Устройство для вырезки внутренней полости деталей

 

Использование: изобретение относится к механической обработке, в частности, к устройствам для вырезки внутренней полости деталей, и может быть использовано для глухого кольцевого сверления или сквозного кольцевого сверления с сохранением неперерабатываемого в стружку керна. Устройство включает центральную направляющую колонну (2), на которой установлен перемещающийся вдоль нее режущий инструмент (1) с приводом (3) и червячным редуктором (4). Червячное колесо последнего скреплено с хвостовиком инструмента. Один конец центральной направляющей колонны крепится к обрабатываемой детали при помощи резьбового соединения. Другой конец связан резьбовым соединением с маховиком (9) ручного привода продольной подачи, взаимодействующим, кроме того, с поперечиной (11), связанной жестко двумя колонками (12) с корпусом червячного редуктора (4). Устройство снабжено двумя рукоятками (14), закрепленными в корпусе червячного редуктора (4) и установленными в одной плоскости с колонной (2) по обе стороны от нее. На колонне нанесена шкала глубины врезания режущего инструмента в кольцевое отверстие обрабатываемой детали. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к механической обработке, а, именно, к устройствам для вырезки внутренней полости деталей и может быть использовано для глухого кольцевого сверления с сохранением материала в виде неперерабатываемого в стружку керна или для сквозного кольцевого сверления с сохранением материала в виде неперерабатываемой в стружку заготовки, используемой в дальнейшем для изготовления других каких-либо деталей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату аналогом, принятым в качестве прототипа, является устройство, реализуемое в способе вырезки внутренней полости деталей из твердохрупких материалов [1] которое включает режущий инструмент, корпус которого выполнен в виде полого тела вращения, содержащий расположенный по периферии корпуса отрезной элемент, выполненный в виде шарнирно-соединенных между собой прямоугольных секций с режущими зубьями на одной из сторон, связанный с корпусом хвостовик и установленный в корпусе стержень.

Среди существенных недостатков прототипа необходимо отметить следующее: ограниченные технологические возможности, поскольку устройство обеспечивает лишь вырезку керна из предварительно обработанного другим инструментом глухого кольцевого отверстия во вращаемой детали; неустойчивость режущего инструмента в работе, поскольку он выполнен как разворачиваемая консольная балка с большим вылетом, что приводит к вибрации инструмента и снижению его износостойкости; неудобства в обслуживании, поскольку устройство должно устанавливаться на станок, на котором обрабатываемая деталь приводится во вращение.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей устройства, повышение износостойкости инструмента и улучшение удобства обслуживания устройства.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображено устройство для вырезки внутренней полости деталей, общий вид; На фиг.2 То же, вид сверху; На фиг. 3 сечение А-А по фиг.2; На фиг.4 вид Б по фиг.2; На фиг.5 разрез В-В по фиг.2; На фиг.6 разрез Г-Г по фиг.5.

