Устройство для подачи сверла при глубоком сверлении Советский патент 1985 года по МПК B23B41/02 

Изобретение относится к обработке металлов резанием, в частности, касается оборудования, предназначенного для сверления глубоких отверстий

Известно устройство для подачи сверла при глубоком сверлении, в корпусе которого установлена втулка с выполненными на ее внутренней поверхности дорожками качения для размещенных в сепараторе шариков, предназначенных для взаимодействия с подпружиненным зажимным элементом, установленным с возможностью осевого перемещения и взаимодействия со сверлом, размещенным в оправке, предназначенной для установки в шпиндель станка 1.

Однако известное устройство характеризуется невысокими надежностью и производительностью, обусловленными выполнением дорожек качения с винтовыми участками переменной глубины, что вызывает дополнительные вибрации инструмента, имеющего большие размеры по длине. Кроме того, недостатком известного устройства является возникновение дополнительных колебаний инструмента из-за его жесткости крепления в подающей каретке станка, что снижает надежность устройства.

Цель изобретения - повышение надежности и производительности устройства.

Цель достигается тем, что устройство для подачи сверла при глубоком сверлении, в корпусе которого установлена втулка с выполненными на ее внутренней поверхности дорожками качения для размещенных в сепараторе шариков, предназначенных для взаимодействия с подпружиненным зажимным элементом, установленным с возможностью осевого перемещения и взаимодействия со сверлом, размещенным в оправке, предназначенной для установки в шпиндель станка, снабжено установленным с возможностью взаимодействия с торцом зажимного элемента упругим кольцом и дополнительным сепаратором с шариками, предназначенными для взаимодействия с упомянутым кольцом и буртом, который выполнен на втулке, а зажимной элемент выполнен в виде цилиндрическо.ч оболочки с жестко связанными с ней планками, предназначенными для взаимодействия со сверлом, причем упругое кольцо выполнено так, что его жесткость больше жесткости пружины.

Кроме того, сверло установлено с возможностью осевого перемещения относительно оправки посредством введенного в устройство упругого элемента, установленного с возможностью регулирования.

На фиг. 1 изображено устройство для подачи сверла при глубоком сверлении, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - закрепление сверла

в подающей каретке станка; на фиг. 6 - схема расположения шариков на упругих участках цилиндрической оболочки; на фиг. 7 - то же, на жестких участках цилиндрической оболочки; на фиг. 8 - схема развертки упругого кольца с размещенными вдоль него шариками.

Устройство состоит из неподвижного корпуса 1, установленного в передней стойке 2, станка, направляющей кондукторной втулки 3, закрепленной в расточке врашающейся вместе с заготовкой втулки 4, узлов уплотнений 5 и 6 инструмента 7, переднего торца заготовки 8 и элемента 9 для соединения с обрабатываемой заготовкой 8. Втулка 4 размещена на подшипниках 10. Во втулке 4, закрепленной жестко через эле.мент 9 с заготовкой 8 и имеющей возможность вращения относительно оси устройства, установлена на шарики 11 цилиндрическая оболочка 12. На внутренней ее поверхности симметрично закреплены планки 13, контактирующие с наружной поверхностью инструмента 7. Толщина цилиндрической оболочки 12 с планками 13 определяется необходимым усилием поджима планок 13 к поверхности инструмента при расположении шариков 11 на жестких участках а оболочки. С торца оболочки 12 и соответственно планок 13 размещено упругое кольцо 14, которое имеет возможность контактирования с другими шариками 15. Эти шарики 11 и 15 заключены в сепараторах 16. С другого торца оболочки 12 размещен упругий элемент - пружина 17, жесткость пружины 17 ниже чем жесткость упругого кольца 14. Усилие поджима планок 13 должно обеспечить некоторое перемещение подпружиненной упруги.м элементом 17 оболочки 12 вместе с инструментом 7. На цилиндрической оболочке 12 размещены шарики 11, которые имеют возможность контактирования с дорожками качения, образуемыми канавками с коническими боковыми поверхностями на втулке 4.

Наличием опорных планок 13, опирающихся на инструмент 7, образованы некоторые жесткие участки а оболочки 12, а вне зоны их расположения на этой оболочке расположен упругий участок Ь. Сепаратор 16, в котором размещены шарики 15, имеет выфрезерованные пазы d, через которые возможен проход смазочно-охлаждающей среды из впускного патрубка 18 устройства в кольцевой зазор, образованный наружной поверхностью инструмента 7 и обработанной поверхностью отверстия заготовки 8. Для получения возможности осевого перемещения инструмента 7, обрабатывающего сравнительно неглубокие отверстия, жесткость которых не позволяет осуществить эти перемещения, может применяться при креплении его в шпинделе 19 станка упруroe соединение в виде прорезной пружины 20, опирающейся одним концом на бурт f, выполненный на инструменте, а другим - на торец оправки 21. Сжатие пружины и соответственно перемещение инструмента 7 осуществляется с помощью гайки 22, размещенной на оправке 21.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом операции сверления или растачивания отверстий в заготовках 8 втулку 4 поворачивают таким образом, чтобы, шарики 11, обкатывающиеся по цилиндрической оболочке 12, расположились на упругих участках b этой оболочки 12.

