Режущий инструмент

 

Использование: в механической обработке материалов, в частности для обработки кольцевого отверстия и вырезки керна из отверстий в деталях металлообрабатывающей, нефтеперерабатывающей промышленности, для вырезки материала проб из стенок толстостенных сосудов. Сущность изобретения: инструмент снабжен установленными на торце корпуса 1 режущими элементами 6, приводным валом 7 с закрепленным на нем одним концом дугообразным рычагом 8, другой конец которого связан с поворотной секцией 2 шарнирным соединением, установленной на приводном валу червячной парой, закрепленной на конце червяка 12 последней шестерней 13. Последняя установлена с возможностью взаимодействия с собачкой 14, которая закреплена на оси 15 с возможностью стопорения. В стенке корпуса на всю ее толщину выполнен по крайней мере один замкнутый спиральный паз 19 с профилем поперечного сечения в виде трапеции. Причем наклонная сторона паза образует режущую кромку 20, при этом с наружной стороны корпуса выполнены дополнительные режущие зубья 21, впадины между которыми соединены с пазом и впадинами между режущими элементами. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к механической обработке материалов и может быть использовано для обработки кольцевого отверстия и вырезки керна из глухих отверстий в деталях металлообрабатывающей промышленности, нефтеперерабатывающей промышленности, для вырезки материала проб из стенок сосудов и т.п. где используется режущий инструмент.

Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа, является инструмент, реализуемый в способе вырезки внутренней полости деталей, включающий предварительную обработку этой полости и введение в нее установленного с возможностью разворота отрезного инструмента, выполненного в виде прямоугольных секций с режущими зубьями на одной из сторон сочлененных между собой шарнирными парами, с ограниченной степенью подвижности, при этом инструмент установлен в полости с размещением режущих зубьев в направлении подвижной секции, а боковые поверхности зуба наклонены под острым углом к поверхности прямоугольной секции.

Среди недостатков прототипа необходимо отметить: неустойчивость режущего инструмента при резании, поскольку он выполнен как разворачиваемая консольная балка с большим вылетом, не исключающая вибрацию инструмента, что отражается на качестве обработки и износостойкости инструмента; скопление стружки в зоне резания, что создает дополнительное сопротивление для инструмента.

Целью изобретения является повышение устойчивости инструмента при резании, повышение его износостойкости и непрерывное удаление стружки из зоны резания.

На фиг. 1 показан режущий инструмент, общий вид; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1.

Режущий инструмент включает корпус 1 в виде полого тела вращения, содержащий расположенный по периферии корпуса отрезной элемент, выполненный в виде поворотной секции 2 с режущими зубьями 3, установленный в корпусе стержень 4 и связанный с корпусом хвостовик 5. Корпус на торце содержит режущие элементы 6, занимающие около половины торцовой поверхности, приводной вал 7 с закрепленным на нем одним концом дугообразным рычагом 8, другой конец которого связан с поворотной секцией 2 шарнирным соединением в виде пальца 9 и паза 10 в поворотной секции 2.

На приводном валу 7 закреплено червячное колесо 11, которое связано с червяком 12, на конце которого закреплена шестерня 13, установленная с возможностью взаимодействия с собачкой 14, закрепленной на оси 15, при этом шестерня 13 и собачка 14 встроены внутрь хвостовика 5 и изолированы крышкой 16 от зоны резания. Собачка 14 имеет возможность не только свободно проворачиваться вместе с шестерней 13, но и стопориться относительно вращаемого хвостовика 5, связанного при помощи муфты 17 и шпонки 18 с приводным механизмом.

В стенке корпуса на всю ее толщину выполнен по крайней мере один замкнутый спиральный паз 19 с профилем поперечного сечения в виде трапеции, причем наклонная сторона паза 19 образует режущую кромку 20. С наружной стороны корпуса выполнены дополнительные режущие зубья 21. Корпус скреплен с хвостовиком 5 при помощи крепежных деталей 22. На фиг. 1 показан в качестве одного из возможных вариантов стопор, выполненный в виде цилиндрического стержня 23 с предохранительной муфтой на одном конце и кулачковой полумуфтой 24 на другом конце, причем стержень 23 установлен с возможностью взаимодействия с осью 15 собачки 14 при помощи ответной полумуфты 25, закрепленной на оси 15.

Предохранительная муфта выполнена в виде кольцевой пружины, включающей пакет колец 26 и 27, затянутых гайкой 28, что и обеспечивает возможность проворачивания стопора относительно колец 26 и 27, и гайки 28, если передаваемый крутящий момент при работе отрезного элемента превысит допускаемое значение и, таким образом предотвратит поломку инструменту.

