RU2088383C1

RU2088383C1 - Metal-cutting machine for deep-hole drilling

Info

Publication number: RU2088383C1
Application number: RU95119409A
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Верещагин; Генрих Максович Гольдрайх; Виктор Георгиевич Даниленко; Леонид Вельямович Капительман; Виктор Алексеевич Коневских; Рейнгольд Георгиевич Миллер; Александр Николаевич Мозолевич; Вадим Сергеевич Свириденко; Александр Владимирович Собакин; Вадим Владимирович Скунчий; Григорий Яковлевич Трейгер; Сергей Юрьевич Фотин; Леонид Самуилович Чубарь
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "Подольский машиностроительный завод"
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 1997-08-27

Abstract

FIELD: machine-tool manufacture, in particular, bridge-type metal-cutting machines for deep hole drilling designed for drilling of deep holes in tube sheets and similar parts applicable in power engineering industry. SUBSTANCE: drilling spindle unit has device 11 for supply of lubricant-coolant located on mandrel. Outlet of device is communicated with channel 12 for supply of lubricant-coolant to zone of deep drilling and made in drill 13. Spindle unit 10 has removable mechanism 14 for collection of used lubricant-coolant with chips. Device 11 is made in form of body 15 having draining hole 16 and outlet 17. Outlet 17 is communicated with source of supply of lubricant-coolant under pressure, and draining hole 16 communicated with discharge member. Body 15 is located with the aid of bearings 18 on mandrel 19 intended for attachment of shank of drill 13 and having hole 20 for communication with channel 12 for supply of lubricant-coolant to zone of deep drilling. Installed in body 15 between bearings 18 on mandrel 19 with minimal clearance is sealing bushing 21 with annular groove 22 on internal surface, and, at least, one radial channel 23 for communication of inlet 17 of body 15 with hole 20 of mandrel. Draining hollow 24 for collection and withdrawal of leakage of lubricant-coolant is made on external side surface of sealing bushing 21. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к металлорежущим станкам портального типа, предназначенным для изготовления глубоких отверстий в трубных решетках, а также в подобных крупногабаритных деталях, используемых в энергетическом машиностроении. The invention relates to the field of machine tool industry, in particular to portal-type metal-cutting machines intended for the manufacture of deep holes in tube sheets, as well as in similar large-sized parts used in power engineering.

Известен портальный станок, содержащий магазин с режущим инструментом и устройство для автоматической смены инструмента в шпиндельном узле в зависимости от требуемой согласно технологическому процессу операции [1]
Недостатками известного станка являются ограниченные технические возможности станка при обработке крупногабаритных деталей, обусловленные невозможностью сверления глубоких отверстий, в частности в трубных решетках, а также низким качеством изготовления каналов.Known portal machine containing a magazine with a cutting tool and a device for automatic tool change in the spindle unit, depending on the operation required according to the technological process [1]
The disadvantages of the known machine are the limited technical capabilities of the machine when processing large parts, due to the inability to drill deep holes, in particular in tube sheets, as well as the low quality of manufacturing channels.

Известен также металлорежущий станок для глубокого сверления, содержащий сверлильный шпиндельный узел, устройство для подачи СОЖ в зону резания и оправку для крепления сверла глубокого сверления [2]
К недостаткам известного многошпиндельного станка портального типа, принятого в качестве прототипа, относятся ограниченные технические возможности, обусловленные тем, что на нем не обеспечивается стабильная подача СОЖ в зону резания, т.к. расположение устройства для подачи СОЖ расположено на значительном расстоянии от зоны резания, это приводит к перегреву СОЖ в процессе ее транспортировки в зону резания, а следовательно, к вспениванию и неоднородности структуры СОЖ, а также сложности конструктивного выполнения. Особенно это сказывается при выполнении глубоких отверстий в крупногабаритных деталях, к которым, в частности относятся трубные решетки, имеющие диаметр порядка 3 м, а вес 10 т.Also known is a metal cutting machine for deep drilling, containing a drilling spindle assembly, a device for supplying coolant to the cutting zone and a mandrel for attaching a deep drilling drill [2]
The disadvantages of the known multi-spindle portal type machine, adopted as a prototype, are limited technical capabilities, due to the fact that it does not provide a stable supply of coolant to the cutting zone, because the location of the coolant supply device is located at a considerable distance from the cutting zone, this leads to overheating of the coolant during its transportation to the cutting zone, and therefore to foaming and heterogeneity of the coolant structure, as well as the complexity of the design. This is especially true when making deep holes in large parts, which, in particular, include tube sheets with a diameter of about 3 m and a weight of 10 tons.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка многошпиндельного портального станка, обладающего расширенными техническими возможностями, заключающимися в повышении надежности и качества сверления глубоких отверстий в крупногабаритных деталях, а также в упрощении конструкции устройства. The problem to which the present invention is directed, is to develop a multi-spindle gantry machine with advanced technical capabilities, consisting in improving the reliability and quality of drilling deep holes in large parts, as well as in simplifying the design of the device.

