RU2063845C1

RU2063845C1 - Gear to cut inner spaces of parts

Info

Publication number: RU2063845C1
Application number: RU93014704A
Authority: RU
Inventors: Виктор Юрьевич Пирайнен; Вениамин Константинович Гребешков
Original assignee: Виктор Юрьевич Пирайнен; Вениамин Константинович Гребешков
Priority date: 1993-03-22
Filing date: 1993-03-22
Publication date: 1996-07-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: invention refers to mechanical working of parts and can be used for blind ring drilling of for through ring drilling with keeping of core unworked into chips. Gear includes central guiding column 2 which carries cutting tool 1 with drive 3 and worm reduction gear 4 moving along it. Worm wheel of reduction gear is attached to shank of tool. One end of central guiding column is attached to worked part by means of threaded connection. Its other end is coupled with the aid of threaded connection to flywheel 9 of hand drive of longitudinal feed interacting in addition with cross-piece 11 made fast with the use of two columns 12 to case of reduction gear 4. Gear is fitted with two handles 14 anchored in case of worm reduction gear 4 mounted in one plane with column 2 on both sides of it. Column has scale of cutting depth of tool cutting into ring hole of worked part. EFFECT: simplified design, improved functional efficiency. 4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к механической обработке, а, именно, к устройствам для вырезки внутренней полости деталей и может быть использовано для глухого кольцевого сверления с сохранением материала в виде неперерабатываемого в стружку керна или для сквозного кольцевого сверления с сохранением материала в виде неперерабатываемой в стружку заготовки, используемой в дальнейшем для изготовления других каких-либо деталей. The invention relates to machining, and in particular, to devices for cutting the internal cavity of parts and can be used for blind ring drilling while preserving the material in the form of core that cannot be processed into chip or for through hole drilling with preserving the material in the form of a workpiece that cannot be processed into chip hereinafter for the manufacture of any other details.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату аналогом, принятым в качестве прототипа, является устройство, реализуемое в способе вырезки внутренней полости деталей из твердохрупких материалов [1] которое включает режущий инструмент, корпус которого выполнен в виде полого тела вращения, содержащий расположенный по периферии корпуса отрезной элемент, выполненный в виде шарнирно-соединенных между собой прямоугольных секций с режущими зубьями на одной из сторон, связанный с корпусом хвостовик и установленный в корпусе стержень. The closest in technical essence and the achieved result analogue adopted as a prototype is a device implemented in the method of cutting the internal cavity of parts made of hard brittle materials [1] which includes a cutting tool, the body of which is made in the form of a hollow body of revolution, containing located on the periphery of the body detachable element made in the form of rectangular sections pivotally connected to each other with cutting teeth on one side, a shank connected to the body and installed in the body se rod.

Среди существенных недостатков прототипа необходимо отметить следующее:
ограниченные технологические возможности, поскольку устройство обеспечивает лишь вырезку керна из предварительно обработанного другим инструментом глухого кольцевого отверстия во вращаемой детали;
неустойчивость режущего инструмента в работе, поскольку он выполнен как разворачиваемая консольная балка с большим вылетом, что приводит к вибрации инструмента и снижению его износостойкости;
неудобства в обслуживании, поскольку устройство должно устанавливаться на станок, на котором обрабатываемая деталь приводится во вращение.Among the significant disadvantages of the prototype, it is necessary to note the following:
limited technological capabilities, since the device provides only core cutting from a blind ring hole previously processed by another tool in the rotatable part;
instability of the cutting tool in operation, since it is designed as a deployable cantilever beam with a large overhang, which leads to vibration of the tool and a decrease in its wear resistance;
inconvenience in maintenance, since the device must be installed on the machine on which the workpiece is driven into rotation.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей устройства, повышение износостойкости инструмента и улучшение удобства обслуживания устройства. The aim of the invention is to expand the technological capabilities of the device, increasing the wear resistance of the tool and improving the ease of maintenance of the device.

Сущность изобретения поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображено устройство для вырезки внутренней полости деталей, общий вид;
На фиг.2 То же, вид сверху;
На фиг. 3 сечение А-А по фиг.2;
На фиг.4 вид Б по фиг.2;
На фиг.5 разрез В-В по фиг.2;
На фиг.6 разрез Г-Г по фиг.5.In FIG. 1 shows a device for cutting the internal cavity of parts, a general view;
Figure 2 The same, a top view;
In FIG. 3 section AA in figure 2;
Figure 4, view B of figure 2;
Figure 5 is a section bb in figure 2;
In Fig.6 section GG in Fig.5.

