Устройство для обработки глубоких отверстий

Устройство для обработки глубоких отверстий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТ ВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ, включающее режущую головку, закрепленную на борштанге, и датчик положения режущей головки ототяосительно оси заготовки, связанный с управлякицим блоком, отличающ е е с я тем, что, с целью повБИде гз -BCHCOKj : liirS-n. ЕйБЛМОШКА ния точности обработки, в него введена оправка, жестно закрепленная на заготовке в средней ее части и снабженная двумя скобами, установленными взаимноперпендикулярно в двух параллельнах плоскостях, перпендикулярных реи заготовки, причем на концах каждой скобы установлены дисбалансы и каждая из них снабжена приводом перемещения, закрепленным на указанной оправке, на которой установлены также токосъетлные кольца, предназначенные для связи,указанных приводов перемещения с управляющим блоком, и кроме того, на оправке выполнен цилиндрический поясок, предназначенный для взаимодействия с введены в устройство датчиком положения оси заготовки ,, подключенным к управляющему блоку. со 4 00 -vl

ПЮ ПП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

NUNINCf

РЕСПУБЛИК

3<я) В 23 Q-15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двтовсном св датвъстви

БМИв0 g,,„

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3399717/25-08 (22) 22.02.82 (.46 ) 15. 08, 83. Вюл. @30 (72 ) В. И. Модестов, С.К. Плужников, A.A. Шаманин и П.Д. Яковлев (71) Ленинградский ордена Ленина и ордена Красного Знамени механичес» кий институт (53 ) 621. 91 (088. 8) . (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

9 529908, кл. В 23 В 29/02, 1977, 2. Патент США 9 3635106 кл.81-121, 1972 (прототип} . (54 )(57 ) уСТРОЙСтва для ОВРЫОТКИ ГЛуВОКИХ ОТВЕРСТИЙ включающее режущую головку, закрепленную на борштанге, и датчик положения режущей головки ототносительно оси заготовки, связанный с управляющим блоком, о .т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьаае» ния точности обработки, в него введена оправка, жестио закрепленная на заготовке в средней ее части и снабженная двумя скобами, установленными взаимноперпендикулярно в двух параллельнвх плоскостях, перпендикулярных оси заготовки, причем на концах каждой скобы установлены дисбалансы и каждая из них снабжена приводом перемещения, закрепленным на указанной оправке, на которой установлены также токосъемные кольца, предназначенные для связи,указайных приводов перемещения с управляющим блоком, и кроме того, на оправке выполнен цилиндрический поясок, предназначенный для взаимодействия с введеным в уст» I ройство датчиком положения оси заготовки, подключенным к управляющему блоку.

1034871

Изобретение относится к металлообработке и предназначено для глубокого сверления и растачивания отверс; тий в нежестких деталях с высакими требованиями к прямолинейности оси обрабатываемого отверстия.

-Известен инструмент, в котором изменение положения калибрующей вЕршины резца, формообразующей поверхнОсти обрабатываемого отверстия, .достигается за счет. создания колеба- 10 ний инструмента, противоположных по фазе гармоническим колебаниям головки, возникающим при отклонении оси отверстия от оси вращения заготовки. Эти колебания инструмента от оси вращающейся заготовки создаются эа счет кинематической . связи..Механизм коррекции представля ет собой инструментальную головку с опорным стаканом. Опорная поверх" ность стакана образована поджатыми . до упора подпружиненными направляю ,щими, при этоМ она эксцентрична посадочному отверстию. Циаметр опорной, поверхности стакана меньше диаметра обрабатываемого отверстия на величину, обеспечивающую свободное прохождение головки на скоррек- тированный участок отверстия. Кроме того, имеется механизм фиксации опорного стакана.

