Способ обработки поверхностей вращения

 

Изобретение относится к обработке поверхностей вращения резанием и может найти применение при обработке цилиндрических деталей из вязких материалов. Целью изобретения является повьпиение точности обработки. В процессе обработки заготовке 1 и резцовой головке 2 сообщают вращение вокруг своих геометрических осей 4 и 5 и относительное движение подачи . Ось 4 заготовки и ось 5 резцовой головки устанавливают под углом скрещивания , определяемым по выражению if arccos и- , где d - диаметр обработанной поверхности; D - диаметр резцовой головки. Диаметр резцовой головки настраивают меньше диаметра заготовки на величину, минимальное значение которой равно толщине срезаемого слоя металла. 3 ил. (Л CZ со 01 ел со ел О) (риг. 2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (р 4 В 23 В 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Юс

° и

° а с г (Риг. 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3862573/31 -08 (22) 05.03.85 (46) 30.11.87. Бюл. № 44 (71) Новополоцкий политехнический институт им. Ленинского комсомола

Белоруссии (72) В,А. Данилов и Л.А. Данилова (53) 621 94 1. 1(088.8) (56) Виксман Е.С. Скоростное нареэание резьб и червяков. М,: Машиностроение, 1966, с. 5-11, рис. 24, (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

ВРАЩЕНИЯ (57) Изобретение относится к обработке поверхностей вращения резанием и может найти применение при обработке цилиндрических деталей из вязких

„„SU„„1355356 А 1 материалов. Целью изобретения является повышение точности обработки.

В процессе обработки заготовке 1 и резцовой головке 2 сообщают вращение вокруг своих геометрических осей

4 и 5 и относительное движение подачи. Ось 4 заготовки и ось 5 резцовой головки устанавливают под углбм скрещивания, определяемым по выражению

p= arccos q —, где d — диаметр обработанной поверхности; D — диаметр резцовой головки. Диаметр резцовой головки настраивают меньше диаметра заготовки на величину, минимальное значение которой равно толщине среза- а емого слоя металла. 3 ил.

1355356

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано в машиностроении, преимущественно для обработки цилиндрических деталей из вязких материалов..

Цель изобретения — повышение точности обработки.

На фиг. 1 изображены взаимное расположение обрабатываемой заготовки и резцовой головки и сообщаемые им движения, сечение, перпендикулярное оси заготовки; на фиг. 2 — то же, вид в плане на фиг. 3 — схема образования профиля обработанной поверхности.

Для обработки заготовки 1 используют многореэцовую головку 2 с радиально расположенными резцами 3, которые оснащены многогранными или круглыми пластинками.

В процессе обработки заготовке 1 и резцовой головке 2 сообщают непрерывные вращательные движения вокруг своих геометрических осей 4 и 5 соответственно с частотами n > и п и относительное движение подачи S вдоль оси заготовки. Движение подачи может сообщаться либо заготовке, либо резцовой головке.

Геометрическую ось 4 заготовки и ось 5 резцовой головки устанавливают в параллельных. плоскостях со смещением 1 под углом скрещивания Ч, величину которого определяют по формуле

g= arccos —

У где d — - диаметр обработанной поверхности;

D — - диаметр резцовой головки.

Диаметр D резцовой головки радиальным перемещением резцов настраивают меньше диаметра заготовки d на величину, минимальное значение кото.— рой равно толщине срезаемого слоя металла. Если на поверхности заготовки имеется твердый дефектный слой, то диаметр резцовой головки уменьшают дополнительно на толщину этого слоя и тем самым исключают возможность контакта вершин резцов с этим слоем, что повышает стойкость инструмента.

Угол у между осями 4 и 5 настраивают путем поворота резцовой головки

2 вокруг оси 6, пересекающейся под прямым углом с этими осями и проходя- 55 щей через плоскость, в которой расположены вершины резцов 3 головки.

При этом при настройке угла р скрещивания осей по предлагаемой зависимости проекция окружности, на которой расположены вершины резцов, на плоскость, перпендикулярную оси 4 заготовки, представляет собой эллипс 7, радиус кривизны которого в точке контакта с обработанной поверхностью равен радиусу этой поверхности. Благодаря этому, а также тому, что диаметр резцовой головки меньше диаметра заготовки, вершины резцов 3 при вращении головки перемещаются по траекториям, которые на значительной своей длине мало отклоняются от заданной поверхности, что по сравнению с известным способом обеспечивает повышение точности обработки, Предлагаемая зависимость для определения угла установки получена следующим образом.

Известно, что проекция окружности на расположенную к ней под углом р плоскость представляет собой эллипс, длина большой оси которого равна диаметру D этой окружности, а длина малой оси составляет D cos ц.

Эллипс в наибольшей степени приближается к окружности диаметром d если радиус его кривизны у в вершине, принадлежащей большой оси и соприкасающейся с данной окружностью, равен радиусу этой окружности, т.е. р = d/2. Радиус кривизны р эллипса в указанной вершине равен р = Ь /а, где а и b — соответственно большая и малая полуоси эллипса. Тогда

D соз2,Ч d

2 7

Полагая, что D — диаметр резцовой головки, d — диаметр обработанной поверхности, получают искомую зависимость для определения угла между осями резцовой головки и заготовки, расположенными в параллельных плоскостях, p= arccos "Я/D.