Устройство для вырезки внутренней полости деталей включает режущий инструмент 1, установленный на центральной направляющей колонне 2 с возможностью перемещения вдоль нее, привод 3, который может быть электрическим, гидравлическим в виде гидромотора или пневматическим, связанный с приводом 3 червячный редуктор 4, червячное колесо 5 которого скреплено с хвостовиком 6 режущего инструмента 1, а червяк 7 соединен с приводом 3. Один конец 8 центральной направляющей колонны 2 выполнен с возможностью крепления колонны к обрабатываемой детали (на чертеже не показана) при помощи резьбового соединения с предварительно обработанным резьбовым отверстием в обрабатываемой детали, а другой конец связан резьбовым соединением с маховиком 9 ручного привода продольной подачи и имеет, кроме того, хвостовик 10 квадратного сечения для удобства крепления (и демонтажа) центральной направляющей колонны 2 к обрабатываемой детали. Маховик 9 установлен с возможностью взаимодействия с поперечиной 11, связанной жестко двумя колонками 12 с корпусом 13 червячного редуктора 4, и установленной перед маховиком на центральной направляющей колонне 2 с возможностью перемещения относительно нее. Для удобства обслуживания устройства, оно снабжено двумя рукоятками 14, закрепленными в корпусе 13 червячного редуктора 4 и установленными в одной плоскости с центральной направляющей колонкой 2 по обе стороны от последней, что позволяет поддерживать устройство двумя руками при автоматической работе отрезного элемента. Режущий инструмент 1 содержит корпус 15, выполненный в виде полого тела вращения с режущими элементами 16 на торце и дополнительными режущими зубьями 17 (которые могут иметь наклон к продольной оси инструмента) с внутренней стороны стенки корпуса, отрезной элемент, выполненный в виде прямоугольных секций 18, 19, 20 с режущими зубьями 21, соединенными шарнирами 22 между собой, закрепленный в корпусе стержень 23, приводной вал 24 с крышкой 25, расположенный в корпусе диаметрально противоположно стержню 23. Кроме того, режущий инструмент снабжен связанным одним концом с приводным валом 24 гибким элементом 26, второй конец которого соединен с крайней, расположенной со стороны приводного вала секцией 20, установленной на приводном валу 24 червячной парой 27, на конце червяка 28 которой установлена крышка 29 и закреплена шестерня 30. Крышки 25 и 29 выполняют функции подшипников. Устройство снабжено также собачкой 31, закрепленной относительно корпуса 15, установленной на корпусе 13 червячного редуктора с возможностью взаимодействия установленной на корпусе 13 червячного редуктора с возможностью взаимодействия с шестерней 29, при этом собачка 31 выполнен в виде одного плеча подпружиненного двуплечего рычага 32, установленного с возможностью поворота на оси 33, связанной с кронштейном 34. Двуплечий рычаг 32 снабжен установочным винтом 35, обеспечивающим введение и выведение собачки 31 из зацепления с шестерней 30, установленной стационарно на конце червяка 28, пружиной 36 для регулирования усилия поворота собачки 31 и установленными на штоке 37 гайками 38. Подпружиненный двуплечий рычаг 32 служит для предотвращения перегрузки отрезного элемента по окончании вырезки керна. Для непрерывного удаления стружки из зоны резания в стенке корпуса 15 на всю ее толщину выполнен, по крайней мере, один замкнутый спиральный паз 39, а впадины между дополнительными режущими зубьями 17 с внутренней стороны стенки корпуса соединены с пазом 39 и впадинами между режущими элементами 16, при этом отрезной элемент с секциями 18, 19, 20 установлены в дополнительном пазу 40, выполненном в корпусе 15 перпендикулярно его продольной оси и предназначенном для отрезного элемента. В стенке корпуса 15 предусмотрен, по крайней мере, один резьбовой стопор 41, предназначенный для взаимодействия с отрезным элементом, размещенный в продольном отверстии, выполненном в стенке корпуса 15 и обеспечивающий стопорение отрезного элемента в период кольцевого сверления, когда отрезной элемент в работе не участвует. Для обеспечения надежного крепления устройства к обрабатываемой детали оно снабжено сменной опорной шайбой 42, установленной на центральной направляющей колонне 2, выполненной в соответствии с формой контактной торцевой поверхности обрабатываемой детали, например выполненной по радиусу в соответствии с радиусом цилиндрической контактной поверхности или плоской, к которой крепится устройство. Для удобства обслуживания на центральной направляющей колонне нанесена линейная шкала 43 глубины врезания режущего инструмента в кольцевое отверстие обрабатываемой детали. A device for cutting the internal cavity of parts includes a cutting tool 1 mounted on a central guide column 2 with the possibility of moving along it, a drive 3, which can be electric, hydraulic in the form of a hydraulic motor or pneumatic, a worm gear 4 connected to the drive 3, the worm wheel 5 of which fastened to the shank 6 of the cutting tool 1, and the worm 7 is connected to the drive 3. One end 8 of the Central guide column 2 is made with the possibility of attaching the column to the workpiece (black a hedgehog is not shown) by means of a threaded connection with a pre-machined threaded hole in the workpiece, and the other end is connected by a threaded connection to the flywheel 9 of the manual drive of longitudinal feed and has, in addition, a square shank 10 for convenient mounting (and dismounting) of the central guide column 2 to the workpiece. The flywheel 9 is installed with the possibility of interaction with the cross member 11, rigidly connected by two columns 12 with the housing 13 of the worm gear 4, and installed in front of the flywheel on the central guide column 2 with the possibility of movement relative to it. For ease of maintenance of the device, it is equipped with two handles 14, mounted in the housing 13 of the worm gear 4 and installed in the same plane with the central guide column 2 on both sides of the latter, which allows you to support the device with two hands during automatic operation of the cutting element. The cutting tool 1 comprises a housing 15 made in the form of a hollow body of revolution with cutting elements 16 at the end and additional cutting teeth 17 (which may have an inclination to the longitudinal axis of the tool) on the inner side of the housing wall, a cutting element made in the form of rectangular sections 18, 19, 20 with cutting teeth 21, connected by hinges 22 to each other, a shaft 23 fixed in the housing, a drive shaft 24 with a cover 25 located in the housing diametrically opposite to the shaft 23. In addition, the cutting tool is provided with a connected one end with the drive shaft 24 of the flexible element 26, the second end of which is connected to the extreme, located on the side of the drive shaft section 20 mounted on the drive shaft 24 with a worm pair 27, at the end of the worm 28 which has a cover 29 and a gear 30 fixed. Covers 25 and 29 serve as bearings. The device is also equipped with a dog 31, fixed relative to the housing 15, mounted on the housing 13 of the worm gear with the possibility of interaction mounted on the housing 13 of the worm gear with the possibility of interaction with the gear 29, while the dog 31 is made in the form of one shoulder of a spring-loaded two shoulders lever 32, mounted with the possibility turning on the axis 33 associated with the bracket 34. The two-arm lever 32 is equipped with a set screw 35, providing the introduction and removal of the dog 31 from the mesh with the gear 30, installed stationary at the end of the worm 28, a spring 36 for regulating the pivoting force of the dog 31 and nuts 38 mounted on the stem 37. The spring-loaded two-arm lever 32 serves to prevent overloading of the cutting element after the core is cut. To continuously remove chips from the cutting zone in the wall of the housing 15, at least one closed spiral groove 39 is made to its entire thickness, and the troughs between the additional cutting teeth 17 on the inner side of the housing wall are connected to the groove 39 and the troughs between the cutting elements 16, however, the cutting element with sections 18, 19, 20 is installed in an additional groove 40 made in the housing 15 perpendicular to its longitudinal axis and intended for the cutting element. At least one threaded stopper 41 is provided in the wall of the housing 15, designed to interact with the cutting element, located in a longitudinal hole made in the wall of the housing 15 and providing locking of the cutting element during the annular drilling when the cutting element is not involved. To ensure reliable fastening of the device to the workpiece, it is equipped with a removable support washer 42 mounted on the central guide column 2, made in accordance with the shape of the contact end surface of the workpiece, for example, made in radius in accordance with the radius of the cylindrical contact surface or flat to which it is attached device. For ease of maintenance, a linear scale 43 of the depth of incision of the cutting tool into the annular hole of the workpiece is applied to the central guide column.

