SU1047615A2

SU1047615A2 - Apparatus for protecting tool from breakdown when working a bore

Info

Publication number: SU1047615A2
Application number: SU823419063A
Authority: SU
Inventors: Николай Семенович Силин; Станислав Константинович Плужников
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина И Ордена Красного Знамени Механический Институт
Priority date: 1982-02-05
Filing date: 1982-02-05
Publication date: 1983-10-15

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОХРАНЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА ОТ ПОЛОМОК ПРИ ОБРАБОТКЕ ОТВЕРСТИЙ по авт.св. № 795745, отличающеес тем, что, с целью повышени надежности, устройство снабжено упругой диафрагмой, установленной со стороны кольцевой мембраны, имеющей меньший диаметр средней окружности , и образуюш,ей вместе с ней герметичную полость, св занную с магистралью подвода смазочно-охлаждаюш,ей среды в зону резани .THE DEVICE FOR THE PROTECTION OF THE TOOL AGAINST BREAKDOWNS WHEN TREATING HOLES on the autor. No. 795745, characterized in that, in order to increase reliability, the device is provided with an elastic diaphragm installed on the side of the annular membrane, having a smaller diameter of an average circumference, and forming, together with it, a sealed cavity connected to the coolant supply line, medium to the cutting zone.

Description

S 8 S 8

(Л(L

О5 СП Ь Изобретение относитс к машинсктроению и может быть использовано на машиностроител1 )Ных заводах, св занных с обработкой отверстий. По основному а ВТ.св. № 795745 известно устройстводл предохранени режущего инстру мента от поломок на металлорежущих станках, выполненное из взаимно подвижных в осевом направлении корпуса и фланца, образующих между собой полость. заполненную упругой массой, нричем фланец жестко св зан с инструментодержателем , а корпус снабжен узлом креплени к бабке станка, а также датчика с подвижным элементом, соединенного с системой отк.-1ючени станка. Взаимно гтодвижные корпус и фланец св заны между собой с воз.можностью относительного перемещени разнесенными в осевом направлении кольцевы .ми мембрана.ми, имеющи.ми полость, заполненную упругой массой, и центрирующими фланец с корпусом. Средние окружности мембран имеют различные диаметры. В регистрирующем канале размещен подвижный элемент датчика, выполненный плавающим и взаимодействующий с герконовым датчико .м, соединенным с систе.мой отключени станка 1. Однако данна конструкци обеспечивает предохранение инструмента от поломок в процессе обработки, обусловленных только осевы.ми перегрузками от сил резани . Об зательны.м условие.м эффективного проведени процесса глубокого сверлени вл етс надежное удаление стружки, которое осуп1ествл етс но специально вьпюлненному в инструменте каналу потоком смазочно-охлаждающей среды (СОС). При неудовлетворительном отводе стружки по каналу образуютс ее скоплени , что вызывает поломку инструмента, резкое увеличение давлени СОС в магистрали подвода насосной станции и выход последней из стро . Целью изобретени вл етс повьинение надежности. Указанна цель достигаетс тем, что устройство дл предохранени инструмента от поломок при обработке отверстий, включающее взаимно подвижные корпус и фланец, образующие между собой полость, заполненную упругоймассой, причем фланец жестко св зан с инструментодержателем, а корпус снабжен узлом креплени к бабке станка, а также датчик с подвижны.м элементом , соединенный с системой отключени станка, снабженное герметизирующи.ми указанную полость кольцевыми мембранами , центрирующими и св зывающими с возможностью относительного перемещени фланец и корпус, причем средние окружности мембран имеют различные диа.метры, дополнительно снабжено упругой диафрагмой , установленной со стороны кольцевой мембраны, имеющей .