Способ обработки некруглых деталей

Способ обработки некруглых деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ .

ll

РЕСПУБЛИН

3(59 В 2 В 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ЬТОРСНОМЪГ СВИРВТЕПЬСТВУ

S=r(sin8 -sin8,) Е =огеаов

f г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ (21) 3331635/25-08 (22) 17.08.81 (46) 07.04.83. Бюл. И 13 (72) В.Г. Евтухов, А.В. Гришкевич и И.Л. Цымбал (Z1) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И. Ленина . (53) 621.941 2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 416163, кл.. В 23 В 1/00, 1971 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ НЕКРУГЛЦХ

ДЕТАЛЕЙ с Й гранями, при котором инструмент совершает продольную подачу и вращательное движение вокруг оси, скрещивающейся с осью вращения детали, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности обработки, инструменту сообщает качательные колебания вокруг оси вращения путем изменения угла наклона оси инструмента относительно оси детали, который определяют по зависимости,„Я0„„1009612 А где 91 - угол наклона оси инструмента к аси детали в i --том положении;

l - радиус инструмента;

С - минимальное расстояние от образующей детали к точке пересечения плоскости, проходящей через вершины формаобразующего профиля инструмента, с его осью вращения;

Е(Ч)- закон изменения радиуса обрабатываемой детали; одновременно сообщают продольные ко- лебания детали вдоль оси, амплитуду которых определяют по зависимости. где ф - амплитуда осевых колебании детали; авакс максимальный угол наклона оси инструмента относительно оси детали, причем частоты обоих колебаний в и раз больше частоты вращения детали.

1009612

Изобретение относится к области нашиностроения и может быть использовано при механической обработке цилиндрических деталей с некруглыми поперечными сечениями лезвийным и аб- разивным инструментом.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ точения некруглых в поперечном сечении тел, 1р при котором деталь вращается, а инструмент, выполненный в виде чашечного резца с некруглой замкнутой и плоской режущей кромкой, совершает продольную подачу, и вращение вокруг оси, скрещивающейся с осью вращения детали (1).

Недостатком такого способа является сложность изготовления чашечного резца с некруглой замкнутой и плоской режущей кромкой (формообразующим профилем ). Кроме того, при вращении некруглого резца возникают неравномерные инерционные нагрузки, вибрации, что снижает точность и уменьшает чистоту обработанных поверхностей. Это влечет за собой снижение угловых скоростей вращения изделия и инструмента, что снижает производительность обработки.

Целью изобретения является повышение точности и качества обработанных поверхностей и увеличение производительности обработки.

Поставленная цель достигается тем, что по предложенному способу обработ- З ки деталей с гранями, при котором инструмент совершает продольную подачу и вращательное движение вокруг оси, скрещивающейсФ с осью вращения детали, инструменту сообщают качательные 40 колебания вокруг точки пересечения плоскости, проходящей через вершины формообразующего профиля инструмента, с его осью вращения, в плоскости, которая содержит оси вращения 45 инструмента и детали, а угол наклона оси инструмента к оси детали определяют по зависимости

8. = со"ссор

1 I 96 где 8 - угол наклона оси инструмен1 та к оси детали в 1 -м положении;

- радиус инструмента;

- минимальное расстояние от образующей детали к точке пересечения плоскости, проходящей через вершины формо2 образующего профиля инструмента, с его осью вращения;

$(Y)- закон изменения радиуса об" рабатываемой детали, одновременно сообщают продольные колебания детали вдоль оси, амплитуду которых определяют по зависимости

B=gsin9 ц„-Мо 9 ), Ф где 5 - амплитуда осевых колебаний детали;

О що1кс- максимальный угол 6;; причем частоты обоих колебаний в и раз больше частоты вращения детали.

При обработке цилиндрических деталей с криволинейной направляющей, описываемой синоидами, эквидистантами эпи- и гипоциклоид и другими кривыми, детали задают вращение вокруг своей оси, а инструмент перемещается вдоль детали и вращается вокруг своей оси, скрещивающейся с осью вра щения детали. Скорость вращения инструмента независима от скорости детали и профиля ее поперечного сечения.

Поэтому в качестве инструмента может быть использован как лезвийный инструмент (чашечный резец, фреза ),так и абразивный (шлифовальный круг). Форма режущих кромок(формообразующих профилей ) этих инструментов имеет правильную геометрию (окружность1, Для получения некруглых йоперечных сечений изделий инструменту сообщают качательные колебания вокруг точки пересечения плоскости, проходящей через вершины формообразующего профиля инструмента, с его осью вращения (центр инструмента ) и в плоскости, которая содержит оси вращения инструмента и детали, что позволяет при фиксированном центре инструмента и в зависимости от изменения радиуса детали, изменять расстояние между осью вращения детали и формообразующим.профилем инструмента. При этом для сохранения правильной ориентации инструмента в продольном направлении, так как при его качании формообразующий профиль изменяет свое положение, как в поперечном, так и в продольном направлениях, детали сообщают осевые колебания, согласованные с качательными колебаниями инструмента и компенсирующие его продольные смещения.

