Способ обработки многогранного отверстия методом качающегося прошивания с коррекцией угловых скоростей инструмента и заготовки Российский патент 2017 года по МПК B23D43/00 

Изобретение относится к области атомной энергетики, в частности к производству компонентов тепловыделяющих сборок энергетических и других ядерных реакторов.

В настоящее время заготовки крепежных деталей, например винтов крепления компонентов ТВС, имеющих место под ключ в виде отверстия многогранной (чаще всего шестигранной) формы поперечного сечения, в силу применяемой технологии изготовления имеют отклонения по геометрии внутренней поверхности, а также дефекты на торцовой поверхности расположения этого отверстия. Указанные отклонения и дефекты появляются при соприкосновении инструмента с торцовой частью заготовки, в процессе выравнивания их окружных скоростей во время проведения обработки многогранного отверстия.

Известен способ снижения осевого усилия прошивания при обработке многогранных отверстий путем выведения из зоны резания части режущей кромки. Это обеспечивается приданием инструменту качающегося движения и носит название метода качающегося прошивания. При традиционном методе прошивания ось инструмента совпадает с осью отверстия. Для уменьшения активной длины режущей кромки ось прошивки наклоняется относительно оси обрабатываемого отверстия, при этом часть периметра режущей кромки выйдет из контакта с заготовкой. Для обработки всего периметра отверстия необходимо, чтобы прошивка обошла весь контур обрабатываемой детали. С этой целью инструменту придают круговое качающееся движение (А.В. Ломакин. Кинематика процесса качающегося прошивания. Известия высших учебных заведений. М., 2011, с. 58-67 http://izvuzmash.ru/articles/73/73.pdf). Однако, при подводе инструмента к заготовке, заготовка вращается в шпинделе токарного станка, а инструмент до соприкосновения с заготовкой остается неподвижным. Его раскрутка до совпадения окружных скоростей заготовки и инструмента происходит за счет воздействия торца заготовки на углы инструмента, что оставляет дефекты в виде отпечатков этих углов на торцовой поверхности заготовки.

Технический результат изобретения заключается в создании способа обработки многогранного отверстия методом качающегося прошивания с коррекцией величин угловых скоростей инструмента и заготовки, исключающей образование дефектов на торцевой поверхности заготовки.

Технический результат достигается тем, что в способе обработки многогранного отверстия методом качающегося прошивания, заключающемся в том, что подводят инструмент к вращающейся заготовке, установленной в патроне станка, таким образом, что ось инструмента расположена под углом к оси вращения заготовки, и обрабатывают стенки отверстия при круговом качательном движении инструмента, согласно изобретению используют инструмент с установленным на нам упругим элементом, а при подведении инструмента к заготовке вводят упругий элемент в контакт с патроном станка или заготовкой до момента касания заготовки инструментом.

При этом в качестве упругого элемента можно использовать пружину или резиновую втулку.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показано изготовление многогранных отверстий методом качающегося прошивания. На чертеже обозначены:

А - положение оси инструмента 1 (прошивки) относительно оси вращения заготовки 2.

Б - направление движения инструмента (прошивки)

Эпсилон - угол между осью вращения заготовки 2 и осью инструмента 1 (прошивки).

На фиг. 2 показана выноска I на фиг. 1, на которой с увеличением показаны рабочие поверхности инструмента 1 (прошивки).

На фиг. 3 показано взаимодействие инструмента 1 (прошивки) и заготовки 2 в процессе реализации метода качающегося прошивания.

В - направление вращения заготовки,

Г - направление вращения инструмента (прошивки).

На фиг. 4 показано, каким образом производится выравнивание скоростей вращения инструмента 1 и заготовки 2 с использованием резиновой втулки 3 в качестве промежуточного элемента в процессе реализации метода качающегося прошивания.

На фиг. 5 показан вариант конструктивного выполнения инструмента 1 с резиновой втулкой 3. Втулка 3 закреплена на инструменте 1 с помощью стакана 4 и соединительной заклепки 5.

Для осуществления предложенного способа коррекции величин угловых скоростей инструмента и заготовки в процессе обработки многогранного отверстия методом качающегося прошивания между инструментом 1 и заготовкой 2 располагают упругий элемент, например пружину (не показана), один конец которой закреплен на инструменте 1. Вместо пружины можно использовать втулку 3 из жесткой резины (например, полиуретана). Подводят инструмент 1 к вращающейся заготовке 2, установленной в патроне станка, таким образом, что ось А инструмента 1 расположена под углом к оси вращения заготовки 2. Второй конец пружины (или резиновая втулка 3) входит в контакт с патроном станка или заготовкой 2 до момента касания заготовки 2 инструментом 1. Это позволяет с момента контакта упругого элемента с патроном или заготовкой 2 до момента касания инструмента 1 заготовки 2 начать раскрутку инструмента 2, придавая ему круговое вращательное движение, и обеспечить совпадение угловых скоростей инструмента 1 и заготовки 2 в процессе обработки отверстия. Тем самым удается избежать нанесения дефектов на торцовую часть заготовки 2, а также стабилизируется скоростной режим вращения инструмента 1 и заготовки 2 в течение всего времени обработки отверстия, что позволяет существенно повысить качество обработки поверхности и геометрии полученного многогранного отверстия.

Способ включает подвод инструмента к вращающейся заготовке, установленной в патроне станка, таким образом, что ось инструмента расположена под углом к оси вращения заготовки, и обработку стенки отверстия при круговом качательном движении инструмента. При этом используют инструмент с установленным на нем упругим элементом, а при подведении инструмента к заготовке вводят упругий элемент в контакт с патроном станка или заготовкой до момента касания заготовки инструментом. В качестве упругого элемента может быть использована пружина или резиновая втулка. Достигается повышение качества обработки поверхности и геометрии полученного многогранного отверстия. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ обработки многогранного отверстия методом качающегося прошивания, включающий подвод инструмента к вращающейся заготовке, установленной в патроне станка, таким образом, что ось инструмента расположена под углом к оси вращения заготовки, и обработку стенки отверстия при круговом качательном движении инструмента, отличающийся тем, что используют инструмент с установленным на нем упругим элементом, который при подведении инструмента к заготовке вводят в контакт с патроном станка или заготовкой до момента касания заготовки инструментом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве упругого элемента используют пружину.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве упругого элемента используют резиновую втулку.