меньший диаметр средней окружности, образующей герметичную полость, св занную с магистралью подвода смазочно-охлаждающей среды в зону резани . На фиг. 1 показано устройство с разрезом по оси; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1, с частичным разрезом; па фиг. 3 - схема сверлени глубоких отверстий с использованием устройства дл предохранени инструмента от поломок. Устройство состоит из цилиндрического пустотелого корпуса 1 с коническим хвостовиком дл креплени в подающей каретке 2 станка, фланца 3, в передней части которого размен;ен цанговый узел 4 креплени инструмента 5 (фиг. 1). Фланец 3 имеет возможность осевого перемещени относительно корпуса 1 устройства с помощью упругих мембран 6 и 7, разнесенных вдоль оси устройства. Мембраны ограничивают и герметизируют полость Б с упругой массой, а также центрируют фланец 3 относительно корпуса 1. Полость Б с упругой массой или токоподвод п1ей жидкостью св зана с регистрируюн им канало.м корпуса 1, ,в котором размещен элемент, выполненный при применении токоподвод щей жидкости, например , в виде щтыр 8, изолированного от корпуса 1 посредством втулки и имеющего контактную кле.мму с отводом & дл подключени в электрическую схему отключени станка. Второй отвод а осуществлен непосредственно от корпуса 1 устройства. Положение щтыр 8 относительно мейиска жидкости регулируетс с помощью крыщки 9. Полость В, образованна кольцевой мембраной 7 с меньщим диаметром средней окружности и упругой диафрагмой 10, св зана через щтуцерное соединение 11 (фиг. 2) гибкого щланга 12 (фиг. 3) с направл юпшм устройством 13 (маслоприемником). СОС подаетс в направл ющее устройство 13 от насосной станции 14. Посредством этого устройства 13 СОС направлена через кольцевой зазор, образованный наружной поверхностью инструмента 5 и обработанной поверхностью отверсти заготовки 15, Резани инструмента. Одновременно охлаждающей средой под давлением fJoc заполнена и полость В (фиг. 3). Диафрагма 10 полости В подпружинена в направлении подачи So каретки 2 станка дисковы .ми пружинами 16, сжатие которых осуществлено с помощью винтов 17 (фиг. 2), расположенных равномерно по окружности корпуса 1. Перед началом работы с устройством при включенной насосной станции 14 устанавливают при по.мощи винтов 17 и дисковых пружин 16 мембраны 6 и 7 в нейтральное среднее положение.O5 SP b The invention relates to machine construction and can be used in machine building plants for the processing of openings. On the main and VT.St. No. 795745 is known for protecting the cutting tool from breakage on machine tools, made of mutually movable in the axial direction of the body and the flange, forming a cavity between them. filled with an elastic mass, the flange is rigidly connected with the tool holder, and the case is equipped with a mounting unit for the machine headstock, as well as a sensor with a movable element connected to the open-system of the machine. Mutually moving body and flange are interconnected with the possibility of relative displacement of axially spaced annular membranes, having a cavity filled with an elastic mass, and centering the flange with the body. The average circumference of the membranes have different diameters. In the recording channel there is a movable sensor element, made floating and interacting with a reed sensor connected to the shutdown system of the machine 1. However, this design protects the tool from breakdowns during processing due to axial overloads from cutting forces. Compulsory conditions for efficiently performing a deep hole drilling process are reliable chip removal, which is confined to a channel of coolant lubricant (COS) that has been specially drilled into the tool. If the chip discharge is not satisfactory on the channel, it accumulates, which causes tool breakage, a sharp increase in the pressure of the COC in the supply line of the pumping station and the exit of the latter. The aim of the invention is to improve reliability. This goal is achieved by the fact that the device for protecting the tool from breakage when machining holes, including mutually movable body and flange, forming