Технология кольцевого сверления заготовок артиллерийских стволов

Заготовки стволов среднего и крупного калибров, получаемые свободной ковкой или центробежным литьем, подвергаются кольцевому сверлению. В центробежно-литых заготовках, имеющих отверстие, резание при кольцевом сверлении проходит в зоне основного металла в обход заготовительного отверстия. Это позволяет обойти зону шлаков, включений и уменьшить износ инструмента при обработке. Операция сверления — специфическая технологическая операция, проведение которой требует использования специального режущего инструмента, оборудования и другой оснастки.

К особенностям операции сверления следует отнести:

  • • неблагоприятные условия образования стружки;
  • • трудность надежного удаления стружки из зоны резания и отверстия;
  • • малую жесткость конструкций сверлильного инструмента;
  • • невозможность наблюдения за процессом резания и режущим инструментом во время его работы.

Метод кольцевого сверления предусматривает получение отверстия путем высверливания в заготовке кольцевой полости с образованием стержня или трубы в центральной части отверстия (рис. 2.32). При этом методе в стружку превращается только металл кольцевой полости.

Рис. 2.32

Схема образования поверхностей при кольцевом сверлении заготовок: а — заготовка — сплошная поковка; б — заготовка центробежного литая с отверстием.

Получающийся в процессе кольцевого сверления стержень или труба удаляются полностью по окончании сверления отверстия или же частями путем периодического отламывания или отрезания специальными устройствами. По сравнению со сплошным сверлением, при котором для образования отверстия весь металл, подлежащий удалению для образования заданного размера отверстия, превращается в стружку, метод кольцевого сверления обладает большим резервом повышения эффективности производства и имеет следующие преимущества:

  • • сокращается расход электроэнергии;
  • • снижается нагрузка на режущие кромки сверла;
  • • повышаются режимы резания;
  • • увеличивается производительность обработки отверстий.

Наиболее распространенной кинематической схемой кольцевого сверления является схема, при которой заготовка имеет вращательное движение, а режущий инструмент — поступательное движение (подачу). Различают 2 вида сверления: одностороннее и двустороннее.

Одностороннее сверление состоит в том, что отверстие обрабатывается с одной стороны. Такой вид обработки рекомендуется применять при длине заготовок до 8 м. Двустороннее сверление заключается в обработке отверстия с двух сторон. Оно может выполняться либо одновременно, либо последовательно: сначала до середины заготовки, а затем заготовку переворачивают на 180° и продолжают сверлить с другой стороны до получения сквозного отверстия.

На практике наибольшее распространение получило сверление длинных (более 8 м) заготовок на одношпиндельных горизонтально-сверлильных станках с переустановкой заготовки.

Разновидностью выполнения операции кольцевого сверления является сверления с одного конца, далее, после переустановки, сверление отверстия большего диаметра с другого конца, удаление стержня или трубы из заготовки и рассверливание отверстия на всю длину головкой большого диаметра. Так ведется образование канала в заготовках артиллерийских стволов калибра 203 мм (заготовка — сплошная поковка).

Кольцевое сверление выполняется с применением смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) марки МР-3 (ТУ 38 УССР 201254-76) — светло-коричневого, маловязкого минерального масла, содержащего жиры, примеси серы и фосфора. Ее основные физико-химические свойства:

  • • вязкость кинематическая при температуре 50°С — (5-20)Ю'6 м2/с;
  • • температура вспышки в открытом тигле — 125°С;
  • • массовое содержание механических примесей — 0,04%;
  • • массовое содержание общей серы — 1,0-2,2%;
  • • массовое содержание фосфора — 0,23-0,4%.

Назначение СОЖ:

  • • удалять стружку из зоны резания и отверстия;
  • • отводить тепло, образующееся в процессе резания металла;
  • • уменьшать силы резания при стружкообразовании;
  • • уменьшать потери (износ) от трения направляющих инструмента о стенки отверстия путем смазывания трущихся поверхностей.

Требования к СОЖ:

  • • хорошие охлаждающие и смазывающие свойства;
  • • безвредность для обслуживающего персонала;
  • • не вызывать коррозии станка и обрабатываемых поверхностей заготовки;
  • • дешевизна.

При выполнении операций сверления в заготовках артиллерийских стволов применяют два способа (рис. 2.33) подвода и отвода СОЖ: наружный подвод СОЖ и внутренний отвод стружки (рис. 2.33а); внутренний подвод СОЖ и наружный отвод стружки (рис. 2.336).

