SU1034871A1 - Apparatus for working deep holes - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТ ВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ, включающее режущую головку, закрепленную на борштанге, и датчик положени  режущей головки отот осительно оси заготовки, св занный с управл кицим блоком, отличающ е е с   тем, что, с целью повБИде гз -BCHCOKj : liirS-n. ЕйБЛМОШКА ни  точности обработки, в него введена оправка, жестно закрепленна  на заготовке в средней ее части и снабженна  двум  скобами, установленными взаимноперпендикул рно в двух параллельнах плоскост х, перпендикул рных реи заготовки, причем на концах каждой скобы установлены дисбалансы и кажда  из них снабжена приводом перемещени , закрепленным на указанной оправке, на которой установлены также токосъетлные кольца, предназначенные дл  св зи,указанных приводов перемещени  с управл ющим блоком, и кроме того, на оправке выполнен цилиндрический по сок, предназначенный дл  взаимодействи  с введены в устройство датчиком положени  оси заготовки ,, подключенным к управл ющему блоку. со 4 00 -vlA DEVICE FOR TREATING DEEP HOLES, including a cutting head mounted on a boring bar, and a position sensor of the cutting head from the axis of the workpiece, associated with the control unit, characterized by the fact that, with the aim of turning gz -BCHCOKj: liirS-n . NEBLOMUS is no machining accuracy, a mandrel is inserted into it, rigidly fixed on the workpiece in its middle part and equipped with two brackets installed mutually perpendicularly in two parallel planes perpendicular to the workpiece, and imbalances are installed at the ends of each bracket and each of them is driven mounted on said mandrel, on which also current-collecting rings are mounted, intended to communicate the indicated displacement drives with the control unit, and also on the mandrel you olnen cylindrical rib, intended for cooperating with introduced into the device position sensor workpiece axis ,, connected to the control unit. from 4 00 -vl

Description

Изобретение относитс  к металлообработке и предназначено дл  глубокого сверлени  и растачивани  отверс тий в нежестких детал х с высокими требовани ми к пр молинейности оси обрабатьшаемого отверсти .The invention relates to metalworking and is intended for deep drilling and boring of holes in non-rigid parts with high demands on the straightness of the axis of the hole being machined.

-Известен инструмент, в Котором изменение положени  калибрующей верШИНЫ резца/ формообразующей поверхности обрабатьюаемого отверсти , .достигаетс  за счет создани  колебаний инструмента, противоположных по фазе гармоническим колебани м головки, возникакадим при отклонении оси отверсти  от оси вращени  заготовки. Эти колебани  инструмента от оси вращающейс  заготовки создаютс  за счет кинемати еской св зи. Механизм коррекции представл ет собой инструментальную головку с опорным стаканом. Опорна  поверхность стакана образована поджатыми . до упора подпружиненными направл ю- ;щими, при этом она эксцентрична i посадочному отверстию. Диаметр опорной,поверхности стакана меньше Диаметра обрабатываемого отверсти  на величину, обеспечивающую свободное прохождение головки на скорректированный участок отверсти .. Кроме того, имеетс  механизм фиксации опорного стакана.- A tool in which the change in the position of the tooling tool / shaping surface of the machining hole is known is achieved by creating oscillations of the tool opposite in phase to the harmonic oscillations of the head, occurring when the axis of the hole deviates from the axis of rotation of the workpiece. These oscillations of the tool from the axis of the rotating workpiece are created by the kinematic bond. The correction mechanism is a tool head with a support cup. The supporting surface of the glass is formed compressed. until it stops, the spring-loaded guides are sewed, while it is eccentric with the i-bore. The diameter of the support, the surface of the glass is smaller than the diameter of the hole to be machined by an amount that allows the head to freely pass to the corrected hole area. In addition, there is a mechanism for fixing the support glass.

При фиксированном положении onopноГо стакана головка работает как обычна  расточна  головка, опира сь на Шаправл иицие,поджатые до упора силами резани .После расфиксации опорный стакан начинает вращатьс  совместно с заготовкой и вследствие своей зксцентричности создает колебани  головки , что приводит к смещению оси обрабатываемого отверсти  At a fixed position of the onoPerfoss head, the head works like a conventional boring head, supported by the Shaping direction, pressed up to the stop by the cutting forces.