Для достижения указанного технического результата в известном металлорежущем станке для глубокого сверления, содержащем сверлильный шпиндельный узел, устройство для подачи СОЖ в зону резания и оправку для крепления сверла глубокого сверления, оправка установлена на торце шпинделя, а устройство для подачи СОЖ установлено на оправке и гидравлически связано с одной стороны с каналом, выполненным в сверле глубокого сверления, а с другой стороны с источником подачи СОЖ под давлением. To achieve the technical result in a known deep-hole cutting machine containing a drilling spindle assembly, a device for supplying coolant to the cutting zone and a mandrel for attaching a deep drilling drill, the mandrel is mounted on the end of the spindle, and the coolant supply device is mounted on the mandrel and is hydraulically connected on the one hand with a channel made in a deep-hole drill, and on the other hand with a coolant supply source under pressure.

Кроме этого, устройство для подачи СОЖ выполнено в виде корпуса, имеющего входное и дренажное отверстия и расположенное посредством подшипников на оправке, выполненной с отверстием для сообщения с каналом подачи СОЖ в зону резания, выполненным в сверле глубокого сверления, закрепленном в оправке, при этом в корпусе между подшипниками установлена уплотнительная втулка с кольцевой канавкой на внутренней поверхности и по меньшей мере одним радиальным каналом для сообщения входного отверстия корпуса с отверстием оправки. In addition, the coolant supply device is made in the form of a housing having an inlet and drainage hole and located by means of bearings on a mandrel made with an opening for communication with the coolant supply channel to the cutting zone, made in a deep hole drill fixed in the mandrel, while between the bearings, a sealing sleeve is installed with an annular groove on the inner surface and at least one radial channel for communicating the inlet of the housing with the hole of the mandrel.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, необходимых и достаточных для достижения указанного технического результата. These signs are essential and interconnected causal relationship with the formation of a set of essential features necessary and sufficient to achieve the specified technical result.

На фиг.1 изображен общий вид металлорежущего портального станка глубокого сверления; на фиг.2 узел А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.2. Figure 1 shows a General view of a metal portal gantry deep drilling; in Fig.2 node A in Fig.1; figure 3 section BB in figure 2.

Металлорежущий портальный станок глубокого сверления содержит стол 1 для размещения обрабатываемой детали 2. По обе стороны основания расположены направляющие 3, на которых установлен с возможностью перемещения портал 4. На направляющих поперечины 5 портала 4 с возможностью перемещения установлен двушпиндельный блок 6, имеющий пиноль 7 со сверлильным шпиндельным узлом 8 и пиноль 9 с фрезерно-расточным шпиндельным узлом 10. The metal-cutting portal deep-hole drilling machine contains a table 1 for accommodating the workpiece 2. On both sides of the base there are guides 3 on which the portal 4 is mounted with the possibility of movement. On the guides of the cross-section 5 of the portal 4, a double-spindle unit 6 is installed with a pin 7 with drilling spindle unit 8 and pinole 9 with a milling-boring spindle unit 10.

Сверлильный шпиндельный узел 8 выполнен с расположенным на оправке устройством 11 для подачи СОЖ, выходное отверстие которого сообщено с каналом 12 (фиг. 3) для подачи СОЖ в зону глубокого сверления, выполненным в сверле 13 глубокого сверления, а шпиндельный узел 10 снабжен съемно установленным механизмом 14 сбора отработанной СОЖ со стружкой. The drilling spindle assembly 8 is made with a coolant supply device 11 located on the mandrel, the outlet of which is in communication with the channel 12 (Fig. 3) for supplying the coolant to the deep drilling zone made in the deep drilling drill 13, and the spindle assembly 10 is equipped with a removable mounted mechanism 14 collection of spent coolant with chips.

