SU576709A1

SU576709A1 - Device for drilling deep holes

Info

Publication number: SU576709A1
Application number: SU752192681A
Authority: SU
Inventors: Л.Л. Фрезинский; С.Л. Фрезинская
Original assignee: Волгоградский Политехнический Институт
Priority date: 1975-11-24
Filing date: 1975-11-24
Publication date: 1984-10-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЕРЛЕНИЯ ГЛУБО- ШХ ОТВЕРСТИЙ инструментом, включаю- ;1Одм режущий элемент с расположенной •в его основной плоскости упорной направл ющей планкой и стебель, св занный с приводом подачи, отличающеес тем, что, с целью коррекции направлени оси сверла, оно снабжено калибрующим резцом, соединенным с основным режущим элементом и взаимодействующим с упорной направл ющей планкой через перемычку, выполненную в виде перпендикул рной основной плоскости прорези и св занную с режущим элементом, а привод подачи снабжен установленным на ст1вб- ле механизмом циклического изменени подачи, выполненным в виде обоймы, несущей поводок-фиксатор, датчика дл подачи сигнала в начальный момент коррекции и кулачка с приводом вращени , соединенного с поводком- фиксатором.A DEVICE FOR DRILLING A DEEP-HOLE HOLE WITH A TOOL, INCLUDING; 1 OD, a cutting element with a stop guide bar located in its main plane and a stem associated with a feed drive, characterized in that, in order to correct the direction of the drill axis, it is provided with a calibrating a cutter connected to the main cutting element and interacting with the stop guide bar through a jumper made in the form of a perpendicular main plane of the slot and connected with the cutting element, and the feed drive is provided with m st1vb- les cyclic variations feed mechanism designed as a cage carrying the leash-lock sensor for supplying a signal at the initial time correction and a rotation drive cam coupled to povodkom- fixative.