Первый способ предусматривает подвод СОЖ через кольцевой зазор между наружной поверхностью стебля и стенками отверстия заготовки большего диаметра, а отвод стружки и жидкости — через внутреннюю полость режущего инструмента и стебля. Под стеблем понимается полая штанга (труба), соединяемая с инструментом с помощью многозаходной прямоугольной резьбы.

Рис. 2.33

Способы подвода СОЖ при кольцевом сверлении:

а — наружный подвод СОЖ и внутренний отвод стружки; б — внутренний подвод СОЖ и наружный отвод стружки.

При втором способе СОЖ подводится через внутреннюю полость стебля и режущего инструмента, а отвод стружки и СОЖ производится через кольцевой зазор между наружной поверхностью стебля и стенками высверленного отверстия большего диаметра. Второй способ рекомендуется применять при кольцевом сверлении отверстий диаметром более 100 мм.

Однако первый способ имеет ряд преимуществ по сравнению со вторым, главное из которых, более высокое качество обработанной поверхности канала ствола. Чистая СОЖ, подаваемая в зону резания, проходит через направляющие элементы сверлильной головки. Стружка не попадает под эти элементы, отсутствуют надиры, царапины и другие дефекты канала ствола. Поэтому в последнее время все более широкое распространение при кольцевом сверлении стал находить первый способ подвода СОЖ.

Для подвода СОЖ, отвода стружки и направления режущего инструмента применяются специальные устройства, называемые маслоприемниками (при первом способе подвода СОЖ) и стружкосборниками (при втором способе подвода СОЖ) и являющиеся принадлежностью станка. Для обеспечения надежного ведения процесса кольцевого сверления необходимо подавать в зону резания под давлением определенное количество СОЖ. При сверлении отверстий диаметром 100-250 мм расход жидкости составляет 400-600 л/мин при давлении 0,3-1,0 МПа. Это обеспечивается имеющимися при станках гидростанциями. Операция кольцевого сверления, как и операция растачивания, выполняется на станках для обработки глубоких отверстий (к глубокому относится отверстие с отношением длины к диаметру более 5). Техническая характеристика станков приведена в таблице 2.14.

Таблица 2.14

Техническая характеристика станков для сверления и растачивапия отверстий в заготовках артиллерийских стволов

Модель станка

Технические параметры

РТ-601

РТ-002

РТ-002.06

РТ-604

РТ-401.00

РТ-401.21

РТ-605

РТ-402

РТ-402.00

РТ-006

КЖ-1910

КЖ-1920

КЖ-1941

Наибольшее расстояние

от оси шпинделя до

315

315

315

400

400

500

500

630

670

850

1700

направляющих, мм

Максимальная длина обработки, мм

4000

5300

6000

4000

  • 6300
  • 8000

8000

15000

5000

8000

8000

6300

Максимальный диа-

метр, мм:

сплошного сверления

80

80

80

80

120

125

120

125

105

1000

2000

кольцевого сверления

250

250

120

200

200

300

200

300

225

1000

2000

растачивания

250

250

250

360

300

500

370

500

600

1000

2000

Частота вращения, об/мин:

заготовки

40-500

40-500

40-500

40-500

40-500

16-250

16-250

16-250

2 200

1 -320

0.5-180

инструмента

100-630

не вращается

100-630

100-630

100-630

80-500

80-500

80-500

20-320

125-500

3.3-400

Подача инструмента, мм/мин

5-3000

5-3000

5-3000

5-3000

5-3000

5-3000

5-3000

5-3000

0,5-1500

0,4 1160

0,4-2800

Мощность привода вращения, кВт:

заготовки

18,9/27,7

18.9/27,7

18,9/27,7

55

55

55

85

125

160

инструмента

30

не вращается

30

55

55

55

75

75

85

Мощность привода подач инструмента, кВт

8

3,2

8

8

8

8

8

8

11

11

Мощность привода подачи СОЖ, кВт

10,7/15

10,7/15

27,7/30

10,7/15

24/34

18.9/27,7

18,9/27,7

10.7/16

51,6

95,6

138

Модель станка

Технические параметры

РТ-691

РТ-С02

РТ-602.06

РТ-694

РТ-401.00

РТ-401.21

РТ-В05

РТ-402

РТ-402.06

рт-вов

КЖ-1919

КЖ-1920

КЖ-1941

Расход СОЖ, л/мин

180-360

180 360

100 300

180 360

200-500

300 600

300 600

  • 180-
  • 960

180-1380

180-2040

1920

Емкость бака СОЖ, л

3300

5000

3500

8000

И 000

12 000

12 000

Максимальное давление СОЖ, МПа

2,5

2,5

2.5

2,5

2,5

2,5

2.0

2,5

2,0

2,0

2,0

Габариты станка, м:

