Устройство для управления точностью механической обработки

 

Изобретение относится к устройствам управления точностью и шероховатостью механической обработки. Целью изобретения является повышение точности и уменьшение шерохова-. тости механической обработки на металлорежущих станках, например токарйых, расширение технологических возможностей устройства. Устройство позволяет компенсировать упругие деформации технологической системы в направлении X и У. Устройство содержит механизм плавной регулировки направления компенсируюш:его перемещения , включающий державку 1, поворотный сектор 2, закрепленный кольцевым прижимом 3 и гайкой 4, механизм плавной регулировки величины компенсирующего перемещения, содержащий кольцевой прижим, управляемую пружину 6 с вкладышем 7, упругий элемент 9, закрепленный винтами 8, механизм плавной регулировки углов резания, содержащий закрепленную в круговом пазу цилиндрического сектора 11 прижимом 12 через пластины головку 13, на которой закреплен прижимом 12 режущий инструмент с подкладкой 15 и накладкой 16. Для упрощения конструкции упругие элементы прямоугольного сечения вьшолнены с цилиндрическими хвостовиками . 1 з.п. ф-лы, 4 ил. ю сл А 2 16 N5 СО гч:) со 00 О5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19). (11) А1 (SI) 4 В 2, 15/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А-А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3971530/25-08 (22) 08.10.85 (46) 28.02.87. Бюл. № 8 (72) В.Н.Абдулов, А.Ф,Красильников и В.Н.Подураев (53) 621,91(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1142260, кл. В 23 ((15/12, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ТОЧНОСТЫО МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к устройствам управления точностью и шероховатостью механйческой обработки.

Целью изобретения является повышение точности и уменьшение шерохова-. тости механической обработки на металлорежущих станках, например токарных, расширение технологических возможностей устройства. Устройство позволяет компенсировать упругие деформации технологической системы в направлении Х и У. Устройство содержит механизм плавной регулировки направления компенсирующего перемещения, включающий державку 1, поворотный сектор 2, закрепленный кольцевым прижимом 3 и гайкой 4, механизм плавной регулировки величины компенсирующего перемещения, содержащий кольцевой прижим, управляемую пружину 6 с вкладьппем 7, упругий элемент 9, закрепленный винтами 8, механизм плавной регулировки углов резания, содержащий закрепленную в круговом пазу цилиндрического сектора 11 прижимом

12 через пластины головку 13, на которой закреплен прижимом 12 режущий инструмент с подкладкой 15 и накладкой 16, Для упрощения конструкции упругие элементы прямоугольного сечения выполнены с цилиндрическими хвостовиками. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1292986

50

Изобретение относится к машиностроению, а именно к режущим инструментам, обеспечивающим повышение точности и улучшение шероховатости механической обработки на металлорежущих станках, например токарных.

Целью изобретения является повышение точности и уменьшение шероховатости обработки путем изменения суммарной жесткости технологической системы и расширение технологических возможностей устройства путем обеспечения возможности исследования механизма процесса управления точностью и шероховатостью механической обработки с применением механических устройств, компенсирующих упругие деформации технологической системы.

На фиг.! изображено устройство, разрез А-А на фиг.2; на фиг.2 — сечение Б-Б на фиг.l; на фиг.3 — сечение В-B на фиг.l; на фиг,4 — схема процесса компенсации упругих деформаций технологической системы в направлении Х и У.

Устройство состоит иэ державки !, поворотного конического сектора 2, закрепленного кольцевым прижимом 3 и гайкой 4 s державке 1 с возможностью поворота вокруг оси Е, проходящей через вершину режущего элемента. Детали I 4 составляют механизм плавной регулировки направления компенсирующего перемещения. На коническом секторе 2 закреплена кольцевым прижимом

5 управляемая пружина 6 с возможностью поворота вокруг оси х, проходящей через вершину режущего элемента, В средней части пружина 6 снабжена вкладышем 7 из демпфирующего материала, а в нижней части пружины б ! закреплены винтами 8 два упругих ! ! элемента 9 с возможностью поворота вокруг своей оси. Детали 5 — 9 составляют механизм плавного изменения величины компенсирующего перемещения и демпфирования. На пружине б закреплен кольцевым прижимом 10 цилиндрический сектор 11 с возможностью поворота вокруг оси Х, проходящей через вершину режущего элемента. Детали

10 и 11 составляют механизм плавной регулировки углов резания d и 1! . В круговом пазу цилиндрического сектора II закреплена прижимом 12 через пластины головка 13 с воэможностью поворота вокруг оси 2, проходящей через вершину режущего элемента. На

