Способ обработки глубоких отверстий и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к обработке металлов резанием. Целью изобретения является повышение производительности и точности обработки путем увеличения жесткости инструмента. Составная внешняя 1 и внутренняя 2 трубы сопряжены и установлены с возможностью взаимного перемещения. Сопряжение между трубами выполнено резьбовым. Для осуществления возможности создания разгружающих усилий по длине борштанги на составной внешней трубе выполнены лыски. При помощи лысок и резьбового сопряжения в соединении между составной внешней и внутренней трубами создаются крутящие моменты (усилие разгрузки). Крутящие моменты распределяются по всей длине борштанги в соответствии с предварительно проведенными замерами прогиба. Величина крутящего момента на каждом участке назначается обратно пропорционально его прогибу. 2 с.п.ф-лы. 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4327750/31-08 (22) 16.11.87 (46) 23.09.90. Бюл. № 35 (71) Ленинградский механический институт им. Маршала Советского Союза Устинова Д. Ф. (72) Н. С. Силин (53) 621.951.44 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 990427, кл. В 23 В 51/06, 1981. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ГЛУБОКИХ

ОТВЕРСТИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к обработке металлов резанием. Целью изобретения является повышение производительности и точности обработки путем увеличения жестИзобретение относится к обработке металлов резанием.

Целью изобретения является повышение производительности и точности обработки за счет повышения виброустойчивости борштанги.

На фиг. 1 изображена схема осуществления способа обработки глубоких отверстий; на фиг. 2 — устройство для осуществления способа глубокой обработки отверстий, продольный разрез; на фиг. 3— разрез А — А на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг. 4; на фиг. 5 — вариант устройства с упруго-вязкими элементами; на фиг. 7 — графическая зависимость динамического прогиба борштанги в зависимости от длины ее участков и длины борштанги в сечении; на фиг. 8— теоретическая зависимость статических и динамических угловых перемещений предварительно напряженного конечного участка борштанги в зависимости от ее длины при

„„Я0„„1593788 А1 (5!)5 В 23 В 51/06, 35 00

2 кости инструмента. Составная внешняя 1 и внутренняя 2 трубы сопряжены и установлены с возможностью взаимного перемещения. Сопряжение между трубами выполнено резьбовым. Для осуществления возможности создания разгружающих усилий по длине борштанги на составной внешней трубе выполнены лыски. При помощи лысок и резьбового сопряжения в соединении между составной внешней и внутренней трубами создаются крутящие моменты (усилие разгрузки) . Крутящие моменты распределяются по всей длине борштанги в соответствии с предварительно проведенными замерами прогиба. Величина крутящего момента на каждом уч астке назначается обратно пропорционально его прогибу. 2 с. и. ф-лы, 8 ил. различных направлениях разгружающих усилий.

В процессе обработки отверстий на устройство, состоящее из внешней 1 и внутренней 2 трубы, действуют силы резания— осевая составляющая сил резания Р"-, изгибающий момент М от действия радиальной составляющей силы резания и крутящий момент М р, обусловленный действием тангенциальной составляющей этих сил.

В связи с тем, что в конструкции устройств а создаются предв арительн ые напряжения в его элементах, то внутренняя труба испытывает разгружающие усилия, которые направлены в сторону действия сил резания.

Для создания разгружающих усилий P и М внешняя труба выполнена составной в виде отдельных участков 1 ...1„борштанги, которые взаимодействуют между собой . по поверхностям а. Внутренняя труба и составная внешняя соединены между собой

1593788 при помощи винтового сопряжения по поверхности б. Путем навинчивания участков

Iь..1„ на поверхность б внутренней трубы распределяют усилие разгрузки по всей длине 1 борштанги.

Усилие разгрузки создают за счет применения тарировочного ключа, устанавливаемого на лысках в участков. Величину разгружающего усилия P и М, приложенного на каждом участке, определяют . путем замера прогиба каждого участка борштанги и назначают обратно пропорционально величине статического и динамического прогиба каждого участка. При этом разгружающее усилие в борштанге прикладывают в направлении, противоположном действию силы резания. Усилие М, воздействующее на крутящий момент М р, назначают пропорционально величине изменения длины вылета борштанги и сооТветственно углу поворота сечения под действием силы резания.

Усилия P и М могут быть приложе: ны на каждом участке борштанги дискретно через эластичные элементы 3, которые могут быть размещены в зоне сопрягаемых торцов а участков (фиг. 5).

При навинчивании каждого участка li...l„ борштанги в поперечном сечении внешней и внутренней трубы возникают нормальныс и касательные напряжения. В составной внешней трубе создаются сжимающие нормальные напряжения, а во внутренней трубе — растягивающие.

Крутящий момент, возникающий на торцах участков при их навинчивании, назначают пропорционально величине изменения длины вылета участков, т. е. участок, расположенный на переднем конце борштанги, навинчивают с большим усилием, чем последующий участок пс, длине борштанги.

Эффективность использования предложенного способа можно характеризовать величиной критической силы в сравнении с аналогичной силой в прототипе, которая, при прочих равных условиях, определяется из соотношения

Рг где Pi и Р— величина критической силы в прототипе и предложенном техническом решении, соответственно;

11 и l, — длина участка внешней трубы в прототипе и в предложенном техническом решении соответственно; и — количество участков внешней трубы по длине борштанги.

При выполнении устройства, расчетная модел ь которого изображена на фиг. 6, распределенное разгружающее усилие P уменьшает величину амплитуд поперечных колебаний Аа в сечении Х=0,67L на

50...55Я по сравнению с прототипом (кривая 1, фиг. 7), а в сравнении с обычным устройством (кривая 2, фиг. 7) уменьшение амплитуд поперечных колебаний достигается практически в три раза.

Зависимость 3 представлена для устройства, 15 в котором L=2M; Мр=157 Н.м. Poc=

=8.10 Н. Частота вынужденных колебаний сил резания принята в=78,5 рад/с.

Наряду с динамическими характеристиками устройства уменьшаются и статические характеристики устройства. Так, из фиг. 8 следует, что реализация распределенных разгружающих усилий P обеспечивает уменьшение угловых перемещений 6:. переднего конца борштанги по сравнению с прототипом на всем диапазоне этих усилий P и при различных их направлениях.

Формула изобретения

1. Способ обработки глубоких отверстий, при котором инструменту сообщают отно30 сительные движения вращения и подачи и создают предварительные напряжения в борштанге за счет приложения к ней разгружающих усилий в направлении, противоположном действию силы резания, отличаюшийся тем, что, с целью повышения

35 производительности и точности обработки за счет повышения виброустойчивости борштанги, используют борштангу, разделенную на участки, замеряют величину прогиба каждого участка борштанги и распреде4„. «ют усилие разгрузки на каждом участке обратно пропорционально величине прогиба на каждом участке.

2. Устройство для обработки глубоких отверстий, содержащее внешнюю и внутреннюю трубы, сопряженные между собой и установленные с возможностью перемещения одна относительно другой, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и точности обработки, внешняя труба выполнена составной, при этом сопряжение выполнено в виде резьбового

50 соединения, 1593788

Фиг 7 А г

Фиг.2

Фиг.5

1593788

1 593788

Ад мм

ОЮ5

0.07

0 2

-20-75-10-5 О 5 70 75 20 25 10 4

Составитель В. Пискурев

Редактор А. Шандор Техред А. Кравчук Корректор М. Максимишннец

Заказ 2793 Тираж 4 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101