RU2031761C1 - Device to machine circular openings and pieces - Google Patents
Device to machine circular openings and pieces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2031761C1 RU2031761C1 SU5058923A RU2031761C1 RU 2031761 C1 RU2031761 C1 RU 2031761C1 SU 5058923 A SU5058923 A SU 5058923A RU 2031761 C1 RU2031761 C1 RU 2031761C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tool
- cutting
- openings
- axis
- angle
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области прорезания вращающимся инструментом отверстий или вырезки круговых деталей, имеющих диаметр, значительно превышающий глубину прорезания. The invention relates to the field of cutting holes with a rotating tool or cutting circular parts having a diameter significantly greater than the cutting depth.
Известно устройство для резки дисковым инструментом, в котором при той же ширине реза, как и при кольцевом сверлении, осуществляется круговая вырезка отверстий и деталей с помощью деформирования по форме круговой прорези в процессе резания изгибанием вращающихся прорезных дисковых инструментов - отрезных фрез, круглых пил или эластичных абразивных дисков. В этом случае можно врезать инструменты сразу на полную глубину и обрабатывать отверстие или круговую деталь за один проход инструмента по кругу. A device for cutting with a disk tool is known, in which, at the same cutting width as during ring drilling, circular cutting of holes and parts is carried out by deformation in the shape of a circular slot during cutting by bending of rotating slotted disk tools - cutting mills, circular saws or elastic abrasive discs. In this case, you can embed the tools immediately to the full depth and process the hole or circular part in a single pass of the tool in a circle.
Однако придание инструменту, установленному на валу станка, формы цилиндра с помощью применяемых в этом случае прижимных винтов, установленных в кожухе, охватывающем инструмент с обеих сторон, не всегда выполнимо. Кроме того, при вращении поджатого с двух сторон инструмента на валу станка создается значительная дополнительная изгибающая нагрузка, приводящая к быстрому износу подшипников и всего станка. However, giving the tool mounted on the machine shaft the shape of a cylinder using the clamping screws used in this case, mounted in a casing covering the tool on both sides, is not always feasible. In addition, when rotating a tool pressed from both sides, a significant additional bending load is created on the machine shaft, leading to rapid wear of the bearings and the entire machine.
Для устранения отмеченного выше предлагается периферийную часть инструмента в области резания не изгибать, а наклонять в процессе резания относительно плоскости его корпуса по направлению к оси обрабатываемого отверстия или детали в плоскости, проходящей через оси инструмента, и круговой прорези. Это облегчает расположение концов режущих элементов по цилиндрической направляющей и практически исключает дополнительную нагрузку на вал станка. Угол наклона Ψ режущих элементов в каждый момент обработки, получаемый из условия прохождения концов режущих элементов по цилиндрической направляющей, определяется из соотношения:
+ tcos ± sinsin2ω+ - tsin ∓ Bsin=.To eliminate the aforementioned, it is proposed that the peripheral part of the tool in the cutting area is not bent, but tilted during cutting relative to the plane of its body towards the axis of the hole to be machined or the part in the plane passing through the axis of the tool and the circular slot. This facilitates the location of the ends of the cutting elements along the cylindrical guide and virtually eliminates the additional load on the machine shaft. The angle of inclination Ψ of the cutting elements at each moment of processing, obtained from the condition of the passage of the ends of the cutting elements along the cylindrical guide, is determined from the ratio:
+ tcos ± sin sin 2 ω + - tsin ∓ Bsin = .
