RU2418656C1

RU2418656C1 - Combined axial tool

Info

Publication number: RU2418656C1
Application number: RU2010101536/02A
Authority: RU
Inventors: Юрий Михайлович Ермаков (RU); Юрий Михайлович Ермаков; Дмитрий Александрович Крутиков (RU); Дмитрий Александрович Крутиков
Original assignee: Юрий Михайлович Ермаков; Дмитрий Александрович Крутиков
Priority date: 2010-01-20
Filing date: 2010-01-20
Publication date: 2011-05-20

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: combined axial tool comprises boring bit-tap, end reamer and stem. Said boring bit-tap has stem with out-of-round-section part, while end reamer has hole mated herewith that has out-of-round section and is fitted on said stem to axially move. Note here that compression spring is arranged between end reamer and stem. Said compression spring may be a telescopic spring and fitted on stem with coils overlapped in direction from the end reamer. End reamer may have body with base outer surface and stepped bore with out-of-round section part that changes into cylindrical part accommodating compression spring. Cutting teeth of, at least, end reamer, may be two-blade symmetric profile teeth.

EFFECT: expanded performances.

4 cl, 11 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к металлообработке, а именно к комбинированным инструментам для обработки отверстий, нарезания резьб различного диаметра, а также для фрезерования контурных и плоских поверхностей.The present invention relates to metal working, namely to combined tools for machining holes, threading of various diameters, as well as for milling contour and flat surfaces.

Известен комбинированный осевой инструмент, содержащий сверло и метчик [1, 2]. Он предназначен для нарезания резьбы одного диаметра, соответствующего просверленному отверстию.Known combined axial tool containing a drill and a tap [1, 2]. It is designed for threading one diameter corresponding to a drilled hole.

Разработан комбинированный осевой инструмент, содержащий сверло, фрезу и зенкер [3]. Он предназначен для реверсивного сверления отверстий, фрезерования контурных и плоских поверхностей, снятия фасок по контуру. Его недостатками являются невозможность нарезания резьб и снятия фасок в просверленных отверстиях, значительная протяженность и невысокая жесткость.A combined axial tool containing a drill, a mill and a countersink has been developed [3]. It is designed for reversible drilling of holes, milling of contoured and flat surfaces, chamfering along the contour. Its disadvantages are the impossibility of threading and chamfering in drilled holes, a significant length and low rigidity.

Другой многоступенчатый инструмент, содержащий сверло, метчик и зенкер, позволяет сверлить отверстие, нарезать в нем резьбу и снимать фаску [4]. Его недостатками являются ограниченная область применения: невозможность нарезания резьб в глухих отверстиях, фрезерование по контуру, кроме того, значительная длина рабочей части и вследствие этого невысокая жесткость.Another multi-stage tool, containing a drill, tap and countersink, allows you to drill a hole, cut a thread in it and remove the chamfer [4]. Its disadvantages are the limited scope: the impossibility of cutting threads in blind holes, milling along the contour, in addition, a significant length of the working part and, as a result, low rigidity.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в расширении технологических возможностей, а именно в сверлении, зенковании фасок и зенкеровании отверстий, нарезании резьб различного диаметра, в том числе и в глухих отверстиях, фрезеровании контурных и плоских поверхностей. Предлагаемый инструмент имеет возможность реверсивного резания, обеспечивает соосность всех ступеней обработанного отверстия, а благодаря реверсивным режущим зубьям обеспечивает стойкость в два раза выше обычных инструментов.The technical result of the invention consists in expanding technological capabilities, namely in drilling, chamfering and chamfering holes, cutting threads of various diameters, including blind holes, milling of contoured and flat surfaces. The proposed tool has the ability to reverse cutting, provides alignment of all steps of the machined hole, and thanks to the reversible cutting teeth provides durability twice as high as conventional tools.

Это достигается тем, что комбинированный осевой инструмент сверло-метчик и зенкер имеет хвостовик сверла-метчика с участком некруглого сечения, а зенкер - сопрягаемое некруглое отверстие и установлен на хвостовике с возможностью осевого перемещения, при этом между ними расположена пружина сжатия, например, телескопическая.This is achieved by the fact that the combined axial tool drill-tap and countersink has a shank of the drill-tap with a non-circular section, and the countersink has a mating non-circular hole and is mounted on the shank with the possibility of axial movement, while a compression spring is located between them, for example, telescopic.

