осуществляют при локальном сопутствующем подогреве зоны резания путем генерирования тепла трения торцом вращающегося инструмента, выполненного в виде втулки из термостойкого материала, соединенной с зенкером с возможностью регулирования расстояния между ними.

Возможность регулирования расстояния между втулкой и зенкером (зонами фрикционного нагрева и резания) позволяет выдерживать оптимальную температуру резания (при обработке стали эта температура составляет 550-600°C) и позволяет повысить производительность и стойкость инструмента. При этом сокращается число операций, а резание осуществляют при форсированных режимах и высокой стойкости инструмента.

Способ поясняется чертежом. Способ осуществляют в следующей последовательности. Определяют режимы обработки и расстояние Н от зоны фрикционного нагрева 1 (торца втулки 2) до зоны резания режущими пластинами 3 зенкера 4. Расчет производят по известным формулам или определяют опытным путем таким образом, чтобы температура металла детали в зоне контакта торцевой поверхности инструмента соответствовала его пластифицированному состоянию (для стали 900°-1100°C), а температура в зоне резания обеспечивала высокую стойкость режущих пластин (для твердосплавных пластин - 550°-600°C). Расстояние Н регулируют с помощью вставки 5.

Хвостовик инструмента 6 закрепляют в шпинделе станка 7 и включают привод вращения. Вращающийся инструмент, выполненный в виде втулки 2 с центральным отверстием 8, подводят к поверхности детали 9 и осуществляют ее локальный поверхностный нагрев. После нагрева поверхностного слоя до пластифицированного состояния металл под действием осевого давления выдавливается в центральную полость 8 инструмента. Затем инструмент перемещают в осевом направлении на глубину Н, равную расстоянию от торцевой поверхности инструмента 1 до режущих пластин 3, которые удаляют поверхностный слой металла образованного отверстия. После обработки отверстия инструмент вынимают из шпинделя станка 7.

Пример реализации

Головная часть инструмента выполнена в виде втулки, имеющей наружный диаметр 20, а внутренний 8 мм. Обрабатывалось отверстие в изделии из стали У7 толщиной 20 мм. Режим обработки 2400 об/мин, осевое усилие 6-7 кН. Скорость обработки 100-150 м/мин, контактное давление на торце 20-30 МПа. Температура в зоне резания 550-600°C. Время обработки 40 с. В результате обработки установлено, что структура металла не нарушена, а точность обработки соответствует 11-му квалитету.

Предварительный сопутствующий нагрев зоны резания позволяет значительно увеличить скорость резания и минутную подачу. Выбор эффективного и высокоскоростного режима обработки позволяет повысить производительность в 1,5-2 раза и осуществить качественную и высокоэффективную обработку отверстий.

Способ включает нагрев зоны резания до температуры разупрочнения обрабатываемого материала. Для повышения производительности обработку отверстия осуществляют при локальном сопутствующем подогреве зоны резания путем генерирования тепла трения торцом вращающегося инструмента в виде втулки из термостойкого материала, соединенной с зенкером с возможностью регулирования между ними расстояния. 1 ил.

Способ обработки отверстий в металлоконструкциях, включающий нагрев зоны резания до температуры разупрочнения обрабатываемого материала, отличающийся тем, что обработку отверстия осуществляют при локальном сопутствующем подогреве зоны резания путем генерирования тепла трения торцом вращающегося инструмента в виде втулки из термостойкого материала, соединенной с зенкером с возможностью регулирования между ними расстояния.