Инструмент для обработки глубоких отверстий

 

Использование: при обработке металлов резанием и может быть применено при обработке глубоких отверстий. Сущность изобретения: инструмент снабжен трубой-вставкой 12, выполненной из материала с коэффициентом температурного линейного расширения, превышающим идентичный коэффициент материала режущей головки 2. При этом один торец трубы-вставки 12 предназначен для взаимодействия с режущей головкой 2, а другой с подпружиненным стаканом 4, который установлен с возможностью осевого перемещения и зафиксирован от поворота. В стакане 4 выполнены радиальные отверстия 11 для подвода СОЖ, расположенные попарно с радиальными отверстиями 10 для подвода СОЖ в режущей головке 2, причем оси радиальных отверстий в указанных парах параллельны и лежат в продольных плоскостях. При обработке заготовки резанием происходит нагрев режущих пластин 3, режущей головки 2 и трубы-вставки 12, которая при нагреве удлиняется и перемещает стакан 4. При этом отверстия 11 смещаются относительно отверстий 10, увеличивая тем самым проходное сечение для потока СОЖ. Расход СОЖ, подаваемой в зону резания, увеличивается. При охлаждении режущей головки 2 потоком СОЖ труба-вставка 12, охлаждаясь, укорачивается. Пружина 6 воздействует на дно стакана 4 и перемещает его. Отверстия 11 перемещаются относительно отверстий 10, уменьшая тем самым проходное сечение для потока СОЖ. 1 ил.

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано для обработки глубоких отверстий.

Известно эжекторное сверло, содержащее внутреннюю трубу, борштангу, на конце которой закреплена режущая головка с отверстиями для подвода смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ) к режущим кромкам, причем эжекционный эффект создается благодаря наклонным эжекторным щелям-соплам, выполненным на конце внутренней трубы.

При сверлении различных металлов и материалов температура в зоне резания может быть низкой (до 250^оС), средней (250-620^оС), высокой (свыше 620^оС), поэтому для обеспечения охлаждения при низкой температуре в зоне резания необходим минимальный расход СОЖ, подаваемой в указанную зону, при следующей температуре средний расход СОЖ и при высокой температуре в зоне резания максимальный расход СОЖ. Недостатком известного сверла является тo, что расход СОЖ, подаваемой в зону резания постоянный, т.е. не изменяется при изменении температуры в зоне резания, что снижает стойкость режущего инструмента.

Цель изобретения повышение стойкости режущего инструмента для обработки глубоких отверстий за счет адаптивного управления расходом СОЖ, подаваемой в зону резания.

На чертеже схематически изображен предлагаемый инструмент, общий вид.

Инструмент содержит борштангу 1, на конце которой закреплена режущая головка 2 с режущим 3 и направляющими элементами, стакан 4, трубу-вставку 5, пружину 6, кольцо 7, винт 8, внутреннюю трубу 9. Режущая головка 2 имеет радиальные отверстия 10 для подвода СОЖ в зону резания, такое же количество радиальных отверстий 11 имеет стакан 4, причем отверстия 10 и 11 расположены парами, их оси параллельны и лежат в продольных плоскостях. Стакан 4 содержит продольный паз, в который входит хвостовик фиксирующего винта 3, ограничивающего перемещение стакана 4, и поэтому стакан 4 фиксирован от поворота и имеет возможность перемещения только вдоль оси инструмента, при этом отверстия 10 и 11 могут быть смещены относительно друг друга в осевом направлении (при минимальной и средней температуре в зоне резания) или совмещены (при максимально возможной температуре в зоне резания). Пружина 6 воздействует на кольцо 7 и дно стакана 4, прижимая стакан 4 к трубе-вставке 12. Кольцо 7 упирается в кольцевой выступ внутренней трубы 9 под действием пружины 6.

Труба-вставка 12 выполнена из материала с коэффициентом температурного линейного расширения, превышающим идентичный коэффициент материала режущей головки.

При обработке заготовки 13 предлагаемым инструментом, т.е. в процессе резания происходит нагрев режущих пластин 3 и режущей головки 2, а так как труба-вставка 12 контактирует с режущей головкой 2, то происходит нагрев трубы вставки 12, которая при нагреве удлиняется и перемещает стакан 4, при этом отверстия 11 смещаются относительно отверстий 10, увеличивая тем самым проходное сечение для потока СОЖ, расход СОЖ, подаваемой в зону резания, увеличивается. При охлаждении режущей головки 2 труба-вставка 12, охлаждаясь, укорачивается, пружина 6 воздействует на дно стакана 4 и перемещает стакан, прижимая его к торцу трубы-вставки 12. Отверстия 11 перемещаются относительно отверстий 10, уменьшая тем самым проходное сечение для потока СОЖ, расход СОЖ при этом уменьшается. Предлагаемый инструмент саморегулируемая система адаптивного управления расхода СОЖ, подаваемой в зону резания. Длина трубы-вставки 12 и ее материал подбираются в каждом конкретном случае для каждой пары инструмент-деталь с учетом оптимальной температуры резания для этой пары.

Для выполнения борштанги 1, внутренней трубы 9, стакана 4, кольца 7, винта 8, режущей головки 2 используют конструкционную сталь. Режущие элементы 3 и направляющие элементы выполняют из твердого сплава. Для пружины 6 используют пружинную сталь, а для трубы-вставки 12 ферроникель, алюминиевый сплав и др.

Адаптивное управление расходом СОЖ приводит к стабилизации температуры (оптимальной температуры) в зоне резания, что значительно повышает стойкость режущего инструмента.

Применение предлагаемого инструмента позволяет повысить стойкость в 1,5-1,7 раза.

Формула изобретения

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ, содержащий полую борштангу, несущую режущую головку с радиальными отверстиями для подвода смазывающе-охлаждающей жидкости и размещенную внутри борштанги трубу с эжекторными соплами, отличающийся тем, что инструмент снабжен трубой-вставкой, размещенной в кольцевой проточке, которая выполнена в режущей головке, и предназначенным для взаимодействия с одним из концом трубы-вставки подпружиненным стаканом, установленным с возможностью осевого перемещения, при этом другой конец трубы-вставки предназначен для взаимодействия с режущей головкой, а в стакане выполнены радиальные отверстия для подвода смазывающе-охлаждающей жидкости, количество которых соответствует количеству отверстий режущей головки, причем оси каждой пары упомянутых отверстий параллельны и лежат в одной продольной плоскости, а труба-вставка выполнена из материала с коэффициентом температурного линейного расширения, превышающим идентичный коэффициент материала режущей головки.

РИСУНКИ

Рисунок 1