По другому варианту исполнения зенкер имеет корпус с базовой наружной поверхностью, а отверстие в нем выполнено ступенчатым с участком некруглого сечения, переходящим в цилиндрический, в котором расположена цилиндрическая пружина сжатия, соединенная с хвостовиком сверла-метчика.According to another embodiment, the countersink has a body with a base outer surface, and the hole in it is made stepped with a non-circular section that passes into a cylindrical one, in which there is a cylindrical compression spring connected to the shank of the drill tap.

Режущие зубья, по крайней мере, одной ступени инструмента, например зенкера, выполнены двухлезвийными и симметричного профиля.The cutting teeth of at least one tool stage, such as a countersink, are made of two-blade and symmetrical profiles.

Предлагаемый комбинированный инструмент поясняется чертежами, на которых фиг.1 изображает общий вид, продольный разрез; фиг.2 - вид с рабочего торца на фиг.1; фиг.3 и 4 - сечения А-А и Б-Б на фиг.1 соответственно; фиг.5 - инструмент с реверсивными режущими зубьями, продольный разрез до метчика; фиг.6 и 7 - сечения В-В и Г-Г на фиг.5 соответственно; фиг.8 - сверление и зенкование фаски, нарезание резьбы; фиг.9 - сверление и зенкерование; фиг.10 - сверление глухого отверстия и зенкование фаски; фиг.11 - фрезерование отверстия большего диаметра, чем у инструмента, и снятие фаски.The proposed combination tool is illustrated by drawings, in which figure 1 depicts a General view, a longitudinal section; figure 2 is a view from the working end in figure 1; figure 3 and 4 - section aa and bb in figure 1, respectively; 5 is a tool with reversible cutting teeth, a longitudinal section to the tap; 6 and 7 are sections BB and GG in FIG. 5, respectively; Fig - drilling and countersinking chamfers, threading; Fig.9 - drilling and countersinking; figure 10 - drilling a blind hole and chamfering; 11 - milling holes with a larger diameter than the tool, and chamfering.

Комбинированный осевой инструмент содержит сверло 1, метчик 2 и зенкер 3 (фиг.1-4). Сверло и метчик выполнены заодно целое, имеют одинаковое число перьев и однонаправленные винтовые стружкоотводные канавки 4. Они плавно переходят в стружкоотводные канавки 5 зенкера. Диаметр сверла равен диаметру отверстия под резьбу, нарезаемую метчиком. Хвостовик 6 сверла-метчика имеет участок 7 некруглого сечения (фиг.4). Его полигранный профиль выполнен с числом граней, кратным или равным числу режущих зубьев инструмента, в конкретном исполнении для двух перьев сверла-метчика и четырех зубьев 8 зенкера 3 - квадратным. Зенкер имеет сопрягаемое с участком 7 хвостовика квадратное отверстие и установлен на нем с возможностью осевого перемещения (см. штрихпунктир на фиг.1). Между ним и хвостовиком расположена телескопическая пружина сжатия 9. Ее витки для удобства отвода стружки перекрывают друг друга в направлении от зенкера. Пружина удерживается на инструменте фиксацией первого витка на участке 7 хвостовика. При установке инструмента в шпиндель станка свободный конец пружины упирается в его торец.The combined axial tool contains a drill 1, a tap 2 and a countersink 3 (Figs. 1-4). The drill and tap are integral at the same time, have the same number of feathers and unidirectional chip shavings 4. They smoothly pass into chip shafts 5 of the countersink. The diameter of the drill is equal to the diameter of the hole for the thread cut by the tap. The shank 6 of the drill-tap has a section 7 of non-circular section (figure 4). Its polyhedral profile is made with the number of faces that is a multiple or equal to the number of cutting teeth of the tool, in a specific design for two feathers of a drill-tap and four teeth of 8 countersinks 3 - square. The countersink has a square hole mating with the shank portion 7 and is mounted on it with the possibility of axial movement (see the dash-dot in FIG. 1). Between it and the shank there is a telescopic compression spring 9. Its coils for the convenience of chip removal overlap each other in the direction from the countersink. The spring is held onto the tool by fixing the first turn in the shank portion 7. When installing the tool in the machine spindle, the free end of the spring abuts against its end.