Недостатками этого уст ройства  вл ютс  сложность конструкции инструмента и механизма его коррекции и св занна  с этим невозможность его использовани  на экстремальнЕис режимах резани , а также при обработ . ке отверстий мгшых диаметров.The disadvantages of this device are the complexity of the design of the tool and the mechanism for its correction and the related impossibility of its use in extreme cutting conditions as well as during machining. ke holes mgshy diameters.

Известен управл емый по лазеру инструмент дл  обработки глубоких отверстий, содержащий пустотелую борштангу, на которую устанавливаетс  расточна  головка с центральным детектором, прикрепленным к  аднеи части расточной головки. Лазерный луч проектируетс  через пустотелую Сорштангу на центральный детектор, и информаци  с центрального детекторл подаетс  на управл ющий блок, который управл ет парой направл ющих, перемещающих корпус головки с резi MH в радиальном направлении 2.A laser-driven tool for machining deep holes is known, comprising a hollow boring bar on which a boring head is mounted with a central detector attached to the lower part of the boring head. The laser beam is projected through the hollow bar to the central detector, and information from the central detector is fed to the control unit, which controls a pair of guides that move the head body with the MH cut in the radial direction 2.

Недостатки известного ииструмен , та - сложность конструкции и невозможность использовани  его при обработке глубоких отверстий малыхThe disadvantages of the well-known scientist, that - the complexity of the design and the impossibility of using it when processing deep holes of small

диаметров, а также при сверлении, трак как центральное отверстие в борштанге, необходимое дл  подводаотвода СОЖ, нельз  использовать как канал дл  лазерного луча. Целью изобретени   вл етс  повышение точности обработки глубоких отверстий.diameters, as well as when drilling, the track as the central hole in the boring rod required for coolant supply cannot be used as a channel for the laser beam. The aim of the invention is to improve the accuracy of processing deep holes.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  обработки глубоких отверстий, включающее режущую головку, закрепленную на боританге, и датчик положени  режущей головки относительно оси заготовки, св занный с управл к цим блоком, введена.This goal is achieved by the fact that a device for processing deep holes, including a cutting head mounted on a bit, and a sensor for positioning the cutting head relative to the axis of the workpiece, connected to a control unit, is inserted.

оправка, жестко закрепленна  на заротовке в средней ее части и снабжённа  двум  скобами, установленными взаимно перпендикул рно в двух параллельных плоскост х, перпендийул рных- оси заготовки, причем на концах каждой скобы установлены дис балансы и кажда  из них снабжена приводом перемещени , закрепленным на указанной оправке, на которойa mandrel rigidly fixed to the ground stock in its middle part and provided with two brackets installed mutually perpendicularly in two parallel planes perpendicular to the axis of the workpiece, with balances installed at the ends of each bracket and fixed to the indicated mandrel on which

установлены также токосъемные кольца , предназначенные дл  св зи указанных , приводов перемещени  с управл ющим блоком, и, кроме того, на оправке выполнен цилиндрический пойсок , предназначенный дл  взаимодействи  с введенным в устройство датчиком положени  оси заготовки, подключенньм к управл кице блоку.current collector rings are also installed to connect the indicated displacement drives with the control unit, and, in addition, a cylindrical bottom is made on the mandrel to interact with the workpiece axis position sensor inserted into the device and connected to the control unit.

