Инструмент для получения ребристых трубчатых радиаторов

(51)5 В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение отботке и может бытьтовлении ребристыхметодом резания, Цется расширение теностей инструментполучения ребристыпоперечного сеченжит режущую кромк тельство СССР В 27/00, 1986.ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РЕЫХ РАДИАТОРОВ носится к металлообраиспользовано при изготрубчатых радиаторов елью изобретения являхнологических возможа путем обеспечения х радиаторов овального ия, Инструмент содеру в виде дуги с винтовой- Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано при изготовлении ребристых трубчатых радиаторов методом резания,Целью изобретения является расширение технологических возможностей инструмента путем обеспечения получения ребристых радиаторов овального поперечного сечения.На фиг. 1 представлен общий вид инструмента с копиром в виде элемента качения; на фиг. 2 -то же, план; на фиг. 3- общий вид инструмента с копиром в виде цепи: на фиг.4-то же, план; на фиг. 5 - фрагмент инструмента со стороны задней рабочей поверхности; на фиг, 6 - вид по стрелке А на фиг, 3; на фиг.7 - вид по стрелке Б на фиг.4; на фиг.8 - вид по стрелке В на фиг. 5. передней поверхностью и крепежную часть в виде трубчатого сегмента. Крепежная часть выполнена с расположенными поперек продольной оси сегмента хвостовиком и направляющей с копиром, предназначенным для взаимодействия с поверхностью радиаторе. Хвостовик соединен с направляющей через амортизатор, а копир выполнен в виде установленного на внутренней поверхности сегмента элемента качения, Копир может быть выполнен в виде замкнутой цепи с элементами качения в звеньях, соединенной с крепежной частью шарнирно, а элементы качения - в виде роликов с заостренными винтовыми выступами на боковой поверхности, одинакового с дугой режущей кромки направления, 3 з.п.ф-лы, 8 ил. Инструмент содержит крепежную часть 4 1, лезвие 2, режущую кромку 3, переднюю 0 рабочую поверхность 4, заднюю рабочую фь поверхность 5, хвостовик 6, направляющую ф) 7, амортизатор 8, элемент качения 9, цепь ( р 10, ролики 11, оси роликов 12, винтовые выступы 13, шарнир 14, ось 15, цапфы 16,Крепежная часть 1 выполнена в виде трубчатого сегмента и имеет кривизну внут.а ренней поверхности не больше кривизны овала обрабатываемых заготовок, Внутренняя поверхность крепежной части 1 может быть выполнена с эллиптической направляющей линией в поперечном сечении с осями эллипса не меньше осей овала обрабатываемых заготовок, Это обеспечивает врезание лезвия 2 в эти заготовки на полную его дли- ну. Режущая кромка 3, полученная от пересечения передней 4 и задней 5 рабочих поверхностей вращения "с наклонными боковыми образующими, из которых по меньшей мере передняя 4 выполнена винтовой, имеет форму винтовой дуги, подни. мающейся по ходу винта от одного(заходного) края лезвия 2 к другому (выходному) его краю с шагом винта, равным, или несколько превышающим, шаг необходимого оребрения радиаторов,Передняя 4 и задняя 5 рабочие поверхности могут быть коническими; т.е;-с прямолинейными боковыми абразующйми, или в виде поверхностей вращения, из которых по меньшей мере задняя 5 ймеет криволинейную (выпуклую) боковую образующую и представляет собой, например, эллипсоид, эллиптический параболоид и т.п. В последнем случае криволинейность боковых обра- зующИх позволяет скомпенсироватьупругий отгиб выходного края лезвия 2 от сил резания за счет некоторого спрямления этих образующих и, тем самым, уменьшить, или полностью исключить возможность подрезания и обрыва реберот радиатора в процессе их нарезания, не прибегая для этого к каким-либо дополнйтеИьйым технологическим операциям. Кривизна задней рабочей поверхности 5 в поперечном сечении лезвия 2 на уровне начала режущей кромки 3 - у заходногокрая этого лезвия не превышает кривизны овала заготовки при концейтрическом расположении этого овала и поверхности 5, Рабочие поверхности 4 и 5 в поперечном сечении могут быть направлены как по окружностям, так и по эллипсам и предоставлять собой дуги, заключенные между большой и малой полуОсями эллипсов, причем малые полуоси эллипсов расположены у выходного края .