Устройство 11 для подачи СОЖ (фиг.2) выполнено в виде корпуса 15, имеющего дренажное 16 и входное 17 отверстия. Входное отверстие 17 сообщено с источником подачи под давлением СОЖ, а дренажное отверстие 16 со сливом (не показано). Корпус 15 расположен посредством подшипников 18 на оправке 19, предназначенной для закрепления хвостовика сверла 13 (любым известным способом, например винтом, фиг.2) и выполненной с отверстием 20 для сообщения с каналом 12 подачи СОЖ в зону глубокого сверления, выполненным на сверле 13. The device 11 for supplying coolant (figure 2) is made in the form of a housing 15 having a drainage 16 and an inlet 17 of the hole. The inlet 17 is in communication with the supply source under coolant pressure, and the drainage hole 16 with a drain (not shown). The housing 15 is located by bearings 18 on the mandrel 19, designed to secure the shank of the drill 13 (by any known method, for example, a screw, figure 2) and made with a hole 20 for communication with the coolant supply channel 12 to the deep drilling zone made on the drill 13.

В корпусе 15 между подшипниками 18 на оправке 19 с минимальным зазором (доли мм) установлена уплотнительная втулка 21 с кольцевой канавкой 22 на внутренней поверхности и по меньшей мере одним радиальным каналом 23 для сообщения входного отверстия 17 корпуса 15 с отверстием 20 оправки. In the housing 15 between the bearings 18 on the mandrel 19 with a minimum clearance (fractions mm), a sealing sleeve 21 is installed with an annular groove 22 on the inner surface and at least one radial channel 23 for communicating the inlet 17 of the housing 15 with the mandrel opening 20.

На наружной боковой поверхности уплотнительной втулки 21 устройства 11 для подачи СОЖ выполнена дренажная полость 24 для сбора и отвода утечек (излишек) СОЖ. On the outer side surface of the sealing sleeve 21 of the coolant supply device 11, a drainage cavity 24 is provided for collecting and discharging coolant leaks (excess).

Механизм 14 сбора отработанной СОЖ выполнен в виде корпуса 25 с полостью 26, в котором на противоположных стенках расположены кондукторная 27 и люнетная 28 втулки, которые установлены в корпусе 25 с возможностью расположения в них сверла 13 глубокого сверления. Люнетная втулка 28 связана с элементом размельчения стружки и установлена в корпусе 25 посредством подшипника с возможностью взаимодействия со стеблем сверла 13 глубокого сверления, например при помощи шпонки, размещенной в желобе сверла напротив люнетной втулки 28. The spent coolant collection mechanism 14 is made in the form of a housing 25 with a cavity 26, in which on the opposite walls there is a conductive 27 and a lunette 28 bushings that are installed in the housing 25 with the possibility of placing a deep-hole drill 13 in them. Lunette sleeve 28 is connected to the chip grinding element and installed in the housing 25 by means of a bearing with the possibility of interaction with the stem of the deep-hole drill 13, for example, with a key located in the drill groove opposite the lunette sleeve 28.

Полость 26 сбора отработанной СОЖ со стружкой выполнена с закругленными углами, на одной из стенок которой выполнено выходное отверстие 29, сообщенное посредством трубопровода 30 с элементом, отводящим отработанную СОЖ со стружкой, выполненным в виде наклонного желоба 31, установленного между стойками 32 портала 4 и соединенного с подвижной частью станка, несущей двушпиндельный блок 6, например со стойкой 32. The cavity 26 for collecting the spent coolant with chips is made with rounded corners, on one of the walls of which an outlet 29 is made, communicated through a pipe 30 with an element that discharges the spent coolant with chips, made in the form of an inclined groove 31, installed between the racks 32 of the portal 4 and connected with the movable part of the machine supporting the double-spindle unit 6, for example with a stand 32.

Элемент размельчения стружки выполнен в виде дополнительной втулки 33 с лопатками 34 на торце, расположенном во внутренней полости корпуса 25, и связан с ним посредством подшипников 35. The chip grinding element is made in the form of an additional sleeve 33 with blades 34 at the end located in the inner cavity of the housing 25, and is connected with it through bearings 35.

Корпус 25 съемно установлен на подвижной части шпиндельного узла 10, выполненного фрезерно-расточным. The housing 25 is removably mounted on the movable part of the spindle unit 10, made milling and boring.

Металлорежущий портальный станок глубокого сверления работает следующим образом. Metal-cutting portal deep-hole drilling machine operates as follows.

