Фиг. 488. Долбление многоугольного отверстия.
В настоящее время всё чаще и чаще можно встретить в станках и других машинах детали, имеющие многоугольные отверстия — трёх-, четырёх-, пяти- и шестиугольные, причём эти отверстия бывают сквозные и не сквозные.
Обработка сквозных отверстий производится долблением, прошиванием и сверлением, а сквозных, кроме указанных способов, ещё и протягиванием.
Долбление многоугольных отверстий выполняется обычно по разметке, а следовательно, такое отверстие получить точным очень трудно, тем более что неточности станка и делительного приспособления ещё более уменьшают точность отверстия.
Для долбления таких отверстий требуется предусмотреть в отверстии канавку А, показанную на фиг. 488, которая необходима для выхода резца Б.
Всё это настолько снижает производительность, что применение этого метода целесообразно только в индивидуальном и мелкосерийном производствах.
Прошивание отверстий, применяемое в крупносерийном и массовом производствах, выполняется обычно после предварительного сверления отверстия; отверстие прошивается па ручном или другом прессе прошивкой — при сквозных отверстиях и пробойником — при не сквозных отверстиях малого диаметра (примерно до 15 мм.
Фиг. 489. Прошивание многоугольных отверстий на ручном прессе.
Прошивание на ручном прессе четырёх- и шестиугольных отверстий в головках болтов показано на фиг. 489.
Отверстия до 15—18 мм. прошиваются в холодном состоянии, отверстия больше 15—18 мм. необходимо прошивать в горячем состоянии после предварительного сверления отверстия.
В массовом производстве большие отверстия выполняют на горизонтально-ковочных машинах, при этом предварительного сверления отверстия не требуется.
Метод прошивания наряду с методом протягивания имеет большое применение в современных крупносерийных и массовых производствах.
Сверление многоугольных отверстий не требует ни сложного инструмента, ни высокой квалификации рабочего и может быть выполнено на различных станках: токарных, вертикально-сверлильных, фрезерных, расточных.
Этот метод уступает по производительности протягиванию и прошиванию, но значительно превышает производительность при долблении; он может применяться как для сквозных, так и не сквозных отверстий, при этом в не сквозных отверстиях не требуется протачивать канавки А, показанной на фиг. 488.
Фиг. 490. Схема сверления квадратного отверстия.
Фиг. 491. Образование четырёхугольного отверстия.
Сверление многоугольных отверстий базируется на нижеследующем принципе: если сектор ОАВ радиуса ОА (фиг. 490) катить по плоскости Р Р , то вершина сектора О опишет прямую 0 0 за время перемещения сектора из положения АОВ в положение А’О’В’.
>Точно так же, перекатывая сектор радиуса А В ‘ с вершиной в точке А по плоскости ТТ, перпендикулярной плоскости Р Р , вершина сектора А опишет прямую АО, перпендикулярную прямой 00.
Совершенно аналогично могут быть описаны прямые О’В’ и АВ ‘, т. е. последовательным качением секторов будет описан правильный четырёхугольник АОО’В’.
Такое последовательное качение отдельных секторов может быть достигнуто качением фигуры А Б В (фиг. 491), составленной из трёх секторов, внутри жёсткого квадрата КЛМН.
Действительно, вращаясь по часовой стрелке, точка В этой фигуры при перекатывании дуги А В по плоскости КН опишет прямую ЛМ. Далее начнётся перекатывание дуги Б В по плоскости МН, и точка А будет перемещаться по прямой Е Л , вслед за этим дуга А В начнёт катиться по прямой ЛМ, и точка В будет описывать прямую КН- наконец, опять будет иметь место перетаскивание дуги АВ, но у нее по прямой ЕЛ, и точка В опишет прямую МН.
Если теперь фигуру АН В представить как поперечное сечение сверла и выполнить его с режущими гранями в точках А, Б и В и сообщить этому сверлу, помимо вращательного движения около своей оси О, ряд поступательных перемещений оси, аналогичных перемещениям центра О фигуры А Б В при рассмотренном движении её на фиг. 491, то, очевидно, в результате этих движений окажется возможным просверлить угловое отверстие, в данном случае квадрат.
Фиг. 492. Схема сверления многоугольного отверстия.
Фиг. 493. Пятиугольное сверло для сверления шестиугольного отверстия.
Сверление происходит по схеме, представленной на фиг. 492. Угловое сверло С с поперечным сечением по фиг. 491, но с режущими кромками на торце и отводящими стружку канавками, закреплено в плавающем патроне А, позволяющем сверлу иметь поступательное перемещение в перпендикулярных к своей оси направлениях; сверло направляется кондукторной втулкой Б, и конфигурация отверстия во втулке или совершенно точно совпадает с конфигурацией обрабатываемого отверстия детали Д, или несколько больше.
Эта втулка автоматически сообщает сверлу необходимые поступательные перемещения. Число режущих граней инструмента на единицу меньше числа сторон обрабатываемого многоугольного отверстия.
Так, для сверления шестиугольного отверстия сверло будет пятиугольным (фиг. 493). При сверлении четырёхугольных отверстий по кондуктору, в котором конфигурация отверстия одинакова с конфигурацией отверстия в детали, сторона сверла, противолежащая режущей грани, должна быть описана радиусом R = а, где а — сторона квадрата.
Однако при таком построении сверла «выбрать» прямые углы в отверстии не представляется возможным, и переход от одной плоскости к другой будет непременно выполнен по некоторой кривой.
Если сверло сконструировать так, чтобы оно «выбирало» бы прямые углы в квадратном отверстии, тогда сторона обработанного отверстия будет немного выпуклой со стрелой прогиба, равной 0,07 а, где а— сторона квадрата.
Задача выполнения отверстия с прямыми углами может быть значительно упрощена при увеличении размеров отверстия в направляющей втулке сверла (фиг. 492) по сравнению с отверстием детали до размера стороны квадрата, равного 6, где b — 2,414 а, что определяется геометрически.
Фиг. 494. Сверление прямоугольного отверстия.
Фиг. 495. Сверление прямоугольного отверстия с длиной больше удвоенной ширины.
Благодаря возможности сверления квадратных отверстий, можно получать и прямоугольные отверстия, для чего сверлятся два самостоятельных квадратных отверстия (фиг. 494); после этого соединяющая их перемычка А удаляется.
При длине прямоугольного отверстия значительно больше удвоенной ширины его рекомендуется после сверления двух квадратных отверстий (фиг. 495) забить в них пробки и сверлить отверстие в перемычке, после чего пробки удаляются.
Фиг. 496. Сверление прямоугольного отверстия.
Фиг. 497. Сверление ромбического отверстия.
Если длина прямоугольного отверстия значительно меньше удвоенной ширины, то сначала сверлится одно квадратное отверстие и в него забивается пробка, потом сверлится другое отверстие (фиг. 496).
Сверление ромбического отверстия показано на фиг. 497.
Фиг. 498. Детали приспособления и свёрла для сверления квадратных и шестиугольных отверстий.
На фиг. 498 изображены детали приспособления и сверла для сверления квадратных и шестиугольных отверстий.
Фиг. 499. Плавающий патрон для сверления многоугольных отверстий.
Конструкция плавающего патрона фирмы Уатт показана отдельно на фиг. 499.
Устройство его следующее: хвостовик 1 с конусом Морзе ввёртывается в диск 2, который в свою очередь ввёртывается в стакан 3. В стакане 3 находится втулка 4 с отверстием для инструмента сверла и диск 5 с четырьмя канавками, расположенными по две с каждого торца диска в перпендикулярных направлениях.
Канавки служат для шариков, обеспечивающих свободу перемещения диска 5 и втулки 4 относительно диска 2.Сверло укрепляется во втулке 4 при помощи винта 6.Винт 7 и пробка 8 служат тормозом от проворачивания диска 2 в стакане 3.
При изготовлении патрона требуется строго выдерживать перпендикулярность его оси к направлению канавок для шариков.
При сверлении многоугольных отверстии необходимо точно устанавливать патрон относительно оси отверстия; поэтому обработку таких отверстий хотя и можпо производить на сверлильных и фрезерных стайках, но лучше это делать на токарных станках, в которых совпадение осей патрона и изделия обеспечивается самой конструкцией станка.
Фиг. 500. Схема установки сверла для сверления многоугольных отверстий на токарном станке.
На фиг. 500 показана схема обработки многоугольного отверстия па токарном станке. Деталь 1, в которой требуется сверлить многоугольное отверстие, устанавливается в самоцентрирующем патроне 2 и на ней муфта 3 с направляющей втулкой 4.
Патрон 5 с качающейся оправкой 6 и закреплённым в ней сверлом устанавливается в корпусе задней бабки 8. Детали даётся вращение, а подача осуществляется от руки путём перемещения задней бабки.
При установке патрона в резцедержателе на суппорте станка можно работать с механической подачей.
При обработке многоугольных отверстий иа вертикально-сверлильных или фрезерных станках иногда вместо плавающего патрона применяются плавающие приспособления.
Одно из таких приспособлений изображено на фиг. 501. По плите 1, закрепляемой на столе станка, может перемещаться промежуточная плита 2 по выступу 4, а верхняя плита 3 в свою очередь может передвигаться по плите 2 по выступу 5, расположенному перпендикулярно к выступу 4, благодаря этому приспособление может «плавать» при вращении сверла в направляющей втулке 6.
Применение шариков (как в патроне на фиг. 499) вместо выступов 4 и 5 может облегчить перемещение плит 2 и 3.
Фиг. 502. Перовое сверло для сверления шестиугольного отверстия.
Благодаря направляющим многоугольным втулкам отпадает необходимость в сложных многоугольных свёрлах, которые могут быть заменены, например, для шестиугольных отверстий двухсторонним (перовым) сверлом, применяемым для треугольных отверстий (фиг. 502).
Фиг. 503. Патрон для сверления четырёхугольных отверстий.
Весьма ценным усовершенствованием в сверлении четырёхугольных отверстий является недавно осуществлённый специальный патрон для сверления только четырёхугольных отверстий (фиг. 503).
Принцип работы его основан на том, что при известных соотношениях циклоидные кривые могут принимать замкнутые формы, близкие к квадрату.
Фиг. 504. Схемы патрона для сверления четырёхугольных отверстий.
Для практического осуществления этого принципа и была предложена схема устройства, изображённая на фиг. 504. Резец С закрепляется на валу конической шестерни а с вершиной конуса в точке к. Эта шестерня совершает планетарное движение вокруг конической шестерни с внутренними зубьями.
При этом резец описывает четырёхугольный контур с весьма незначительными отклонениями.
При такой схеме движения достигается компактность также точность его работы.
Конструкция патрона изображена на фиг. 503. Устройство его следующее. Внутри корпуса 1 вращается втулка 2, расположенная на одной оси со шпинделем сверлильного станка и скреплённая с ним.
Внутри этой втулки под углом 3°20′ закреплён рабочий шпиндель Б патрона, на одном конце которого закреплена коническая шестерня А, а на другом — расточный резец с расстоянием с вершины режущей кромки от оси шпинделя.
Шестерня А сцепляется с конической шестерней В, имеющей внутренние зубья.
Патрон имеет всего две вращающиеся детали: втулку 2 и шпиндель с шестерпёй А. В этом первое преимущество патрона.
Второе преимущество заключается в возможности широко варьировать размеры и формы сторон растачиваемого квадратного отверстия, что достигается сменой резца и изменением величины С, а также изменением соотношения К/C, где К — эксцентриситет окружности, описанной вершиной резца вокруг оси рабочего шпинделя, относительно оси шпинделя станка или оси втулки 2.
Величина К может регулироваться подвинчиванием гайки 3, втягивающей или выдвигающей рабочий шпиндель.
