Способ обработки отверстий инструментом с винтовыми стружечными канавками
Изобретение относится к обработке металлов резанием и касается обработки отверстий глубиной от 2 до 15 диаметров инструмента с винтовыми стружечными канавками. Цель изобретения - полное удаление стружки из отверстия за счет регулирования соотношения скоростей вращения детали и инструмента. Инструмент 1 устанавливают совместно с осью обрабатываемого отверстия детали 3 под углом Θ относительно оси ординат. Инструменту 1 и детали 3 сообщают попутное вращение, различное на величину скорости резания, совпадающее либо не совпадающее с направлением винтовых стружечных канавок. В первом случае, при V*<SB POS="POST">д</SB>V-V<SB POS="POST">р</SB>, где V<SB POS="POST">д</SB> - скорость вращения детали V - скорость вращения инструмента V<SB POS="POST">р</SB> - скорость резания, стружка принудительно удаляется к хвостовику инструмента, при V<SB POS="POST">д</SB>=V+V<SB POS="POST">р</SB> - ко дну отверстия. Во втором случае, при V<SB POS="POST">д</SB>=V-V<SB POS="POST">р</SB>, стружка принудительно удаляется ко дну отверстия, а при V<SB POS="POST">д</SB>=V+V<SB POS="POST">р</SB> - к хвостовику инструмента. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1602628 щ) В 23 В 35/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К A ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1рювй
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4411000/31-08 (22) 14 . 04 .88 (46) 30. 10.90. Бюп. Р 40 (71) Тольяттинский политехни:-.еский институт (72) Г.Г.гущин и Ю.А.Водов (53) 62 1.952.5 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 1248 726, кл. В 23 В 35/00, 1983. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ ИНСТРУМЕНТОМ С ВИНТОВЬР1И СТРУЖЕЧНЫМИ КАНАВКАМИ (57) Изобретение относится к обработке металлов резанием и касается обработ-:„ ки отверстий глубиной от 2 до 15 диаметров инструмента с винтовыми стружечными. канавками. Цель изобретения— полное удаление стружки из отверстия за сче- регулирования соотнощения
2 скоростей вращения детали и инструмента. Инструмент 1 устанавливают совместно с осью обрабатываемого отверстия детали 3 под углом 9 относительно оси ординат. Инструменту 1 и детали 3 сообщают попутное вращение, различное на величину скорости резания, совпадающее либо не совпадающее с направлением винтовых стружечных канавок. В первом случае, при V =
= V — V где V — скорость вращения
Р 3 детали; V — скорость вращения инструмента; V р — скорость резания, стружка принудительно удаляется к хвостовику инструмента при V = V + V — ко дну
t Я р отверстия. Во втором случае, при Vy =
= V — Чр, стружка принудительно удаляется ко дну отверстия, а при V
V + Чр — к хвостовику инструмента, 2 ил. 1 табл.
1602628
Изобретение относится к обработке металлов резанием и касается обработки отверстий глубиной от 2 до 15 диаметров инструмента с винтовыми стру5 жечными канавками — сверлами, развертками, зенкерами и др.
Цель изобретения — улучшение удаления стружки из отверстия за счет регулирования соотношения скоростей вращения детали и инструмента.
На фиг. 1 изображена схема осуществления способа; на фиг. 2 — разрез А-A на фиг. 1, Инструмент 1 с винтовыми стружечными канавками 2, расположенными под углом Я к его оси, устанавливают совместно с осью обрабатываемого отверстия детали 3 под углом 9 относительно оси ординат, .Инструменту 1 и цетали 20
3 сообщают попутное вращение в направлении, совпадающем либо не совпадающем с направлением винтовых канавок, и осевую подачу. В стружечной канав. ке 2 образуется стружка 4, которая 25 под действием силы веса Р, инерционных сил и сил трения примыкает к стенке с тверстия детали 3 и передней поверхности винтовой канавки. Расстояние от оси отверстия до центра тяжести стружки равно радиусу R . Инструмент вращают со скоростью V, деталь со скоростью Ч . При резании стружка 4 формируется режущей частью инструмента и за счет сил трения выталкивается в стружечную канавку.
Скорость вращения инструмента при этом превышает предельную, оп ределяемую по расчетной формуле:
V к где V к предельная скорость вращения инструмента, при которой стружка вращается вместе с 45 инструментом, не смещаясь вдоль его оси; ускорение свободного падения радиус секущего цилиндра, 50 соосного режущему инструменту и проходящего через центр тяжести стружки (7 < = R—
- 0,5c1); радиус наружной окружности инструмента; диаметр завитка стружки либо толщина, например, пластины, крупинки стружки;
1 (Й вЂ” угол наклона стружечной канавки в сечении цилиндром радиуса R1. и = arctg(- — -tgQ)
R1 !
Э где И вЂ” угол наклона стружечной канавки, соответствующий наружному диаметру инструмента;
f — коэффициент трения стружки с поверхностью обрабатываемого отверстия; — угол трения стружки с канавкой инструмента (Я = arctgf<); коэффициент трения стружки с
4 канавкой инструмента.
При скорости вращения инструмента, равной предельной, осевая скорость стружки равна нулю.
Резание ведут при любом угле наклона 9 инструмента от 0 до 360,при о любой скорости резания Vp v О. Инструмент вращают в направлении, совпадающем с направлением стружечных канавок, деталь вращают попутно инструменту со скоростью V, меньшей или большей скорости инструмента V на,величину скорости резания V т.e. Vy =
= V — Чр или Ч-y = Ч + Чр. Стружка принудительно, в первом случае, удаляется к хвостовику инструмента, а во втором — ко дну отверстия. Либо вращают деталь попутно инструменту в сторону, не совпадающую.с направлением канавок со скоростью, меньшей (V == V — V ) или большей (Ч- = V + V )
1 скорости инструмента на величину скорости резания. В этом случае стружка принудительно удаляется, соответст— венно, ко дну отверстия и к хвостовику инструмента.