Работа устройства осуществляется следующим образом:
Первоначально в обрабатываемой детали (на чертеже не показана) выполняется резьбовое отверстие в соответствии с резьбой на конце 8 центральной направляющей колонны 2. Затем, центральная направляющая колонна 2 с опорной шайбой 42 путем вращения колонны за хвостовик 10 квадратного сечения вручную заворачивается в обрабатываемую деталь. Режущий инструмент 1 с приводом 3 может быть надет на центральную колонну 2 после закрепления последней в обрабатываемой детали. В результате этого устройство крепится к обрабатываемой детали. Заворачивая установочный винт 35, двуплечий рычаг 32 и собачку 31 выводят из зацепления с шестерней 30, при этом двуплечий рычаг 32 поворачивается на оси 33 кронштейна 34, отжимая пружину 36 на штоке 37 с гайками 38. При кольцевом сверлении в работе участвуют режущие элементы 16 и дополнительные режущие зубья 17, через впадины между которыми и замкнутый спиральный паз 40 отводится стружка, при этом паз 40 работает как шнек. При включении привода 3, в данном случае электродвигателя, вращение передается червяку 7, червячному колесу 5, связанному с хвостовиком 6 режущего инструмента 1. Продольная подача инструмента осуществляется вручную путем вращения маховика 9, который упираясь в поперечину 11, связанную колонками 12 с корпусом 13 червячного редуктора, смещает влево режущий инструмент 1, установленный с возможностью его перемещения относительно центральной направляющей колонны 2. По шкале 43 контролируется глубина врезания корпуса 15 в обрабатываемую деталь. После окончания сверления на заданную глубину вращение корпуса 1 выключается и производится включение в работу собачки 31 за счет установочного винта 35, при этом двуплечий рычаг 32 разворачивается, а собачка 31 вводится в зацепление с шестерней 30 и отрезной элемент подготовлен для включения в автоматическую работу. Перед повторным включением вращения корпуса 15 резьбовые стопоры 41 выводятся из контакта с секциями 19 и 20 отрезного элемента (фиг. 5).The operation of the device is as follows:
Initially, a threaded hole is made in the workpiece (not shown in the drawing) in accordance with the thread at the end 8 of the central guide column 2. Then, the central guide column 2 with the support washer 42 is manually turned into the workpiece by rotating the column for a square shank 10. The cutting tool 1 with the drive 3 can be worn on the central column 2 after fixing the latter in the workpiece. As a result, the device is attached to the workpiece. Turning the set screw 35, the two-arm lever 32 and the dog 31 are disengaged from the gear 30, while the two-arm lever 32 is rotated on the axis 33 of the bracket 34, squeezing the spring 36 on the rod 37 with nuts 38. When drilling in rings, cutting elements 16 and additional cutting teeth 17, through the hollows between which and a closed spiral groove 40 chips are removed, while the groove 40 works like a screw. When the drive 3 is turned on, in this case the electric motor, the rotation is transmitted to the worm 7, the worm wheel 5 connected to the shank 6 of the cutting tool 1. The longitudinal supply of the tool is carried out manually by rotating the flywheel 9, which abuts against the cross member 11 connected by the columns 12 to the worm housing 13 gear, moves the cutting tool 1 to the left, mounted with the possibility of its movement relative to the central guide column 2. On the scale 43, the depth of penetration of the body 15 into the workpiece is controlled. After drilling to a predetermined depth, the rotation of the housing 1 is turned off and the dog 31 is turned on by the set screw 35, while the two-arm lever 32 is deployed, and the dog 31 is engaged with the gear 30 and the cutting element is prepared for automatic operation. Before turning on the rotation of the housing 15 again, the threaded stoppers 41 are brought out of contact with the sections 19 and 20 of the cutting element (Fig. 5).

