SU1419819A1

SU1419819A1 - Tool for boring deep holes

Info

Publication number: SU1419819A1
Application number: SU874216076A
Authority: SU
Inventors: Николай Семенович Силин
Original assignee: Ленинградский механический институт им.Маршала Советского Союза Устинова Д.Ф.
Priority date: 1987-03-24
Filing date: 1987-03-24
Publication date: 1988-08-30

Abstract

Изобретение относитс к обработке металлов резанием и может быть использовайо при сверлении и растачивании глубоких точных отверстий. Целью изобретени вл етс повышение качества обработки путем повьшени статической и динамической устойчи вости инструмента в обрабатываемом отверстии. Резцова головка 1 закреплена на несущей трубе 2, в которой размещен распределитель потока рабочей жидкости, выполненный в виде частей труб 3 и 4 и чередующихс упругих элементов 5 и 6 различной жесткости . На резцовой головке I и на несущей трубе 2 вьтолнены гидростатические карманы а и б. При продольном перемещении отрезков труб 3 и 4 последовательно совмещаютс отверсти е и в, что создает в процессе обработки дополнительные опоры, а осевое усилие распределител потока рабочей жидкости на резцовую головку разгружает несущую трубу 2 от осевой составл ющей силы резани . 5 ил. Ф (ЛThe invention relates to metal cutting and can be used when drilling and boring deep precise holes. The aim of the invention is to improve the quality of processing by increasing the static and dynamic stability of the tool in the machined hole. The cutting head 1 is fixed on the carrier pipe 2, in which the distributor of working fluid flow is arranged, made in the form of parts of pipes 3 and 4 and alternating elastic elements 5 and 6 of different stiffness. On the cutting head I and on the carrier tube 2, hydrostatic pockets a and b are filled. With the longitudinal movement of the lengths of pipes 3 and 4, the apertures and b are successively aligned, which creates additional supports during processing, and the axial force of the working fluid flow distributor to the cutting head unloads the carrier pipe 2 from the axial component of the cutting force. 5 il. F (L

Description

I I

5 е5 e

Фиг. /FIG. /

Изобретение относитс к обработке металлов резанием и может быть использовано при сверлении и раста- чивании глубоких точных отверстий. Целью изобретени вл етс повышение качества обработки путем повышени статической и динамической устойчивости инструмента в обрабаты- ваемом отверстии.10The invention relates to metal cutting and can be used in the drilling and development of deep, precise holes. The aim of the invention is to improve the quality of processing by increasing the static and dynamic stability of the tool in the machined hole.

На фиг,1 представлен инструмент с местным сечением по его оси, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - узел креплени инструмента на фиг. на станке на фиг.4. - рас- 15 четна схема инструмента; на фиг,5 - графическа зависимость перемещений отдельных частей ( сО ) от действующей осевой силы (Р), создаваемой с помощью диска (фиг.З) узла креплени 20 инструмента на станке.Fig, 1 shows a tool with a local section along its axis, a general view; figure 2 is a view of And figure 1; FIG. 3 shows the assembly of the tool in FIG. on the machine in figure 4. - calculation scheme of the instrument; Fig. 5 shows a graphical dependence of the movements of individual parts (SO) on the acting axial force (P) created by the disk (Fig. 3) of the attachment point 20 of the tool on the machine.