Устройство для вырезки внутренней полости деталей включает режущий инструмент 1, установленный на центральной направляющей колонне 2 с возможностью перемещения вдоль нее, привод 3, который может быть электрическим, гидравлическим в виде гидромотора или пневматическим, связанный с приводом 3 червячный редуктор 4, червячное колесо 5 которого скреплено с хвостовиком 6 режущего инструмента 1, а червяк 7 соединен с приводом 3. Один конец 8 центральной направляющей колонны 2 выполнен с возможностью крепления колонны к обрабатываемой детали (на чертеже не показана) при помощи резьбового соединения с предварительно обработанным резьбовым отверстием в обрабатываемой детали, а другой конец связан резьбовым соединением с маховиком 9 ручного привода продольной подачи и имеет, кроме того, хвостовик 10 квадратного сечения для удобства крепления (и демонтажа) центральной направляющей колонны 2 к обрабатываемой детали. Маховик 9 установлен с возможностью взаимодействия с поперечиной 11, связанной жестко двумя колонками 12 с корпусом 13 червячного редуктора 4, и установленной перед маховиком на центральной направляющей колонне 2 с возможностью перемещения относительно нее. Для удобства обслуживания устройства, оно снабжено двумя рукоятками 14, закрепленными в корпусе 13 червячного редуктора 4 и установленными в одной плоскости с центральной направляющей колонкой 2 по обе стороны от последней, что позволяет поддерживать устройство двумя руками при автоматической работе отрезного элемента. Режущий инструмент 1 содержит корпус 15, выполненный в виде полого тела вращения с режущими элементами 16 на торце и дополнительными режущими зубьями 17 (которые могут иметь наклон к продольной оси инструмента) с внутренней стороны стенки корпуса, отрезной элемент, выполненный в виде прямоугольных секций 18, 19, 20 с режущими зубьями 21, соединенными шарнирами 22 между собой, закрепленный в корпусе стержень 23, приводной вал 24 с крышкой 25, расположенный в корпусе диаметрально противоположно стержню 23. Кроме того, режущий инструмент снабжен связанным одним концом с приводным валом 24 гибким элементом 26, второй конец которого соединен с крайней, расположенной со стороны приводного вала секцией 20, установленной на приводном валу 24 червячной парой 27, на конце червяка 28 которой установлена крышка 29 и закреплена шестерня 30. Крышки 25 и 29 выполняют функции подшипников. Устройство снабжено также собачкой 31, закрепленной относительно корпуса 15, установленной на корпусе 13 червячного редуктора с возможностью взаимодействия установленной на корпусе 13 червячного редуктора с возможностью взаимодействия с шестерней 29, при этом собачка 31 выполнен в виде одного плеча подпружиненного двуплечего рычага 32, установленного с возможностью поворота на оси 33, связанной с кронштейном 34. Двуплечий рычаг 32 снабжен установочным винтом 35, обеспечивающим введение и выведение собачки 31 из зацепления с шестерней 30, установленной стационарно на конце червяка 28, пружиной 36 для регулирования усилия поворота собачки 31 и установленными на штоке 37 гайками 38. Подпружиненный двуплечий рычаг 32 служит для предотвращения перегрузки отрезного элемента по окончании вырезки керна. Для непрерывного удаления стружки из зоны резания в стенке корпуса 15 на всю ее толщину выполнен, по крайней мере, один замкнутый спиральный паз 39, а впадины между дополнительными режущими зубьями 17 с внутренней стороны стенки корпуса соединены с пазом 39 и впадинами между режущими элементами 16, при этом отрезной элемент с секциями 18, 19, 20 установлены в дополнительном пазу 40, выполненном в корпусе 15 перпендикулярно его продольной оси и предназначенном для отрезного элемента. В стенке корпуса 15 предусмотрен, по крайней мере, один резьбовой стопор 41, предназначенный для взаимодействия с отрезным элементом, размещенный в продольном отверстии, выполненном в стенке корпуса 15 и обеспечивающий стопорение отрезного элемента в период кольцевого сверления, когда отрезной элемент в работе не участвует. Для обеспечения надежного крепления устройства к обрабатываемой детали оно снабжено сменной опорной шайбой 42, установленной на центральной направляющей колонне 2, выполненной в соответствии с формой контактной торцевой поверхности обрабатываемой детали, например выполненной по радиусу в соответствии с радиусом цилиндрической контактной поверхности или плоской, к которой крепится устройство. Для удобства обслуживания на центральной направляющей колонне нанесена линейная шкала 43 глубины врезания режущего инструмента в кольцевое отверстие обрабатываемой детали.

Работа устройства осуществляется следующим образом: Первоначально в обрабатываемой детали (на чертеже не показана) выполняется резьбовое отверстие в соответствии с резьбой на конце 8 центральной направляющей колонны 2. Затем, центральная направляющая колонна 2 с опорной шайбой 42 путем вращения колонны за хвостовик 10 квадратного сечения вручную заворачивается в обрабатываемую деталь. Режущий инструмент 1 с приводом 3 может быть надет на центральную колонну 2 после закрепления последней в обрабатываемой детали. В результате этого устройство крепится к обрабатываемой детали. Заворачивая установочный винт 35, двуплечий рычаг 32 и собачку 31 выводят из зацепления с шестерней 30, при этом двуплечий рычаг 32 поворачивается на оси 33 кронштейна 34, отжимая пружину 36 на штоке 37 с гайками 38. При кольцевом сверлении в работе участвуют режущие элементы 16 и дополнительные режущие зубья 17, через впадины между которыми и замкнутый спиральный паз 40 отводится стружка, при этом паз 40 работает как шнек. При включении привода 3, в данном случае электродвигателя, вращение передается червяку 7, червячному колесу 5, связанному с хвостовиком 6 режущего инструмента 1. Продольная подача инструмента осуществляется вручную путем вращения маховика 9, который упираясь в поперечину 11, связанную колонками 12 с корпусом 13 червячного редуктора, смещает влево режущий инструмент 1, установленный с возможностью его перемещения относительно центральной направляющей колонны 2. По шкале 43 контролируется глубина врезания корпуса 15 в обрабатываемую деталь. После окончания сверления на заданную глубину вращение корпуса 1 выключается и производится включение в работу собачки 31 за счет установочного винта 35, при этом двуплечий рычаг 32 разворачивается, а собачка 31 вводится в зацепление с шестерней 30 и отрезной элемент подготовлен для включения в автоматическую работу. Перед повторным включением вращения корпуса 15 резьбовые стопоры 41 выводятся из контакта с секциями 19 и 20 отрезного элемента (фиг. 5).