Установка на заготовке устройства, сообщающего ей поперечные колебани Installation on the workpiece of the device, telling her transverse oscillations

с частотой вращени  заготовки за счет наличи  на заготовке дисбаланса , позвол ет управл ть положением оси обрабатьюа емого отверсти . При сообщении заготовке поперечных колебаний , фаза которых совпадает с фазой вектора увода инструмента от оси заготовки, угол наклона инструмента к оси вращени  заготовки увеличиваетс  И, следовательно, увод возрастает в процессе дальнейшей обработки . При сообщении заготовке колебаний , фаза КОТОРЫХ противоположна , фазе вектора увода, увод уменьшаетс .with the frequency of rotation of the workpiece due to the presence of an imbalance on the workpiece, it allows controlling the position of the axis of the hole being machined. When the workpiece transversely oscillates, the phase of which coincides with the phase of the tool discharge vector from the workpiece axis, the angle of inclination of the tool to the workpiece axis of rotation increases. And, consequently, the lead increases during further processing. When the oscillation message is communicated, the phase is WHICH is opposite, the phase of the vector of withdrawal, withdrawal is reduced.

Величина и фаза вектора увода инструмента зависит от амплитуды.колебаний заготовки и сдвига фаз между вынужденными поперёчнь 1И колебани ми заголовки И вектором увода инструмента . Дл  уменьшени  увода осиThe magnitude and phase of the tool offset vector depends on the amplitude of the workpiece oscillations and the phase shift between the forced transverse 1 and oscillations of the headers AND tool offset vector. To reduce axle offset

отверсти , необходимо чтобы дисбаланс заготовки был направлен в сторону, противоположную уводу инструмента. На фиг,1 изображено устройство дл holes, it is necessary that the imbalance of the workpiece was directed in the direction opposite to the tool lead. Fig, 1 shows a device for

обработки глубоких отверстий, общий вид; на фиг.2 .- разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1, на фиг.4 - разрез В-В на фиг.2.deep hole machining, general appearance; in figure 2. - section aa in figure 1; on fig.Z - section bb in figure 1, figure 4 - section bb In figure 2.

