CS241647B1 - Vyvrtávací tyč - Google Patents

Abstract

Rešaní se týká vyvrtávací tyče hlubokovyvrtávacích strojů, pracujících tažným nebo tlačným způsobem s přívodem řezné kapaliny pro chlazení a odplavování třísek vně vyvrtávací tyče. Podstata řešení spočívá v tom, že vyvrtávací tyč sestává z tělesa ve tvaru trubky, které je na straně nástroje uzavřeno nástrojovým čepem, opatřeným na vnější straně napojovacím závitem pro uchycení nástroje. Na opačné upínací straně je těleso uzavřeno koncovým čepem, v jehož ose je vytvořen otvor, v němž je z vnitřní strany dutiny, tělesa umístěn jednocestný ventil a z vnější strany uložen těsnicí šroub s těsněním, přičemž uzavřená dutina tělesa je naplněna tlakovým médiem.

Description

(54)·

Vyvrtávací tyč

Rešaní se týká vyvrtávací tyče hlubokovyvrtávacích strojů, pracujících tažným nebo tlačným způsobem s přívodem řezné kapaliny pro chlazení a odplavování třísek vně vyvrtávací tyče. Podstata řešení spočívá v tom, že vyvrtávací tyč sestává z tělesa ve tvaru trubky, které je na straně nástroje uzavřeno nástrojovým čepem, opatřeným na vnější straně napo jovacím závitem pro uchycení nástroje. Na opačné upínací straně je těleso uzavřeno koncovým čepem, v jehož ose je vytvořen otvor, v němž je z vnitřní strany dutiny, tělesa umístěn jednocestný ventil a z vnější strany uložen těsnicí šroub s těsněním, přičemž uzavřená dutina tělesa je naplněna tlakovým médiem.

241 647

241 647

Vynález se týká vyvrtávací tyče hlubokovyvrtávacích strojů, pracujících tažným nebo tlačným způsobem s přívodem řezné kapaliny pro chlazení a odplavování třísek vně vyvrtávací tyče.

Dosud známé hlubokovyvrtávací stroje umožňují obrábět otvory, jejichž délka se rovná maximálně stonásobku jejich obrobeného průměru. Toto maximum je hlavně omezeno průhybem a torzními kmity vrtací tyče, která je dominujícím členem v soustavě obrobek, nástroj, vrtací tyč, pohon vrtací tyče. Vrtací tyč, na níž je našroubován nástroj, je při tlačném způsobu obrábění vedena pouze vodítky nástroje po obrobeném povrchu. Mezi vnějším průměrem vrtací tyče a obrobeným vnitřním průměrem je minimální rozdíl z důvodu snahy po maximálně možné tuhosti vrtací tyče. Z důvodu dalšího požadavku průtoku potřebného množství řezné kapaliny je nutno upravit průměr vrtací tyče tak, aby tlouštka mezikruží mezi průměrem vrtací tyče a obrobeným povrchem, kterým, je dopravována řezná kapalina k nožům nástroje, byla minimálně 1,5 až 2,0 mm. Tato skutečnost vyžaduje, aby průhyb vrtací tyče při její současné rotaci nedosáhl hodnoty tloušíky vytvořeného mezikruží. V tom případě dochází k přímému styku mezi povrchy vrtací tyče a obrobku, čímž se obrobený povrch znehodnotí. Například při výrobě přesných bezešvých trubek parogenerátorů pro'jadernou energetiku se požaduje u předhotovního trubkového polotovaru třískově opracovat vnitřní průměr od minimálního průměru až do průměru 38 xam o délkách až 6 000 mm při povrchové drsnosti Ra <1,6 (um. Tento požadavek není možno na současných hlubokovyvrtávacích strojích z důvodů ohybových a torzních kmitů vyvrtávací tyče splnit.

