Устройство для обработки глубоких отверстий

А х В 23 0-15/00 лБМЯЯ 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72 ) В.И. Модестов, С.К, Плужников, А.А, Шаманин и П.Д. Яковлев (71) Ленинградский ордена Ленина и ордена Красного Знамени механичес кий институт(56 ) 1. Авторское свидетельство СССР Р 529908, кл. В 23 В 29/02, 1977,2. Патент США Р 3635106 кл.81-121, 1972 (прототип) .(54 )(57 ) устРОйстВО Для ОВРАВОтки ГЛУ-. БОКИХ ОтВЕРСтИй включающее режущую головку, закрепленную на борштанге, и датчик положения режущей головки от-относительно оси заготовки, связанный с управляющим блоком, о .т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьааещ ния точности обработки, в него введена оправка, жестио закрепленная на заготовке в средней ее части и снабженная двумя скобами, установленными взаимноперпендикулярно в двух параллельнвх плоскостях, перпендикулярных оси заготовки, причем на концах каждой скобы установлены дисбалансы и каждая из них снабжена приводом перемещения, закрепленным на указанной оправке, на которой установлены также токосъемные кольца, предназначенные для связи,указайных приводов перемещения с управляющим блоком, и кроме того, на оправке выполнен цилиндрический поясок, предназначенный для взаимодействия с введеным в уст Е ройство датчиком положения оси заготовки,. подключенным к управляющему блоку.Изобретение относится к металлообработке и предназначено для глубокого сверления и растачивания отверс;тий в нежестких деталях с высокимитребованиями к прямолинейности осиобрабатываемого отверстия.Известен инструмент, в которомизменение положения калибрующей вЕршины резца, формообразующей поверхности обрабатываемого отверстия,,достигается за счет. создания колебаний инструмента, противоположныхпо фазе гармоническим колебаниямголовки, возникающим при отклонении оси отверстия от оси вращениязаготовки. Эти колебания инструмента от оси вращающейся заготовки.создаются эа счет кинематической. связиМеханизм коррекции представля-ет собой инструментальную головкус опорным стаканом. Опорная поверх"ность стакана образована поджатыми .до упора подпружиненными направляюф,щими, при этоМ она эксцентричнапосадочному отверстию. циаметропорной, поверхности стакана меньшедиаметра обрабатываемого отверстияна величину, обеспечивающую свободное прохождение головки на скоррек-тированный участок отверстия. Кроме того, имеется механизм фиксации опорного стакана.При фиксированном положении опор-,ного стакана головка работает какобычная расточнаяголовка,опираясь нанаправляющие,поджатые доупора силамирезания. После расфиксации опорный ста- З 5.кан начинает вращаться совместнос заготовкой и вследствие своей экс-,центричности создает колебания головки, что приводит к смещению осиобрабатываемого отверстия Ц .40Недостатками этого устройства являются сложность конструкции инструмента и механизма его коррекции исвязанная с этим невозможность егоиспользования на экстремальных режимах резания, а также при обработ. Известен управляемый по лазеруинструмент для обработки глубокихотверстий, содержащий пустотелую 5 Оборштангу, на которую устанавливается расточная головка с центральнымдетектором, прикрепленным к заднейчасти расточной головки. Лазерныйлуч проектируется через пустотелуюборштангу на центральный детектор,и информация с центрального детектора подается на управляющий блок, кофторый управляет парой направляющих,перемещающих корпус головки с резцами в радиальном направлении 2 Д .Недостатки известного инструмен, та - сложность конструкции и невозможность использования его при обработке глУбоких отверстий малых 65 диаметров, а также при сверлении, так как центральное отверстие в борштанге, необходимое для подвода- отвода СОЖ, нельзя использовать как канал для лазерного луча.Целью изобретения является повышение точности обработки глубоких отверстий.Указанная цель достигается тем, что в устройство для обработки глубоких отверстий, включающее режущую головку, закрепленную на борштанге, и датчик положения режущей головки относительно оси заготовки, связанный с управляющим блоком, введена. оправка, жестко закрепленная на за готовке в средней ее части и снабженная двумя скобами, установленными взаимно перпендикулярно в двух параллельных плоскостях, перпенди кулярных оси заготовки, причем на концах каждой скобы установлены дисбалансы и каждая из них снабжена приводом перемещения, закрепленным на указанной оправке,.на которой установлены также токосъемные кольца, предназначенные для связи указанных,приводов перемещения с управляющим блоком, и, кроме того, на оправке выполнен цилиндрический поясок, предназначенный для взаимодействия с введенным в устройство датчиком положения оси заготовки, подключенным к управляющему блокУ.Установка на заготовке устройства, сообщающего ей поперечные колебания с частотой вращения заготовки за счет наличия на заготовке дисбаланса, позволяет управлять положением оси обрабатываемого отверстия. При сообщении заготовке поперечных колебаний, фаза которых совпадает с фазой вектора. увода инструмента от оси заготовки, угол наклона инструмента к оси вращения заготовки увеличивается и, следовательно, увод возрастает в процессе дальнейшей обработки, При сообщении заготовке колебаний, фаза которых противоположна фазе вектора увода, увод уменьшается. Величина и фаза вектора увода инструмента зависит от амплитуды, колебаний заготовки и сдвига фаз между вынужденными поперечными колебаниями заготовки и вектором увода инструмента. Для уменьшения увода осиотверстия, необходимо чтобы дисбалансзаготовки был направлен в сторону, противоположную уводу инструмента.