Устройство дл  обработки -глубокихDeep processing device

отверстий содержит режущую головку i . закрепленную на борштанге 2, дат чики 3 и 4 положени  режущей головки 1, установленные на стойках 5 и 6, которые имеют возможность переме1аать с  вдоль направл ющих станины, и управл ющий блок 7. В средней части вращающейс  заго товки 8, закрепленной одним концом в патроне 9, а другим в конусе маслоприемника 10, жестко закреплена оп; равка 11, на которой установлен привод 12, привод щий в движение скобы 13 и 14 с дисбалансами 15 и 16. Дисбала сы 15 и 16 размещены в двух перпендикул рных друг другу пазах 17, выполненньвс в оправке 11. Контроль пол жени  оси заготовки относительно оси ее вращени  производитс  датчиком 18, контактирующим с по ском 19 на оправке 11. Подача электрического, тока, а также управл ющих сигналов от управлкпощего блока 7, датчиков 3 и 4 положени  режущей головки и да чика 18 положени  оси заготовки 8 к .приводу 12 производитс  «через токосъемные кольца 20 и щетки 21. Привод 12 может быть механическим, например в виде электродвигател , редуктора, шестерни и зубчатой рейки, св занной с дисбалансами 15 и 16, гидравлическим , пневматическим и . Дл  уравн вешивани  привода 12 на олравке 11 установлены дополнительные пластины 22. Конструкци  маслоприемника 10 имеет механизм компенсации укорочени  длины заготовки из-за поперечных колебаний заготовки, исключающий раскЕСРГие стыка заготовки 8 с маслоприемником 10. Узлы устройства смонт рованы в корпусе 23.. Датчики 3 и 4 бесконтактного типа например ультразвуковые, и показывают разностенность заготовки в сече нии, где находитс  режуща  головка 1 Датчик 3 дает информацию о положении режущей головки 1 относительно наружной поверхности заготовки 8 в начале обработки по разностенности заготовки в сечении, в котором на- ходитс  режуща  головка, и движетс , вдоль заготовки вместе с режущей головкой под действием механизма подачи. Контроль положени  оси заготовки относительно ее вращени  производитс  датчиком 18-, контактирующим с по ском 19 на оправке 11. Устройство работает следующим образом . Режуща  головка 1 заводитс  в кон дукторную втулку маслоприемника Ю, а скобы 13 и 14 устанавливаютс  с помощью привода 12 и управл ющего блока 7 в таком положении, чтобы заготовка была динамически уравновешенной около своей оси. Затем ивклйчаетс  вращение заготовки 8, и упраь л ющий блек 7 в зависимости от сигналов датчика 18 положени  оси заготовки корректирует положение оси заготовки 8 посредством перемещени  скоб 15 и 16 таким образом, чтобы ось заготовки 8 совпадаша с осью вращени  патрона 9 и конуса маслоприем ника 10. Заправка режущей головки 1 производитс  на малой подаче. При достижении режущей головкой 1 сечени  заготовки, в котором находитс  датчик 3 положени  режущей .головки, управл ющий блок 7 включает рабочую подачу режущей головки 1 и датчика 3. В процессе обработки управл ющий блок 7 подает через токосъемные кольца 20 и щетки.21 управл ющий сигнал к приводу 12 в соответствии с сигналом от датчика 3 положени  режущей головки Л и датчика-18 положени  оси заготовки 8. Привод 12 пере-г мещает скобь 13 и 14 с дисбалансами 15 и 16 независимо в двух взаимноперпендикул рных плоскост х. .В случа х отклонени  режущей го-, ловки от оси заготовки сигнал от датчика 3 положени  режущей головки 1 от оси заготовки 8 и от датчика 18 положени  оси заготовки относительно оси вргицени  патрона 9 и ко-, нуса маслоприемника 10 подаетс  в управл ющий блок 7, а затем к приводу 12, который перемещает скобы 13 и 14 с дисбалансами 15 и 16. Дисбалансы 15 и 16 воздействуют на заготовку 8, упруго дефОБ 1Ируют ее и измен ют положение оси режущей гоЛовки 1 относительно оси заготовки 8 таким образом, чтобы отклонение режущей головки относительно оси заготовки было равно нул1В. . . При достижении режущей головкой l и датчиком 3 оправки 11, управл ющий блок 7 останавливает датчик 3 и отключает его. Далее на участт ке заготовки 8 с оправкой 11 процесс сверлени  неуправл ем. При достижении режущей головкой 1 сечени , в котором находитс  датчик 4, управл ющий блок 7 включает его и процесс управл емой обработки продолжаетс . Применение устройства позволит повысить точность обработки глубоких отверстий. . .. Предлагаемое устройство может быть использовано с наибольшим эффектом при обработке глубоких отверстий малых,диаметров (3,030 мм) при сверлении заготовок малой жесткости, где применение других устройств дл  управлени  инструментом затруднительно.holes contains a cutting head i. mounted on boring bar 2, sensors 3 and 4 of the position of the cutting head 1 mounted on racks 5 and 6, which can be moved from along the bed guide, and the control unit 7. In the middle part of the rotating billet 8 fixed at one end cartridge 9, and the other in the cone of the oil receiver 10, rigidly fixed op; Equal 11, on which the actuator 12 is mounted, driving the brackets 13 and 14 with the imbalances 15 and 16. The disbalances 15 and 16 are placed in two slots 17 perpendicular to each other, made in the mandrel 11. The control of the center of the blank axis relative to the axis its rotation is performed by the sensor 18, which is in contact with the station 19 on the mandrel 11. The supply of electric, current, as well as control signals from the control unit 7, sensors 3 and 4 of the cutting head and the transmitter 18 is the position of the axis of the workpiece 8 to the actuator 12 "Through collector rings 20 and brushes 21. Pr Water 12 may be mechanical, such as a motor, gearbox, pinion and rack associated with imbalances 15 and 16, hydraulic, pneumatic and. In order to equalize the hanging of the drive 12, additional plates 22 are installed on the Olivka 11. 4 non-contact type, such as ultrasonic, and show the difference in thickness of the workpiece in the section where the cutting head 1 is located. Sensor 3 gives information about the position of the cutting head 1 relative to the outer surface of the head. Preparations 8 at the beginning of treatment according to variation in the workpiece in the cross section, wherein the HA hodits cutting head, and moves along the workpiece with the cutting head under the action of the feed mechanism. The control of the position of the axis of the workpiece relative to its rotation is performed by the sensor 18-in contact with the satellite 19 on the mandrel 11. The device operates as follows. The cutting head 1 is driven into the oil bushing bushing of the oil receiver Yu, and the brackets 13 and 14 are mounted with the help of the actuator 12 and the control unit 7 in such a position that the workpiece is dynamically balanced around its axis. Then, the rotation of the workpiece 8 is activated, and the fading 7, depending on the signals from the sensor 18, the axis of the workpiece adjusts the position of the axis of the workpiece 8 by moving the staples 15 and 16 so that the axis of the workpiece 8 coincides with the axis of rotation of the cartridge 9 The filling of the cutting head 1 is made at a low feed. When the cutting head 1 achieves a section of the workpiece in which the sensor 3 of the cutting head position is located, the control unit 7 turns on the working feed of the cutting head 1 and the sensor 3. During processing, the control unit 7 delivers the control unit through the collector rings 20 and brushes. the signal to the actuator 12 is in accordance with the signal from the sensor 3 of the position of the cutting head L and the sensor 18 of the position of the axis of the workpiece 8. The actuator 12 switches the clamp 13 and 14 with the imbalances 15 and 16 independently in two mutually perpendicular planes. In cases of deviation of the cutting head from the axis of the workpiece, the signal from the sensor 3 of the position of the cutting head 1 from the axis of the workpiece 8 and from the sensor 18 of the axis of the workpiece relative to the axis of the cartridge 9 and the oil receiver 10 is fed to the control unit 7 and then to the actuator 12, which moves the brackets 13 and 14 with the imbalances 15 and 16. The imbalances 15 and 16 act on the workpiece 8, elastically defO1 1It it and change the position of the axis of the cutting head 1 relative to the axis of the workpiece 8 so that heads relative to the workpiece axis b lo still nul1V. . . When the cutting head reaches l and the sensor 3 of the mandrel 11, the control unit 7 stops the sensor 3 and turns it off. Next, on the area of the workpiece 8 with the mandrel 11, the drilling process is out of control. When the cutting head 1 reaches a section in which the sensor 4 is located, the control unit 7 turns it on and the process of controlled processing continues. The use of the device will improve the accuracy of processing deep holes. . .. The proposed device can be used with the greatest effect when processing deep holes of small diameters (3.030 mm) when drilling workpieces of low rigidity, where the use of other devices for controlling the tool is difficult.

