Технические науки / 8. Обработка материалов в машиностроении

К.т.н. Пестунов В.М., к.т.н. Свяцький В.В., інж. Свяцька Л.П.

Кіровоградський національний технічний університет

Обробка глибоких отворів комбінованим

інструментом із самоподачею

В системі верстат – пристосування –  інструмент –  деталь при глибокому свердлінні в найбільш важких умовах працює інструмент – свердло [1]. Замкнений об’єм обробки, різноманітні функції, виконання яких повинна забезпечувати конструкція інструменту, форсовані режими різання змушують працювати корпус свердла, його ріжучі і напрямні елементи з високими напруженнями.

Дані досліджень [2] обробки отворів комбінованими інструментами показали, що в порівнянні з традиційними методами обробки, принципово змінюється характер процесу різання. Додаткові леза комбінованого інструмента сприяють ущільненню поверхневого шару металу і згладжуванню мікронерівностей, що утворюються в процесі різання.

При цьому крутний момент технологічного навантаження збільшується несуттєво (не перевищує 20% від номінального значення). Точність обробки отворів і стійкість інструмента підвищується.

Проведені дослідження [2, 3] є основою для розробки схем комбінованої обробки глибоких отворів із взаємною компенсацією складових технологічного навантаження. Схема розвантаження свердла, що основана на використанні комбінованої обробки „різання – пластична деформація”, застосована для свердління глибоких отворів.

Інструмент комбінованої обробки глибоких отворів (рис. 1) складається з різцевої головки 1, встановленої на корпусі 2 і напрямної 3 з роликами 4, що розташовані між стінкою 5 отвору, який оброблюється, і гвинтовим замкнутим пазом 6 напрямної 3. Напрямна 3 може бути виконана у вигляді двох конусних кілець 7, закріплених на корпусі 2 гайкою 8.

Рисунок 1 – Свердло для глибокого свердління із самоподачею

Гвинтова поверхня паза 6 на ділянці виконана з кутом підйому , що визначається з умови де – подача на оберт; D – діаметр отвору. Гвинтовий паз змикається на ділянці , виконаної з більшою глибиною ніж на ділянці . Корпус 2 має осьовий канал 9 для відводу мастильно-охолодного технічного засобу (МОТЗ).

При обробці глибоких отворів комбінованим інструментом деталі або інструменту надають відносне обертання і рух подачі. МОТЗ подається в кільцевий зазор між корпусом 2 і отвором 5. Відпрацьована рідина разом зі стружкою виводиться через осьовий канал 9. Між роликами 4 і поверхнею отвору 5 створюється натяг за допомогою гайки 8, що зближує конічні кільця 7. Це дає змогу при взаємному обертанні деталі і інструмента роликам 4 перекочуватись по поверхні отвору 5 і по кільцях 7. Так як конічна поверхня кілець на ділянці виконана гвинтовою, ролики 4 відносно отвору 5 рухаються по гвинтовій лінії, долаючи осьову складову сил різання, і надають інструменту переміщення в напрямку подачі. Повернення роликів 4 здійснюється на ділянці конічних кілець 7, що виконані тут з більшою глибиною, завдяки чому ролики 4 не контактують з поверхнею отвору 5 і можуть вільно повертатися у вихідне положення на ділянці .

Натяг між роликами 4 і отвором 5 забезпечується гайкою 8, що зближає кільця 7, і вибирається в залежності від осьової складової сили різання так, щоб сила тертя між роликами 4 і отвором 5 перевищили її. При необхідності зміни величини подачі, наприклад, при переході до обробки іншого матеріалу, кільця 7 замінюються на кільця з іншим кутом нахилу.

При взаємодії роликів 4 з отвором 5 відбувається часткове пластичне деформування металу деталі, завдяки чому поліпшується якість обробленої поверхні.

Наведені дослідження показують, що керування навантаженням стебла інструмента по осьовій складовій сили різання і сил опору принципово можливе при використанні процесів комбінованої обробки отворів. Розроблений спосіб комбінованої обробки отворів вирішує задачу зниження складових технологічного навантаження і дозволяє розширити технологічні можливості процесу свердління по глибині обробки.

Література:

1. Пестунов В.М., Свяцький В.В., Свяцька Л.П. Элементы системы СПИД, ограничивающие выходные характеристики процесса глубокого сверления // Materialy IV Międzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji „Naukowym progress na rubieży tysiącleci – 2008”. – Przemyśl: Nauka i studia, 2008. – Тym 14. Technicczne nauki. – Str. 53 – 55.

2. Розенберг А.М., Розенберг О.А. Механика пластического деформирования в процессах резания и деформирующего протягивания. – К.: Наукова думка, 1990. – 320 с.

3. Пестунов В.М., Свяцкий В.В., Свяцкая Л.П. Решение проблем глубокого сверления в металлообработке // Вестник НТУУ „КПИ”. Машиностроение. – К.: НТУУ „КПИ”, 2006. – №49. – С. 173 – 178.