длина

14.3

15.7

2.15

11.0

2.15(25.5)

24.0

41,5

16,0

5,5

23.0

ширина

2,5

2,61

2,6

3,5

2,6

5,4

4,5

4,0

3,0

4,54

высота

1,6

1,5

1,55

1.7

1,75

2.4

1.95

2,2

2,29

2.67

Масса станка, кг

22 050

19 100

20 000

19 100

32 250

41 500

57 500

34 760

103 500

86 100

Мощность привода подач инструмента, кВт

8

3,2

8

8

8

8

8

8

11

11

Мощность привода подачи СОЖ, кВт

10,7/15

10,7/15

27,7/30

10,7/15

24/34

18.9/27,7

18,9/27.7

10.7/16

51.6

95.6

Расход СОЖ. л/мин

180-360

180-360

100-300

180-360

200-500

300-600

300-600

  • 180-
  • 960

180-1880

180-2040

1920

Емкость бака СОЖ. л

3300

5000

3500

80(Ю

11 000

12 000

12 000

Максимальное давление СОЖ, МПа

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2,5

2,0

2,5

2,0

2,0

2,0

Габариты станка, м:

длина

14.3

15,7

2,15

11,0

2.15(25,5)

24.0

41.5

16,0

5,5

23.0

ширина

2,5

2.61

2.6

3,5

2.6

5,4

4,5

4.0

3.0

4,54

высота

1,6

1,5

1,55

1,7

1.75

2,4

1,95

2,2

2,29

2.67

Масса станка, кг

22 050

19 100

20 000

19 100

32 250

41 500

57 500

34 760

103 500

86 100

Приведенные в таблице 2.14 модели станков по конструктивному оформлению могут быть двух типов: токарного (рис. 2.34) и вертлюжного (рис. 2.35).

К токарным относятся станки моделей РТ-601, РТ-604, РТ-606, КЖ-1910, КЖ-1920, КЖ-1941.

К вертлюжному типу — станки моделей РТ-602, РТ-602.06, РТ-401.00, РТ- 401.21, РТ-605 (РТ-402), РТ-402.06, они имеют (кроме станка модели РТ-605) заднюю стойку с направляющей втулкой для расточной головки при растачивании обратной подачей.

Рис. 2.34

Общий вид станка токарного типа-.

1 — заготовка; 2 — сверлильная головка; 3 — люнет роликовый; 4 — втулка направляющая; 5 — маслоприем- ник; 6 — стойка; 7 — стебель; 8 — бабка стеблевая; 9 — стружкосборник.

Рис. 2.35

Общий вид станка вертлюжного типа:

1 — стойка; 2 — втулка направляющая; 3 — люнет кольцевой; 4, 6 — люнет открытый; 5 — люнет роликовый; 7,9 — планшайба с кулачками; 8 — бабка вертлюжная; 10 — маслоприемник; 11 — стебель; 12 — бабка стеблевая.

Конструкции применяемых люнетов и патронов аналогичны вышеприведенным, используемые при обтачивании стволов.

Маслоприемники устанавливаются на направляющей стойке станков. Стойка имеет привод продольного перемещения для подвода маслоприемника к заготовке и торцевого уплотнения с заготовкой.

Маслоприемники выполняются с вращающимися направляющими втулками 1 под инструмент и втулкой 2 под стебель (рис. 2.36) и невращающимися втулками (рис. 2.37).

Более надежное базирование инструмента имеет место при неподвижной направляющей втулке, т. е. при обработке заготовки без вращения инструмента во время его движения подачи.

Рис. 2.36

Маслоприемник с вращающимися направляющими втулками

Рис. 2.37

Маслоприемник с невращающимися направляющими втулками:

1 — втулка направляющая для инструмента; 2 — уплотнение торцевое; 3 — стебель; 4 — корпус; 5 — втулка

стеблевая; 6 — винт; 7 — стружкосборник.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >