Способ и инструмент для обработки внутренних винтовых поверхностей

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ И ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ(71) Заявитель Щербаков Сергей Александрович(72) Автор Щербаков Сергей Александрович(73) Патентообладатель Щербаков Сергей Александрович(56) АРЕФЬЕВ М.Г. и др. Производство стволов стрелкового оружия. - М. НКАП Оборонгиз, 1945. - С. 120.2353461 2, 2009.1181765 , 1985.1561536, 1968.4428220, 1984.(57) 1. Инструмент для обработки внутренних винтовых поверхностей, содержащий последовательно расположенные державку, профильные направляющую, режущую и калибрующую части, отличающийся тем, что содержит дополнительную направляющую часть, расположенную за калибрующей частью, выполненной по размерам притира с канавками для размещения притирочного состава, и сопряженную с ней дополнительную державку, режущая часть выполнена подобной напильнику, а между направляющей и режущей частями выполнена выборка. 2. Инструмент по п. 2, отличающийся тем, что содержит осевое отверстие с наклонными выходами в пазах калибрующей части для подвода сжатого воздуха или смазочноохлаждающей жидкости. 3. Способ обработки внутренних винтовых поверхностей инструментом по п. 1 или 2,при котором последовательно выполняют рабочие и обратные ходы инструмента, при этом при каждом рабочем ходе внедряют в обрабатываемое отверстие по винтовой траектории режущую, подобную напильнику часть инструмента с усилием, ограниченным величиной допустимого напряжения наиболее слабого сечения инструмента, равномерно снимая припуск во всех зонах резания, а при каждом обратном ходе инструменту придают обратное винтовое движение для освобождения зон резания от опилок, окончательную точность и шероховатость винтовых поверхностей формируют калибрующей частью инструмента с притирочным составом. 18284 1 2014.06.30 Изобретение относится к способам и инструментам механической обработки и может использоваться при обработке профильных (шлицевых, многогранных) отверстий с винтовыми поверхностями, например в нарезных стволах стрелкового оружия, ползунах,втулках. Известен 1 способ обработки внутренних винтовых поверхностей, при котором в заранее обработанное отверстие внедряют по направляемой винтовой траектории профильную протяжку (брошь). В результате продвижения протяжки через предварительное отверстие (протягивания) образуются нарезы (винтовые пазы) за один рабочий поступательно-вращательный ход протяжного станка. Поперечный профиль и размеры отверстия образуются поперечным профилем и размерами протяжки, которые копируются на обрабатываемые поверхности за счет срезания припуска с большим усилием протягивания протяжки сквозь предварительно обработанное отверстие. Недостатком известного способа является необходимость применения сложного и дорогого инструмента - протяжек. При обработке глубоких отверстий диаметром менее 8 мм затруднено удаление стружки из зоны обработки, возможны заклинивание протяжки, порча обрабатываемых поверхностей и при дальнейшем увеличении усилия разрыв протяжки. Следовательно, известный способ отличается дороговизной применяемого инструмента и нестабильностью процесса обеспечения точности и малой шероховатости обрабатываемых поверхностей. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому инструменту является протяжка 2 - инструмент для обработки внутренних винтовых поверхностей, содержащий державку, профильные направляющую, режущую и калибрующую части. Недостатком известного инструмента является отсутствие удовлетворительной конструкции, которая обеспечивала бы хороший отвод стружки из глубоких отверстий, доступ охлаждающей жидкости к лезвиям зубьев, была бы достаточно прочной, стойкой и обеспечивала бы высокую точность и чистоту обрабатываемых поверхностей. Протяжки с двумя винтовыми лезвиями сложны в изготовлении, при диаметрах менее 8 мм имеют малую жесткость, не обеспечивают равенства поперечных сил резания, центрирующих протяжку, в профильном отверстии при количестве зон резания больше двух, а следовательно, не обеспечивают точности и малой шероховатости обработки. Для глубоких отверстий диаметром менее 8 мм при удалении припуска не более 0,4 мм требуется комплект из пяти протяжек для обеспечения удовлетворительного удаления стружки и качества обрабатываемых поверхностей. Следовательно, известный инструмент не обеспечивает стабильного получения высокой точности и малой шероховатости обрабатываемых поверхностей, а за счет своей высокой стоимости повышает стоимость обработки. Задача изобретения - повышение точности обработки внутренних винтовых поверхностей со снижением шероховатости и стоимости обработки. Задача решается тем, что инструмент для обработки внутренних винтовых поверхностей, содержащий последовательно расположенные державку, профильные направляющую, режущую и калибрующую части, согласно изобретению, содержит дополнительную направляющую часть, расположенную за калибрующей частью, выполненной по размерам притира с канавками для размещения притирочного состава, и сопряженную с ней дополнительную державку, режущая часть выполнена подобной напильнику, а между направляющей и режущей частями выполнена выборка. Инструмент содержит осевое отверстие с наклонными выходами в пазах калибрующей части для подвода сжатого воздуха или смазочно-охлаждающей жидкости. Способ обработки внутренних винтовых поверхностей заявляемым инструментом,при котором последовательно выполняют рабочие и обратные ходы инструмента, при этом при каждом рабочем ходе внедряют в обрабатываемое отверстие заготовки по винто 2 18284 1 2014.06.30 вой траектории режущую, подобную напильнику часть инструмента с усилием, ограниченным величиной допустимого напряжения наиболее слабого сечения инструмента, равномерно снимая припуск во всех зонах резания, а при каждом обратном ходе инструменту придают обратное винтовое движение для освобождения зон резания от опилок, окончательную точность и шероховатость обрабатываемых поверхностей формируют калибрующей частью инструмента с притирочным составом. На фиг. 1 представлен предлагаемый инструмент на фиг. 2 - схема, поясняющая предлагаемый способ обработки внутренних винтовых поверхностей с использованием предлагаемого инструмента. Для пояснения конструкции инструмента и способа обработки им на фиг. 1, 2 показаны державка 1 направляющая 2 выемка 3 выборка 4 режущая часть 5 зуб режущий 6 калибрующая часть 7 канавка 8 направляющая дополнительная 9 державка дополнительная 10 отверстие осевое 11 выход из осевого отверстия 12 отверстие предварительное 13 заготовка 14 инструмент 15 поверхность внутренняя винтовая 16 стрелки возвратных винтовых движений 17. Способ осуществляется следующим образом. При обработке длинных отверстий державка 1 пропускается через отверстие 13 и крепится в патроне для рабочего хода, а дополнительная державка 10 крепится в патроне для обратного хода. При рабочем ходе в предварительное отверстие 13 в заготовке 14 внедряется за счет приводных винтовых движений инструмент 15 режущей частью 5 с расположенными на ней в шахматном порядке зубьями 6, перекрывающими все зоны резания, с направлением калибрующей частью 7 и направляющей дополнительной 9 через направляющую втулку (на фигурах не показано), жестко связанную с заготовкой 14, с профильным отверстием или по образующимся в процессе обработки внутренним винтовым поверхностям 16. Зубья 6, врезаясь в материал заготовки равномерно во всех зонах резания, образуют зазубрины, отклоняющиеся по передним поверхностям зубьев и заполняющие впадины между ними. Дальнейшее внедрение инструмента приведет к его поломке. Поэтому режущее усилие должно ограничиваться величиной допустимого напряжения наиболее слабого сечения инструмента с помощью тарированной на определенное усилие пружины и переключателя на обратный ход. На обратном ходу зазубрины обламываются задними поверхностями рядом лежащих зубьев, превращаясь в опилки, и освобождают место для дальнейшего врезания зубьев. Опилки ссыпаются в выборку 4, а из нее через выемки 3 в передней направляющей 2 и отверстие 13 удаляются из заготовки. Последующие рабочий ход и обратный ход увеличивают длину образующегося винтового профиля 16. Калибрующая часть 7 с выполненными на ней канавками 8 для размещения притирочного состава формирует окончательную точность и шероховатость обрабатываемых поверхностей. Для лучшего удаления опилок из зон резания сжатым воздухом или смазочноохлаждающей жидкостью в инструменте может выполняться осевое отверстие 11 с выходами 12 в пазах калибрующей части 7. Внешний диаметр и винтовые поверхности образуются за счет удаления материала заготовки режущим участком инструмента с зубьями, как у напильника, при возвратных поступательно-вращательных перемещениях инструмента по винтовой траектории, с шагом,равным шагу обрабатываемых поверхностей, на калибрующей и направляющих частях инструмента, которые направляют движения инструмента вглубь обрабатываемого отверстия. Следовательно, форма и размеры инструмента задают профиль и размеры образующихся поверхностей в процессе постепенного внедрения инструмента в отверстие заготовки на величину, зависящую от размеров снятого на участке резания материала за предыдущий двойной ход инструмента. Допустимое усилие привода зависит от глубины винтового профиля, его размеров,размера слабого сечения инструмента, допустимой прочности материала заготовки и инструмента 3 18284 1 2014.06.30 20,785 м0,785,где- допустимое усилие привода- глубина паза м - предел прочности материала заготовки- наружный диаметр винтового паза- внутренний диаметр винтового паза- диаметр слабого сечения инструмента- допустимое напряжение в материале инструмента. Предложенная конструкция инструмента позволяет повысить не только производительность и точность черновой обработки винтового профиля в заготовке режущей частью за счет точного направления и автоматически создаваемого равномерного давления режущих зубьев на материал, но и производительность чистовой обработки (притирки с притирочным составом) калибрующим участком, так как этот участок выполняют с точностью соответствующих требуемой обработке притиров заодно с режущей частью. Это позволяет устранить неизбежные погрешности профиля и расположения винтовых поверхностей в пределах допусков изготовления, выдерживаемых на режущей, калибрующей и направляющих частях, при раздельном изготовлении и применении инструментов для срезания основного припуска - протяжки и инструмента, обеспечивающего окончательную точность, - притира. 1. Арефьев М.Г., Карпов Л.И. Производство стволов стрелкового оружия. - М. Оборонгиз, 1945. - С.119. 2. Арефьев М.Г., Карпов Л.И. Производство стволов стрелкового оружия. - М. Оборонгиз, 1945. - С. 120, фиг. 117 в. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4