После проведения указанных манипуляций повторно включается привод 3 с червячным редуктором 4 и режущий инструмент 1 приводится во вращение, при этом шестерня 30, входя в контакт с собачкой 31, за один оборот корпуса 15 поворачивается на один зуб и далее через червяк 28, установленный в крышке 29, вращение передается червячному колесу 27, приводному валу 24, установленному в крышке 25 с возможностью поворота. В результате этого гибкий элемент 26 (например многожильный тросик) наматывается на приводной вал 24, а секции 18, 19 и 20 с режущими зубьями 21 и шарнирами 22 врезаются в тело керна, разворачиваясь в пазу 40 вокруг стержня 23, закрепленного в продольной стенке корпуса 15 (фиг. 5). Скорость вращения режущего инструмента должна быть установлена с учетом нормативных скоростей резания для данного обрабатываемого материала, как для сверления, так и для вырезки керна из глухого кольцевого отверстия. По окончании вырезки керна (сердцевины) распрямленные секции занимают положение, условно показанное на фиг. 5. С этого момента вращение шестерни 30 прекращается (несмотря на вращение корпуса 15), поскольку срабатывает предохранительное устройство, отрегулированное при помощи пружины 36, гаек 38 на штоке 37, на передачу определенного крутящего момента, обеспечивающего резание, но исключающего поломку устройства. После извлечения режущего инструмента из отверстия вместе с вырезанным керном и удаления стружки из полости корпуса, инструмент готов для повторного использования. Отрезной элемент должен быть возвращен в исходное положение, как показано на фиг. 5. Это осуществляется за счет вращения вручную шестерню 30.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает достижение положительного эффекта, вытекающего из цели изобретения, а именно:
расширение технологических возможностей за счет сверления и вырезки керна с одной установки;
устойчивость режущего инструмента за счет привода через гибкий элемент, повышение износостойкости инструмента за счет исключения вибрации;
улучшение удобства обслуживания за счет использования одного и того же привода для сверления и вырезки керна из глухого кольцевого отверстия, а также
автоматической работы отрезного элемента после его включения.

Кроме того, следует отметить мобильность устройства и возможность его использования в качестве переносного, например для вырезки проб из стенки реакторов нефтеперерабатывающих установок.

Формула изобретения

1. Устройство для вырезки внутренней полости деталей, включающее режущий инструмент, корпус которого выполнен в виде полого тела вращения, содержащий расположенный по периферии корпуса отрезной элемент, выполненный в виде шарнирно соединенных между собой прямоугольных секций с режущими зубьями на одной из сторон, связанный с корпусом хвостовик и установленный в корпусе стержень, отличающееся тем, что устройство снабжено центральной направляющей колонной, на которой установлен с возможностью осевого перемещения режущий инструмент, связанным с последним приводом и червячным редуктором, соединенным с одним концом колонны маховиком ручного привода продольной подачи, установленной с возможностью взаимодействия с маховиком поперечиной, жестко связанными последней двумя колонками, соединенными с червячным редуктором, установленными на торце корпуса режущими элементами, приводным валом, расположенным в корпусе диаметрально противоположно стержню, который закреплен в корпусе, связанным одним концом с приводным валом гибким элементом, второй конец которого соединен с крайней, расположенной со стороны приводного вала секцией, установленной на приводном валу червячной парой, закрепленной на конце червяка последней шестерней, собачкой, закрепленной относительно корпуса и установленной с возможностью взаимодействия с шестерней, предназначенным для взаимодействия с отрезным элементом резьбовым стопором, размещенным в продольном отверстии, которое выполнено в стенке корпуса, и кронштейном, закрепленным относительно корпуса, причем вторая крайняя секция установлена на стержне с возможностью поворота, в стенке корпуса на всю ее толщину выполнен по крайней мере один замкнутый спиральный паз, с внутренней стороны стенки корпуса выполнены дополнительные режущие зубья, впадины между которыми соединены с пазом и впадинами между режущими элементами, в корпусе перпендикулярно его продольной оси выполнен дополнительный паз, предназначенный для размещения отрезного элемента, собачка выполнена в виде плеча двуплечего рычага, который подпружинен и установлен с возможностью поворота на введенной в инструмент оси, связанной с кронштейном, червячное колесо упомянутого редуктора жестко связано с хвостовиком, а поперечина установлена на колонне между червячным редуктором и маховиком с возможностью осевого перемещения и кинематически связана с инструментом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено двумя рукоятками, жестко связанными с червячным редуктором и установленными в одной плоскости с колонной по обе стороны относительно последней, при этом со стороны маховика на колонне выполнен хвостовик квадратного сечения.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено установленной на колонне опорной шайбой.

4. Устройство по пп. 1 3, отличающееся тем, что на колонне выполнена шкала глубины врезания инструмента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6