лезвия 2, а большие - у заходного,Эллипс, по-которому направлена задняя рабочая поверхность 5 имеет большую и малую оси, превышающие соответственные оси оваИа заготовок радиаторов, Такое выполнение рабочих поверхностей 4 и 5 и лезвия 2 позволяет при расположении оси вращения заготовки радиаторов на малой оси эллипса задней поверхности 5 у выходного края со стороны задней поверхности 5 обеспечить расположение режущей кромки 3 у заходного края лезвия 2, в процессе йарезания ребер над поверхностью заготовки радиатора и достичь наименьшие углы резания по длине режущей кромки 3 (углы между касательными к дуге режущей кромки 3 в заданныхточках и к линиям ова- " лов, проходящим через эти точки концентрично овалу заготовки ), благодаря чему10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 обеспечена возможность получения ребристых поверхностей на радиаторах овального поперечного сечения при сохранении наименьшей силы резания и усадки получаемых ребер,Крепежная часть 1 выполнена с хвостовиком 6, на котором подвижно относительно его продольной оси установлена направляющая 7 в виде втулки. Для предотвращения поворота хвостовика 6 в направляющей 7 относительно продольной оси, его поперечное сечение может быть прямоугольным, шлицевым, полукруглым к т,п. ссоответственным ему поперечным сечением отверстия в направляющей 7, Продольная ось хвостовика 6 расположена поперек продольной оси симметрии сегмента крепежной части 1 по линии, пересекающей эту ось или скрещивающейся с ней. Выполненные таким образом хвостовик 6 и направляющая 7 позволяют обеспечить возможность врезания лезвия 2 на заданную глубину в овальную заготовку теплообменника при ее вращении за счет обеспечения возможности возвратно-поступательного перемещения хвостовика 6 (с крепежной частью 1 и лезвием 2) в направляющей 7 при ее неподвижном закреплении в технологической оснастке,Направляющая 7 может иметь площадки, выступы, отверстия и т,д. для крепления в технологической оснастке (на чертежах не показаны),Копир в виде установленного на внутренней поверхности сегмента крепежной части 1 элемента качения 9 может представлять собой, например, шарик, завальцованный в тело этой крепежной части с возможностью вращения. Высота, на которую выступает шарик над поверхностью крепежной части 1, определена в зависимости от необходимой глубины врезания лезвия 2 в заготовку радиатора, При прочих равных условиях эта высота тем больше, чем меньше необходимая глубина врезания этого лезвия.При этом хвостовик 6 соединен с направляющей 7 с помощью амортизатора 8, который может быть выполнен, например, в виде пружины сжатия, зажатой между торцами хвостовика 6 и направляющей 7, Возможны варианты выполнения амортизатора 8 в виде упругой массы, жидкости, газа и т.ппомещенных в замкнутую полость у торцов хвостовика 6 и направляющей 7. Жесткость амортизатора 8, его размеры хвостовика 6 и направляющей 7 подобраны так, что при поджатии элемента качения 9 к обрабатываемой заготовке со стороны ее поверхности наименьшей кривизны сусилием, равным или большим величины нормальной составляющей усилия резания, запас хода хвостовика 6 в направляющей 7 превышает разность между большой и малой полуосями овала заготовки. Это позволяет реализовать непрерывный контакт элемента качения 9 с поверхностью отрабатываемой заготовки при ее вращении за счет возвратно-поступательного перемещения хвостовика 6 в направляющей 7 и обеспечивает необходимое усилие и глубину врезания лезвия 2 в заготовку.