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.