Способ обработки конических отверстий

(54) (57) СП ОТВЕРСТИЙ к устанавлива стня, сообщ своей оси и нее при одн вокруг оси 72) А. В. К 53) 621.9 рин и И, В. Апракс .04(088.8)(56). 1Сулоптическихлаф, 1969,тотип). ющи шения осуще отвер ко росавей 11 впф 1г-со где д ческого отвер инструмент которая бины по об наружный д соотношенасти ичин о глу ичем ют и до выходаиз отверсравна илиразующейаметр све верстия по об уса совместно ода режущей ч а из отверсти на образующей с асбир Ф коАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ(22) 29.12.82 (46) 23.02.84, Бюл. Р А.В. Производствталей. М., фВысша 122-123, рис52 грежущейия на вебольше еонуса, пла вы ОСОБ ОБРАБОТКИ КОНИЧЕСКИХ ольцевым сверлом, которое ют под углом к оси отверают ему вращение вокруг осевое перемещение вдольоовременном обкатывании отверстия, о т л и ч а - й с я тем, что, с целью повы; точности, врезание инструмента твляют на расстоянии от оси тия,определяемом из соотношения диаметр к тия, глубина о зующей кодлиной вых инструмен угол накл нуса,1074663 10 1Изобретение относится к обработке металлов резанием, а именно к получению конических отверстий преимущественно в листовом материале или вырезке конических деталей иэ листового материала, когда диаметр отвер стня или детали значительно больше толщины листа.Известен способ обработки конических отверстий кольцевым сверлом, которое устанавливают под углом к оси отверстия, сообщают ему вращениевокруг своей оси и осевое перемещение вдоль нее при одновременном обкатывании вокруг оси отверстия 13.Недостатком известного способа является его невысокая точность при получении конических отверстий, так как при обкатывании сверла вокруг осн обрабатываемого отверстия образуется не коническая, а сферическая поверхность, которая при осевом перемещении кольцевого сверла будет искажаться,Цель изобретения - повышение точности обработки.Цель достигается тем, что согласно способу обработки конических отверстий кольцевым сверлом, которое устанавливают под углом к оси отверстия, сообщают ему вращение вокруг своей оси и осевое перемещения вдоль нее при одновременном обкатывании вокруг оси отверстия, врезаиие инструмента осуществляют на расстоянии от оси отверстия, определяемом иэ соотношенияВ 3(1-оОЬВ)+ 1 зад Ы г 22 ей части инструмен на величину, кото ольше его глубины причем наружный выбирают из соотно выхода режуа иэ отверстиая равна илиаэующей конусиаметр сверлаения 2 о соэ о азующей О О 60 где 3 - диаметр конического отверстия;Ф - глубина отверстия по образующей конуса совместнс длиной выхода режущейчасти инструмента из отверстия;Ы - угол наклона обрконуса,На фиг.1 представлена схема реалэации способа обработки коническихотверстий; на Фиг.2 - схема взаимодействия обкатываемого вокруг осиотверстия наклонно расположенного,кольцевого сверла с обрабатываемымлистом; на фиг.З - профиль образующихся поверхностей при врезаниисверла на всю толщину листа наФиг.4 - получение ровной коническойповерхности отверстия на листе) наФиг.5 - получение ровной коническойповерхности, вырезаемой из листадетали.Способ обработки конических отверстий может осуществляться как привращении обрабатываемого листа, таки при его неподвижном закреплении,например, на вертикально-Фрезерномстанке с поворотным столом. В шпин.дель 1 станка Фиг.1) устанавливаюткольцевое сверло 2 требуемого диаметра и, разворачивая шпиндель,наклоняют сверло на угол конуса отверстия 3 или детали 4. Затем привращении листа 5, в котором выреза оэ очкдля и а, Ь,в и и являются о образуемого конуса и режу дра, но если рассматривать цилиндра в плоскую поверх катывания, то его пересеч не образует дугу окружнос щищегвреостниеи ди цилин заике без о с ней Ы)ется отверстие или иэ которого вырезается деталь, подачей вращающегося кольцевого сверла вдоль оси шпинделя осуществляют врезание в лист.