6-66-6

11eleven

IT IT

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ, включающее режущую головку, закрепленную на борштанге, и датчик положения режущей головки ототносительно оси заготовки, с щ связанный ! и ч а κι повыше?DEVICE FOR PROCESSING DEEP HOLES, including a cutting head mounted on a boring bar, and a position sensor for the cutting head relative to the axis of the workpiece, connected with u! and h and κι higher? о т л целью управляющим блоком, е е с я тем, что, с ния точности обработки, в него введена оправка, жестяо закрепленная на заготовке в средней ее части и снабженная двумя скобами, установленными взаимноперпендикулярно в двух параллельных плоскостях, перпендикулярных <?си заготовки, причем на концах каждой скобы установлены дисбалансы и каждая из них снабжена приводом перемещения, закрепленным на указанной оправке, на которой установлены также токосъемные кольца, предназначенные для связи,указанных приводов перемещения с управляющим блоком, и кроме того, на оправке выполнен цилиндрический поясок, предназначенный для взаимодействия с введеным в устройство датчиком положения оси заготовки,. подключенным к управляющему блоку.For the purpose of the control unit, in order to ensure the accuracy of processing, a mandrel is inserted into it, rigidly fixed to the workpiece in its middle part and equipped with two brackets mounted mutually perpendicularly in two parallel planes perpendicular to the workpiece moreover, at the ends of each bracket, imbalances are established and each of them is equipped with a displacement drive fixed to said mandrel, on which also slip rings are used, which are used to couple said displacement drives with the control unit m, and in addition, a cylindrical girdle is made on the mandrel, designed to interact with the workpiece axis position sensor inserted into the device. connected to the control unit. 1 10348711 1034871