Наружн ая поверхность цилиндрической оболочки 12 выполнена диаметром, больщим на- некоторую величину, определяемую из условий зажима планками инструмента и не превыщающую обычно гарантированный зазор между планками 13 и инструментом 7, чем в-Писанный диаметр по щарикам И, расположенным на дорожках качения втулки. Эта величина превыщения диаметра оболочки 12 выбирается при расчетах в диапазоне 0,1-0,6 мм. Планки 13 при среднем положении шариков 11 на упругих участках b отходят от поверхности инструмента.

Далее устройство вместе со стойкой 2 перемещают на станке к торцу обрабатываемой заготовки 8 до плотного соединения конической поверхности элемента 9, на котором размещено уплотнение 6, с соответствующей конической поверхностью заготовки 8. После этого установленный в стойке 2 станка корпус 1 устройства закрепляют на станине станка, а инструмент 7, закреплённый в щпинделе 19 станка, подводят к торцу заготовки 8. Затем подают смазочно-охлаждающую среду от насосной станции станка через впускной патрубок 18 устройства в кольцевой зазор между кондукторной втулкой 3 и инструментом.

После включения главного привода вращения заготовки 8 и привода подачи инструмента 7 расположенная на подшипниках 10 втулка 4 вращается совместно с заготовкой 8. При этом щарики 11 взаимодействуют с боковыми коническими поверхностями дорожек качения втулки 4. За счет выполнения диаметра цилиндрической оболочки 12 несколько больщим описанного диаметра по щарикам 11, расположенным на дорожках качения втулки 4, и прогиба упругих участков b планки 13 расходятся от центра инструмента (фиг. 6) и тем самым разжимают инструмент. При обкатывании шариков 11 цилиндрической оболочки 12 по жестким участкам а упругие участки b возвращаются в исходное положение (фиг . 7) и своей поверхностью планки прижимаются к поверхности инструмента 7 с усилием, обусловленным упругостью участков b и натягом шариков 11 на этих жестких участках оболочки. За счет выполнения диаметра по внутренним поверхностям планок 13 больщим на величину, обеспечивающую обкатывание щариков 11 жестких участков а без зазоров, 5 инструмент охватывается планками 13. Одновременно при обкатывании этих участков а щариками 11 размещенные с торца оболочки 12 и контактирующие с упругим кольцом 14 щарики 15 перемещают оболочку с

0 планками 13 влево и тем самым сообщают осевое амплитудное колебание инструменj та 7, имеющего равномерное движение подачи. После прохождения щариками 11 жестких участков а планки 13 отжимаются от поверхности инструмента и оболочка 12

под действием упругой пружины 17 возвращается в исходное положение.

Следовательно, в процессе перекатывания заключенных в селараторах 16 шариков 11 и 15 жестких участков оболочки 12

0 и кольца 14 планки 13 зажаты и инструмент имеет некоторое амплитудное перемещение в°осевом направлении. При обкатывании щариков 11 и 15 упругих участков оболочки 12 и кольца 14 планки разжаты и инструмент перемещается в осевом направлении со скоростью, определяемой подачей шпинделя станка, а оболочка с закрепленными на ней планками 13 возвращается в исходное положение.

Таким образом обеспечивается осциллирующее движение инструмента с амплитудой и частотой, которые зависят от количества действующих на оболочку и кольцо щариков, от частоты вращающейся совместно с заготовкой втулки, осевой жесткости инструмента. Инструмент перемещается

5 дискретно и обеспечивает дробление стружки. Одновременно смазочно-охлаждающая среда поступает беспрепятственно через кольцевые зазоры и выфрезерованные пазы d в зону резания инструмента. Для обеспечения осевой жесткости, необходимой для осуществления дискретной подачи инструмента, его закрепление в щпинделе станка может быть выполнено упругим, что позволяет в процессе сверления инструменту иметь колебания с амплитудой, которая Застраивается непосредственно поворотом гайки 22, размещенной на оправке 21 в щпинделе 19 станка. Воздействуя гайкой 22 на бурт f инструмента 7 и соответственно на цилиндрическую прорезную пружину 20,

Q можно получить движение инструмента 7 с необходимой амплитудой осциллирования, обеспечивающей также дробление стружки. Таким образом, применение устройства, в котором используется принцип приложения к переднему концу инструмента переменного усилия, улучшает его виброустойчивость, что обеспечивает лучшие динамические характеритики технологической системы СПИД и, в частности, инструмента.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ СВЕРЛА ПРИ ГЛУБОКОМ СВЕРЛЕНИИ, в корпусе которого установлена втулка с выполненными на ее внутренней поверхности дорожками качения для размещенных в сепараторе шариков, предназначенных для взаимодействия с подпружиненным зажимным элементом, установленным с возможностью осевого перемещения и взаимодействия со сверлом, размещенным в оправке, предназначенной для установки в шпиндель станка, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и производительности устройства, оно снабжено установленным с возможностью взаимодействия с торцом зажимного элемента упругим кольцом и дополнительным сепаратором с шариками, предназначенными для взаимодействия с упомянутым кольцом и буртом, который выполнен на втулке, а зажимной элемент выполнен в виде цилиндрической оболочки с жестко связанными с ней планками, предназначенными для взаимодействия со сверлом, причем упругое кольцо выполнено так, что его жесткость больше жесткости пружины. 2. Устройство по п. 1, отличающееся те.м, что сверло установлено с возможностью осевого перемещения относительно оправки (Л посредством введенного в устройство упругого элемента, установленного с возможностью регулирования. 4 ND Ю 00 ю

20 22 У////Л 7 СчХ-О ОООООчУООч

Фиг. 5 У///////