В предлагаемом устройстве, включающем дисковый инструмент, состоящий из корпуса и режущих элементов по его периферии, и кожуха, служащего опорой для средств изменения положения режущих элементов в процессе резания, режущие элементы выполнены в виде плоских ножей с заточкой на концах и с цилиндрическими шарнирами на противоположных концах, установленных с возможностью поворота в плоскости, пересекающей ось инструмента в цапфах, укрепленных по периферии его корпуса на равном расстоянии от оси инструмента. В поверхностях ножей на одинаковом расстоянии от их концов и соосно с их режущими концами выполнены сквозные отверстия, в которые установлены в обоймах шарики или на осях ролики, а на внутренних поверхностях кожуха по трассе требуемого движения шариков или роликов, определяемой необходимым наклоном ножей на угол Ψ, установлены две направляющие. In the proposed device, including a disk tool consisting of a body and cutting elements along its periphery, and a casing serving as a support for means for changing the position of the cutting elements during cutting, the cutting elements are made in the form of flat knives with sharpening at the ends and with cylindrical joints on opposite the ends mounted with the possibility of rotation in a plane intersecting the axis of the tool in the pins, mounted on the periphery of its body at an equal distance from the axis of the tool. Through holes are made on the surfaces of the knives at the same distance from their ends and coaxially with their cutting ends, in which the balls are mounted in the cages or on the axes of the rollers, and on the inner surfaces of the casing along the path of the required movement of balls or rollers, determined by the necessary inclination of the knives at an angle Ψ two guides are installed.
Направляющие могут быть выполнены либо монолитными, либо в виде гибких полос, регулируемых винтами, установленными в кожухе по трассе направляющих. При этом в наружной части кожуха относительно обрабатываемой круговой прорези установлены прижимные винты, а во внутренней - винты с захватными устройствами на концах, контактирующими с полосой, между которыми также установлены прижимные винты. Это позволяет перенастраивать направляющие в зависимости от изменения размеров обрабатываемого отверстия или детали. The guides can be made either monolithic, or in the form of flexible strips, regulated by screws installed in the casing along the track of the guides. At the same time, clamping screws are installed in the outer part of the casing relative to the machined circular slot, and in the inner part there are screws with gripping devices at the ends in contact with the strip, between which clamping screws are also installed. This allows you to reconfigure the guides depending on the change in size of the machined hole or part.
На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства по кожуху; на фиг.2 - схема расположения шарика в ноже; на фиг.3 - схема расположения роликов в ноже; на фиг. 4 - схема взаимодействия шарика с направляющими; на фиг.5 - схема расположения винтов для изгиба направляющей; на фиг.6 - продольное сечение устройства с изогнутой направляющей; на фиг.7 - схема взаимодействия винтов с гибкими направляющими. In FIG. 1 shows a longitudinal section of the device along the casing; figure 2 - arrangement of the ball in the knife; figure 3 - arrangement of the rollers in the knife; in FIG. 4 is a diagram of the interaction of the ball with the guides; figure 5 - arrangement of screws for bending the guide; figure 6 is a longitudinal section of a device with a curved guide; 7 is a diagram of the interaction of screws with flexible guides.
Для обработки круглых отверстий диаметром Do или круговых деталей диаметром Dд, глубиной или толщиной S, значительно меньшей их диаметров, применяют инструмент с корпусом в виде диска диаметром d, по периферии которого расположены режущие элементы, каждый длиной t, установленные с возможностью поворота относительно плоскости корпуса в плоскостях, пересекающихся с осью инструмента.To process round holes with a diameter of D o or circular parts with a diameter of D d , a depth or thickness S significantly smaller than their diameters, use a tool with a housing in the form of a disk with a diameter d, on the periphery of which there are cutting elements, each of length t, mounted for rotation relative to body planes in planes intersecting with the axis of the tool.
Устройство для обработки круговых отверстий и деталей состоит из корпуса 1, в котором помещен редуктор 2, на валу 3 которого установлен прорезной инструмент, состоящий из диска 4, по периферии которого на одинаковом расстоянии от оси расположены цапфы 5, в которых на осях 6 и с помощью петель 7 установлены с возможностью поворота плоские ножи 8 с заострениями на концах 9. Ножи 8 могут поворачиваться на осях 6 в направлении к оси инструмента в одну или обе стороны. A device for processing circular holes and parts consists of a
На равном расстоянии от осей 6 в поверхностях ножей выполнены отверстия 10, в которых с помощью обойм 11 установлены с возможностью вращения шарики 12 или на осях 13 ролики 14, диаметром dш. К верхней части корпуса через кронштейн 15 прикреплен кожух 16, охватывающий своими боковыми сторонами 17 и 18 прорезной инструмент. К внутренним поверхностям боковых сторон кожуха в районе трассы движения шариков 12 или роликов 14 прикреплены две эквидистантные направляющие 19 и 20, осуществляющие наклон ножей на требуемый угол Ψ при повороте корпуса инструмента на угол ω. Изгиб и наклон направляющих должен быть симметричен относительно продольной оси устройства: с одной стороны в зоне резания, а с другой - в зоне свободного прохождения ножей в выполненной прорези. Далее направляющие постепенно переходят в параллельные друг другу и диску корпуса инструмента плоскости.At an equal distance from the axes 6,
Деталь или заготовка 21, в которой нужно вырезать круговое отверстие или из которой нужно вырезать круг, установлена на круглом столе 22, расположенном в свою очередь на продольном столе 23 устройства. The part or workpiece 21, in which you want to cut a circular hole or from which you want to cut a circle, is installed on the round table 22, which is in turn located on the longitudinal table 23 of the device.