Копир может также представлять собой цепь 10, состоящую из звеньев, соединенных между собой и с элементами качения в виде роликов 11 с осями 12 с возможностью вращения роликов 11 и звеньев 10 вокруг этих осей. Диаметр роликов 11 превышает толщину звеньев цепи 10, а длина замкнутой цепи 10 по внутреннему контуру, касательному к поверхности роликов 11, равна периметру наружной поверхности обрабатываемых заготовок, Это позволяет размещать цепь 10 на наружной поверхности заготовки и обеспечивает возможность ее вращения при сохранении непрерывного контакта с роликами 11. Шарнирное соединение цепи 10 с крепежной частью 1 достигается тем, что цепь 10 одной из осей 12 соединена с шарниром 14, который в свою очередь соединен осью 15, расположенной перпендикулярно продбльной оси инструмента и осям 12 с цапками 16, выполненной на внутренней поверхности сегмента крепежной части 1. Цапфы 16 размещены со стороны выходного края лезвия 2 симметрично малой оси эллипсов, по которым направлены поверхности 4 и 5, Такое шарнирное соединение позволяет реализовать необходимый угол наклона продольной оси заготовки при ее вращении вокруг этой оси.Заостренные винтовые выступы 13 на боковой поверхности роликов 11 имеют одинаковое с дугой режущей кромки 3 направление и шаг винта, равный необходимому шагу оребрения радиаторов, Выступы 13 предназначены для вдавливания в поверхность заготовки по винтовым линиям и обеспечения за счет этого синхронного с лезвием 2 перемещения цепи 10 вдоль продольной оси этой заготовки, Выступы 13 имеют твердость, превышающую твердость поверхности обрабатываемых заготовок, Ролики 11 со стороны торцов, обращенных к торцу крепежной части 1, имеют заходные участки, свободные от выступов, для захода обрабатываемых заготовок,Инструмент работает следующим образом. Заготовку теплообменника зажимают впатроне токарного станка. При этом возможно использование оправки с поверхностью по форме и размерам отверстия в5 радиаторе и с торцевой частью, имеющейповерхность, одинаковую с наружной поверхностью заготовки. Инструмент за направляющую закрепляют в реэцедержателетокарного станка, Подводят инструмент10 торцом крепежной части 1 к торцу заготовкитак, что лезвие 2 находится за пределамиэтой заготовки.При необходимости (в случае конических рабочих поверхностей 4 и 5) поворачи 15 вают инструмент в горизонтальнойплоскости на угол упругого отгиба выходного края лезвия 2 от сил резания так, чтопродольная ось инструмента пересекаетпродольную ось заготовки со стороны лез 20 вия 2,В варианте инструмента с конусом ввиде элемента качения 9 поджимают этотэлемент посредством поперечной подачитокарного станка к заготовке со стороны ее25 боковой поверхности наименьшей кривизны с усилием, равным или большим нормальной составляющей силы резания, Этоусилие определяют по величине возникающего при этом сжатия амортизатора 8, от 30 тарированного предварительно на пробныхобразцах данного материала теплообменника, Не нарушая контакта элемента качения 9 с заготовкой, посредствомпродольной подачи токарного станка подво 35 дят заходный край лезвия 2 к заготовке докасания ее режущей кромкой 3,В варианте инструмента с копиром ввиде цепи 10 с роликами 11 размещают этуцепь заходной частью роликов 11 на торце 40 вой части обрабатываемой заготовки, используя для этого продольную ипоперечную подачи токарного станка,Инструмент готов к работе.В процессе работы задают необходи 45 мую скорость резания и шаг оребрения радиатора путем задания соответствующегоколичества оборотов патрона токарногостанка и величины продольной подачи инструмента, Включают станок и производят50 нарезание ребер, По мере вращения заготовки радиатора вокруг своей продольнойоси и перемещения инструмента вдоль этойоси в направлении от оснований рабочихповерхностей вращения 5 и 4 к их вершинам55 происходит врезание лезвия 2 в эту заготовку, приводящее к образованию ребер на поверхности за счет отделения и отгиба тонкихслоев материала.