Металлорежущие инструменты.
Металлорежущие инструменты. Родин П.Р.
Издательское объединение «Вища школа», 1974. – с.132–136.
КОМБИНИРОВАННЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ
Для совмещения операций или переходов при обработке
ступенчатых отверстий применяются всевозможные комбинированные инструменты. Наиболее распространенными комбинированными
инструментами для обработки отверстий являются ступенчатые сверла, зенкеры и развертки.
Эти инструменты применяются на сверлильных, револьверных, агрегатных станках и токарных полуавтоматах,
обеспечивая высокую производительность и простое обслуживание.
Комбинированные сверла (рис. 1) и зенкеры (рис. 2) при малом
перепаде диаметров ступеней, изготавливаются перешлифовкой обычных инструментов (рис. 1, а и 2, а). Такие
инструменты допускают сравнительно небольшое количество переточек, ограниченное длиной ступени малого диаметра.
Поэтому находят применение сверла и зенкеры с чередующимися зубьями (рис. 1, б и 2, б). У этих инструментов для
каждой режущей кромки создается прямая или винтовая канавка и соответствующая ей ленточка. Такие инструменты
допускают значительное число переточек, так как калибрующий
участок каждой ступени проходит по всей длине рабочей части.
Рисунок 1 – Комбинированные сверла
Конструируя инструменты с чередующимися зубьями, варьируя
глубиной, толщиной зубьев, угловым шагом, подбирают по возможности одинаковые углы впадин для того, чтобы при
фрезеровании канавок меньшее число раз менять угловые фрезы. У рассматриваемых инструментов с чередующимися
зубьями только калибрующая часть ступени наибольшего диаметра имеет цилиндрическую ленточку и обратную конусность.
Ленточки калибрующих частей других ступеней шириной 0,5–0,6 мм не имеют обратной конусности и затачиваются по всей
длине под вспомогательным задним углом, равным 5–6°. Для улучшения направления такие инструменты могут иметь
специальную цилиндрическую направляющую часть.
Для обработки сложных отверстий большого диаметра
применяются комбинированные 'инструменты со вставными
Рисунок 2 – Комбинированные зенкеры с винтовыми и прямыми канавками
зубьями. Эти зубья имеют фасонный профиль, соответствующий
профилю детали (рисунок 3). Используются инструменты с чередующимися зубьями, у которых каждый участок профиля
детали обрабатывается соответствующими зубьями относительно простой формы. На рисунок 4 показан такой насадной
комбинированный зенкер со вставными зубьями, предназначенный для одновременной подрезки торца большого диаметра
и зенкерования конических углублений.
Рисунок 3 – Многоступенчатый зенкер
При обработке отверстий используются также составные
комбинированные инструменты, которые представляют собой наборы простых инструментов, закрепленных на общей
оправке. Преимущества этих инструментов заключаются в простоте их изготовления и заточки, а также в возможности
легкой замены отдельных частей при их износе или поломке. Составной зенкер для обработкиторца и ступенчатого
отверстия состоит из трех инструментов закрепленных с помощью гайки на одной оправке (рисунок 5). Крутящий
момент различным инструментам набора передается поводковой частью оправки с помощью торцовых шпонок и
крестообразного поводка, размещенного на оправке между зенкерами.С целью улучшения направления инструмента
при обработке передняя направляющая часть снабжена двумя регулируемыми гайками, что позволяет обеспечивать
продольный ход инструмента взаданных пределах. Для закрепления в шпинделе сверлильного или расточного
станка предусмотрен конический хвостовик с отверстием под клин.
Рисунок 4 – Комбинированный зенкер со вставными чередующимися зубьями
Рисунок 5 – Набор зенкеров
Комбинированные инструменты для обработки
отверстий могут быть также разнотипными: сверла-зенкеры, зенкеры–развертки, сверла-метчики и др. Комбинированный
двузубый зенкер 4 со сверлом снабжен двумя зубьями с винтовой задней поверхностью, на которой в
шахматном порядке выполнены стружко–разделительные канавки (рисунок 6). В процессе эксплуатации
зенкер перетачивается только по плоской передней поверхности. Зенкер закрепляется на оправке 1 и центрируется
втулкой 3. Передача крутящего момента производится двумя штифтами 2, запрессованными в оправке. Инструмент
снабжается вставкой в виде короткого сверла 5 с цилиндрическим хвостом, заканчивающимся резьбой. Комбинированное
зенкер–сверло обеспечивает обработку отверстий 5–го класса точности, диаметром до 100 мм и длиной 2000 мм в
сплошном материале.