Поперечное сечение цилиндрической поверхности образуется в процессе обработки как огибающая множества кривых — траекторий вершин резцов головки относительно заготовки. При наличии в головке Z резцов за один оборот заготовки они образуют i Z кривых, где i — - отношение угловых скоростей резцовой головки и заготовки.

Для обработки поверхности при допускаемом значении огранки Д отношение i частот вращения резцовой головки и заготовки задают в соответствии с зависимостью

1355356

d (— - 1)

pZ р У и = и

8м У

30

40

V т!Р>п + 7/Рпг

Ъ Ь

V = Тр,п + ИDn>i.

Ь 3

R2+l (r+3 7 93 +2 -(91+0, 1) с а =arccosR — = arccos = 18

2 -93- 2 где p — - угол поворота резцовой головки за время перемещения резца в относительном движении от точки А касания с окружностью диаметром d до точки В, удаленной от этой окружности на величину допускаемой огранки (фиг. 3). Значение этого угла опреде- 10 ляется выражением

Rã + 1г (,. + )г

/ s«cos 211

15 где R = D/2; r = d/2; 1 = R — r.

На расстояние А удалена. от заданной окружности и точка С, принадлежащая окружности диаметром D, Поэтому высота огранки при параллельном расположении осей заготовки и головки составляет

4= (R cosp- 1) +(R эз.пр)г -r, где х, у — координаты точки С. с

При повороте резцовой головки на угол рвершина резца перемещается в относительном движении на АВ, а точ ка С приближается к заданной цилиндрической поверхности диаметра Й,отображаясь на плоскость вращения заготовки в точку С, координаты которой х = х и у = у соэ . с с с с

Высота огранки по предлагаемому способу меньше, чем по известному и составляет или (Rcosp — 1) + (R sing cosy) - r 45.Скорость резания V при обработке охватывающей головкой

Частоты вращений заготовки и головки настраивают по зависимостям

Минутную подачу S резцовой головм ки вдоль оси заготовки определяют по формуле где S — подача реэца вдоль оси заготовки, эа один ее оборот; (Z — количество одновременно работающих резцов, При обработке по предлагаемому способу в работе одновременно участвуют все зубья головки, т,е. Z = Z что значительно больше, чем при известном способе. Это обстоятельство является одной из причин повышения производительности обработки охватывающими головками по предлагаемому способу, так как с увеличением числа одновременно работающих зубьев пропорционально возрастают подача головки вдоль заготовки и производительность обработки.

Пример. Исходные данные: диаметр заготовки D> = 190 мм; диаметр обработанной поверхности d = 182 мм материал заготовки — сталь 12X18HIOT; оборудование — токарный станок, оснащенный охватывающей резцовой головкой с восьмью резцами (Z = 8) с режущей частью из сплава ВК8.

По нормативам режимов резания нержавеющих сталей принимается V=52 м/мин, подача на один резец за один оборот заготовки S = --0,5 мм/об, Для обеспечения одновременной работы всех зубьев головки ее диаметр

D принимается меньше диаметра заготовки на толщину среэаемого слоя,т.е °

D = 186 мм.

Отношение i частот вращения головки и заготовки настраивают исходя из того, что угол поворота р резцовой головки для приведенных исходных данных

1355356

-91 0,0025 мм.

sin 18 ) -91

= 0,1 мм.

V ь гтй+и,7

70 об/мин;

) Тогда (1) - (- 1) =0 25.

ll d 180 182

Р2 D 18 8 196 угол между скрещивающимися осями 5 головки и заготовки настраивают согласно зависимости Т

garccos ) — arccos — = 8,43

)D

1186

Высота огранки обработанной поверхности составляет при этом

d f(R cos р -1) +(R sin ф cos V)

93 cos 18 -2) + (93 sin 18" cos 8,4Й—

При параллельных осях инструмента и заготовки обработанная поверхность 20 имеет значительно большую огранку

= (93 cos 18 -2) +(93

В процессе обработки сообщают заготовке вращение с частотой а резцовой головке — вращение с частотой

n> = п i = 70 0,25 = 17,5 об/мин, перемещение вдоль оси заготовки с подачей

S = S Z.n = 0,5 8.70 = 280 мм/мин

Формула изобретения

Способ обработки поверхностей вращения резцовой головкой, согласно которому последней и заготовке сообщают вращение и относительную подачу, а оси вращения резцовой головки и заготовки устанавливают под углом и со смещением,отличающийся тем, что,с целью повышения точности обработки,диаметр траектории вершин резцов резцовой головки устанавливают меньше диаметра заготовки на величину, минимальное значение которой равно величине припуска, а угол между осями вращения резцовой головки и заготовки устанавливают по соотношению

Л

arccos

У где d — диаметр заданной поверхности вращения;

D — - диаметр резцовой головки.

1355356

Составитель В. Семенов

Техред М.Ходанич Корректор В БУтЯга

Редактор И. Касарда

Заказ 5742/1.1 Тираж 970 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