Description

П 10 в 17 Изобретение относитс к области станкостроени и может быть использовано дл сверлени глубоких отверсти ) большой прот женности малых и средних диаметров с точным направлением отверстий, v, Известны устройства дл сверлени глубоких отверстий инструментом, включающим режзтций элемент с располо женной в его основной плоскости упор ной направл ющей планкой и стебель, св занный с приводом подачи lj . Недостатком этих устройств вл етс то, что они не обеспечивают кор рекцию положени инструмента и не устран ют увод отверсти . С целью устранени этих недостат;ков предлагаемое устройство снабже но калибрующим резцом, соединенным с основным режущим элементом и взаимодействующим с упорной направл ющей планкой через перемычку, выполненную в виде перпендикул рной основной плоскости прорези и св занную с режущим элементом, а привод подачи снабжен установленным на стебле меха низмом циклического изменени подачи выполненным в виде обоймы, несущей поводок-фиксатор, датчика дл подачи сигнала в начальный момент коррекции и кулачка с приводом вращени , соединенного с поводком-фиксатором. На чертеже изображено предлагаемо устройство. Устройство дл сверлени глубоких отверстий содержит сверло, включающее сверлильную головку и стебель, и механизм циклического изменени подачи сверла. Передн часть сверлильной голов 1 выполнена как режуще-калибрующа ча и содержит основной резец 2 с твердосплавной пластиной и калибрующий ре зец 3. Режуща кромка резца 2 распрост ран етс за ось сверла и обеспечиваетс при сверлении одностороннее сн тие ею металла по всему диаметру отверс ти , поверхность которого формообразуетс вершиной а этого резца. С противоположной стороны по отношени к основному резцу устанввлен калибрующий резец 3. 71л осуществлени им калибровани отверсти вершина расположена на рассто нии, равном диаметру обрабатываемого отверсти относительно вершины d резца 2 и вые тавлена по оси сверла на одном с нею уровне. Главный угол в плане дл резца 3 принимаетс заведомо большим по сравнению с основным резцом с тем, чтобы при сверлении не происходило деление срезаемого сло по толщине между противоположно расположенными режущими кромками основного и калибрующего резцов (целесообразно прин тие главного угла в плане дл резца 3 больше 90 ). Режуще-калибрующа часть сверлильной головки 1 соединена с ее. основанием перемычкой, образованной прорезью К . Прорезь К выполнена перпендикул рно основной плоскости так, что упорна направл юща планка А сверлильной головки, размещенна в основной плоскости напротив резца 2, остаетс закрепленной на оснований .головки. Сечение перемычки ослаблено в срар нении с основным сечением корпуса сверлильной головки, что обеспечивает консольное закрепление режуще-калибрующей части на основании, а выполнение прорези/ перпендикул рно основной плоскости создает возможность поперечного отжати резцов в диаметральном сечении, совпадающем с основной плоскостью. Втора направл юща планка 5, вл юща с базовой опорной планкой, воспринимающей при резании тангенциальную силу резани , закреплена на корпусе сверлильной головки к плоскости, перпендикул рной основной плоскости. Стебель 6 сверла закреплен в стеблевой бабке станка 7, снабженной приводами подачи сверла и его вращени . Дл сообщени стеблю сверла дополнительных осевых перемещений в процессе подачи инструмента, необходимых дл осуществлени коррекции направлени обрабатываемой поверхности, на свободном конце стебл 6 смонтирован механизм циклического изменени подачи. Стебель 6 зафиксирован в направл ющей . 8 с возможностью осевых его перемещений и опираетс на управл ющий кулачок 9 механизма циклического изменени подачи роликом 10, закрепленным на его конце. Дл прижати стебл 6 к кулачку 9 установлена пружина 11, дополн юща действие осевой составл ющей силы резани . Управл ющий кулачок торцового типа установлен на кронштейне 12. В исходном положении он зафикси.A 10 to 17 The invention relates to the field of machine-tool construction and can be used for drilling deep holes, large lengths of small and medium diameters with precise direction of holes, v. There are known devices for drilling deep holes with a tool including a cutting element with a core located in it. a hard guide bar and a stem associated with the feed drive lj. The disadvantage of these devices is that they do not correct the position of the tool and do not eliminate the withdrawal of the hole. In order to eliminate these drawbacks, the proposed device is supplied with a gage cutter connected to the main cutting element and interacting with the stop guide bar through a jumper made in the form of a perpendicular main plane of the slot and connected to the cutting element, and the feed drive is equipped with the stem of the feed cyclic change mechanism made in the form of a cage carrying a carrier-clamp, a sensor for giving a signal at the initial moment of correction and a rotational drive cam connected go with a leash-lock. The drawing shows the proposed device. A device for drilling deep holes includes a drill including a drilling head and a stem, and a mechanism for cycling the feed of the drill. The front part of the drilling head 1 is designed as a cutting-calibrating cup and contains a main cutter 2 with a carbide plate and a calibrating cutter 3. The cutting edge of the cutter 2 extends beyond the axis of the drill and provides, when drilling, a one-sided removal of metal throughout its hole diameter, the surface of which is shaped by the tip a of this cutter. A calibrating cutter 3 is installed on the opposite side with respect to the main cutter. 71l of the aperture is calibrated, the apex is located at a distance equal to the diameter of the hole being machined relative to the apex d of the cutter 2 and the left is tapped along the drill axis at the same level as it. The main angle in the plan for the cutter 3 is assumed to be obviously large compared to the main cutter so that when drilling does not divide the cutting layer in thickness between opposite cutting edges of the main and gage cutters (it is advisable to accept the main angle in plan for the cutter 3 more than 90 ). The cutting-calibrating part of the drilling head 1 is connected to it. the base of the jumper formed by the slot K. The cutout K is made perpendicular to the main plane so that the stop guide bar A of the drilling head located in the main plane opposite the cutter 2 remains fixed to the bases of the head. The cross section of the jumper is weakened in comparison with the main section of the drill head body, which provides console mounting of the cutting-calibrating part on the base, and making the slot / perpendicular to the main plane makes it possible to cross the cutters in a diametrical section coinciding with the main plane. The second guide bar 5, which is a base support plate that receives the tangential cutting force when cutting, is fixed on the body of the drilling head to a plane perpendicular to the main plane. The stem 6 of the drill is secured in the stem headstock of the machine 7, equipped with drives for feeding the drill and its rotation. In order to communicate the drill stem with additional axial movements during the tool feeding process, which are necessary for correcting the direction of the surface to be machined, a feed cycling mechanism is mounted on the free end of the stem 6. The stem 6 is fixed in the guide. 8 with the possibility of axial displacements thereof and rests on the control cam 9 of the mechanism for cycling the feed with a roller 10 fixed on its end. To press the stem 6 to the cam 9, a spring 11 is installed, supplementing the action of the axial component of the cutting force. The control cam of the face type is mounted on the bracket 12. In the initial position, it is fixed.