В случае применения предложенного устройства для круглого прорезания, когда диаметр и глубина часто изменяются, целесообразно использовать направляющие, способные на месте изменять свою конфигурацию. Такими направляющими могут быть два плоских гибких кольца 24 и 25, расположенных друг против друга и в верхней 26 и нижней 27 точках, жестко соединенных с кожухами, а по трассе района резания изогнутых (28 и 29). Изгиб и наклон таких направляющих осуществляется с помощью винтов 30, ввинченных в обе поверхности кожухов в месте требуемого движения шариков 12 или роликов 14. Ввинченные с наружной стороны кожуха винты 31 (относительно круговой прорези) изгибают направляющую 28 упором своих концов, а установленные с противоположной стороны кожуха винты 32 изгибают направляющую 29 оттягиванием с помощью захватов 33, присоединенных к их концам шарнирами Гука 34. Для стабилизации положения оттянутой направляющей между оттягивающими винтами 32 установлены фиксирующие прижимные винты 35. In the case of using the proposed device for circular cutting, when the diameter and depth often change, it is advisable to use guides that are able to change their configuration on the spot. Such guides can be two flat flexible rings 24 and 25, located opposite each other and at the upper 26 and lower 27 points, rigidly connected to the casings, and along the route of the cutting area are curved (28 and 29). The bending and tilting of such guides is carried out using
Положение кромки острия ножа, прилегающей к поверхности вырезаемого отверстия, при повороте инструмента на угол ω в системе координат с плоскостью XOoY, касающейся поверхности цилиндра отверстия с центром в точке пересечения ее с осью инструмента и направлением оси Z к центру вырезаемого отверстия, определяется координатами
(1)
При вырезке круговой детали с плоскостью координат, касающейся цилиндра детали, т. е. смещенной к центру круговой прорези относительно первой на величину B, положение кромки острия ножа определяется координатами
(2)
В общем обозначении (1) и (2) можно записать как
(3)
Точки касания шарика или ролика направляющих, соответствующих положению конца ножа, по формуле (3) в тех же координатах определяются для наружной направляющей:
(4) для внутренней направляющей:
(5)
В общей записи для наружной и внутренней направляющих:
(6)
"Жесткие" направляющие 19 и 20 могут изготовляться при обработке их контактных поверхностей по координатам, указанным в формуле (6), но для настройки направляющих из гибких колец 24 и 25 в связи с практической невозможностью их точного наклона на угол Ψ следует производить проверку настройки ножей непосредственно по координатам их кромок, указанных в формуле (3).The position of the edge of the knife edge adjacent to the surface of the cut hole when turning the tool at an angle ω in the coordinate system with the XO o Y plane touching the surface of the cylinder of the hole with its center at the point of intersection with the tool axis and the direction of the Z axis to the center of the cut hole is determined by the coordinates
(1)
When cutting a circular part with a coordinate plane tangent to the cylinder of the part, i.e., offset to the center of the circular slot relative to the first by a value of B, the position of the edge of the knife edge is determined by the coordinates
(2)
In the general notation (1) and (2) can be written as
(3)
The touch points of the ball or roller guides corresponding to the position of the end of the knife, according to the formula (3) in the same coordinates are determined for the outer guide:
(4) for the inner rail:
(5)
In a general entry for outer and inner rails:
(6)
"Hard"
Свободное прохождение ножей в образуемую ими прорезь, которая вдоль их продольных осей при обработке имеет эллиптичную форму, обеспечивается утонением ножей и поднутрением их режущих концов. The free passage of the knives into the cut formed by them, which along their longitudinal axes during processing is elliptical, is ensured by thinning of the knives and undercutting of their cutting ends.