На фиг.1 изображено устройство дляобработки глубоких отверстий, общий вид, на фиг.2 - разрез АА на фиг,1 на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1, на фиг.4 - разрез В-В на фиг.2.Устройство для обработки .глубоких отверстий содержит режущую головку. ., закрепленную на борштанге 2, датчики 3 и 4 положения режущей головки1, установленные на стойках 5 и 6,которые имеют возможность перемещаться вдоль направляющих станины, иуправляющий блок 7В средней части вращающейся заготовки 8, закрепленной одним концом впатроне 9, а другим в конусе маслоприемника 10, жестко закреплена оп. равка 11, на которой установлен привод12, приводящий в движение скобы 13и 14 с дисбалансами 15 и 16, Дисбалансы 15 и 16 размещены в двух перпендикулярных друг другу пазах 17, выполненных в оправке 11. Контроль поло 1жения оси заготовки относительно осиее.вращения производится датчиком18, контактирующим с пояском 19 наоправке 11. Подача электрическоготока, а также управляющих сигналов 2 Оот управляющего. блока 7, датчиков3 и 4 положения режущей головки и датчика 18 положения оси заготовки 8 к .приводу 12 производится через токосъемные кольца 20 и.щетки 21, Привод 2512 может быть механическим, например,ввиде электродвигателя, редуктора,шестерни и зубчатой рейки, связанной.с дисбалансами 15 и 16, гидравлическим, пневматическим и т.д. Для уравноОвешивания привода 12 на оправке 11установлены дополнительные пластины . 22. Конструкция маслоприемника 10имеет механизм компенсации укорочения длины заготовки из-эа поперечныхколебаний заготовки, исключающийраскрытие стыка заготовки 8 с маслоприемником 10. Узлы устройства смонтированы в корпусе 23.Датчики 3 и 4 бесконтактного типа, например ультразвуковые, и показы вают раэностенность заготовки в сечении, где находится режущая головка.1;Датчик 3 дает информацию о положении режущей головки 1 относительнонаружной поверхности заготовки 8 в. наЧале обработки по разностенностизаготовки в сечении, в котором находится режущая головка, и движется вдоль заготовки вместе с режущей головкой под действием механизма р подачи. Контроль положения оси заготовки относительно ее вращения производится датчиком 18; контактирующим с пояском 19 на оправке 11Устройство работает следующим образом.Режущая головка 1 заводится в коидукторную втулку маслоприемника 10, а скобы 13 и 14 устанавливаются с помощью привода 12 и управляющего блока 7 в таком положении, чтобы . ео заготовка была динамически уравновешенной около своей оси. Затем ивключается вращение заготовки 8, и упраь ляющий блек 7 в зависимости от сигналов датчика 18 положения оси заготовки корректирует положение оси заготовки 8 посредством перемещения скоб 15 и 16 таким образом, чтобы ось заготовки 8 совпадала с осью вращения патрона 9 и конуса маслоприем ника 10, Заправка режущей головки 1 производится на малой подаче. При достижении режущей головкой 1 сечения заготовки, в котором находится датчик 3 положения режущей, головки, управляющий блок 7 включает рабочую подачу режущей головки 1 и датчика 3.В процессе обработки управляющий блок 7 подает через токосъеиные кольца 20 и щетки 21 управляющий сигнал к приводу 12 в соответствии с сигналом от датчика 3 положения режущей головки 1 и датчика 18 положения оси заготоьки 8. Привод 12 перемещает скобы 13 и 14 с .дисбалансами .15 и 16 независимо в двух вэаимноперпендикулярных плоскостях.В случаях отклонения режущей го-, ловки от оси заготовки сигнал от датчика 3 положения режущей головки 1 от оси заготовки 8 и от датчика 18 положения оси заготовки относительно оси вращения патрона 9 и ко-. нуса маслоприемника 10 подается в управляищий блок 7, а затем к приводу 12, который перемещает скобы 13 и 14 с дисбалансами 15 и 16. Дис балансы 15 и 16 воздействуют на заготовку 8, упруго деформируют ее и изменяют положение оси режущей головки 1 относительно оси заготовки 8 таким образом, чтобы отклбнение режущей головки относительно оси заготовки было равно нулВ.При"достижении режущей головкой 1 и датчиком 3 оправки 11, управляющий блок 7 останавливает датчик 3 и отключает его. Далее на участ-. ке заготовки 8 с оправкой 11 процесс сверления неуправляем. При достижении режущей головкой 1 сечения, в котором находится датчик 4, управляющий блок 7 включает его и процесс управляемой обработки продолжается.Применение устройства позволит повысить точность обработки глубоких отверстий.Предлагаемое устройство может быть использовано с наибольшим эффектом при обработке глубоких отверстий малых, диаметров ( 3,0- 30 мм) при сверлении заготовок малой жесткости, где применение других устройств для управления инструментом затруднительно.1034871 игУ 8-8 иг. Ф Составитель В. Алексеенкотор М. Вандура Техред Т,Маточка Корректор Ю,Макаренко каз 5722/1 Патент", г. Ужгород, ул Проектная,Филиал 1 Тираж 7 бО БНИИПИ Государственного по делам изобретений и 035, Москва, Ж 35, Раушск