Рисунок 6 – Двузубый зенкер со сверлом
Широкие перспективы для совершенствования инструментов
открываются при комбинировании различных способов обработки, так как появляется возможность одновременного
использования преимуществ, свойственных различным технологическим процессам и инструментам. Примером такого
инструмента может служить сверло с уплотняющими ленточками (рисунок 7).
Рисунок 7 – Сверло с уплотняющими ленточками
Рассматриваемое сверло имеет две уплотняющие ленточки,
диаметр которых больше диаметра вспомогательных режущих кромок на величину .
В результате при обработке отверстия наряду со сверлением происходит заглаживание поверхности, что приводит
к повышению качества обработанной поверхности и стойкости инструмента.
Комбинированные инструменты могут также проектироваться
для того, чтобы сообщать режущим элементам дополнительные вращательные или прямолинейно-поступательные
перемещения, не предусмотренные кинематикой станка, что расширяет технологические возможности станков.
Так на рисунок 8 показан подобный инструмент для прорезки кольцевых канавок в глухих отверстиях. В тот
момент, когда упор 1 коснется дна отверстия, скользящая втулка 4 с резцедержателем 9 остановится, а
перемещающийся в направлении оси корпус 6 оправки, действуя на клин 8, вызовет поперечную подачу резцедержателя 9
с резцом и начнется прорезание канавки. При обратном перемещении корпуса 6 пружины 2 и 3 возвращают механизм
в исходное положение. Глубина прорезаемой канавки регулируется гайками 5 и 7.
Рисунок 8 – Инструмент для прорезки канавок в глухих отверстиях
Для растачивания вогнутой сферической поверхности можно
применять инструмент, изображенный на рисунок 9. При движении инструмента по направлению к детали торец втулки 5
упирается в торец детали 3, в то время как стержень 11 продолжает двигаться. Передний конец стержня имеет форму
вилки, на внутренней поверхности которой имеется наклонный паз 8. Резцедержатель 1 с укрепленным резцом 4 может
Рисунок 9 – Инструмент для прорезки канавок в глухих отверстиях
поворачиваться вокруг цапфы 2, смонтированной на втулке 9. При движении стержня относительно втулки ролик 7,
укрепленный на рычаге 6, будет перемещаться по наклонному пазу 8 и поворачивать резцедержатель вокруг цапфы.
В результате резец будет обрабатывать сферическую поверхность.
После окончания обработки под действием пружины 10 резцедержатель
отводится в первоначальное положение, и инструмент выводится из детали.
Комбинированные инструменты в большинстве случаев являются
специальными и применяются для обработки только определенных деталей. Они применяются, главным образом,
в серийном или массовом производстве. Число ступеней комбинированного инструмента для обработки фасонных
отверстий может доходить до шести. Ими могут обрабатываться соосные отверстия, находящиеся на некотором расстоянии
друг от друга, а также многоступенчатые отверстия сложного профиля.
При конструировании комбинированных инструментов важно обеспечить надежный
отвод стружки, так как иначе может произойти поломка инструмента при работе из-за пакетирования стружки в канавках.
Улучшить отвод стружки от зоны резания можно увеличением объема стружечных канавок, уменьшением числа зубьев,
увеличением угла наклона винтовых канавок, дроблением стружки, вымыванием стружки смазывающе-охлаждающей
жидкостью, подаваемой под давлением в зону резания. На пути движения стружки нельзя предусматривать в
конструкции инструмента различные преграды в форме уступов, кольцевых углублений и т. п., так как они могут
вызывать забивание канавок стружкой.
Линейные размеры комбинированных инструментов зависят от длины его
ступеней, что определяется конфигурацией обрабатываемого отверстия и принятой технологической схемой его обработки.
Для направления в работе комбинированные инструменты снабжаются специальной направляющей частью, что позволяет
повысить точность обработки.
Комбинированные инструменты имеют большую площадь контакта с
обрабатываемой заготовкой. При их применении, в результате больших суммарных сечений среза, возникают значительные
силы резания. Все это необходимо учитывать при конструировании таких инструментов и их эксплуатации.