В результате осуществления этого способа можно использовать режущий инструмент правильной геометрической

3 1009 формы в виде окружности, вращающейся вокруг своей геометрической оси. Это позволяет избежать переменных инерционных нагрузок, вибраций и значит повысит, точность и качество обра- у ботанных поверхностей. Кроме того, можно повысить и скорость вращения инструмента и детали, т.е. увеличить производительность процесса.

На фиг. 1 представлена схема обра-!9 ботки некруглых поперечных сечений цилиндрических деталей, на фиг.2— то же, вид сверху.

Необходимо обработать цилиндрическую деталь 1 с криволинейной направляющей в виде треугольника с скругленными гранями и вершинами (N - =3 ), например, описанного синоидой (кривая, где радиус - вектор равен разности между постоянной f и синусоидальной изменяющейся величиной: А (1 -Sin Й 4).

Тогда уравнение профиля будет

p=R-A(3- sin 39) (см. сечение детали на фиг. 2 ).

В общем случае закон изменения радиуса обрабатываемой детали можем обозначить через f(9).

В качестве инструмента 2 для примера взят чашечный резец с радиусом г. 39

Деталь получает вращение с угловой скоростью tv+ а инструмент со скоростью |1„, причем скорость вращения ичструмента не зависит от ско"рости вращения детали и может опреде- ляться скоростью резания и т.д. Это позволяет s значительных пределах изменять скорость вращения инструмента и при прочих равных условиях значительно увеличивать производительность обработки.

Инструмент устанавливается -на постоянном расстоянии Ю = сопв+ от обрабатываемой детали под углом 6, к ее оси и Осуществляет продольную 4$ подачу 5.

Выше перечисленных движений необходимо и достаточно для получения круговых цилиндрических деталей. Для получения некруглых сечений инструменту 2 необходимо дополнительно задать качательные колебания Чк, т.е. изменять углы наклойа оси инструмента 9; относительно оси детали.

На фиг. 1 и 2 сплошной линией показано начальное положение детали 1 и инструмента 2, оси которых скрещиваются под углом В> 9 „„, (здесь радиус детали максимальный - р кр В

FO

Из фиг. 1 видно, что cos 9

КО где КО =г, à F0=F8 + ИО =f(VJ+C где С - минимальное расстояние от центра инструмента (точка пересечения плоскости, проходящей через вершины формообразующего профиля инструмента, с осью вращения инструмента ) 0 до образующей детали. Отсюда

c+ Я(Щ

6. = arcccc —.

1 I

Из фиг. 1 видно, что при качании инструмента его точка касания 9l смещается в продольном направлении на величину 4К в точку К. Отсюда возникает погрешность продольных смещений. Для ее устранения достаточно точку К возвратить в положение точки )„ (компенсировать продольные смещения инструмента j, что возможно за счет осевых колебаний детали 5

Амплитуда этих колебаний. .Ь К F1=sr ъ

° Fl,-51п 0 Р j KF=sill8

1 2

Отсюда в общем случае, амплитуда колебаний 50 будет изменятьс.я по закону

В=с(sin 8 „ 5;и g.) Ясно, что колебания БО должны быть синхронными с качательными колебаниями 4, В целом частота обоих колебаний (50 и V,<) должна быть в и раз больше частоты вращения детали 1Р, что даст возможность получения Йгранных поперечных профилей.

Вышеперечисленные движения можно реализовать в конструкции приспособления, устанавливаемого в резцедержателе токарно-винторезного станка с

612 4 положении, когда радиус детали изменяется по законуЕ(Ч )= А(1-МпКЧ), где

А — амплитуда изменения радиуса детали, V - -полярный угол, И = 3 - количество ветвей (граней ) детали до значений рп,,п (штриховая линия ), инструмент эайимает положение 3, а деталь - 4 и их оси будут скрещиваться под углом 8p .

Тогда в зависимости от закона изменения профиля поперечного сечения детали g(4 ) качательные колебания инструмента, определяемые углом 9, изменяются от 8.1 до О следующим образом.

5 10096 самостоятельным приводом качательных и осевых колебаний инструмента, Таким образом, предлагаемый способ позволяет обрабатывать различные по конфигурации в поперечном сечении цилиндрические поверхности. Использование инструмента с формообразующим профилем правильной геометрической формы в виде окружности и вращение его вокруг своей центральной оси 30 позволяет в качестве инструмента использовать стандартные чашечные резцы, фрезы и шлифовальные круги. Это характеризует универсальность способа и может быть использовано при пол-is

12 6 ной обработке детали, начиная с черновой и кончая финишной операциями.

При этом инструменты имеют независи- мую скорость, вращения -и могут изменять ее, увеличивая производительность обработки. С другой стороны снижаются инерционные нагрузки, .зависящие от конфигурации формообразующего профиля (режущей кромки ), уменьшаются вибрации, а следовательно, повышается точность обрабатываемых поверхностей и снижается их шероховатость, Это позволяет повысить скорость вращения детали и сократить время на обработкуе

1009612

Составитель В. Золонтов

Редактор Л» Утехинаа» Texpeg Ж Кастелевич Корректор: Е. Роако

Заказ 2571/7 Тираж 1104 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Филиал ПЦП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 5