Nevýhody dosavadního stavu techniky jsou odstraněny vyvrtávací tyčí hlubokovyvrtávacích strojů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vyvrtávací tyč sestává z tělesa ve tvaru trubky, které je na straně nástroje uzavřeno nástrojovým Čepem, opatřeným na vnější straně napojovacím závitem pro uchycení nástroje, a na

241 847 upínací straně je těleso uzavřeno koncovým čepem, v jehož ose je vytvořen otvor, v němž je z vnitřní strany dutiny tělesa umístěn jednocestný ventil a z vnější strany uložen těsnící šroub s těsněním, přičemž uzavřená dutina tělesa je naplněna tlakovým médiem.

Výhoda vrtací tyče dle vynálezu spočívá v tom, že působením tlakového média na vnitřní stěny dutiny tělesa dojde v důsledku vzniklých radiálních a osových napětí ke zvýšení tuhosti vyvrtávací tyče. Tím se dosáhne snížení hodnoty torzních kmitů a dosažení větších opracovatelných délek hlavně u malých vrtaných nebo vystružovaných průměrů. Vnesením osového napětí v důsledku hydrostatického tlaku tlakového média uvnitř duté vyvrtávací tyče dochází i ke vzniku tzv. strunového efektu. Dochází ke zvýšení kritických otáček vyvrtávací tyče, tj. otáček, kdy libovolně malý průhyb vyvrtávací tyče či vnější impuls dává možnost vzniku astatického stavu a vzrůstu příčných kmitů vyvrtávací tyče. Na základě vzrůstu hodnoty kritických otáček, které řešení dle vynálezu umožňuje, lze volit odpovídající pracovní otáčky bezpečně ležící mimo oblast otáček kritických. Řešením dle vynálezu se dosáhne uklidnění soustavy nástroj - vyvrtávací tyč - unášecí ústrojí, které ve svém důsledku způsobí snížení fraktur řezné hrany nožů nástroje a ke zlepšení kvality obrobeného povrchu z hlediska jeho drsnosti. Těmito atributy jsou splněny podmínky ke zvětšení obráběných délek. Dochází rovněž ke zvýšení životnosti tvrdokovových nožů.

Příkladné provedení vyvrtávací tyče podle vynálezu je zobrazeno na výkresech, kde na obr. 1 je schematicky znázorněno uspořádání hlobokovyvrtávacího stroje, na obr. 2 vyvrtávací tyč a na obr. 3 vyvrtávací tyč v řezu, obr. 4 znázorňuje alternativní provedení vyvrtávací tyče a obr. 5 diagram závislosti otáček a osové tahové síly na jednotlivé oblasti kritických otáček.

Vyvrtávací tyč 2 ^s nástrojem j^e uložena v horizontálním hlubokovyvrtávacím stroji, kde na loži 2 je umístěn koník 2 a nástrojová skříň 2 ³ přívodem řezné kapaliny ve směru šipky, přičemž obrobek J je uchycen mezi nástrojovou skříní 2 a přítlačnou skříní 6. Vyvrtávací tyč 2 sestává z tělesa 13 ve tvaru trubky, které je na straně nástroje 2 uzavřeno nástrojovým čepem 8, který je opatřen na vnější straně napoj ovacím závitem pro uchycení nástroje 2· Na upínací straně je těleso 13 uzavřeno koncovým čepem v jehož ose je vytvořen otvor, v němž je z vnitřní strany dutiny tělesa 13 umístěn jednocestný ventil 10 a.z vnější strany uložen těsnící šroub 21 ³ těsněním 22. Uzavřená dutina tělesa 13 je naplněna tla- 3 kovou kapalinou. _β47

Alternativně lze použít hydroskopické hmoty, přičemž je uvnitř dutiny tělesa 13 uložen píst 14 opatřeny po obvodě těsnícími kroužky 15. Dutina tělesa 13 mezi pístem 14 a nástrojovým čepem 8 je vyplněna tlakovou hydroskopickou hmotou a mezi pístem 14 a koncovým čepem % tlakovou kapalinou.

