Способ обработки отверстий с криволинейной осью
Изобретение относится к обработке металлов резанием. Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет применения стандартного инструмента с симметрично - заточенными режущими лезвиями, вызывающими возникновение в процессе обработки круговых поперечных автоколебаний. Вращение инструмента сопровождается поступательными круговыми движениями - поперечными автоколебаниями - по поверхности резания относительно каждого его зуба. В обрабатываемом отверстии 1 центр вращающегося инструмента 2 описывает круговую траекторию 3. При этом в результате равенства скоростей вращения инструмента и перемещения его центра в противоположном направлении в определенный момент на режущем лезвии зуба 4 лежит центр мгновенного качения инструмента. Это значит, что зуб 4 не режет заготовку, так как фактическая скорость резания на нем в этот момент равна нулю, а остальные зубья 5 - 7 производят обработку. В следующий момент времени фактиическая скорость резания равна нулю на зубе 5, затем на зубе 6. Так возникают поперечные автоколебания инструмента, приводящие к разбивке отверстий. Инструменту 2 сообщают принудительные осевые колебания с частотой, равной или кратной частоте круговых поперечных автоколебаний. 11 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 B 35 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
А!
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4324358/31-08 (22) 02. 11.87 (46) 23.01.00. Б>ол. Х 3 (71) Ч«лябинский полит«хнический институт им, Лс ниц«кого кнмсомола (72) С. Г..(1акир«в, Я. М. Хилькевич, Б. A. Р«(и«тников и (.. В. Сергеев (53) 621.052.5 (088.8) (56) Автор«к(>с свидет«льство СССР
М 1180172, кл. В 23 В 35/00, 1983. (54) С(ГОСОБ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ
С КРИВО:(И(-(F.ÉHOÉ ОСЫО (57) Изобрет; ни«оз носится к обработке металлов резани il. Пель изобретения (эасши рени« те>(нологи чески); возможгн)стей з» с цт ирименения стандартного инструмс>гга с симм«трично заточенными режущими лезвиями, вызывающими возникновение н проц«с(с оорабс>тки круговых !1оцеречны); автоколебс>ний. Вращсние инструмента сонро(гождается поступательными круговыми двиЖС НИ>1МИ ПОПЕР«ЧНЫМИ dBTOK()ËÅ()3НИЯ„„SU„„1537398
2 ми — по повер. (ности резания относительно каждого его зуба. В обрабатываемом отверстии 1 центр вращающегося инструмента 2 описывает круговую траекторию, 3.
При этом в результате равенства скоростей вращения инструмента и перемен!сния
«го цен ра в противоположном направлении в о>нределенный момент на режущем лезвии зус>3 4 лежит центр мгновенного качения инструмента. Это значит, что зуб 4
f1(. ()С ж(.<Т Зd ГОт() ВKI, т<1 K K3 h фdhт!1 Ч((. hа Я скор(>сть р«нация н3 неM в этот момент равна нулк), d (>стальные зубья 5 7 производят обработку. В следуK)lliHH момент времс ни фактическая скорость резания ра BH
tI3cT()T(K(>>, l ()Bhlx но!1« цчны\ fllf H !
1 ил. !
1537398
Изобретение относится к обработке металлов резанием.
LlgJIB из<)брет<.иия -- распиlрсиие T() На фиг. 1 изображено положение инсп ру мента относительно обрабатываемой детали в момент сообщения ему максимальной подачи; На фиг. 2 -- разрез А-А на ф r. 1; иа фиг. 3 --- четыре характери Ix положения четырехзубого стандартного и струмента при образовании криволинейн го отверстия; на фиг. 4 — разрез Б-Б иа ф)<г. 3; на фиг. 5 — — разрез В-В на фиг. 4, схема образования суммарного смещения оси и Нструмента из элементарных его перемен(ений в заготовке за полный оборот цент!)а инструмента; на фиг. 6 — схема даик ения инструмента в заготовке при образов ни и кри воли ней ного отверстия; на фи г. 7 —схема образования отверстия с криволинейн1 и осью рязнерткам и; на фиг. 8 -- разрез Г>Г на фиг. 7; на фиг. 9 — схема образован!<я криволинейного отверстии спиральным сверлом; на фиг. Π— то же, при бурении; нв фиг. 1! — то же, кольцевым сверлом. При осуществлении способа обработки вращения инструмента сопровождается егй) поступательными круговыми дзижсниимч-(1рперс<:,н><ми автоколебaниямн по п<>верхиос тй PB3aHHH относите lbHo каж)> )co его з,>бя, я именно в обрабатываемом отверстии ц нтр вращан)щегося инструмента 2 о<ксыв ет круговую траекторию 3. При этом в р зультате равенства c«upo<.T и Вращения и струментя и перемещения (го центра в.