В отличие от .вырезки цилиндрических отверстий или деталей, где диаметр кольцевого сверла равен диаметру отверстия или детали, в предлагаемом способе равенство диаметра д отверстия или детали диаметру.3 сверла вследствие наклона пбследнего относительно оси вращения приведет к существенному смещению.траектории прореэания.Но наклоненное относительно оси вращения детали кольцо сверла при обкатывании вокруг этой детали не образует конической поверхности, а об-.разует сферическую. поверхность радиусом й (Фиг.2), которая при осевом перемещении кольцевого сверла будет искажаться.Для определения диаметра кольцевого сверла, обеспечивающего максимальное сОвмещение образуемой сферической поверхности с требуемой конической поверхностью, контур режущих зубьев кольцевого. сверла диамет- ромЭ (условно рассматривается как линия окружности ) должен пересекаться с окружностью начального реза конического отверстия или детали диаметром д (на фиг.2 в точках а и Ъ), Кроме того, точка ,щ -окрурнастиди точка п -окружности 9 должна лежать на образующей конуса, а расстояние между ними равно глубине врезания кольцевой фрезы.аметром, 0 , а образует дугу эллипса, проходящую, через точки апЬ, однако в связи с тем, что осевое врезание цилиндра происходит одновременно с еГо,вращением (обкатыванием) относительно оси, перпендикулярной к 5 плоскости врезания, на этой плоскости образуется окружность диаметром д, концентричная окружности с диаметром дПервоначально определяем диаметр 10 кольцевого сверла, не принимая во внимание. это явление.В.связи с тем, что отрезок йЬ является хордой как дуги окружности диаметром д , так и окружности диа- )5 метром 9, его длина может быть вй"ражена в зависимости от элементов ,той и другой окружности аЬ 2 НЭ-Н 2:2 Ъд 2Где Й - стрелка сегмента окружнос-.;ти кольцевого сверла;11стрелка сегмента окружности основания обрабатывае 25мой конической поверхности.Из равенства ( 1 ) определяем зна" чение ЬЗ-ь +нггн 30 В треугольнике 9, )и п угол Ы 1, п ра-. вен Ы . Так как стороны, образующие этот. угол,. перпендикулярны оси враЩения детали и образующей конУса, 35ФтогдаГЬ в ,а м Н=1 ЮпК Фс(,Подставив полученные значения Н и Н в (2), полуЧим408-1 91 ЬЫСОзО й= (4).Подставив значение из 13.) и пре обраэив, получим: 2 соз р( Максимальное смещение реза в этомслучае в поперечном направленйикольцевого сверла должно составитььь= й-Р/г (ь). 65 Поскольку обкатывании кольцевого . сверла вокруг оси конического отвер стоя кяи детали резание происходит по сферическим поверхностям, то перемещение кольцевого сверла несколь. ко изменяет вырезаемой профиль.Радиус сферы, образуемой обращени .ем кРльцевого сверла, врезанного на глубину Ф может быть. определен как По поверхности смещение реза отцентра составитЩпд 6 =, (7),Прорезание йаэа вращающимся кольцевым сверлом с диаметром, определенным из соотношения (3), обкаты-вающим коническую поверхность приодновременной постепенной подачевдоль оси сверла представляет собойдвижение режущего гребня по изменяющейся сферической поверхностис неподвижным центром в точке О)Фиг.1 ). При этом радиус сферы резания по мере врезания сверла наглубину 1 /2 сначала уменьшается отвеличины Р , определяемой по (5 ),до половины диаметра сверла Э/2,а затем прн дальнейшем врезании от1/2 до 1 снова равномерно увеличивается до значения Р .В результате выполнения такоговрезания сечение реза поверхностиотверстия примет. вид, показанныйна фиг.З, где от поверхности до глубины. 1 /2 она будет конической, при.величине исходного диаметра отвер1 . 2 ВЬстия, равного Э+ - ,а в нижнейгполовине стенка будет скруглятьсявнутрь при радиусе скругления,равном Р .Профиль конической детали (внутренней стенки прорези ) (Фиг.