По другому варианту исполнения зенкер 3 имеет корпус 10 с базовой наружной поверхностью, предназначенной для посадки в шпиндель станка (фиг.5). Режущие перья сверла-метчика 1, 2 и зубья 8 зенкера 3 выполнены двухлезвийными и симметричного профиля (фиг.6, 7). Отверстие в зенкере выполнено ступенчатым с участком 11 некруглого, например квадратного, сечения, переходящим в цилиндрический 12. Сопрягаемая ступень 7 хвостовика сверла-метчика переходит в стержень 13, на котором установлена и зафиксирована стопорной шайбой пружина сжатия 14 (см. фиг.5). Другим концом она упирается в торец цилиндрического отверстия 12 корпуса зенкера. Пробка 15 с лапкой для выталкивания инструмента из гнезда шпинделя завинчена в резьбу отверстия 12.According to another embodiment, the countersink 3 has a housing 10 with a base outer surface intended for landing in the machine spindle (Fig. 5). The cutting feathers of the drill-tap 1, 2 and the teeth 8 of the countersink 3 are made of two-blade and symmetrical profiles (Fig.6, 7). The hole in the countersink is made stepped with a section 11 of a non-circular, for example square, section turning into a cylindrical 12. The mating step 7 of the drill shank of the drill-tap passes to the shaft 13, on which the compression spring 14 is installed and fixed with a lock washer (see Fig. 5). At the other end, it abuts against the end face of the cylindrical hole 12 of the core drill body. The plug 15 with a foot for pushing the tool out of the spindle seat is screwed into the thread of the hole 12.

Инструмент с зенкером, корпус которого имеет посадочную поверхность в шпиндель станка, обладает повышенной жесткостью и улучшенным отводом стружки. Упругое соединение сверла-метчика с зенкером обеспечивает равномерность подачи метчика при нарезании резьбы.A tool with a vertical drill, the body of which has a seating surface in the machine spindle, has increased rigidity and improved chip removal. The elastic connection of the drill-tap with the countersink ensures a uniform feed of the tap when threading.

Работа инструмента происходит следующим образом. Для нарезания резьбы в детали 15 просверливают отверстие сверлом 1 и рассверливают метчиком 2 на режимах сверления с частотой вращения n и осевой подачей S (фиг.8). В процессе сверления зенкер 3 обрабатывает в отверстии внутреннюю фаску под углом 45°, сжимая телескопическую пружину 8. По окончании прохода инструмент выводят из отверстия. Зенкер продолжает зенковать фаску до тех пор, пока не упрется в метчик. После вывода из отверстия инструмент смещают относительно оси вращения на величину «е», равную высоте резьбы. Эта установка выполняется автоматически, сдвигом инструментального суппорта на шпинделе. Затем шпинделю сообщают медленное вращение с круговой подачей Sкр, согласованной с осевой S по условию: за 1 оборот шпинделя подача S равна шагу резьбы. Зенкер 3 продолжает зенковать фаску при медленном вращении до вывода метчика на ее уровень.The operation of the tool is as follows. For threading, drill a hole 1 in a part 15 with a drill 1 and drill it with a tap 2 in drilling modes with a rotational speed n and an axial feed S (Fig. 8). In the process of drilling, the countersink 3 processes the inner chamfer in the hole at an angle of 45 °, compressing the telescopic spring 8. At the end of the passage, the tool is removed from the hole. The countersink continues to countersink the chamfer until it hits the tap. After withdrawal from the hole, the tool is shifted relative to the axis of rotation by a value of "e" equal to the height of the thread. This installation is performed automatically by shifting the toolholder on the spindle. Then, the spindle is informed of a slow rotation with a circular feed Scr matched with the axial S according to the condition: for 1 revolution of the spindle, the feed S is equal to the thread pitch. The countersink 3 continues to countersink the chamfer during slow rotation until the tap reaches its level.

Таким же образом можно нарезать резьбу в отверстиях значительно большего диаметра, чем у метчика, например на диаметре зенкера, соответствующем мелкой резьбе с шагом метчика.In the same way, it is possible to cut the thread in the holes of a much larger diameter than the tap, for example, on the diameter of the countersink corresponding to the fine thread with a tap pitch.

Другая операция - сверление и зенкерование большего диаметра в детали 16 осуществляется зенкером 3 с частотой вращения n и осевой подачей S (фиг.9). Зенкер снимает припуск при сжатой телескопической пружине 9 в прямом и обратном направлениях осевой подачи. Точность отверстия получается выше, чем после сверления.Another operation - drilling and countersinking of a larger diameter in the part 16 is carried out by a countersink 3 with a rotation frequency n and an axial feed S (Fig. 9). The vertical drill removes the allowance when the telescopic spring 9 is compressed in the forward and reverse directions of the axial feed. The accuracy of the hole is higher than after drilling.

Сверление глухого отверстия диаметром, равным диаметру метчика 2, осуществляется с частотой вращения n и подачей S (фиг.10). При зенковании фаски зенкером 3 частота вращения n повышается для сокращения времени снятия фаски и повышения качества отверстия.Drilling a blind hole with a diameter equal to the diameter of the tap 2, is carried out with a rotation frequency n and a feed S (figure 10). When countersinking a chamfer with a countersink 3, the rotation speed n increases to reduce the time of chamfering and improve the quality of the hole.

Обработка отверстия произвольного контура в детали 18 большего размера, чем диаметр инструмента, осуществляется при вращении инструмента с частотой n и подачах во взаимно перпендикулярных направлениях Sx и Sy, по своим величинам соответствующих контуру отверстия (фиг.11). Фрезерование контура осуществляется по прогрессивной схеме срезания припуска метчиком 2. Его режущие кромки равномерно чередуются по шагу и обеспечивают плавное резание. После фрезерования контурной поверхности обрабатывается внутренняя фаска зенкером 3 с тем же соотношением подач Sx и Sy при продвижении инструмента в осевом направлении S на заданную высоту фаски.The machining of a hole of an arbitrary contour in a part 18 larger than the diameter of the tool is carried out during rotation of the tool with a frequency n and feeds in mutually perpendicular directions Sx and Sy, which correspond in size to the contour of the hole (Fig. 11). The milling of the contour is carried out according to the progressive scheme for cutting the allowance with tap 2. Its cutting edges are evenly alternated in steps and provide smooth cutting. After milling the contour surface, the inner chamfer is machined with a countersink 3 with the same feed ratio Sx and Sy while moving the tool in the axial direction S to the specified chamfer height.

Комбинированный осевой инструмент является многофункциональным и предназначен для обработки контурных поверхностей и отверстий в корпусных деталях, а также для нарезания резьб в открытых или в предварительно обработанных глухих отверстиях. Он позволяет сократить время технологических операций за счет уменьшения холостого времени на смену инструментов и продолжительности переходов. Применение двухсторонних режущих лезвий вдвое увеличивает стойкость инструмента.The combined axial tool is multifunctional and is designed for machining contour surfaces and holes in body parts, as well as for threading in open or pre-machined blind holes. It allows you to reduce the time of technological operations by reducing idle time to change tools and the duration of the transitions. The use of double-sided cutting blades doubles the tool life.

Источники информацииInformation sources

1. Патент США №4651374, МПК В23С 5/20, 1987.1. US patent No. 4651374, IPC B23C 5/20, 1987.

2. Фрумин Ю.Л. Высокопроизводительный резьбообрабатывающий инструмент. Изд. 2-е. М.: Машиностроение, 1977. - 183 с. Стр.61, рис.45.2. Frumin Yu.L. High performance threading tool. Ed. 2nd. M .: Mechanical Engineering, 1977 .-- 183 p. Page 61, Fig. 45.

3. Патент РФ №2364478, МПК В23В 51/08. Комбинированный осевой инструмент. 2009.3. RF patent No. 2364478, IPC В23В 51/08. Combined axial tool. 2009.

4. Патент ФРГ №3516724, МПК В23В 51/08. BGS-Bohrer, 1986.4. German patent No. 3516724, IPC V23B 51/08. BGS-Bohrer, 1986.

Claims

1. A combined axial tool containing a drill tap, a countersink and a shank, characterized in that the drill tap has a shank with a non-circular section, and the countersink has a hole mating with it with a non-circular section and is mounted on it with the possibility of axial movement, between this, a compression spring is located between the countersink and the shank.

2. The tool according to claim 1, characterized in that the compression spring is made telescopic and mounted on a shank with overlapping turns in the direction from the countersink.

3. The tool according to claim 1, characterized in that the countersink has a housing with a base outer surface, and the hole in it is made stepped with a non-circular section that becomes cylindrical, in which the compression spring is located.

4. The tool according to claim 1, characterized in that the cutting teeth, at least the countersink, are made of two-blade and symmetrical profile.