Устройство для автоматической поднастройки режущего инструмента

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДНАСТРОЙКИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА, содержащее резцовую головку и размещенную в ней двухопорную балку, предназначенную для взаимодействия с резцедержателем, установленным в резцовой головке свозможностью перемещения в направлении действия радиальной составляющей силы резания, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования жесткости инструмента , двухопорная балка выполнена в виде торсиона, один конец которого закреплен в подшипнике корпуса резцовой головки , а другой - размещ,ен в подвижной относительно продольной оси торсиона и фиксирующей его угловое положение опоре, снабженной приводом перемещения, причем на торсионе между опорой и подшипником на постоянном расстоянии от последнего закреплен рычаг, предназначенный для взаимодействия с резцедержателем. W to

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН з(51) В 23 В 25/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t f

»»» фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3430017/25-08 (22) 26.04.82 (46) 23.06.83. Бюл. ¹ 23 (72) В. Н. Давыгора, И. В. Вовченко и В. А. Немиленцев (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (53) 631.91 (088.8) (56) 1. Самоподнастраивающиеся станки.

Под ред. Б. С. Балакшина, М., «Машиностроение», 1967, с. 39, рис. 22.

2. Авторское свидетельство СССР № 852450, кл. В 23 В 25/06, 1981 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДНАСТРОЙКИ РЕЖУЩЕГО

„„SU„„1024165 A

ИНСТРУМЕНТА, содержащее резцовую головку и размещенную в ней двухопорную балку, предназначенную для взаимодействия с резцедержателем, установленным в резцовой головке с возможностью перемещения в направлении действия радиальной составляющей силы резания, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования жесткости инструмента, двухопорная балка выполнена в виде торсиона, один конец которого закреплен в подшипнике корпуса резцовой головки, а другой — размещен в подвижной относительно продольной оси торсиона и фиксирующей его угловое положение опоре, снабженной приводом перемещения, причем на торсионе между опорой и подшипником на постоянном расстоянии от послед- ® него закреплен рычаг, предназначенный для взаимодействия с резцедержателем.

1024165

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системе автоматического регулирования упругими деформациями системы станок — приспособление — инструмент — деталь.

Известно, что при токарной обработке нежестких валов на точность диаметрального размера влияют погрешности, связанные с упругими отжатиями заготовки и соответствующих элементов станка. Варьируя жесткостью инструмента в зависимости от изменения жесткости детали и станка, можно получить постоянство жесткости, системы СПИД, устранив, тем самым, погрешности формы обрабатываемых валов.

Известно устройство для регулирования жесткости токарного резца, содержашее двухопорную балку с опирающимся на ее центральную часть резцедержателем, жесткость которой регулируется изменением пролета между опорами балки, выполненными в виде гаек винта, снабженного приводом вращения 11).

Недостатком такого устройства является необходимость применения привода, обеспечивающего перемещение опор по специальному закону, так как при равномерном изменении пролета балки жесткость инструмента и обрабатываемой детали изменяется по разным законам, что не обеспечивает постоянства жесткости системы

СПИД в процессе обработки.

Известно также устройство для автоматической поднастройки режущего инструмента, снабженное двухопорной балкой, имеющей отличную в двух взаимно перпендикулярных направлениях жесткость, на центральную часть которой, выполненную цилиндрической, опирается резцедержатель.

Регулирование податливости инструмента производится поворотом балки относительно продольной оси 12).

Недостатки такого устройства — сравнительно узкий диапазон изменения жесткости инструмента и невысокая точность обработки тех валов, жесткости которых соответствуют точки на вогнутом участке графика зависимости прогиба балки от угла поворота (ввиду несовпадения законов изменения жесткости) .

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для автоматической поднастройки режущего инструмента, содержащем резцовую головку и размещенную в ней двухопорную балку, предназначенную для взаимодействия с резцедержателем, установленным в резцовой головке с возможностью перемещения в направлении действия радиальной составляющей силы резания, двухопорная балка выполнена в виде торсиона, один конец которого закреплен в в подшипнике корпуса резцовой головки, а второй — размещен в подвижной относительно продольной оси торсиона и фиксирующей его угловое положение опоре, снабженной приводом перемещения, причем на торсионе между опорой и подшипником на постоянном расстоянии от последнего закреплен рычаг, предназначенный для взаимодействия с резцедержателем.

На фиг. 1, изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — зависимости податливости инструмента Жи„от длины торсиона и податливости заготовки и станка W +

+ W от положения резца по длине заготовки.

Устройство состоит из корпуса 1, в котором установлен резцедержатель 2 с резцом 3 и двухопорный торсионный вал 4, одним концом опирающийся на пару радиально-упорных подшипников 5, а другим — на подвижную опору 6, фиксирующую угловое положение торсиона. На торсионе на постоянном расстоянии от подшипников закреплен рычаг 7, контактирующий с резцедержателем, установленным на роликовых опорах 8 качения. Для исключения возможности проворота опора торсиона снабжена шпонкой 9, а в корпусе устройства предусмотрен соответствующий паз. Перемещение опоры производится посредством винтов 10.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении резца вдоль заготовки в процессе ее обработки опора 6 перемещается из какого-то положения I, определяемого податливостью обрабатываемого вала, в положение II, обусловленное жесткостью элементов станка.

Деформация торсиона в зависимости от его длины определяется по формуле

35 м, е к где ч — угол закручивания торсиона;

Мкр — закручивающий момент;

G -модуль упругости 2-го рода ма40 териала торсиона; — момент инерции при кручении; — длина торсиона.

Податливость инструмента, определяемая величиной деформации торсиона, описывается выражением (фиг. 2).

45 Wè„— — r-tg9 или в общем виде

Wи > tg -+у — -„-, где P — радиальная составляющая силы

Y резания; — плечо кривошипа.

При переходе инструмента через точку минимальной жесткости (в общем случае, середина вала) направление движения опоры 6 реверсируется, и она перемещается из положения II в положение 1.

Описанное устройство для автоматической поднастройки режущего инструмента позволяет, по сравнению с известным при сходных габаритных размерах упругого

1024165

Составитель А. Печкова

Редактор И. Николайчук Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Заказ 4286/8 Тираж! 106 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета.. СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 элемента в 5 — 6 раз расширить диапазон регулирования жесткости инструмента, т. е. диапазон обрабатываемых валов, и обеспечивает одинаково высокую точность обработки всего диапазона валов. Это объясняется тем, что ввиду Малости угла 1, график зависимости податливости инструмента вырождается в наклонную прямую. (без явно выраженных вогнутых участков).

Так, например, при использовании торсиона с размерами d = 12 мм, h = 9 мм; =

= 100 мм (сталь 55 ГС, (P ) =250 кГс) при обработке с силой Р„= !00 кГс расчетный диапазон податливости составил

О< Wax (1624 мкм, в то время как для известного устройства только 8,6 (%„н 310 мкм.

Применение такого торсиона при обработке вала d = 20 мм, 1 = 300 мм позволило снизить погрешность диаметрального размера с 330 до 70 мкм, т. е. почти в 5 раз.