2 головке 13 закреплен прижимом 12 режущий элемент 14 с подкладкой 15 и накладкой 16, Подкладка 15 отдельно крепится винтом к головке 13. Детали

l2 и 13 с режущим узлом (детали 14—

il6) составляют механизм плавного изменения углов резания < и . Контакт д конического сектора с державкой I осуществляется в верхней части через конические направляющие, в нижней части по цилиндру и торцу. Контакт пружины 6 с коническим 2 и цилиндрическим ll секторами осуществляется по кольцевым направляющим. Контакт головки 13 с цилиндрическим сектором

11 осуществляется через цилиндрические направляющие (сбоку) и торец (снизу). С целью ": олучения максимальной контактной жесткости конструкции в направлении Х и У прижимы выполнены так, что усилия прижима элементов конструкции в указанных направлениях превосходят по величине усилия резания Р„ и P .

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что технологическая система станка без устройства имеет податливость в направлении Х, рав 0 ную И„, а в направлении у — податливость, равную 4! . В процессе резания возникают усилия резания Р„, Р, которые сопровождаются упругими деформациями технологической системы

35 в направлении Х, У равными по величине дх и дЧ

Причем из-за непостоянства силового режима (которое происходит ввиду наличия непостоянства припуска, пятнистой твердости заготовки и т.д.) упругие деформации технологической системы в направлениях Х и У в процессе обработки изменяются эквивалентно изменению усилий резания Р» и Р, что приводит в направлении Х к дестабилизации подачи S „, = S „+a S где S — фактическая подача;

S - несущая подача; д Б — изменение подачи иэ-за наличия упругих деформаций технологической системы в направлении Х, вследствие чего ухудшается шероховатость обработанной поверхности, S po.нт так как известно что R =-—

9 8r где r — радиус при вершине режущего инструмента; в направлении У увели129?98б чивается рассеяние диаметрального размера обрабатываемой детали. Отжим в направлении Z не оказывает существенного влияния на точность и шероховатость обработки. 5

Процесс компенсации по Х и .У осуществляется следующим образом.

При воздействии сил Р„ и Р вершина резца (при наличии податливости технологической системы 1.1„ и Ы„) 10 должна переместиться иэ точки 0„ в точку 0, однако действие силы Р (ввиду наличия упругих элементов механизма) перемещает ее вниз и вперед; вперед потому, что упругие элементы расположены под углом (фиг.1). При этом суппортная и шпиндельная группа станка отжимаются, а вершинка резца (при правильной установке углов 1

М и Ч ) скользит по геометрическому м и

I месту точек, описываемому кривой 0„ 0„, т,е. по обрабатываемой поверхности.

При этом кривая 0 0 есть мнимая трас 4 ектория компенсирующего перемещения вершинки резца под действием силы Р

Угол ч, устанавливаемый поворотом конического сектора 2 (фиг.1), опреЛХ деляется из выражения: = arctg м

4 где dx = P„u; hq = Р,„ц„. Углы и (фиг.3) определяются по величим .не необходимого компенсирующего перемещения — ху (фиг.4), где Ьху = . = ax л ц .

Точная настройка механизма осуществляется экспериментально путем 35 пробных проходов при обработке наиболее неблагоприятной (по bt, д HRC и другим факторам) заготовки.

Таким образом, при правильной настройке механизма упругие деформации технологической системы в направлении Х и У компенсируются, что приводит к повышению точности обработки и улучшению шероховатости обрабатываемой поверхности ° формула изобретения

Устройство для управления точностью механической обработки, включающее механизм коррекции упругих перемещений резца, выполненный в виде упругих элементов прямоугольного сеения, закрепленных в оправке,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и уменьшения шероховатости обработки и расширения технологических возможностей, механизм коррекции выполнен в виде головки, закрепленной с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, проходящей через вершину резца, в цилиндрическом секторе, который закреплен с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, проходящей через вершину резца, на управляемой пружине, содержащей регулируемые по жесткости упругие элементы, причем управляемая пружина закреплена на коническом секторе с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, проходящей через вершину резца, а конический сектор закреплен в державке резца с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, проходящей через вершину резца.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции упругих элементов прямоугольного сечения, они выполнены с цилиндрическими хвостовиками, а отверстия в управляемой пружине выполнены цилиндрическими.

1292986

nyAy um мариу ямам cue zzuz gpcuuwu

gùÄ/ÐÔ ГАУФ

Составитель В.Алексеенко

Техред В.Кадар Корректор А. Ильин

Редактор Н.Горват

Заказ 324/1б Тираж 787 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4