Способ обработки глубоких отверстий Советский патент 1988 года по МПК B23B35/00 

I

О СО 4

т

;

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при сверлении глубоких отверстий.

Цель изобретения - повышение точности обработки.

На фиг. 1 изображена схема осуществления способа; на фиг, 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - схема нагруже НИН сверла при рассверливании ступени отверстия меньшего диаметра; иа фиг. 4 - схема рассверливания ступени отверстия меньшего диаметра.

Необходимо просверлить глубокое отверстие (lo/D 7 10) длиной 1о и диаметром 1). При этом необходимо обеспечить соосность входной и выходной частей отверстия и прямолинейность оси в пределах Е(мм) на 1 мм длины отверстия.

Для этого сначала производят сверление части отверстия длиной 1, сверлом диаметром D (фиг. 1а) со стороны выходного торца 1. Затем про изводят сверление части отверстия сверлом диаметром d (d D) на длину . (фиг. 1б). Двухступенчатое отверстие может быть выполнено в течение одного перехода при использовании двухступенчатого сверла (фиг. 1в).

Вследствие различных погрешностей имеющих место в процессе обработки (например, неточности инструмента, приспособления и других элементов), происходит смещение (увод) оси отверстия от номинального положения на некоторую величину л, (фиг. 15, в). Сверление может быть осуществлено как по кo щyктopнoй втулке, так и по разметке.

Перевернув деталь, осуществляют сверление отверстия со стороны торца 2 сверлом диаметром D до встречи им участка 1 меньшей ступени. К момен- ту встречи инструментом отверстия меньшей ступени (фиг. 1г) ось отверстия D длиной 1 1 также смещена на некоторую величину й. Наибольшее смещение осей встретившихся час- тей отверстий йЧ Л uq. Допустимое относительное смещение осей частей отверстия вызывает наличие неуравновещенной радиальной силы, действующей на рабочую часть сверла, что обуславливает его упругую деформацию, а следовательно, смещение оси отверстия на участке 1. Схема нагру- жения ffi ;t:eT PiiJTb представлена в виде

балки, один конец которой консольно закреплен, а другой нагружен неуравновешенной радиальной силой (фиг. 2а при этом со стороны нагруженного конца имеется дополнительная опора, отстоящая на расстоянии С, что объясняется опорой сверла на обработанную поверхность.

Опирание сверла на поверхность обработанного отверстия обусловлено базированием винтовых ленточек под действием неуравновешенной радиальной силы Ру являющейся результирующей неуравновешенных радиальной и тангенциальной составляющих силы резания. С учетом направления этой сил ЛРу по отношению к плоскости, в которой лежат режущие кромки (фиг. 2б), и угол наклона ленточек и устанавливают, что опирание ленточек на обрабтанную поверхность происходит на ра- расстоянии С, не превышающем 1-1,5 диаметра сверла. При 7 (1-1,5) D.

В процессе рассверливания отверстия диаметром d инструментом 3 диаметром D ось инструмента 3 смещена относительно оси отверстия d на величину йу (фиг. За). Обозначим положение оси отверстия d относительно оси отверстия D как у„(t), а радиальные силы, действуюи1ие на режущие кромки, Р и Р.

Примем упрощающее допущение о том, что радиальные силы Р и Р пропорциональны площадям срезов:

Р, К.4, , PJ K-d, ,

где л и Л площади срезов;

К - коэффициент пропорциональности радиальной силы площади среза, Как видно из фиг. За

Д, S/2 . h,; hi D/2 -d/2 + y(t);

U1 S/2 h -I D/2 -d/2 - yo(t),

где S - осевая подача инструмента 3

за один оборот.

Уравнение равновесия инструмента 3 можно записать, как

Р, - K,) - yjt-c) - P-I,

К

vnp

радиальная жесткость инструмента для схемы, показанной на фиг. 2а, и

Wnp

- 1) к

(2)

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при сверлении глубоких отверстий. Целью изобретения является повышение точности обработки. Сверлят со стороны торца 1 детали первое отверстие длиной 1 сверлом диаметром D. Затем осуществляют сверление отверстия диаметром d с того же торца на длину 1. Вследствие возникаюпщх в процессе обработки погрешностей происходит смещение оси отверстия от номинального положения на величину ij. Повернув деталь, осуществляют сверление второго отверстия со стороны торца 2 сверлом диаметром D до встречи с участком 1 меньшей ступени. При этом ось второго отверстия смещается на величину J. Смещение осей частей отверстий вызывает неуравновешенную радиальную силу, действующую на рабочую часть сверла, что обуславливает его упругую деформацию, а следовательно, смещение оси отверстия на участке 1 в процессе его рассверливания. Рассверливание отверстия меньшей ступени осуществляют при сообщении инструменту подачи определенной величины. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. С « СП

. к - 3 EI

Р -0 ()

где I - момент инерции сверла;

Р - единичная радиальная сила. Подставив в уравнение равновесия .значения Р, и Р, получают

) .