В поперечном направлении минимальная величина утонения определяется радиусом отверстия или детали и шириной ножа Н и равна ΔBп=D/2- . Утонение должно быть произведено по задней кромке ножа и может быть заменено скосом от лезвия на угол, определяемый из выражения tΨп > .In the transverse direction, the minimum amount of thinning is determined by the radius of the hole or part and the width of the knife N and is equal to ΔB p = D / 2- . Thinning should be done along the trailing edge of the knife and can be replaced by a bevel from the blade by an angle determined from the expression tΨ n > .
Минимальный угол поднутрения в продольном направлении, смежный с внутренней стороны прорези φ, гарантирует свободное прохождение лезвия, если он определен при повороте инструмента на угол ωmax. Требуемый угол определяется из выражения φ= φ1 - Ψ, где φ1 - угол касательной к эллипсу сечения прорези при ωmax. В данном случае ширину реза - B, значительно меньшую, чем диаметр прорези в расчет не принимают.The minimum angle of undercut in the longitudinal direction, adjacent to the inside of the slot φ, guarantees the free passage of the blade, if it is determined by turning the tool through an angle ω max . The required angle is determined from the expression φ = φ 1 - Ψ, where φ 1 is the angle of the tangent to the ellipse of the section of the slot at ω max . In this case, the cut width - B, significantly smaller than the diameter of the slot is not taken into account.
Из уравнения касательной к эллипсу + при значениях
xo= + tcosΨ; yo = - tsinΨ; a = ; b =
Общее уравнение касательной имеет вид
(d/2 + tcos Ψ)sin2 ωmaxX + (D/2 - tsin Ψ)Y - (D/2)2 = 0. Это же уравнение, преобразованное в уравнение с угловым коэффициентом имеет вид
Y = - X + (7) Здесь угловой коэффициент K=tg(180°-Ψ1) = - , отсюда Ψ1= arctg (8)
Минимальная глубина продольного поднутрения и соответственно величина утонения ножа с внутренней стороны прорези определяется расстоянием между линией наклона ножа под углом Ψ при ωmax и линией, параллельной ей и касательной к эллипсу сечения цилиндра диаметром D под углом ωmax.From the equation of a tangent to an ellipse + at values
x o = + tcosΨ; y o = - tsinΨ; a = ; b =
The general equation of the tangent has the form
(d / 2 + tcos Ψ) sin 2 ω max X + (D / 2 - tsin Ψ) Y - (D / 2) 2 = 0. The same equation, transformed into an equation with an angular coefficient has the form
Y = - X + (7) Here the angular coefficient K = tg (180 ° -Ψ 1 ) = - , hence Ψ 1 = arctg (8)
The minimum depth of longitudinal undercutting and, accordingly, the amount of knife thinning from the inside of the slot is determined by the distance between the line of inclination of the knife at an angle Ψ at ω max and the line parallel to it and tangent to an ellipse of a cylinder cross section with a diameter D at an angle ω max .
Линия по внутренней кромке ножа под углом Ψ определяется из уравнения прямой в отрезках = , где X1 = d/2; Y1 = D/2; X2 = d/2 + tcos Ψ; Y2 = D/2 - tsin Ψ.The line along the inner edge of the knife at an angle Ψ is determined from the equation of a straight line in segments = where X1 = d / 2; Y1 = D / 2; X 2 = d / 2 + tcos Ψ; Y2 = D / 2 - tsin Ψ.
После подстановки указанных значений координат уравнение прямой примет вид
sin ΨX + cos ΨY - 0,5(Bcos Ψ+
+dsin Ψ) = 0 (9)
Уравнение касательной к эллипсу сечения
+ = 1.After substituting the indicated coordinates, the equation of the line takes
sin ΨX + cos ΨY - 0.5 (Bcos Ψ +
+ dsin Ψ) = 0 (9)
The equation of the tangent to the section ellipse
+ = 1.