Обрабатываемая крупногабаритная деталь 2 (фиг.2), в частности трубная решетка, устанавливается на рабочую поверхность стола 1, после чего осуществляется позиционирование портала 4 вместе с двушпиндельным блоком 6 таким образом, чтобы ось сверлильного шпиндельного узла 8 совместилась с осью отверстия, подлежащего обработке. Затем, включая привод перемещения пиноли 9 второго шпиндельного узла 10, подводят механизм 14 сбора отработанной СОЖ со стружкой с размещенной кондукторной втулкой 27 к обрабатываемой поверхности детали 2 до упора в нее. После этого включают привод перемещения пиноли 7, осуществляют рабочую подачу сверла 13 и одновременно с этим подачу СОЖ под давлением через отверстия 17, 23, 21 и канал 12 в зону резания. При этом давление и расход СОЖ регулируются в зависимости от диаметра сверления. The large-sized workpiece 2 (Fig. 2), in particular, the tube sheet, is mounted on the working surface of the table 1, after which the portal 4 is positioned together with the double-spindle unit 6 so that the axis of the drilling spindle unit 8 is aligned with the axis of the hole to be processed. Then, including the drive for moving the pintles 9 of the second spindle unit 10, the waste coolant collection mechanism 14 with the chips with the conductive sleeve 27 is brought to the workpiece surface 2 until it stops. After that, the drive for moving the quill 7 is turned on, the working feed of the drill 13 is carried out, and at the same time, the coolant is supplied under pressure through holes 17, 23, 21 and channel 12 into the cutting zone. In this case, the pressure and flow rate of the coolant are regulated depending on the diameter of the drilling.

Таким образом, для привода кондукторной втулки 27 и обеспечения ее прижатия к обрабатываемой поверхности детали 2 используется привод подачи пиноли 9 второго шпиндельного узла 10, в данном случае фрезерно-расточного. Thus, to drive the conductor sleeve 27 and to ensure that it is pressed against the workpiece surface 2, a feed drive for the pinole 9 of the second spindle unit 10 is used, in this case a milling-boring machine.

Отвод из зоны сверления стружки производится потоком СОЖ, посредством которого стружка с отработанной СОЖ транспортируется по желобу 36, выполненному на внешней поверхности сверла 13 (фиг.3), и попадает во внутреннюю полость 26, в которой посредством вращающихся лопаток 34 стружка размельчается и подается (получив при этом дополнительную энергию) вместе с отработанной СОЖ через отверстие 29 (фиг.2) и трубопровод 30 в наклонный желоб 31. И далее по наклонному желобу 31 размельченная стружка вместе с СОЖ транспортируется к месту накопления. Закрепление желоба 31 (фиг.1) на стойках 32 портала 4 позволяет сократить размеры трубопровода 30 до минимальных размеров, исключив тем самым его засорение при транспортировке СОЖ со стружкой. The discharge from the chip drilling zone is carried out by the coolant flow, by means of which the spent coolant chips are transported along the groove 36 made on the outer surface of the drill 13 (Fig. 3), and enters the internal cavity 26, in which the chips are crushed and fed through rotating blades 34 ( having received additional energy) along with the spent coolant through the hole 29 (figure 2) and the pipe 30 into the inclined groove 31. And then along the inclined groove 31, the crushed chips along with the coolant are transported to the accumulation site. Fixing the gutter 31 (Fig. 1) on the racks 32 of the portal 4 allows you to reduce the size of the pipeline 30 to a minimum size, thereby eliminating its clogging during transportation of the coolant with chips.

Применение настоящего изобретения позволяет расширить технические возможности многошпиндельного портального станка при одновременном упрощении устройства для подачи СОЖ, обеспечивает надежную работу станка за счет стабильности подачи жидкости в зону резания с сохранением ее характеристик, и тем самым исключает необходимость применения дорогостоящего оборудования и технологий сверления глубоких отверстий в крупногабаритных деталях, в частности в трубных решетках. The application of the present invention allows to expand the technical capabilities of a multi-spindle gantry machine while simplifying the device for supplying coolant, ensures reliable operation of the machine due to the stability of the fluid supply to the cutting zone while maintaining its characteristics, and thereby eliminates the need for expensive equipment and technologies for drilling deep holes in large details, in particular in tube sheets.

Claims

1. A cutting machine for deep drilling, comprising a drilling spindle assembly, a device for supplying a cutting fluid to the cutting zone and a mandrel for attaching a deep drilling drill, characterized in that the mandrel is mounted on the end face of the spindle, and the coolant supply device is installed on the mandrel and is hydraulically connected on one side with a channel made in a deep-hole drill, and on the other hand with a coolant supply source under pressure.

2. The machine according to claim 1, characterized in that the coolant supply device is made in the form of a housing having an inlet and drainage hole and located by bearings on a mandrel made with an opening for communication with the coolant supply channel to the cutting zone made in a deep drill drilling fixed in the mandrel, while in the housing between the bearings there is a sealing sleeve with an annular groove on the inner surface and at least one radial channel for communicating the input of the housing with the hole about Rawka.