рован так, что ролик 10 расположен в начале подъема кривой рабочего профил кулачка.9.The roller 10 is located at the beginning of the rise of the cam working profile.

Дл вращени кулачка 9 в период коррекции направлени инструмента предусмотрен привод 13, вращание с которого передаетс через -зубчатые колеса 14 и муфту 15. Дл фиксации положени кулачка 9 и соединени его со стеблем 6 предназначен поводок-фиксатор 16, введенный в паз, вьг полненный во фланце 17, скрепленном с кулачком 9.In order to rotate the cam 9 during the period of correction of the tool direction, an actuator 13 is provided, the rotation of which is transmitted through the gear wheels 14 and the clutch 15. To fix the position of the cam 9 and connect it to the stem 6, a retainer lead 16 is inserted into the groove, all the way into the flange 17, fastened with a cam 9.

Датчик 18 фиксирует положение инструмента при сверлении и подающим сигнал в начальный момент коррекции направлени обрабатываемой поверхности при изгибе стебл сверла в результате увода отверсти .Sensor 18 fixes the position of the tool when drilling and giving a signal at the initial moment of correcting the direction of the work surface during bending of the drill stem as a result of withdrawing the hole.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В процессе сверлени отверсти не вращающимс сверлом во вращающейс заготовке 19 планка 5 и 4 сверлильной головки 1 скольз т по обработанному участку отверсти и направл ют сверло. Режуща пластина резца 2 производит одностороннее сн тие металла , а возникающее при этом поперечное отжатие режуще-калибрующей части сверлильной головки воспринимаетс и уравновешиваетс упорной планкой 4. При работе без коррекции резец 3 стружку не срезает, а сколь зит по обрабатываемой поверхности.During the drilling process of the non-rotating drill hole in the rotating workpiece 19, the strip 5 and 4 of the drill head 1 slides over the machined section of the hole and guides the drill. The cutting plate of the cutter 2 produces one-sided removal of metal, and the resulting transverse squeezing of the cutting-calibrating part of the drilling head is perceived and balanced by the stop bar 4. When working without correction, the cutter 3 does not cut the chips, but slides on the treated surface.

При уводе оси обрабатываемого отверсти с геометрической оси вращени заготовки сверло начинает раскачиватьс . В момент, когда сверло предельно отклонитс вверх, по сигналу, поступающему от датчика 18, включаетс механизм циклического изменени подачи. При этом поводок-фиксатор 16 выводитс из про{)ези фланца 17, одновременно муфта 15 включаетс и вращение от привода 13 передаетс через зубчатые колеса 14 и через неена кулачок 9 механизма циклического изменени пбдачи.When the axis of the machined hole moves away from the geometric axis of rotation of the workpiece, the drill begins to swing. At the moment when the drill is maximally upward, the feed cycling mechanism is activated by the signal from the sensor 18. In this case, the locking latch 16 is removed from the pro- ject of the flange 17, at the same time the clutch 15 is turned on and the rotation from the actuator 13 is transmitted through the gears 14 and through the non-Yen the cam 9 of the pd-locking mechanism.

По мере вращени кулачка 9 сверлу стебель 6 которого опираетс роликом 10 на профилированный его торец, сообщаетс следующий цикл. За полоборота заготовки 19 происходит быстро нарастающее осевое смещение сверла вперед и такой же возврат в исход нов положение, причем максимальное перемещение сверла вперед совмещаетс с моментом увода оси отверсти вAs the cam 9 rotates, the stem stub 6 of which is supported by the roller 10 on its profiled end, the next cycle is reported. For half a turn of the workpiece 19, there is a rapidly increasing axial displacement of the drill forwards and a similar return to the initial position, with the maximum forward movement of the drill aligned with the moment the axis of the hole in the