Инструмент дл растачивани глубоких отверстий содержит резцовую головку 1, закрепленную на несущей трубе 2, и распределитель потока ра- 25 бочей жидкости, выполненный из двух частей отрезков труб 3,4 и чередую- 1ЦИХСЯ упругих элементов 5 и 6, установленных между торцами этих отрезков . На резцовой головке 1 и несу- 30 щей трубе 2 выполнены гидростатические кармаьы а и б. Они св заны посредством отверстий в, расположенных по окружности равномерно в поперечных сечени х инструмента и по 35 длине инструмента, с каналом г подвода рабочей жидкости. Канал г подвода выполнен во внутренней полости трубы 2 и отрезков труб 3 и 4. Отверсти в в поперечном сечении 40 выполнены в несущей трубе не менее трех и равномерно расположены по окружности через 120°, Упругие элементы 5 и 6 выполнень в виде цилиндрической прорезной пружины, котора 45 по торцам скреплена с отдельными част ми 3 и 4 с помощью выступа д и соответствуюпхего паза в торце этих частей (фиг.2).The tool for boring deep holes contains a cutting head 1 mounted on a support pipe 2 and a working fluid flow distributor made of two parts of pipe sections 3,4 and alternating 1 CRIME elastic elements 5 and 6 installed between the ends of these sections. Hydrostatic pockets a and b are made on the cutting head 1 and the supporting pipe 2. They are connected by holes in, circumferentially evenly distributed in the cross sections of the tool and 35 tools long, with a channel g for supplying the working fluid. The supply channel g is made in the inner cavity of the pipe 2 and pipe sections 3 and 4. The holes in cross section 40 are made in the carrier pipe at least three and are evenly circumferentially 120 ° apart. The elastic elements 5 and 6 are made in the form of a cylindrical slotted spring, which, 45 at the ends, is fastened with parts 3 and 4 by means of a protrusion d and corresponding to its groove in the end of these parts (figure 2).

5050

Гидростатические карманы а и б выполнены в виде цилиндрических канавок скругленным поперечным сечением . На отрезках труб 3 и 4 выполнены радиальные отверсти е, соедин ющие канал г подвода рабочей среды и отверсти в на несущей тру- бе 2. Жесткость каждого упругого элемента С, С , Cj выбрана отличной от жесткости других элементов, чтоThe hydrostatic pockets a and b are made in the form of cylindrical grooves with a rounded cross section. On the sections of pipes 3 and 4 there are radial holes e connecting the channel g for supplying the working medium and the holes in on the carrier tube 2. The stiffness of each elastic element C, C, Cj is different from the rigidity of other elements, that

00

5 0 50

5 0 5 0 5 5 0 5 0 5

00

обеспечивает при изменении сжинающего усили , приложенного к отрезку трубы 4 со стороны силового механизма , последовательное совмещение (или перекрывание) отверстий е с проходными отверсти ми в, выполненными на несущей трубе 2.provides, when changing the compressive force applied to the length of pipe 4 on the side of the force mechanism, sequential alignment (or overlapping) of the holes e with the through holes in the holes made on the supporting pipe 2.

Инструмент крепитс на станке с помощью корпуса 7 и резьбовой части, выполненной на несущей трубе 2. При этом в корпусе 7 размещен механизм дл создани усилий сжати набора из отрезков труб 3,4 и упругих элементов 5,6, Механизм выполнен, например из герметизированной цилиндрической полости и, ограниченной диском 8 и крышкой 9. Полость и св зана с каналом г подвода рабочей среды (жидкости), а диск 8 кинематически соединен с отрезком трубы 4. Полость, и герметизирована с помоп1ью уплот- нительных колец, расположенных в сопр жени х диска 8 с корпусом 7 и крышки 9 с входным патрубком диска 8.The tool is mounted on the machine with the help of the housing 7 and the threaded portion made on the carrier pipe 2. In this case, the housing 7 contains a mechanism for creating compression forces for a set of pipe sections 3.4 and elastic elements 5.6. The mechanism is made, for example, of a sealed cylindrical the cavity and, bounded by the disk 8 and the cover 9. The cavity is connected to the channel g for supplying the working medium (liquid), and the disk 8 is kinematically connected to the pipe section 4. The cavity is sealed with the help of sealing rings arranged in conjunction disk 8 with case 7 and cover 9 with the inlet of the disk 8.

Инструмент дл растачивани глубоких отверстий работает следующим образом .The tool for boring deep holes works as follows.