Это же уравнение касательной в общем виде
Xosin2 ωX + YoY - (D/2)2 = 0. (10) Из условия параллельности прямых (9) и (10) по пропорциональности коэффициентов
= (11)
Из системы двух уравнений (10) и (11)
Xo = и Yo =
По формуле для определения расстояния от точки до прямой ΔB1 = Xocos(90o - Ψ) + Yosin(90o - Ψ) - p, где p - расстояние от этой прямой до начала координат. После подстановки значений Xo и Yo определяется глубина поднутрения
ΔB1=0,5Dcos - 1 - dsin, (12)
Устройство работает следующим образом. При вырезке отверстий и круглых деталей в листе толщиной 30 мм диаметрами D = 1000, 500 и 300 мм используется дисковый инструмент с поворотными ножами, расположенными на расстоянии от центра d/2 = 50 мм и имеющими каждый длину от оси поворота до конца лезвия, равную t = 50 мм, с направляющими шариками диаметрами dш = 10 мм, находящимися на расстоянии l = 15 мм от осей цапф ножей с шириной лезвия B = 5 мм.This is the general equation of the tangent
X o sin 2 ωX + Y o Y - (D / 2 ) 2 = 0. (10) From the condition of parallel lines (9) and (10) in proportion to the coefficients
= (eleven)
From the system of two equations (10) and (11)
X o = and Y o =
According to the formula for determining the distance from a point to a line, ΔB 1 = X o cos (90 o - Ψ) + Y o sin (90 o - Ψ) - p, where p is the distance from this line to the origin. After substituting the values of X o and Y o determines the depth of undercut
ΔB 1 = 0.5 Dcos - 1 - dsin , (12)
The device operates as follows. When cutting holes and round parts in a
Для определения трасс движения шариков или роликов по направляющим необходимо определить углы наклона Ψ ножей при заданных значениях углов поворота ω инструмента вокруг своей оси от нижнего положения по вертикали, равных 10, 20, 30, 40 и 50о, а также определить значения ωmax и Ψmax при заданных диаметрах. Затем по заданным значениям ω и углов поворота ножей к оси инструмента по формуле (3) определяются координаты кромки лезвия как при обработке отверстия, так и при вырезке круглой детали. По формуле (6) рассчитаны для заданных углов поворота ножей при вращении корпуса инструмента координаты перемещения шариков или роликов по направляющим.To determine the slopes of motion of balls or rollers on guides must define angles Ψ cutters for given values of angles of rotation ω tool about its axis from the lower position vertically equals 10, 20, 30, 40 and 50 on, and to determine values of ω max and Ψ max for given diameters. Then, according to the given values of ω and the rotation angles of the knives to the tool axis, the coordinates of the edge of the blade are determined by formula (3) both when machining a hole and when cutting a round part. According to the formula (6), for the given rotation angles of the knives during rotation of the tool body, the coordinates of the movement of balls or rollers along the guides.
Указанные данные рассчитаны с точностью до тысячных долей градуса и мм и приведены в табл.1. Как видно из табл.1, несмотря на относительно большой диапазон изменения диаметров отверстий или круговых деталей, (от 1000 до 300 мм) координаты направляющих по X и Y для каждого угла разворота диска инструмента от вертикали различаются в пределах 0,5 мм. Это позволяет при использовании гибких направляющих применять настроечные винты, установленные в кожухе по средним значениям допустимых диаметров обработки. Из табл.1 видно, что существенные изменения претерпевают координаты концов ножей и трасс направляющих по оси Z. The indicated data are calculated with an accuracy of thousandths of a degree and mm and are given in Table 1. As can be seen from Table 1, despite the relatively large range of changes in the diameters of holes or circular parts (from 1000 to 300 mm), the coordinates of the guides along X and Y for each angle of rotation of the tool disc from the vertical differ within 0.5 mm. This allows the use of flexible guides to use the tuning screws installed in the casing according to the average values of the permissible processing diameters. From table 1 it is seen that the coordinates of the ends of the knives and the tracks of the guides along the Z axis undergo significant changes.