После проведения указанных манипуляций повторно включается привод 3 с червячным редуктором 4 и режущий инструмент 1 приводится во вращение, при этом шестерня 30, входя в контакт с собачкой 31, за один оборот корпуса 15 поворачивается на один зуб и далее через червяк 28, установленный в крышке 29, вращение передается червячному колесу 27, приводному валу 24, установленному в крышке 25 с возможностью поворота. В результате этого гибкий элемент 26 (например многожильный тросик) наматывается на приводной вал 24, а секции 18, 19 и 20 с режущими зубьями 21 и шарнирами 22 врезаются в тело керна, разворачиваясь в пазу 40 вокруг стержня 23, закрепленного в продольной стенке корпуса 15 (фиг. 5). Скорость вращения режущего инструмента должна быть установлена с учетом нормативных скоростей резания для данного обрабатываемого материала, как для сверления, так и для вырезки керна из глухого кольцевого отверстия. По окончании вырезки керна (сердцевины) распрямленные секции занимают положение, условно показанное на фиг. 5. С этого момента вращение шестерни 30 прекращается (несмотря на вращение корпуса 15), поскольку срабатывает предохранительное устройство, отрегулированное при помощи пружины 36, гаек 38 на штоке 37, на передачу определенного крутящего момента, обеспечивающего резание, но исключающего поломку устройства. После извлечения режущего инструмента из отверстия вместе с вырезанным керном и удаления стружки из полости корпуса, инструмент готов для повторного использования. Отрезной элемент должен быть возвращен в исходное положение, как показано на фиг. 5. Это осуществляется за счет вращения вручную шестерню 30. After carrying out these manipulations, the drive 3 with the worm gear 4 is switched on again and the cutting tool 1 is rotated, while the gear 30, coming into contact with the dog 31, rotates by one tooth in one revolution of the housing 15 and then through the worm 28 installed in the cover 29, rotation is transmitted to the worm wheel 27, the drive shaft 24 mounted in the cover 25 with the possibility of rotation. As a result of this, a flexible element 26 (for example, a multicore cable) is wound on the drive shaft 24, and sections 18, 19 and 20 with cutting teeth 21 and hinges 22 cut into the core body, turning around in the groove 40 around the shaft 23 fixed in the longitudinal wall of the housing 15 (Fig. 5). The rotation speed of the cutting tool should be set taking into account the standard cutting speeds for the material being processed, both for drilling and for core cutting from a blind annular hole. At the end of core cutting, the straightened sections occupy the position conventionally shown in FIG. 5. From this moment, the rotation of the gear 30 is stopped (despite the rotation of the housing 15), since the safety device, adjusted by means of the spring 36, the nuts 38 on the stem 37, is activated to transmit a certain torque that ensures cutting, but eliminates the breakdown of the device. After removing the cutting tool from the hole along with the cut core and removing chips from the body cavity, the tool is ready for reuse. The cutting element should be returned to its original position, as shown in FIG. 5. This is done by manually rotating the gear 30.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает достижение положительного эффекта, вытекающего из цели изобретения, а именно:
расширение технологических возможностей за счет сверления и вырезки керна с одной установки;
устойчивость режущего инструмента за счет привода через гибкий элемент, повышение износостойкости инструмента за счет исключения вибрации;
улучшение удобства обслуживания за счет использования одного и того же привода для сверления и вырезки керна из глухого кольцевого отверстия, а также
автоматической работы отрезного элемента после его включения.Thus, the proposed device provides a positive effect arising from the purpose of the invention, namely:
expansion of technological capabilities due to drilling and core cutting from one installation;
stability of the cutting tool due to the drive through the flexible element, increasing the wear resistance of the tool by eliminating vibration;
improving serviceability by using the same drive for drilling and core cutting from a blind annular hole, as well as
automatic operation of the cutting element after its inclusion.