противопочожном направлении в определенный момент на режу<цем лезвии зуб> 4 лежит центр мгновенного качения инс>грумента, Это означает, что данный зуб 4 не режет заготовку, так как фактическая скорость резания Vp на нем в этот момент равна нулю, а остальные зубья 5 — 7 производят обработку, обкатываясь относительно зуба 4. 8 Следующий момент времени фактическая скорость резания равна нулю на зубе 5, затем — на зубе 6 и т. д. Так возникают .поперечныс автоколебания инструмента с частотой <>, приводящие к разбивке отверстий. Стандартному инструменту 2 coo6>I)IBIOT принудительные осевые или круговые колебания с частотой <,><>„равной или кратной час тоте „> круговых поперечных автоколсбанкй. ! 1ричем максимальное приращение подач, Л. > инструменту 2 сообщают, когда его це:1тральняя ось О>< и требуемое направление увода оси (НУО) отверстия, не пересскаяс..-, лежат в одной плоскости Б-Б (I поло):<сине инструмента обозначено штрихпунктириой линией, фиг. 3), т. е. необходимо и При дальнейшем вращении инструмента 2 Йокруг своей оси последняя, сделав полный оборот относительно оси отверстия, возвращается по траектории 3 в левую половину 8 детали. Зубья инструмента срезают слой (;=12, образуя разбивку смещенного у)ке теперь влево отверстия на Величину Л меньшую, чем D<. То есть суммарное сме>цение оси отверстия за один оборот центра ин50 < TpyweHTa составляет h=h< h. Это - — ве.<ичииа увода оси за оборот центра инструмента, т. е. за период одного его кругового поперечного явтоколсбания. Когда центр инструмент(1 совершит полный оборот !1 В(plIPT< B 11ерВоняча. IBHo(ab положение, т. с. ось инструмента 0 верИСТСЯ В ПОЛОВИ ИУ <Ч Д< Т;)ЛИ И СОВМЕ< ТИЯЯ с плоскост(ио Б-Б, ирохо:Iÿalåé через иситр отверстия и НУО, зуб 4, ня режу<цсм лез5 25 йр; >о 40 достаточно, чтобы ось llll< трумситя, я соот- ВсTcTB(еll lf(>, и зуб 4, и я кото ()о м l(æ ит ц(и т р мгновенного качения, в этот момент должны находиться в половине 8 отверстия, противоположной направлению уводя оси отверстия. После того, как инструмент 2, кроме floдячи S, получает приряи(ение подачи ЛЯ, т. с, инструменту 2 сооб1цак т относительнь>е осевые колебания с амплитудой ЛЯ, оН перемещается вправо в НУО Ila 1 во II положение (тонкая сплошная линия, фиг. 3 и 4). При этом режущая кромка зуба 6 срезает слой металла глубиной ti, я кромка зуба 4 (она в этот момент не режет, так как V =0) опирается на поверхность 9 резания. Вс.педствие подачи Я+ЛЯ кромка зуба 4 начиHfaåò перемещаться по поверхности 9 резания вниз. Ось инструмента 0 перемен(яется в положение О . Дал.е Ifp!", Вращении инструмента 2 вокруг сзоей оси 0 последняп, двигаясь по траектории 3 против часовой стрелки, перемешается В противоположну(о CI половину 10 детали и заик мает положение О . Все зубья инструмента 2 пр;1 этом срезают слой металла t, образуя разбивку. смещенH0t0 fla BB. IHHHHI<.. >1 отвсpCTHH C OCblo 0<>. Как только инструмент 2 занимает положекие III (иа фиг. 3 и 4, пунктирная линия), т. е. центр инструмента, находясь уже в правой половине 10 детали, совпадает с II плоскостью Б-Б (положение О ), а на одном из зубьев, )<аходящкхся в то:-": же полов:.<не детали, например, на зубе 4 Чч =О, инструменту сооб(ца1от минимальну(о вели <ину пода и. Инструмент 2 имеет подачу S — < S, следовательно, срезает слой металла 1и меньше слоя tl. В результате конус инструмента 2 смещается в плоскости Б-Б в IV положение (обозначено на ф<п.. 3 и 4 толстой сплошной линией) ввиду того, что режу<цая кромка зуба 4 (в этот момент оиа не режет металл) перемещается по поверхности резания влево. Ось инструмента 2 занимает положение 0 . 1537398 дующем обороте центра О инструмента 2 перемещение головки инструмента проходит под углом у к оси инструмента. Начинает формироваться отверстие с криволинейной осью. После следующего оборота угол у увеличивается. Полу. чается отверстие с криволинейной осью. В качестве инструмента для обработки отверстий с криволинейной осью можно применять любой мернйй многолезвийный инструмент, например развертки (фиг. 7 и 8), спиральные сверла (фиг. 9) любой конструкции, буры (фиг. 1), а также кольцевые сверла (фиг. 11) в любом исполнении, соединенные со шпинделем 24 через высокочастотный вибратор 25 НУО управляют путем изменения сдвига фаз принудите,п liblx осев» х и поперечных 55 вии которого в этот момент времени лежит центр мгновенного качения инструмента, сместится по отношению к пе1>вонлчальному положению I на угол ч (фиг.,>) и займет Ч IIoложение (фиг. 5, тонкая сплошная линия). То есть за каждое полное колебание центра инструмента зуб с фактической нулевой скоростью в данный момент времени будет смещаться на дискретный угол ч. Так, если подключить к сверлильной установке строботахометр мод. CT-5, при че,| если вспышку лампы осу>шествлять с частотой поперечных автоколебаний в момент совмещения центра инструмента с плоскостью Б-Б в половиче 8 детали. то можно заметить, что зуб, на котором лежит центр мгиоиегчого качения инструмента, находясь в той >ке половине 8 детали, остяг>ляя риски 11. 