На фиг. 1 стопор 23 показан в отключенном положении, при котором ось 15 вместе с собачкой 14 имеет возможность свободного проворачивания относительно продольной оси вращения режущего инструмента.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

После подключения режущего инструмента к приводу при помощи муфты 17 и шпонки 18 режущий инструмент приводится во вращение, а обрабатываемая деталь подводится навстречу инструменту. Режущие элементы 6 и режущие зубья 21 врезаются в обрабатываемый материал и производят обработку кольцевого отверстия (на чертеже не показано), при этом собачка 14 находится в зацеплении с шестерней 13, которые вращаются вместе с корпусом 1 и хвостовиком 5, скрепленными крепежными деталями 22, относительно продольной оси инструмента, а стопор 23 с полумуфтой 24 выключен.

В процессе обработки детали стружка непрерывно отводится из зоны резания через замкнутый спиральный паз 19 с режущей кромкой 20, благодаря которым одновременно осуществляется зачистка образующегося керна по наружному диаметру. Образующийся при обработке кольцевой полости керн является хорошей направляющей колонкой для режущего инструмента, обеспечивая его устойчивую работу по мере врезания в обрабатываемый материал. После того как обработка кольцевой полости завершится, вращение инструмента выключается и производится стопорение оси 15 с собачкой 14. Для этого полумуфта 24 со стопором 23, установленным в кольцевой пружине с деталями 26, 27 и гайкой 28, вводятся в зацепление с полумуфтой 25, закрепленной на оси 15, закрытой с торца крышкой 16.

Для вырезки керна из глухого отверстия повторно включается вращение режущего инструмента, при этом благодаря застопоренной собачке 14 шестерня 13 при повороте инструмента на один оборот поворачивается лишь на один зуб. Вращение шестерни 13 передается червяку 12, червячному колесу 11, приводному валу 7, дугообразному рычагу 8, который при помощи пальца 9 и паза 10 разворачивает дугообразную секцию 2 с режущими зубьями 3 относительно стержня 4, в результате чего производится автоматическая вырезка керна из глухого кольцевого отверстия почти до самого основания керна. Предохранительная муфта исключает возможность поломки приводного вала 7 и других связанных с ним деталей после вырезки керна за счет того, что кольцевая пружина обеспечивает холостое проворачивание стопора 23 при достижении крутящего момента свыше допустимого значения. Затем вращение инструмента выключается, обрабатываемая деталь отводится влево. При реверсионном вращении на малой скорости дугообразный рычаг 8 и поворотная секция 2 возвращаются в исходное положение, как показано на фиг. 2, а вырезанный керн извлекается из инструмента. Возвращение дугообразного рычага 8 и поворотной секции 2 может также осуществляться за счет вращения вручную хвостовика червяка 12 при выключенном стопоре. Стопор 23 с полумуфтой 24 отводится в крайнее правое положение, обеспечивая оси 15 возможность свободного вращения вместе с инструментом. Режущий инструмент готов для повторного использования.

Таким образом предложенное устройство обеспечивает снижение вибрации инструмента при вырезке керна, повышение качества обработки поверхности и износостойкости инструмента; непрерывное автоматическое удаление стружки из зоны резания.

Кроме того, устройство более компактно и удобно в обслуживании за счет встраивания ряда деталей в хвостовик и использования одного и того же привода для обработки кольцевой полости и вырезки керна из глухого отверстия.

Формула изобретения

1. Режущий инструмент, корпус которого выполнен в виде полого тела вращения, содержащий расположенный по периферии корпуса отрезной элемент, выполненный в виде поворотных секций с режущими зубьями на одной из сторон, связанный с корпусом хвостовик и установленный в корпусе стержень, отличающийся тем, что инструмент снабжен установленными на торце корпуса режущими элементами, приводным валом, закрепленным на последнем одним концом дугообразным рычагом, другой конец которого связан с поворотной секцией посредством введенного в инструмент шарнирного соединения, установленной на приводном валу червячной парой, закрепленной на конце червяка последней шестерней, собачкой, установленной с возможностью взаимодействия с шестерней и жестко связанной с хвостовиком осью, предназначенной для закрепления собачки, причем последняя и шестерня размещены в хвостовике, а в стенке корпуса на всю ее толщину выполнен по крайней мере один замкнутый спиральный паз с профилем поперечного сечения в виде трапеции, при этом наклонная сторона паза образует режущую кромку, а с наружной стороны стенки корпуса выполнены дополнительные режущие зубья, впадины между которыми соединены с пазом и впадинами между режущими элементами.

2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен стопором, выполненным в виде стержня, размещенной на одном из его концов предохранительной муфты, расположенной на другом конце стержня кулачковой полумуфты и закрепленной на упомянутой оси ответной полумуфты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2