Корпус 7 инструмента закрепл ют в подающей каретке станка с помощью патрона или другого устройства. В начале обработки отверсти заготовки отверсти в на несущей трубе 2 перекрыты поверхностью отрезков труб 3 и 4, а упругие элементы 5 и 6, соединенные посредством выступов д с этими част ми, наход тс в свобод- ном от нагрузки состо нии. При этом канал БО, соедин ющий гидростатический карман а с каналом г в зоне резцовой головки 1, остаетс свободным дл поступлени рабочей жидкости. В начале врезани резцовой головки 1 в торец заготовки рабоча жидкость от насосной станции поступает только в гидростатический карман а.The tool body 7 is secured in the feed carriage of the machine using a cartridge or other device. At the beginning of processing, the openings of the blank in the carrier tube 2 are covered with the surface of the lengths of tubes 3 and 4, and the elastic elements 5 and 6, connected by projections with these parts, are in the unloaded state. At the same time, the BO channel connecting the hydrostatic pocket a with the channel g in the area of the cutting head 1 remains free for the supply of the working fluid. At the beginning of the incision of the incisal head 1 at the end of the workpiece, the working fluid from the pumping station enters only the hydrostatic pocket a.

Поток рабочей жидкости, подаваемый под минимальным давлением в канал г, направл етс в зону резани а режуща головка базируетс в кондукторной втулке направл ющего устройства . Величина минимального давлени рабочей жидкости определ етс услови ми охлаждени зоны резани инструмента и удалени образующейс стружки по направлению его движени . Затем давление подаваемой рабочей жидкости после прохода некоторогоThe flow of working fluid supplied under minimum pressure into the channel g is directed to the cutting zone and the cutting head is based in the guide sleeve of the guide device. The magnitude of the minimum pressure of the working fluid is determined by the conditions for cooling the cutting area of the tool and removing the formed chips in the direction of its movement. Then the pressure of the supplied working fluid after passage of some

рассто ни увеличивают, что приводит к по влению осевой сжимающей силы Р, действующей на отрезок трубы 4, Возникновение осевой силы Р обусловлено тем, что герметизированна полость и соединена с тем же каналом г дл подвода жидкости.the distances increase, which leads to the appearance of an axial compressive force P acting on a section of pipe 4. The emergence of an axial force P is due to the fact that the sealed cavity is connected to the same channel g for supplying liquid.

Активна площадь диска 8 и величина давлени поступающей в полость и жидкости пропорционально определ ют величину создаваемого усили сжати отрезков труб 3,4 и упругих элементов 5 и 6.The active area of the disk 8 and the magnitude of the pressure of the fluid entering the cavity and the fluid determine proportionally the magnitude of the generated compression force of the tube sections 3.4 and the elastic elements 5 and 6.

Увеличение осевой сжимающей силы Р приводит к сжатию упругих элементов 5,6 и соответственно к перемещени м отрезков труб 3 и 4 относительно несущей трубы 2, на которой закреплена резцова головка 1. При этом проходное отверстие е, совмещаетс с отверстием в ив гидростатический карман б поступает рабоча жидкость. Поток рабочей жидкости исход щий через эти отверсти в и е, под воздействием давлени создает силы, действие которых направлено радиально к центру труб инструмента . Благодар тому, что Тйдравлические силы реакций, исход щих из равномерно.расположенных по окружно- сти потоков, равны между собой, происходит центрирование несущей трубы 2 инструмента в данном сечении по оси обрабатываемого.отверсти .An increase in the axial compressive force P leads to compression of the elastic elements 5,6 and, accordingly, displacements of the sections of pipes 3 and 4 relative to the supporting pipe 2, on which the cutting head 1 is fixed. working fluid. The flow of the working fluid outgoing through these holes b and e, under the influence of pressure, creates forces whose action is directed radially to the center of the pipes of the tool. Due to the fact that the Hydraulic forces of the reactions emanating from the flows uniformly distributed around the circumference, are equal to each other, the carrier pipe 2 of the tool is centered in this section along the axis of the hole being machined.