12, 13, ..., 23 на поверхности резания, удаляется в другуto половину 10 детали, а вместо него приходит соседний с ним зуГ>. Сообщение приращения подачи S+ KS инструменту 2 в моменты периодического появления его центра в половине 8 детали и последовательного совмещения одного из его зубьев (у которого Ч --О) с радиусами ll — 23 сопровождается смещением оси инструмента вдоль всех этих направлений. При этом вектор суммарной равнодействуюгцей этих элементарных перемещений совпадает с НУО и нарастает только в направлении радиуса 17 по мере >глубления инструмента 2 в деталь, поскольку все остальные 30 перемещения вдоль линий действия рисок 11 — 16 и 18--23 взаимно компенсируются (их проекции иа плоскость, перпендикулярную оси, попарно равны по величине и противоположно направлены) . Получив смешение 1 (фиг. 6), инстру- 35 мент 2 занимает положение, при котором заборный конус инструмента 2 имеет некоторый наклон к оси инструмента 2, поскольку заборный конус инструмента 2 имеет значительно большую радиальную жидкость, чем его стебель. Таким образом, на слеавтоколеблний, т. c . посредством совмещения MBK(èìëëüíîãî прирлшения подачи с моментом появления центра инструмента в той половине летя lll, которая противоположна направлению увода оси отверстия. Изменение фазы принудительных осевых колебаний относительно фазы поперечных автоколеба-. ний осуществляв>т поворотом относительно оси вращения инструмента дополнительного датчика 26 полотения, запускающего вибра-: тор. относительно заготовки. При этом датчик 26 устанавливают в плоскости Б-Б, проходящей через ось отверстия и НУО отверстия. Во время обработки отверстия датчик 26 запускает вибратор 25, сообщая инструменту 2 осевые колебания с частотой поперечных автоколебаний, а именно подачу $+ \$ в момент появления центра инструмента в половине 8 детали и подачу $ — tS в момент появления его центра в противоположной половине 10 детали. Для создания осевых колебаний в шпиндель вертикально-сверлильного станка мод. 2Н125Л устанавливали вибратор магиитострикционного типа (от настольного ультразвукового станка мод. 4770), в котором закрепляли сверло. Обрабатываемую деталь закрепляли в УСП на столе станка. Для изменения НУО отверстия применяли наклеенный на пластинку тензодатчик положения, запускающий вибратор с частотой круговых поперечных автоколебаний инструмента (2850 Гц). Пластину с датчиком устанавливали на столе станка посредством специального крепления и первоначально ориентировали в одной плоскости относительно детали. Производили обработку отверстия." Затем заменяли заготовку, а датчик разворачивали íà 180- относительно его первоначального положения. Как в том, так и в другом случае увод отверстия происходил в направлении, 1иаметрально противоположном установленному датчику, а радиус оси криволинейного отверстия в обоих случаях был примерно равным и составлял =200 мм. формула изоб>ретения Способ обработки отверстий с криволинейной осью кошелевым многолезвийным инструментом, при котором последнему и детали сообгцают относительные движения вра цения, подачи и осевые колебания, отличаюи(ийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет применения стандартного инструмента с симметрично заточенными режущими лезвиями, вызывающими возникновение в процессе обработки круговых поперечных автоколеблний, осевые колебания сообщают с частотой, равной или tq>;t t.>tot> частоте кругоBbIx поперечных л и1околебаний инструмента, ! 537398 1537398 Б-Б 00 / Еольаая жесткость юг.б 1537398 1537398 Составитель Г. Сиротовская Редактор В. Петраш Техред И. Верес Корректор М. Пожо Заказ !3! Тираж 694 Подписное BHHHllH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР l l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4(5 Г!роизводственно-издательский комбинат <Патент>, г. Ужгород, ул. агарина, lOI