Предлагаемый способ обработки от-! верстий инструментом с винтовыми стружечными канавками поясняется таблицей, где представлена информация, характеризующая предлагаемый способ, который рассмотрен при вращении инстр умента в направлении, совпадающем с направлением канавок, на примерах вращения детали со скоростью, меньшей скорости инструмента (строки 5-15, 26-28), и со скоростью, большей скорости инструмента (строки 17-25, 29, 30), а также при вращении инструмента в направлении, не совпадающем с направлением канавок на примерах: V (V (строки 31-33) и V >V (строки 34-36).
1602628
Углы 9 (О и 180o) выбраны так, что в рассмотренных примерах сила веса затрудняет движение стружки. Скорость движения стружки в этих условиях ниже. Например, при g = 180 (строка 30) осевая скорость 31,2 м/мин, а при нуле градусов — 39,4. м/мин. Поэтому в строках 17-25 принят угол наклона инструмента 180 о
Если вращать инструмент и изделие в направлении, совпадающем с направлением канавок, то при V Ч стружка принудительно удаляется к хвостовику (строки 7-12, 14, 15), а в случае
V >Ч вЂ” к дну отверстия (строки 19, 23, 24, 25) . При вр ащении инструмента и изделия в направлении, не совпадающем с направлением канавок, абсолютная величина скорости сохраняется, а направление удаления стружки меняется на обратное (см., например, строки 10-12 и 31-33, 23-25 и 34-36) .
При тех же скоростях резания в области V e. V предлагаемый способ обеспечивает более высокие скорости принудйтельного удаления стружки, чем прототип (см. строки 1, 5, 6 и 7) .
В первых трех случаях осевая скорость принудительного удаления стружки отсутствует, Она будет равна нулю при
V = V = 44,2 м/мин. По предлагаемому способу при скорости резания 6 м/мин она больше нуля (строка 7) и с ростом скорости резания увеличивается (строки .10-12, 23-25) .
Увеличение угла наклона винтовой стружечной канавки ведет к существенному снижению предельной скорости инструмента (строки 3, 4).
Угол наклона инструмента слабо влияет на скорость стружки (строки
29, 30) .
В области V ) V при той же скорости резания предлагаемый способ обеспечивает более высокую скорость . стружки, чем прототип (строки 26,27) .
При предельной скорости инструмента осевая скорость стружки равна нулю (строки 3, 4).
Скорость стружки растет с увеличе-, S нием скорости инструмента (строки 1315) .
По мере увеличения скорости детали осевая скорость стружки падает (строки 10-12) .
Использование способа наиболее эффективно для отверстий, обработка которых требует вывода инструмента для удаления стружки из обрабатываеотверстия °
Таблица составлена для следующих условий: угол наклона стружечной канавки 450, а для строки 3 300.; коэф-. фициенты трения стружки с инструментом и стенкой обрабатываемого отверстия 0,05 и 0,2; диаметр инструмента
20 мм, R = R. Величина осевой скорости Ч со знаком (+) — удаление стружки к хвостовику инструмента, а (-) — ко дну отверстия. Величины V< получены путем интегрирования дифференциальных уравнений, описывающих движение стружки. При V = Ч осевая скорость стружки равна нулю.
В таблице, для сравнения, представлена информация, соответствующая способу-прототипу (строки 1-4, 8,27) .
Формула из обр етения
35 Способ обработки отверстий инструментом с винтовыми стружечными канавками, при котором инструмент и деталь располагают таким образом, что оси . инструмента и обрабатываемого отверс40 тия образуют угол с осью ординат, а инструменту сообщают вращение, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения удаления стружки из отверстий, детали сообщают вращение, 45 совпадающее по направлению с вращением инструмента, со скоростью, отлич.— ной от скорости вращения инструмента.
1602628
8 (:трокя,! Ч, РР м/мип м/мин ) и/мин (град. и/мнн
Показатель
Ч1, и/мин
0 6 б
0 30 30
0 587 587
О 44,18 44 ° 2
58,7
44,2
88,9
62,5
О
0
О
О
Направление вращения инструмента совпадает с направлением канавок (прототип) I
3
31 60
32 . 60
33 60 34 54
35 54
36 54
-9i 2
-8,0
-4,6
1,38
5,4
18,6
18
74
108
54
42
6.
44,2
44,2
44,2 .44,2
44,2
44,2
О
180 !
А-Д
Направление вращения инструмента н изделия совпа-. дает с направлением канавок
Направление вращения ин струмента и изделия не совпадает с направлением канавок
5 12
6 40
7 60
8 60
9 90
10 60
11 60
12 60
13 38
14 60
l5 72
17 6
18 34
l9 54
20 18 г! 18
22 18
23 54
24 54
25, 54
26 150
27 75
28 150
29 75
30 75
34
54
18
18
18
18
12
38
72
74
108
144
150
6 б
54
42
42
54
6
42
54
54
12
44 2
44,2
44,2
44,2
44,2
44,2
44,2 44,2
44,2
44,2
44,2
44,2
44 2
44, 2
44,2
44,2
44з2
44,2
44,2
44,2
44,2
44,2
44,2
85>8
34,9
О
О
О
О
О .О.
42,4
О
О.
1ЭО
18О
О
О
180
О о
1,56 .9,7
20,0
9, 2
8,0 изб
О
8,0
14,0
42.
"1, 38
54 ° 2
55,5.
".1 138
5,4
"18,5
32 !
8,4
-39,4
-31 2