При фиксированном положении опор-, ного стакана головка работает как обычная расточнаяголовка,опираясь на направляющие,поджатые доупора силами резания. После расфиксации опорный ста.кан начинает вращаться совместно с заготовкой и вследствие своей экс-, центричности создает колебания головки, что приводит к смещению оси обрабатываемого отверстия (Ц . 40

Недостатками этого устройства asляются сложность конструкции инструмента и механизма его коррекции.и связанная с этим невозможность его использования на экстремальных ре- 45 жимах резания, а также при обработ .ке отверстий малых диаметров, . Известен управляемый по лазеру инструмент для обработки глубоких отверстий, содержащий пустотелую gp борштангу, на которую устанавливается расточная головка с центральным детектором, прикрепленным к вадней части расточной головки. Лазерный луч проектируется через пустотелую борштангу на центральный детектор, и информация с центрального детекто ра подается на управляющий блок, ко торый управляет парой направляющих, перемещающих корпус головки с рез цами в радиальном направлении 2Д .

Недостатки известного инструмен, та - сложность конструкции и невозможность использования его при об-. работке глУбоких отвеРстий малых 6 диаметров, а также при сверлении, так как центральное отверстие в борштанге, необходимое для подводаотвода СОЖ, нельзя использовать как канал для лазерного луча.

Целью изобретения является повышение точности обработки глубоких отверстий.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для обработки глубоких отверстий, включающее режущую головку, закрепленную на борштанге, и датчик положения режущей головки относительно оси заготовки, связанный с управляющим блоком, введена. оправка, жестко закрепленная на за« готовке в средней ее части и снабженная двумя скобами, установленными взаимно перпендикулярно в двух параллельных плоскостях, перпенди» кулярных оси заготовки, причем на концах каждой скобы установлены дисбалансы и каждая из них снабжена приводом перемещения, закрепленным на указанной оправке,.на которой установлены также токосъемные кольца, предназначенные для связи указанных.приводов перемещения с управляющим блоком, и, кроме того, на оправке выполнен цилиндрический поясок, предназначенный для взаимодействия с введенным в устройство датчиком положения оси заготовки, подключенным к управляющему блокУ.

Установка на заготовке устройства, сообщающего ей поперечные колебания с частотой вращения заготовки за счет наличия на заготовке дисбаланса, позволяет управлять положением оси обрабатываемого отверстия. При сообщении заготовке поперечных колебаний, фаза которых совпадает с

Фазой вектора. увода инструмента от оси заготовки, угол наклона инструмента к оси вращения заготовки увеличивается и, следовательно, увод возрастает s процессе дальнейшей обработки. При сообщении заготовке колебаний, фаза которых противоположна фазе вектора увода, увод уменьшается.

Величина и фаза вектора увода инструмента зависит от амплитуды, колебаний заготовки и сдвига фаз между вынужденными поперечными колебаниями заготовки и вектором увода инструмента. Для уменьшения увода оси отверстия, необходимо чтобы дисбаланс заготовки был направлен в сторону, противоположную уводу инструмента.

На фиг.1 изображено устройство для обработки глубоких отверстий, общий вид, на фиг.2 - разрез А«А на фиг.1 на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1, на фиг.4 — разрез В-В на фиг.2.

Устройство для обработки -глубоких отверстий содержит режущую головку

1034871 закрепленную на борштанге 2, датчики 3 и 4 положения режущей головки

1, установленные на стойках 5 и 6, которые имеют возможность перемещаться вдоль направляющих станины, и управляющий блок 7 °

В средней части вращающейся заготовки 8, закрепленной одним концом в патроне 9, а другим в конусе маслоприемника 10, жестко закреплена оп. Равка 11, на которой установлен привод .

12, приводящий в движение скобы 13 и 14 с дисбалансами 15 и 16. Дисбалансы 15 и 16 размещены в двух перпендикулярных друг другу пазах 17, выполненных в оправке 11. Контроль поло.1 жения оси заготовки относительно оси ее.вращения производится датчиком

18, контактирующим с пояском 19 на оправке 11. Подача электрического тока, а также управляющих сигналов 2О от управляющего. блока 7, датчиков

3 и 4 положения режущей головки и дат. чика 18 положения оси заготовки 8 к приводу 12 производится через токосъемные кольца 20 и.щетки 21. Привод 25

12 .может быть механическим, например, в виде электродвигателя, редуктора, шестерни и зубчатой рейки, связанной. с дисбалансами 15 и 16, гидравлическим, пневматическим и т.д. Для уравно о вешивания привода 12 на оправке 11 установлены дополнительные пластины ..22. Конструкция маслоприемника 10 имеет механизм компенсации укорочения длины заготовки из-эа поперечных колебаний заготовки, исключающий раскрытие стыка заготовки 8 с маслоприемником 10. Узлы устройства смонтированы в корпусе 23.

