Результат интеллектуальной деятельности: Способ сверления глубокого отверстия в медной заготовке на токарно-винторезном станке

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 2416 496 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 глубоких отверстий диаметром 20 мм и более без вывода сверла.

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 смазочно-охлаждающей жидкости (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 глубокого отверстия диаметром 20 мм и более без вывода сверла.

Задачей, на которую направлено изобретение, является усовершенствование способа сверления глубоких отверстий в меди, повышающее производительность сверления, уменьшающее увод оси сверла относительно оси отверстия.

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

Технический результат достигается тем, что способ сверления глубокого отверстия в медной заготовке, 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 токарно-винторезном станке шнековым сверлом, установленным в трех-кулачковый патрон с частотой вращения сверла n=200-230 об/мин, при этом заготовку закрепляют на суппорте универсального токарно-винторезного станка, а подачу заготовки осуществляют суппортом со скоростью подачи суппорта S=0,05-0,1 мм/об. Охлаждение производят сульфофрезолом. Диаметр шнекового 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 200 - 230 об/мин и скорости подачи суппорта более 0,05-0,1 мм/об приводит к поломке сверла, а уменьшение режимов ниже заявленных в изобретении - к снижению производительности.

Установление шнекового сверла в трех-кулачкоый патрон и закрепление заготовки на суппорте токарно-винторезного станка, и подача суппорта позволяют осуществить сверление глубокого отверстия и уменьшить увод сверла за счет повышения жесткости медной заготовки и равномерной подачи ее на сверло.

Использование сульфофрезола способствует лучшему формообразованию стружки, благодаря уменьшению коэффициента трения при резании и улучшает качество обработанной поверхности.

Данные отличительные признаки позволяют повысить производительность сверления глубоких отверстий и обеспечить стабильное и равномерное стружколомание без вывода сверла.

На фиг. 1 приведена схема токарно-винторезного станка. При заявляемом способе сверления медную заготовку 1 закрепляют на суппорте 2 токарно-винторезного станка. Шнековое сверло 3 закрепляют в трех-кулачковом патроне 4 токарно-винторезного станка, которое получает вращение. После этого производят подачу суппорта 2 с заготовкой 1 к вращающемуся сверлу 3 и сверлят отверстие. Станок оборудован установкой СОЖ 5.

При такой последовательности осуществляемых операций даже при единичном производстве обеспечивается возможность процесса сверления глубокого отверстия в медной заготовке на токарно-винторезном станке без вывода сверла и необходимости в дополнительном оборудовании.

Примеры конкретного изготовления. Для сверления отверстий диаметром 20 мм на глубину l=500 мм были применены следующие режимы сверления по описанному выше способу. Данные указаны в табл. 1.

Экспериментально установлено, что наибольшая производительность и стабильное и равномерное стружколомание при сверлении глубокого отверстия в медной заготовке обеспечивается с режимами сверления: подача суппорта станка S=0,06 мм/об, частота вращения сверла n=214 об/мин.

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