сторону режущей кромки резца 2. За счет упругого отжати режуще-калибрующей части головки 1 рабоча кромка резца 2 смещаетс к оси сверла. Сохранение диаметрального размера обрабатываемой поверхности обеспечиваетс при отжатии резцом 3, внедр ющимс в противоположную сторону отверсти на ту же величину (при отсутствии резца 3 поперечное отжатие резца 2 вызвало бы уменьшение диаметра отверсти в зоне коррекции). Это обеспечивает смещение обрабатываемой поверхности на данном участке в сторону геометрической оси вращени заготовки на величину поперечного отжати рабочих кромок резцов.the side of the cutting edge of the cutter 2. Due to the elastic release of the cutting and calibrating part of the head 1, the working edge of the cutter 2 is displaced to the axis of the drill. Maintaining the diametrical size of the surface to be machined is provided when the cutter 3 depresses, penetrating the hole in the opposite direction by the same amount (in the absence of the cutter 3, lateral unwinding of the cutter 2 would reduce the diameter of the hole in the correction zone). This ensures that the machined surface in this area is shifted toward the geometric axis of rotation of the workpiece by the amount of lateral pressing of the working edges of the incisors.

Затем производитс одностороннее срезание металл а, оставшегос при этом в центральной части с противоположной стороны отверсти в течение следующих (Z - 0,5) оборотов заготовки 1, приход щихс на остальную часть первого цикла коррекции (где 2 - число полных оборотов заготовки в течение которых производитс цикл коррекции). Обработка при этом ведетс путем выхаживани противоположной стороны отверсти при вновь уменшенной подаче.Then, one-sided cutting of metal a is performed, the hole remaining in the central part on the opposite side during the next (Z = 0.5) revolutions of the workpiece 1, falling to the rest of the first correction cycle (where 2 is the number of full revolutions of the workpiece during a correction cycle is made). The treatment is carried out by nursing the opposite side of the hole with the newly reduced feed.

Число оборотов кулачка 9 при включении механизма коррекции принимаетс в Z раз меньшим, чем число оборотов заготовки 19.The speed of the cam 9 when turning on the correction mechanism is assumed to be Z times smaller than the number of revolutions of the workpiece 19.