Датчики 3 и 4 бесконтактного типа, например ультразвуковые, и показы- 40вают раэностенность заготовки в сечении, где находится режущая головка 1;

Датчик 3 дает информацию о положении режущей головки 1 относительно наружной поверхности заготовки 8 в. 45 начале обработки по разностенности заготовки в сечении, в котором находится режущая головка, и движется вдоль заготовки вместе с режущей головкой под действием механизма . @ подачи. Контроль положения оси заготовки относительно ее вращения производится датчиком 18; контактирующим с пояском 19 на оправке 11 °

Устройство работает следующим образом.

Режущая головка 1 заводится в коидукторную втулку маслоприемника 10, а скобы 13 и 14 устанавливаются с помощью привода 12 и управляющего блока 7 в таком положении, чтобы . 60 заготовка была динамически уравновешенной около своей оси. Затем ивключается вращение заготовки 8, и упраь .ляющий блек 7 в зависимости от сигналов датчика 18 положения оси заготовки корректирует положение оси заготовки 8 посредством перемещения скоб 15 и 16 таким образом, чтобы ось заготовки 8 совпадала с осью вращения патрона 9 и конуса маслоприем ника 10. Заправка режущей головки 1 производится на малой подаче. При достижении режущей головкой 1 сечения заготовки, в котором находится датчик 3 положения режущей, головки, управляющий блок 7 включает рабочую подачу режущей головки 1 и датчика 3.

В процессе обработки управляющий блок 7 подает через токосъемные кольца 20 и щетки 21 управляющий сигнал к приводу 12 в соответствии с сигналом от датчика 3 положения режущей головки 1 и датчика 18 положения оси заготоьки 8. Привод 12 перемещает скобы 13 и 14 с .дисбалансами .

15 и 16 независимо в двух вэаимноперпендикулярных плоскостях.

В случаях отклонения режущей го-. ловки от оси заготовки сигнал от датчика 3 положения режущей головки

1 от оси заготовки 8 и от датчика

18 положения оси заготовки относительно оси вращения патрона 9 и ко-. нуса маслоприемника 10 подается в управляищий блок 7, а затем к приводу 12, который перемещает скобы 13 и 14 с дисбалансами 15 и 16. Дис« балансы 15 и 16 воздействуют на заготовку 8, упруго деформируют ее и изменяют положение оси режущей головки 1 относительно оси заготовки

8 таким образом, чтобы отклбнение режущей головки относительно оси заготовки было равно нулЮ.

При"достижении режущей головкой

1 и датчиком 3 оправки 11, управляющий блок 7 останавливает датчик

3 и отключает его. Далее на участ-. ке заготовки 8 с оправкой 11 процесс сверления неуправляем. При достижении режущей головкой 1 сечения, в котором находится датчик 4, управляющий блок 7 включает его и процесс управляемой обработки продолжается.

Применение устройства позволит повысить точность обработки глубоких отверстий.

Предлагаемое устройство может быть использовано с наибольшим эффектом при обработке глубоких отверстий малых, диаметров (3,030 мм) при сверлении заготовок малой жесткости, где применение других устройств для управления инструментом затруднительно.

1034871

&б

22

16

Составитель В. Алексеенко

Редактор М. Вандура Техред T.Ìàòî÷êà Корректор Ю.Макаренко

Ю М Ю м в

Заказ 5722/13 Тираж .7бО Подписное

BHHHGH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35> Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.. Проектная,4