Способ обработки резанием вращающейся детали и устройство для его осуществления

 

1. Способ обработки резанием вращающейся детали, заключающийся в ее закреплении по концевым сечениям и деформации в процессе обработки путем нагружения одного из торцов крутящим моментом, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости процесса резания и повышения точности обработки, деформацию производят до обработки с усилиями, обеспечивающими создание состояния пластичности в поверхностном слое детали. 2. Устройство для обработки резанием вращающейся детали, содержащее передние и задние бабки и кинематически связанные с ними механизмы растяжения и закручивания обрабатываемой детали, отличающееся тем, что, с целью повьщ1ения точности обработки и производительности, механизм закручивания выполнен в виде двух соосных валов, соединенных между собой посредством расположенного в плоскости, перпендикулярной оси валов , гидроцилиндра, шток которого шарнирно закреплен на одном валу, а корпус - на другом. (/) ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1222419 (51) 4 В 23 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ />3:;

К ABTOPGXOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ д ..Д (21) 3669141/25-08 (22) 05.12.83 (46) 07.04.86. Бюл. Н- 13 (71) Севастопольский приборостроительный институт (72) В.А.Тараненко, Ф.Н.Канареев и Д.А.Каинов (53) 621.941.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 852447, кл. В 23 В 1/00, 1979. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ДЕТАЛИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, (57) 1. Способ обработки резанием вращающейся детали, заключающийся в ее закреплении по концевым сечениям и деформации в процессе обработки путем нагружения одного из торцов крутящим моментом, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью снижения энергоемкости процесса резания и повышения точности обработки, деформацию производят до обработки с усилия- ми, обеспечивающими создание состояния пластичности в поверхностном слое детали.

2. Устройство для обработки резанием вращающейся детали, содержащее передние и задние бабки и кинематически связанные с ними механизмы растяжения и закручивания обрабатываемой детали, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности обработки и производительности, механизм закручивания выполнен в виде двух соосных валов, соединенных между собой посредством расположенного в плоскости, перпендикулярной оси валов, гидроцилиндра, шток которого шарнирно закреплен на одном валу, а корпус — на другом.

9 1222419

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано при обработке на токарных станках с применением систем автоматизированного управления. 5

Цель изобретения — снижение энергоемкости процесса резания и повышение точности обработки.

На фиг. 1 представлена эпюра касательных напряжений в зоне пластичности, на фиг. 2 — устройство для реализации способа; на фиг ° 3 — сечение А-А на фиг. 2.

Предлагаемый способ реализуют следующим образом. 15

Деталь 1 закрепляют в зажимных устройствах передней 2 и задней 3 бабок, прикладывают. к концу детали 1 . крутящий момент с одновременным растяжением детали и создают состояние, 20 пластичности в ее поверхностном слое .за счет возникающих при удлинении детали касательных и растягивающих о напряжений. Причем напряжение 8 в наружных волокнах детали определяют 25 условием пластичности 5 = б +ЗЙ .

Величину момента M „р, необходимо для создания зоны пластичности, определяют интегрирование по площади в упругой зоне и зоне пластичности

Рт

dF = 2нi5 dP о

Учитывая, что в упругой зоне

= 68p а в зоне пластичности

h- л получаем

М =2 1 (63 — — + --(R — 5 ), У," LТ 3 3

4 3 т где — радиус зоны пластичности;

R — радиус детали; .» — касательные напряжения в зоне пластичности.

После каждого прохода в зависимости от ширины среэаемого слоя и размеров детали изменяют угол поворота поперечных сечений и величину касательных напряжений в наружных волокнах детали 1.

Устройство для реализации способа содержит (фиг. 2) деталь 1, закрепленную в эажимных устройствах 2 и 3 шпинделей 4 и 5 передней и задней бабок соответственно. Приводное колесо 6 шпинделя 4 контактирует с шестерней 7 приводного вала 8. Приводное колесо 9 шпинделя 5 контактирует с валом-шестерней 10. Приводной вал 8 и вал-шестерня 10 соединены между собой посредством гидроцилинра 11. Деталь 1 обрабатывается резцом 12.

Шпиндель 5 посредством упорного подшипника 13 переходной втулки 14 соединен со штоком 15 поршня, помещенного в корпусе 16 гидроцилиндра, установленного на направляющей 17, имеющей возможность перемещения оси ходового винта 18.

Устройство работает, следующим образом.Деталь 1 закрепляют в зажимных устройствах 2 и 3. При подаче рабочего тела в штоковую или бесштоковую полость гидроцилиндра 11 производят поворот вала-шестерни 10 относительно приводного вала 8. Контактирующие с шестерней 7 и валом-шестерней 10 приводные шестерни 6 и 9 соответственно обеспечивают закручивание детали 1. Приводной вал 8 приводят! во вращение. Вращение с помощью пе.редач шестерни 7 — приводное колесо 6

30 и вал-шестерня 10 — приводное колесо 9 передается на шпиндели 4 и 5.

Так как передаточные отношения укаэанных передач одинаковы, то вращение детали 1 осуществляется в закру,ченном состоянии. Вал-шестерня 10 позволяет осуществить перемещение задней бабки относительно станины при приложении продольной силы, а также при настройке задней бабки на

40 продольный размер детали.

Перемещение задней бабки осуществляется ходовым винтом.18. Величина растягивающего усилия определяется величиной усилия, развиваемого гид45 роцилиндром, и регулируется в зависимости от геометрических размеров детали и физико-механических свойств материала.

Пример. Обрабатывают деталь типа "торсионный вал" диаметром 24мм и длиной 650 мм.

Из четвертой теории прочности получают 5» = о + 3 . Закон Гука для сдвига = 6 gp., где 6 — модуль сдвига (для стали » = 8,1 ° 10 кг/см );

В-.относительный угол закручивания;

p — - расстояние от центра сечения до интегрируемой точки.

1222419

Составитель В. Золотов

Редактор И. Дербак Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Г. Решетник

Заказ 1647/11 Тираж 1001

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Под поверхностным слоем понимается слой материала, находящийся в пласти- ческом состоянии и равный 0,8-1,2 от глубины резания. После подстановки численных значений 6 = 30 кг/мм ;

= 0,5 6; 6= 8,1 10 кг/см ;

R = 12 мм; hp= 1,5 мм в формулу (1) для крутящего момента без растягивающих усилий получают M„ = 45,216 кгм, Предлагаемый способ обработки резанием позволяетуменьшить энергоемкость процесса резания уменьшить силы струж1

1 кообразования, уменьшить деформацию детали иповысить точность обработки.