З) после обработки предлагаемым способомв верхней половине будет скругленвнутрь с радиусом округления Р/2,а с середины это скругление будетсопряжено с ровной конической стороной, наклоненной на требуемыйугол, и с соответствующим требуемому переменным диаметром,Величина завала поверхности детали по диаметру сферы будет равнаьи,. Ои(в-Б-Р 1 и 1,1а на поверхности деталиДв, = -д (и.В части точного выполнения кони".ческих отверстий необходимо исключить зону искривления и обеспечитьвыполнение конического отверстия стребуемым диаметром.Искривление поверхности отверстия можно избежать, если врезаниекольцевого сверла производить до еговыхода с другой стороны не менеечем на глубину сквозного реза (Фиг.41,В этом случае эона искривления окажется вне глубины обрабатываемогоизделия.Но, однако, увеличение глубиныврезайия при данном способе обработки не обеспечивает точности размераотверстия. При увеличении глубины1 Ог 4663 диаметр отверстия увеличится ещебольше.Для получения точного диаметраконического отверстия по поверхности необходимо вместе с увеличениемглубины врезания кольцевого сверлауменьшить его диаметр и сместить кцентру обкатывания точку вреэаниясверла в поверхность.Диаметр врезания кольцевогполучения коническогоисходным диаметром наравным, д , должен быть или Ы 4-(д -Ф 81 пг1 1 аВг =(10Подставив (10) в (9) и перенесячлены, содержащие диаметр 1 , влевую часть, а содержащие известныдиаметр ос и новое значение глубинывреэания 1 1- в правую, получимравнение: о сверотверповерхла длястия сности= Зоозо(,а: )-га Ьг ие (11) в канонической формеельно д 1 , имеет вид: Ура отн йВ 2 с)В = - =Й - - " г с 05 о( 1 гаР-соооС 8-2(8 Р.соооС сосоос)а- -(Ы ооосс-яа -соооЫ)о. ссо1 1 эания и Д - ноого сверла. феры коль с новой диамет Иэ (5) вы Один иэ двух корне (12) является .диаметр кольцевого сверла, об вырезку конического о исходным диаметром: уравненим врезаниспечивающиверстия с д -Ф 5)о 2 со 5(15),отверстия, определяемом иэ соония ние инструмента нужно ь на расстоянии от оси т.е. вре осуществ сс (сс(с-ооосС)ососооС)о ( 1В этом40 так же какобработкинепроизводиположной сностью полрезания ила. Ширинаности сост лучае как випно из фиг.5, и при увеличении точности тверстия, увеличивается тельный подрез с противоороны,.определяемый развины диаметра новой сферы оловины диаметра В сверэтого надреза по .поверхвит: При вырезке конических деталей их ровная поверхность может бытьполучена при расчете диаметра кольцевого сверла таким образом, чтобы эона скругления, образуемая при обработке сверлом диаметром, рассчитанным по (3 ), оказалась вне обра-, батываемой детали, т.е. выше ее поверхности. Этого можно добиться если заложить в расчет диаметра сверл глубину вреэания Ф 1 1 г и, соответственно, увеличенный исходный диаметр, определяемый какдг=д+ЕФп( (,фиг.5 ).Заменив в (3 1 значение 3 на д 1151 п Ы и 1 на Ф 1, получим знаке ние диаметра (внутреннего), обеспечивающего образование гладкой конической стенки детали с исходным ди" аметром д адиус сферы резания свером диаметром 3 ;олщина кольцевого сверлаив в (161 значение2. где Ргдст(Л),2 Соз О( Но диаметр 3 и глубина Ф при выолнении фактических операцких операций в этом Следует отметить, что непроизволучае должны оставаться неиэменннеизменными у дительный подрез материала, происходящий как при точной обработке конического отверстия, так и при точ-ной вырезке конической детали резко сокращается при увеличении диаметра и уменьшении глубины врезания.Таким образом, предложенный спо-. соб дает возможность применить высокопроиэводительные кольцевыесверла для вырезки не только цилиндрических, но и точных конических отверстий и деталей, а также обеспечивает повышение производительностиобработки за счет уменьшения временивырезки.НИИПИ Заказ 431/12Тираж 1037 Подцисно иал ППП "Патеы 1074 ббЗ г. ужгород, ул.Проект