between them a cavity filled with elastic mass, the flange being rigidly connected to the tool holder, and the body equipped with an attachment unit to the machine headstock, and also a sensor with a movable element, connected to the machine shutdown system, equipped with annular membranes sealing the indicated cavity, centering and coupling with the possibility of relative The flange and housing, the middle circumferences of the membranes have different diameters, are additionally equipped with an elastic diaphragm installed on the side of the annular membrane, having a smaller diameter of the average circumference, forming a sealed cavity connected to the cutting zone. FIG. 1 shows a device with an axial section; in fig. 2 is a view A of FIG. 1, with a partial cut; pas figs. 3 is a diagram of drilling deep holes using a device for protecting the tool from damage. The device consists of a cylindrical hollow body 1 with a tapered shank for mounting in the feed carriage 2 of the machine, a flange 3, in front of which there is exchange; there is a collet 4 for fastening the tool 5 (Fig. 1). The flange 3 is axially displaceable relative to the device body 1 by means of elastic membranes 6 and 7 spaced apart along the axis of the device. The membranes limit and seal the cavity B with an elastic mass, and also center the flange 3 relative to the housing 1. The cavity B with an elastic mass or current lead with liquid is associated with the registered channel of the housing 1, in which the element made using the current-carrying liquids, for example, in the form of a pin 8, insulated from the housing 1 by means of a sleeve and having a contact plug with a tap & for connection to the electrical circuit shutdown of the machine. The second outlet is carried out directly from the housing 1 of the device. The position of the pin 8 relative to the Meisian fluid is regulated by means of the lid 9. The cavity B, formed by the annular membrane 7 with a smaller diameter of the average circumference and the elastic diaphragm 10, is connected through clamp connection 11 (Fig. 2) of the flexible hose 12 (Fig. 3) with direction device 13 (oil receiver). SOS is fed into the guide device 13 from the pumping station 14. Through this device 13 SOS is guided through an annular gap formed by the outer surface of the tool 5 and the treated surface of the hole in the workpiece 15, the Cutting tool. At the same time, the cooling medium under pressure fJoc is also filled with cavity B (Fig. 3). The diaphragm 10 of the cavity B is spring-loaded in the feed direction So of the carriage 2 of the machine-disk disc springs 16, which are compressed using screws 17 (FIG. 2) evenly spaced around the circumference of the housing 1. Before starting work with the device when the pumping station 14 is on, Screws 17 and disc springs 16 diaphragm 6 and 7 are in neutral middle position.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При увеличении осевого усили на инструмент в процессе обработки заготовки 15 выше предельного значени фланец 3, на котором закреплен с помощью цангового узла 4 инструмент 5, перемещаетс относительно корпуса 1 устройства, закрепленного в подающей каретке 2 станка (фиг. 3). Это перемещение определ етс величиной деформации мембран 6 и 7, а также диафрагмой 10 и пружиной 16. Осева жесткость каждого упругого элемента устройства подбираетс из следующих соображений:When increasing the axial force on the tool during the processing of the workpiece 15 above the limit value, the flange 3, on which the tool 5 is fastened with the aid of the collet 4, moves relative to the housing 1 of the device fixed in the feed carriage 2 of the machine (Fig. 3). This movement is determined by the amount of deformation of the membranes 6 and 7, as well as by the diaphragm 10 and the spring 16. The axial rigidity of each elastic element of the device is selected from the following considerations:

