Результат интеллектуальной деятельности: Способ сверления сквозных отверстий в меди

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано при сверления глубоких отверстий в меди.

Известны способ сверления медных сплавов сверлом диаметром 20 мм с режимами обработки S_o=1,1 мм/об, V=25,0 м/мин, Р_от=9217 Н, N=2,5 кВт [Карта 1, С. 429, Общемашиностроительные нормативы режимов резания: Справочник: В 2-х т.: Т. 1 / А.Д. Локтев, И.Ф. Гущин, Батуев В.А. и др. - М.: Машиностроения, 1991. - 640 с.].

Аналогом изобретения является способ получения глубоких отверстий малого диаметра в деталях из мягкого материала (Патент RU 2416496 от 20.04.2011 Бюл. №11). Способ, включающий сверление с одного торца детали отверстия вращающимся и перемещающимся в осевом направлении инструментом. Для упрощения технологии получения глубоких отверстий и повышения производительности первоначально на всю глубину сверлят отверстие диаметром в 2-2,5 раза больше требуемого диаметра. Затем вставляют в полученное отверстие предварительно смазанный для последующего удаления стержень, диаметр которого соответствует требуемому диаметру отверстия. Затем производят обжатие детали цангой или обкатными роликами, после чего удаляют стержень из отверстия. В качестве стержня может быть использована стальная проволока.

Недостатком данного способа является невозможность применить этот способ для получения сквозных отверстий диаметром 20 мм и более, низкая производительность.

Прототипом изобретения является способ сверления глубокого отверстия в заготовке на универсальном токарном станке (Патент RU 2630732 от 12.09 2017 Бюл. №26). Заготовку закрепляют одним концом в патроне станка, а вторым - в люнете, сверлят наметочное отверстие, затем растачивают его с использование оправки. На место резцедержателя на суппорте устанавливают стебледержатель с открытым зажимным устройством. Один из стеблевых люнетов устанавливают на станину станка посередине между суппортом и заготовкой, а второй - зеркально за суппортом. Используют стебель коаксиальной конструкции. В задней части стебля выполняют ввод во внешнюю трубу и вывод из внутренней трубы, которые присоединяют к соответствующим патрубкам системы СОЖ. Стебель с патрубками перемещают в просверленное отверстие. После включения системы СОЖ посредством вращения патрона станка и подачи суппорта производят сверление. Обеспечивается сверление глубокого отверстия любой формы на токарном станке без использования специального оборудования в условиях единичного производства.

Недостатком данного способа является невозможность осуществить сверление сквозного отверстия диаметром 20 мм и более увод сверла, низкая производительность.

Задачей, на которую направлено изобретение, является усовершенствование способа сверления сквозных отверстий в меди, повышающее производительность сверления, уменьшение увода оси сверла относительно оси отверстия.

Технический результат - обеспечение стабильного и равномерного стружколомания, сокращение времени сверления отверстия.

Технический результат достигается тем, что способ сверления сквозных отверстий в меди, включающий сверление заготовки на станке, с помощью сверла глубокого сверления с использованием системы подачи и отвода смазочно-охлаждающей жидкости и выхода ее вместе со стружкой, при этом сверление осуществляют на универсальном горизонтально-расточном станке шнековым сверлом с частотой вращения сверла n=600-915 об/мин, при этом заготовку закрепляют на столе станка болтами и планками и подачу заготовки осуществляют столом со скоростью подачи стола S=120-125 мм/мин, после сверления отверстия на глубину, равную половине длины отверстия, стол с заготовкой поворачивают на угол 180 градусов, выверяют точность поворота с точностью до 0,1 мм и производят сверление отверстия с другого торца до его совпадения. Для охлаждения применялась эмульсия 5-10% в распыленном виде. Диаметр сверла 20-25 мм.

На обеспечение стабильного и равномерного стружколомания большое влияние оказывает скорость подачи стола и частота вращения сверла. Увеличение частоты вращения сверла более 915 об/мин и скорости подачи стола более 125 мм/мин приводит к поломке сверла, а уменьшение режимов ниже заявленных в изобретении к снижению производительности.

Сверление отверстий с поворотом стола позволяет обработать сквозные отверстия в меди длиной до 25 диаметров без поломки сверла и применения специальных устройств.

Использование эмульсии 5-10% в распыленном виде способствует лучшему формообразованию стружки и охлаждению сверла, благодаря уменьшению коэффициента трения при резании и улучшает качество обработанной поверхности.

Данные отличительные признаки позволяют повысить производительность и обеспечить стабильное и равномерное стружколомание.

На фиг. 1 приведен универсальный горизонтально-расточной станок. При заявляемом способе сверления заготовку 1 закрепляют на поворотном столе 2 горизонтально-расточного станка. Шпиндельную бабку 8 устанавливают на нужную высоту на колонне станка 7. Шнековое сверло 3 диаметром 20-25 мм, соединенное через водоприемник 5 со шпинделем 9 шпиндельной бабки 8 станка, получает вращение с частотой n=600-915 об/мин. После этого производят подачу стола с заготовкой со скоростью подачи S=120-125 мм/мин к вращающемуся сверлу 3 и сверлят отверстие на глубину 25-30 диаметров. Для охлаждения сверла и транспортировки стружки воздух из сети через шланги высокого давления 10 подают в установку СОЖ 4, водоприемник 5 и в распыленном виде подают на сверло 3 и в зону резания и по канавке удаляют стружку. После сверления отверстия на глубину, равную половине длины отверстия, стол с заготовкой поворачивают на угол 180 градусов, выверяют точность поворота с точностью до 0,1 мм и производят сверление отверстия с другого торца до его совпадения.

При такой последовательности осуществляемых операций даже при единичном производстве обеспечивается возможность процесса сверления сквозного отверстия в заготовке на универсальном горизонтально-расточном станке без применения при этом дополнительного специализированного оборудования, без увода оси сверла.

Примеры конкретного изготовления. Для сверления сквозных отверстий диаметром 20 мм на l=1600 мм были опробованы следующие режимы. Сверление проведено по описанному выше способу. Данные приведены в табл. 1.

Экспериментально установлено, что наибольшая производительность и стабильное и равномерное стружколомание при сверлении меди обеспечивается с режимами сверления: подача стола S=120 мм/мин, частота вращения сверла n=600 об/мин.

В результате предложенных режимов повышается производительность сверления глубоких отверстий в 1,5 раза. При этом увод оси отверстия не превышает 1,5-2 мм. Шероховатость отверстий после обработки Ra=25 мкм.