Другие входные отверсти в и в перекрыты дл поступлени рабочей жидкости из канала г, обеспечивают предохранение рабочей зоны станка от разбрызгивани жидкое- ти и снижают потери давлени рабочей жидкости в магистрале подвода.Other inlets in and in are blocked for the flow of working fluid from the channel g, provide protection of the working area of the machine from splashing of the liquid and reduce the loss of pressure of the working fluid in the supply line.

.При дальнейшем увеличении давлени в канале г инструмента и соответственно силы сжати Р поочередно вступают в действие остальные гидростатические карманы, вьтолненные по длине инструмента. Подключение этих карманов б производ т при их прохождении через передний торец заго. With a further increase in the pressure in the channel g of the tool and, accordingly, the compressive force P, the remaining hydrostatic pockets filled by the tool length alternately take effect. The connection of these pockets is made when they pass through the front end

товки. Поочередное включение гидростатических карманов б осуществл етс за счет совмещени отверстийtovki. The alternating inclusion of hydrostatic pockets b is accomplished by aligning the holes

11„ . и II IIeleven" . and II II

е и вe and in

о ) about )

с выходными отверсти миwith outlets

на несущей трубе. Благодар тому, что жесткость каждогоon the carrier pipe. Thanks to the rigidity of each

5 0 5 О 5 0 5 About

0 0

5 five

5five

00

5five

(С , С, Сз) упругого элемента 5 и 6 выполнена отличной от жесткости других элементов и они и.меют pasHi ie перемещени d, /j, d j при действии осевой сжимающей силы Р, .(C, C, C3) elastic elements 5 and 6 are made different from the rigidity of other elements and they have pasHi i move d, / j, d j under the action of the axial compressive force P,.

Эффект от использовани изобретени состоит в том, что обеспечиваетс повышение качества обработанных отверстий и производительность их обработки. Реализаци сжимающего усили , создаваемого механизмом и приложенного к вспомогательным част м трубы, увеличивает статическую ус- тойчарость за счет разгрузки несущей трубы, а выполнение гидростатических карманов, расположенных равномерно по всей длине инструмента, позвол ет увеличить не только статическую, но и динамическую жесткость, т.е. виброустойчивость инструментальной системы станка. При этом устран етс искривление оси обработанных отверстий за счет уменьшени разворотов переднего конца длиномерного инструмента в обрабатываемом отверстии заготовки . Создаютс услови дл последовательного включени расположенных по длине инструмента гидростатических карманов в зависимости от глубины обработки отверстий в заготовках , а также одновременно увеличивать разгружающую осевую силу разгрузки , в зависимости от длины кон- сольНой части инструмента.The effect of using the invention is to improve the quality of the machined holes and the productivity of their processing. The implementation of the compressive force created by the mechanism and applied to the auxiliary parts of the pipe increases the static stress due to the unloading of the carrier pipe, and making hydrostatic pockets evenly spaced along the entire length of the tool allows increasing not only static but also dynamic stiffness. . vibration resistance of the machine tool system. This eliminates the curvature of the axis of the machined holes by reducing the turns of the front end of the long tool in the machined hole of the workpiece. Conditions are created for the sequential connection of hydrostatic pockets along the tool length, depending on the depth of machining of the holes in the workpieces, and at the same time increasing the unloading axial unloading force, depending on the length of the tool.

Claims

Invention Formula

A tool for boring deep holes containing a hydrostatic pockets raztsuyu head, a carrier pipe and a distributor of working fluid flow placed in it, characterized in that, in order to improve the quality of processing, radial holes and hydrostatic pockets are made along the carrier pipe, and the working fluid flow distributor is made in the form of parts of pipes with radial holes and elastic elements, moreover, elastic elements are installed between the ends of the pipes with the ability to: interact with after days, and the stiffness of each subsequent from the head of the elastic element is greater than the stiffness of the previous elastic element.

In id a

W / Z / Z /// ZW /// 7 ////

8 7

Fi.Z

Fi. five

()

H