Кроме того, следует отметить мобильность устройства и возможность его использования в качестве переносного, например для вырезки проб из стенки реакторов нефтеперерабатывающих установок. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4 In addition, it should be noted the mobility of the device and the possibility of its use as a portable, for example for cutting samples from the walls of the reactors of oil refineries. YYY2 YYY4

Claims

1. Device for cutting the internal cavity of parts, including a cutting tool, the body of which is made in the form of a hollow body of revolution, containing a cutting element located on the periphery of the body, made in the form of rectangular sections articulated between themselves with cutting teeth on one side, connected to the body a shank and a shaft mounted in the housing, characterized in that the device is provided with a central guide column on which the cutting tool is mounted with the possibility of axial movement connected with the last drive and a worm gear connected to one end of the column by a flywheel of a manual drive of longitudinal feed, mounted with the possibility of interaction with the flywheel cross member, rigidly connected by the last two columns connected to the worm gear, mounted on the end of the housing by cutting elements, a drive shaft located in the housing is diametrically opposite to the rod, which is fixed in the housing, connected at one end to the drive shaft by a flexible element, the second end of which is connected to an ayny located on the side of the drive shaft by a section mounted on the drive shaft by a worm pair, mounted on the end of the worm by the last gear, a dog attached to the housing and mounted to interact with the gear intended to interact with the cutting element by a threaded stopper located in the longitudinal hole, which is made in the wall of the housing, and the bracket mounted relative to the housing, and the second extreme section is mounted on the rod with the possibility of rotation, at least one closed spiral groove is made to the body barrel to its entire thickness, additional cutting teeth are made on the inner side of the body wall, the troughs between which are connected to the groove and the troughs between the cutting elements, an additional groove is made in the housing perpendicular to its longitudinal axis, designed to accommodate detachable element, the dog is made in the form of a shoulder of the two shoulders of the lever, which is spring loaded and mounted with the possibility of rotation on the axis introduced into the tool associated with the bracket, the worm th of said gear wheel rigidly connected to the shank, and the cross member is mounted on the column between the worm gear and the flywheel is axially movable and is kinematically coupled with the tool.

2. The device according to p. 1, characterized in that it is equipped with two handles rigidly connected to the worm gear and mounted in the same plane with the column on both sides relative to the latter, while the square shaft is made from the flywheel on the column.

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that it is equipped with a support washer mounted on the column.

4. The device according to paragraphs. 1 3, characterized in that the column is made a scale of the depth of the tool.