V diagramu závislosti otáček a osové tahové síly na jednotlivé oblasti kritických otáček jsou na svislé ose vyneseny hodnoty otáček za minutu respektive frekvence f otáčení v Hz a na vodorovné ose hodnoty osové tahové síly S, přičemž čísla n (n = 1, 2, 3, 4) udávají jednotlivé oblasti kritických otáček. Hranice oblastí kritických otáček jsou určeny způsobem uchycení vyvrtávací tyče 2» který je dán pracovními podmínkami vyvrtávací tyče T o vnějším průměru i D a vnitřním průměru já d za provozu.

Při obrábění otvoru o průměru 33,Q m a délce 1=6 000 mm činí vnější průměr vyvrtávací tyče 2 i D = 30 mm a její vnitřní průměr i d = 22 mm. Vyvrtávací tyč JL je uchycena v koníku který zajišťuje její rotaci a posuv. Do nástrojové skříně 2 přiváděna řezná kapalina ve směru šipky, která dále proudí vně vyvrtávací tyče 2 do místa řezu, přičemž v pravé stěně nástrojové skříně 2 3^θ ucpávka, která zamezuje úniku řezné kapaliny. Tlaková kapalina je do dutiny tělesa 13 vyvrtávací tyče 2 přivedena jednocestným ventilem 10 uloženým pod těsnícím šroubem 11 v koncovém čepu 2· Při použití hydroskopické hmoty je tato uzavřena v dutině tělesa 13 vyvrtávací tyče 1 pod pístem 14 na který působí z druhé strany obdobně tlaková kapali nw_Ť Vyvrtávací tyč 2 lz® použít u všech hlubokovyvrtávacích strojů, u nichž řezná kapalina je vedena k nástroji 2 ^νηθ vyvrtávací tyče 2» přičemž vlastní funkce a práce je obdobná jako u vyvrtávacích tyčí dosud známého provedení·

Jak vyplývá z diagramu závislosti otáček a osové tahové síly na jednotlivé oblasti kritických otáček, vnesená osová tahová síla S kladně ovlivňuje průběh kritických otáček. Při osové tahové síle S = 0 je hodnota kritických otáček nejnižší. V tomto případě se pracovní otáčky vyvrtávací tyče 2 stanovené technologickými podmínkami nacházejí v blízkosti otáček kritických. Pro zajištění bezpečného podkritického režimu nutno při daných-podmínkách zajistit velikost osové tahové síly S v rozmezí 1,0 až 1,5 · 10^ M . Toto rozmezí je v diagramu zvýrazněno křížovým šrafováním. Zvyšování velikosti síly S nad určenou horní hranici rozmezí není efektivní· Vnesením osové tahové síly S do vyvrtávací tyče 2 ^se rovněž

- 4 241 B47 a její stoupající hodnotou jednotlivé oblasti kritických otáček od sebe vzdalují. Maximální napětí vyvozené hydrostatickým tlakem tlakového média je omezeno celkovou únosností vyvrtávací tyče 1_ jako uzavřené tlakové nádoby. Řešení dle vynálezu umožňuje volit pracovní otáčky, které leží pod první oblastí kritických otáček.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Vyvrtávací tyč hlubokovyvrtávacích strojůjvyzMačená tím, že sestává z tělesa (13) ve tvaru trubky, které je na straně nástroje (5) uzavřeno nástrojovým čepem (8), opatřeným na vnější straně napoj ovacím závitem pro uchycení nástroje (5), a na upínací straně/«· uzavřeno koncovým čepem (9), v jehož ose je vytvořen otvor, v němž je z vnitřní strany dutiny tělesa (13) umístěn jednocestný ventil (10) a z vnější strany uložen těsnicí šroub (11) s těsněním (12), přičemž uzavřená dutina tělesa (13) je naplněna tlakovým médiem.
2. 2. Vyvrtávací tyč hlubokovyvrtávacích strojů podle bodu 1, vyznačená tím_x že uvnitř dutiny tělesa (13) je uložen píst (14), opatřený po obvodě těsnicími kroužky (15), přičemž dutina tělesa (13) mezi pístem (14) a nástrojovým čepem (8) je vyplněna tlakovou hydroskopickou hmotou a mezi pístem (14) a koncovým čepem (9) tlakovou kapalinou.