Q Q, Cj Cj 4- Ci , C4 СзQ Q, Cj Cj 4- Ci, C4 Сз

гдеС, иС2 - осевые жесткости мембраны 6, имеющей больщой диаметр D (фиг. 3) средней окружности упругого участка и мембраны 7 с меньщим диаметром d соответственно .where C, and C2 are the axial stiffnesses of the membrane 6, having a large diameter D (Fig. 3) of the average circumference of the elastic section and the membrane 7 with a smaller diameter d, respectively.

С иС -осевые жесткости диафрагмы 10 и пружины 16 соответственно .With IC - axial stiffness of the diaphragm 10 and spring 16, respectively.

Перемещение фланца 3 измен ет объем полости Б с размещенной в ней токопровод щей жидкостью. Вследствие выполнени мембран 6 и 7 с упругими участками разного диаметра средних окружностей и перемещени их соответственно корпуса 1 жидкость вытесн етс в регистрирующий канал и через штырь 8, закрепленный в крыщке 9 через изолированную втулку, замыкает электрическую цепь отключени станка. Под ключение устройства в электрическую схему осуществл етс посредством отводов а т ь. В процессе обработки отверсти заготовки 15 сое подаетс под давлением . от насосной станции 14 в направл ющее устройство 13 и далее поступает в зону резани инструмента 5. Затем вместе со стружкой сое отводитс по специально выполненному каналу. При этом СОС также поступает в полость В (фиг. 3 и 2), соединенную с направл ющим устройством 13 посредством гибкого щланга 12 и штуцерного соединени 11. При неудовлетворительном удалении стружки по каналу отвода инструмента 5 измен етс давление не только в магистрали отвода, но и соответственно в магистрали подвода СОС от насосной станции 14. Изменение давлени Fjoc обусловлено скоплением стружки в канале отвода или в зоне резани инструмента 5.Moving flange 3 changes the volume of cavity B with the conductive fluid placed in it. Due to the implementation of the membranes 6 and 7 with elastic sections of different diameters of the middle circles and moving them accordingly to the housing 1, the fluid is displaced into the recording channel and through the pin 8 fixed in the lid 9 through the insulated sleeve closes the machine shutdown circuit. The device is connected to an electrical circuit by means of tapping ata. In the process of processing the openings of the preform, 15 soy is fed under pressure. from the pumping station 14 to the guide device 13 and further enters the cutting zone of the tool 5. Then, together with the chips, the soy is withdrawn along a specially designed channel. At the same time, the COC also enters the cavity B (Fig. 3 and 2) connected to the guide device 13 by means of a flexible hose 12 and a choke connection 11. When the chips are not satisfactorily removed, the pressure in the tool outlet channel 5 changes not only in the drain line, but and, accordingly, in the line supplying the SOS from the pumping station 14. The change in pressure Fjoc is due to the accumulation of chips in the discharge channel or in the cutting zone of the tool 5.

0 Диафрагма 10 имеет возможность перемещать фланец 3 с усилием пропорциональным изменению давлени в магистрали подвода СОС и, соответственно, в полости В. При превышении предельной установленной величины давлени в полости В фланец 3, преодолева усилие пружины 16, перемещает также из нейтрального положени мембрану 6, котора имеет больщой диаметр средней окружности упругого участка. Перемещение мембраны 6 осуществл етс в0 The diaphragm 10 has the ability to move the flange 3 with a force proportional to the change in pressure in the supply line of the COC and, accordingly, in cavity B. When the limit value of pressure in cavity B is exceeded, flange 3, overcoming the force of the spring 16, also moves which has a large diameter of the average circumference of the elastic section. The movement of the membrane 6 is carried out in

0 противоположном направлении подачи каретки 2 станка (инструмента 5), пока не произойдет срабатывание электрической цепи отключени подачи и выключение насосной станции.0 in the opposite direction of the carriage 2 of the machine (tool 5) until the electrical supply cut-off circuit is activated and the pumping station is turned off.

Предложенное изобретение обеснечивает при выбранном соотнощении средних окружностей мембран и диафрагмы перемещение подвижного элемента или мениска токопровод щей жидкости в регистрирующем канале устройства с высокой точностью.The proposed invention makes it possible, at a selected ratio of the average circumferences of the membranes and the diaphragm, to move the moving element or meniscus of a conductive liquid in the recording channel of the device with high accuracy.

Устройство не имеет в сопр жени х подвижных частей переменных во времени условий эксплуатации сил трений, которые в значительной степени вли ют на стабильность и его чувствительность. Чувствительность предложенного устройства в 5-7 раз выше чувствительности известных устройств. The device does not have at its mates moving parts variable in time conditions of operation of friction forces, which greatly affect the stability and its sensitivity. The sensitivity of the proposed device is 5-7 times higher than the sensitivity of the known devices.

Надежность устройства повышаетс в два раза по сравнению с известным устройством , так как нар ду с контролем предельной величины осевого усили устройство обеспечивает предохранение инструмента от поломок из-за неудовлетворительного отвода стружки по каналу инструмента.The reliability of the device is increased twice as compared with the known device, since, along with the control of the limiting value of the axial force, the device ensures the protection of the tool from damage due to unsatisfactory chip removal through the tool channel.

Claims

DEVICE FOR PROTECTING THE TOOL FROM DAMAGES WHEN PROCESSING THE HOLE BY AUTS. No. 795745, characterized in that, in order to increase reliability, the device is equipped with an elastic diaphragm mounted on the side of the annular membrane having a smaller diameter of the middle circumference, and forming with it an airtight cavity connected with the line for supplying the cutting fluid to the cutting zone.