При последующем вращении в начале второго цикла коррекции крива подъема рабочего профил кулачка 9 вновь подходит к опорному ролику 10 стебл 6, и цикл работы повтор етс . Величина смещени обрабатьгеаемой поверхности , осуществл емого предлагаемым устройством, с каждым циклом уменьшаетс и при каком-то цикле становитс равной нулю. Однако при дальнейшем продвижении сверла ввод упорной направл ющей планки 4 в зону коррекции вызовет повторное такое же смещение обр атываемой поверхности. Это повтор етс и при дальнейшем продвижении сверла, пока общее его смещение не обеспечит совмещение оси инструмента с геометрической осью вращени заготовки7 т.е. пока увод отверсти не будет полностью устранен. Тогда дл вькода из зоны коррекции вновь включаетс механизм циклического изменени подачи со смещением по фазе в ISO, вызьта $ щий поперечное отжатие режущей части головки сверла в противоположную сторону, полностью компенсирующее смещение обрабатываемой поверхности при очередном копировании продольного профил отверсти в «воне коррек ции планкой 4. Таким образом, регулированием пода исверла с помощью механизма циклического ее изменени осуществл ют- с поперечные отжатй режуще-калибрующей части сверла и обеспечиваетс коррекци направлени обрабатываемого отверсти иа заданную величину (обща величина коррекции определ етс ее длительностью), Поскольку ко рекци может начинатьс с любого углового положени заготовки, то .она осуществима в любом направлении (в любом диаметральном сечении). Устройство может быть применено и при сверлении вращающимс сверлом невращающейс и вращающейс заготовки (при встречном вращении сверла). 8этих случа х числа оборотов кулачк 9принимаютс в соответствии со следующим. Кулачок 9 должен повторить цикл коррекции через Z, полных оборотов сверла 1, т.е. при вращении его в сторону вра|5ени сверла за тот же цикл (за Z оборотов сверла) .ему сле а,ует сообщить 2 + 1 оборотов. Име это в виду, получим, что число обоipoTOB управл ющего кулачка 9 должно |равн тьс . flw i T o6|MHH) 9 где Ч - относительные обороты сверла 1 (при сверлении невращающегос .издели 19 - это число оборотов свёрща , апри сверлении вращающейс заготовки с встречным вращением сверла - это суммарные обороты заготовки и сверла). В услови х вращени сверла измен етс характер работы поводка-фиксатора 16. В период работы без коррекции йаправлени отверсти , когда сверл т отверстие невращающимс сверлом, поводок-фиксатор 16 удерживает кулачок 9 от вращени , при сверлении отверсти вращающимс сверлом он, по-прежнему, соедин кулачок 9 со стеблем 6 сверла, ведет его как поводок, враща вместе со сверлом. Применением описаного устройства впервые решаетс задача коррекции направлени инструмента в области глубокого сверлени отверсти малого и среднего диаметра с целью сохра« « пр молинейности отверсти . Повышение точности сверлени обеспечиваетс без снижени производительности и стойкости инструмента. Коррекци может производитьс в любом направлении на заданную величину смещени оси отверсти . Предлагаемое устройство обеспечивает повьшение точности и качества обработки при глубоком сверлении отверстий большой прот женности и может быть использовано дл сверлени глубоких отверстий малого и среднего диаметра (например, до 40 мм).During subsequent rotation at the beginning of the second cycle of correction, the rise curve of the working profile of the cam 9 again approaches the support roller 10 of the stem 6, and the cycle of operation repeats. The offset of the surface to be machined by the proposed device decreases with each cycle and becomes zero at some cycle. However, with further advancement of the drill, insertion of the stop guide bar 4 into the correction zone will cause the same displacement of the surface to be re-drawn. This is repeated with further advancement of the drill until its total displacement ensures the alignment of the tool axis with the geometric axis of rotation of the workpiece 7, i.e. until withdrawal of the hole is completely eliminated. Then for the code from the correction zone, the feed cyclic change mechanism with phase shift in ISO is again activated, causing the transverse pressing of the cutting part of the drill head in the opposite direction, which completely compensates the offset of the surface to be processed during the next copy of the longitudinal profile of the hole in the correction with the strap 4 Thus, by adjusting the hearth of the drill, using its cyclic change mechanism, the transverse pressed and calibrating part of the drill is carried out and correction is provided. The direction of the hole being machined and a predetermined value (the total amount of correction is determined by its duration). Since the correction can start from any angular position of the workpiece, it is feasible in any direction (in any diametrical section). The device can also be used when drilling with a rotating drill of a non-rotating and rotating workpiece (with counter-rotation of the drill). In these cases, the speed of the cam 9 is adopted in accordance with the following. The cam 9 must repeat the correction cycle through Z, the full revolutions of the drill 1, i.e. when rotating it in the direction of the drill for the same cycle (for Z revolutions of the drill). Next, report 2 + 1 revolutions. Having this in mind, we obtain that the number of aboutpoTOB control cam 9 must be | equal. flw i T o6 | MHH) 9 where H is the relative rotational speed of the drill 1 (when drilling non-rotating, product 19 is the number of revolutions of the drill, while drilling a rotating workpiece with opposite rotation of the drill is the total rotation of the workpiece and the drill). Under the conditions of rotation of the drill, the mode of operation of the driver-fixer 16 changes. During the period of work without correcting the direction of the hole, when the hole is drilled with a non-rotating drill, the holder-clamp 16 keeps the cam 9 from rotating, while drilling the hole with a rotating drill, connecting the cam 9 with the stem 6 of the drill, leads it as a leash, rotating it along with the drill. The application of the described device is the first to solve the problem of correcting the direction of the tool in the area of deep drilling of a small and medium diameter hole in order to maintain the straightness of the hole. Improved drilling accuracy is achieved without sacrificing productivity and tool life. Correction can be made in any direction by a given amount of displacement of the axis of the hole. The proposed device provides an increase in the accuracy and quality of processing with deep drilling of large holes and can be used for drilling deep holes of small and medium diameter (for example, up to 40 mm).

Claims

: DEVICE FOR DRILLING DEEP HOLES with a tool including a cutting element with a stop guide bar located in its • main plane and a stem connected to the feed drive, characterized in that, in order to correct the direction of the drill axis, it is equipped with a calibrating cutter connected to the main cutting element and interacting with a persistent guide bar through a jumper made in the form of a slot perpendicular to the main plane and connected with the cutting element, and the feed drive is equipped with an installed on the stalk ·, by the mechanism of cyclic feed changes, made in the form of a cage carrying a lead-latch, a sensor for signaling at the initial moment of correction and a cam with a rotation drive connected to the latch clamp.