При этом, в случае инструмента с копиром в виде элемента качения 9, в результатеповорота заготовки радиатора вокруг своей продольной оси от обращенного к инструменту участка поверхности меньшей кривизны к участку поверхности большей кривизны происходит обусловленное возрастающим давлением заготовки на элемент качения 9 перемещение хвостовика 6 в глубину направляющей 7 и сжатие амортизатора 8. В ходе дальнейшей фазы поворота заготовки от обращенного к инструменту участка поверхности большей кривизны к участку поверхности меньшей кривизны происходит отжатйе"заготовки от элемента качения 9 и обратное первоначальному перемещение хвостовика 6 из направляющей 7 за счет убругогО "разжатия амортизатора 8, По мерепрбдолжейия вращения заготовки описанные фазы попеременно повторяются. При этом глубина врезания лезвия 2 в заготовку остается постоянной на протяжении всего времени резания с.образованием у выходного края линии реза эквидистантной поверхности заготовки,В случае инструмента с копиром в виде цепи 10 в результате поворота заготовки и перемещения инструмента вдоль ее продольной оси происходит перемещение в ту же сторону по поверхности заготовки огибающей ее цепи 10 за счет вдавливания в поверхность этой заготовки винтовйх заостренных выступов 13 роликов 11 и вращения этих роликов, каждый из которых находится в непрерывном контакте с заготовкой благодаря постоянству периметра цепи 10, подвижному соединению звеньев цепи 10 между собой осями 12, Благодаря связи одного из роликов 11 посредством оси 12, шарнира 14, оси 15 и цапф 16 с крепежной частью 1, в ходе поворота заготовки теплообменника вокруг своей продольной оси от находящейся в контакте с этим и соседними ему роликами 11 участка поверхности меньшей кривизны к участку поверхности большей кривизны, происходит перемещение хвостовика 6 в глубину направляющей 7. В ходе дальнейшей фазы поворота от участка поверхности большей кривизны к участку поверхности меньшей кривизны происходит обратное первоначальному перемещение хвостовика 6 из направляющей 7. По мере" продолжения вращения заготовки описанные фазы попеременно повторяются, При этом, так же как в случае копира в виде элемента качения 9,глубина врезания лезвия 2 в заготовку радиатора остается постоянной, а линия резаобразуется эквидистантной поверхностиэтой заготовки.5 При использовании оправкиимеющейучасток одинакового с заготовкой поперечного сечения, копир переходит на этот участок, а лезвие 2 продолжает врезаться взаготовку. После прохождения лезвием 210 всей длины заготовки станок выключают,копир освобождают от контакта с оправкойи отводят инструмент от радиатора, послечего он готов к новому циклу использования,Инструмент позволяет также получать15 ребристые поверхности на радиаторах круглого поперечного сечения. В этом случаесохраняются все операции, что и в случаерадиаторов овального поперечного сечения,20 Формула изобретения1. Инструмент для получения ребристыхтрубчатых радиаторов, содержащий крепежную часть в виде трубчатого сегмента илезвие, режущая кромка которого имеет вид25 дуги, образованной передней и задней рабочими поверхностями вращения; из которых по меньшей мере передняя выполйенавинтовой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения технологических воз 30 можностей путем получения ребристых поверхностей на радиаторах овальногопоперечного профиля, крепежная часть выполнена с расположенными поперек продольной оси сегмента хвостовиком и35 направляющей с копиром, предназначенным для взаимодействия с поверхностьюрадиатора.2, Инструмент по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем; что хвостовик соединен с направля 40 ющей с помощью введенного в инструментамортизатора, а копир выполнен в виде установленного на внутренней поверхностисегмента элемента качения.3. Инструмент по и, 1, о т л и ч а ю щи й 45 с я тем, что копир выполнен в виде замкнутой цепи с элементами качения в звеньях,соединенной с крепежной частью шарнирно,50 4. Инструмент по и. 3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что элементы качения выполнены в виде роликов с заостренными винтовыми выступами на боковой поверхности одинакового с дугой режущей кромки направле ния.1764834 12 Корректор Т.Пали Составитель В.ЗолотоТехред М,Моргентал Редактор Л,Нар аказ 3336 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10