Значения требуемой минимальной глубины утонения ножей и углов поднутрения их режущих концов при обработке отверстий или деталей заданных размеров приведены в табл.2. The values of the required minimum depth of thinning of knives and the angles of undercutting of their cutting ends when machining holes or parts of specified sizes are given in Table 2.
Из табл. 2 видно, что при заданных размерах отверстий глубина и углы поднутрения малы. Уменьшение толщины ножей незначительно. From the table. Figure 2 shows that for given hole sizes, the depth and angle of undercutting are small. The reduction in knife thickness is negligible.
Claims (1)
где d - расстояние от центра инструмента до оси поворота режущего элемента;
t - длина режущего элемента;
ω - угол поворота режущего элемента относительно оси инструмента;
D - диаметр обрабатываемого изделия;
B - ширина острия режущего элемента;
± и ∓ - верхние знаки при обработке отверстий, нижние - при обработке деталей.DEVICE FOR PROCESSING CIRCULAR HOLES AND PARTS, containing an axially mounted tool in the form of a disk with cutting elements and a casing covering the tool, characterized in that the cutting elements are made in the form of flat knives with sharpening at the ends and with through holes in which the clips with placed they can rotate with balls or rollers on the axes, and the cutting elements are mounted on the disk with the possibility of rotation around the axes perpendicular to the axis of the disk, and on the inner surfaces of the casing distantly has two input guides, adapted to cooperate with balls or rollers, and cutting elements of the cutting elements provide the slope at an angle Ψ, defined by the relation
where d is the distance from the center of the tool to the axis of rotation of the cutting element;
t is the length of the cutting element;
ω is the angle of rotation of the cutting element relative to the axis of the tool;
D is the diameter of the workpiece;
B is the width of the tip of the cutting element;
± and ∓ - upper signs when machining holes, lower - when machining parts.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5058923 RU2031761C1 (en) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | Device to machine circular openings and pieces |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5058923 RU2031761C1 (en) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | Device to machine circular openings and pieces |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2031761C1 true RU2031761C1 (en) | 1995-03-27 |
Family
ID=21611696
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5058923 RU2031761C1 (en) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | Device to machine circular openings and pieces |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2031761C1 (en) |
-
1992
- 1992-08-18 RU SU5058923 patent/RU2031761C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1127712, кл. B 23D 45/00, опубл.1984. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4960352A (en) | Chamfering machine | |
GB2125717A (en) | Bevelling an edge of a workpiece | |
KR850000607B1 (en) | Rotary cutter | |
JPH068032A (en) | Fixing blade | |
KR960013572A (en) | Spindle normal control method of numerical control machine tool | |
US8118642B2 (en) | Method and machine tool for machining an optical object | |
RU2031761C1 (en) | Device to machine circular openings and pieces | |
GB2237760A (en) | Superfinishing a gothic-arch-shaped groove | |
US4658549A (en) | Drill bit sharpening device | |
JPS62158129A (en) | Wheel cutter for cutting glass | |
US4520599A (en) | Drill bit sharpener | |
US5806577A (en) | Bearing guide for router bit | |
US4112790A (en) | Knife sharpener | |
EP0669864B1 (en) | Diamond-studded tool for dressing grinders, with a cone-shaped rolling means, on an oblique axis | |
CA2169843C (en) | Sharpening machine for sharpening of cutting edges of instruments, e.g. dental instruments | |
US4083350A (en) | Diamond grinding wheel precision convex radii dressing apparatus | |
EP0018421A1 (en) | Grinding machine for copy-grinding the cutting edge of an end mill and a model for use with the machine | |
GB2186220A (en) | Rotary tool | |
SU841750A1 (en) | Apparatus for spinning convex chamfers | |
EP0844048A3 (en) | Free form machining tool | |
GB1597616A (en) | Router bits | |
JPH0683928B2 (en) | Ball end mill | |
JPH0639324U (en) | Reamer | |
SU1719234A1 (en) | Milling cutter | |
SU1127712A1 (en) | Device for cutting with disc tool |