1

1 +

KS

к

апр

Полученное выражение показывает, что проходя при рассверливании расстояние С сверло 3 смещается на этом участке (а следовательно, смещается и ось отверстия D) на величину YpCt- -)-Уо( Ь) причем величина смещения зависит от величины множителя

. 1

1 +

т.е. от параметров, которыми можно управлять.

Таким образом, приняв в качестве начальных условий

- 1 -it -0;

УО() й У,

можно определить при известных К р S и К какова должна быть длина 1 меньшей ступени d, которая позволит достичь совпадения осей частей отверстия при рассверливании этой ступени. Для обеспечения заданной прямолинейности на участке длиной меньшей ступени можно быть выполнено условие

y,(t-) - yo(t).,

а так как yo() &у (в начале рассверливания, фиг. Зб), а yo(t)

yc(t-c) -

1 +

К S

К

то можно определить подачу инструмента, позволяющую обеспечить указанное условие:

10

15

При сообщении инструменту подачи, определенной из соотношения (2), при рассверливании меньшей ступени обеспечена заданная величина прямолинейной оси. Таким образом, рассверливание участка 1 может быть представлено, как постепенное приближение оси рассверливаемого отверстия к оси ступенчатого отверстия (фиг. Зв), т.е к оси отверстия d.

Длина 1 отверстия при этом опре-

деляется как 1 Т

где

20

п

g Sy

25

Из формулы (1) видно, что при постоянных S, к и к упр через каждые i уменьшение ) происходит каждый раз на все более меньшую величину. Из этого следует, что возможно (если позволяет оборудование) на первом участке ь сообщать инструменту подачу

35

- J)-K

на втором участке длиной 1

40

К

S.

vrrp

и т. Д.

Для т-го участка

45

(3)

- т)

где m 1, 2, 3,...

При этом длина меньшей ступени

у

определяется как 17/ -С,

Учитывая изложенное, можно сказать, что при рассверливании меньшей ступени можно ступенчато увеличивать подачу, определяя ее по формуле (З), что позволяет повысить производительность обработки и уменьшить .олину 1 меньшей ступени

При рассверливании меньшей ступени в реальных условиях инструментом, имеющим вспомогательные режущие кромки и малый вспомогательный угол з плане (близкий к О), показанных на фиг. За, отдельньк участков длиной f, имеющих перепад один относительно другого, нет, переход от одного участка к другому более плавный, так. как происходит их частичное подрезание вспомогательной режущей кромкой (например при использовании спираль кого сверла).

Пройдя таким образом участок 1 диаметром d (фиГо Зг), инструмент 3 выходит в отверстие диаметром D, при этом оси встречающихся отверстий совпадают,, Обработка отверстия на этом заканчивается.

.Циаметр меньшей ступени d должен быть выбран из условия

2-4y + f d rD-4y, (А)

где f - длина перемычки инструмента 3 (фиг 1ж, обычно не превышает (0,1-0,3) D).

Формула изобретения

i в Способ обработки глубоких отверстий, при котором предварительно сверлят первое отверстие вращающимся и перемещающимся в осевом направлении инструментом с одного торца детали, а затем сверлят второе отверстие инструментом, диаметр которого райен диаметру первого отверстия, с другого торца детали до совмещения с первым отверстием, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности обработки, первое отверстие выполняют двухступенчатым, а после совмещения инструмента, формирующего второе отверстие, со ступенью первого отверстия, имеющей меньший диаметр, рассверливают отверстия упомя- нутой ступени, при этом диаметр d лос;1едней определяют по следующей зависимости

2 йу + (0,1...0,3) D d D - ау,

где D - диаметр отверстия большей ступени;

/5 у - наибольшее допустимое относительное смещение осей первого и второго отверстий. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при рассверливании ступени отверстия меньшего диаметра осевую подачу инструмента S оггределяют из следующего соотношения:

SM«.C

упр

(-.).к

- радиальная жесткость инструмента;

допуск прямолинейности оси отверстия, отнесенный к единице длины;

- расстояние от верщины режущей кромки до точки базирования инструмента по обработанной поверхности; - коэффициент пропорциональности радиальной силы резания к площади срезаемого слоя,

ступени отверстия меньшего выбирают по следующей зави

где

п

К

vnp

где т 1, 2, 3,..., а длину 1 ступени отверстия меньшего диаметра выбирают по следующей зависимости:

1

li

.2

Дпцвммг

Физ.З

ФигЛ