Борштанга для обработки глубоких отверстий

 

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано при расточке глубоких и точных отверстий. Целью изобретения является повышение производительности обработки за счет улучшения демпфирующей способности борштанги. Корпус борштанги содержит трубу 1 и жестко связанную с ней с одного конца армированную по спирали трубу 2 при этом между трубами помещен Фрькш, онный материал 3. С другого конца тиубы соединены между собой с помощью соеди нения, передающего крутящий момент и по зволяющего осевое смещение труб 1 и 2 При резании на резец 4 действует сила по зания, которая создает крутящий момент Момент передается на армированную тр 6 / 2 и за счет возникновения в ней осевой сипы и изменения ее диаметра прижимает ее к трубе 1. За счет фрикционного материала 3 обеспечивается высокий коэффициент тре ния между трубами 1 и 2 в момент их взаи модействия и увеличивается рассеивание энергии колебаний борштанги, т е происхо дит эффективное демпфирование кояеба ний. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s В 23 В 29/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1)

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4716526/08 (22) 10.07,89 (46) 07.11.91. Бюл. М 41 (72) А,И.Тараканов и Б.Я.Фомин (53) 621.952-229,2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 536890, кл. В 23 В 29/02, 1974. (54) БОРШТАНГА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ (57) Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано. при расточке глубоких и точных отверстий, Целью изобретения является повышение производительности обработки за счет улучшения демпфирующей способности борштанги, Корпус борштанги содержит трубу 1 и жестко связанную с ней с одного, Я,„1688986 А1 конца армированную по спирали трубу 2, при этом между трубами помещен фрикционный материал 3. С другого конца зубы соединены между собой с помощью соединения, передающего крутящий момен г и пс эволяющего осевое смещение труб 1 и 2.

При резании на резец 4 действует сила резания, которая создает крутящий момснт.

Момент передается на армированную трубу

2 и за счет возникновения в ней осевой силы и изменения ее диаметра прижимает ее к трубе 1. За счет фрикционного материала 3 обеспечивается высокий коэффициент Tðåния между трубами 1 и 2 в момент их взаимодействия и увеличивается рассеивание энергии колебаний борштанги, т.е. происходит эффективное демпфирование колебаний. 3 ил.

1688986

М= 2

30 yi =2

40 здесь я оf

4Е11

Ы -m ,,/

61J1

Al gО2

"у2 = —, +В2

G2 32 212

Изобретение относится к области ме аллообработки и может быть использовано при рэсто ке глубоких и точных отверстий.

Иелью изобретения являетсл повышение производительности обработки за счет улу;шения демпфирующей способности борщ ганги, йа фиг.1 и 2 изображена борштанга с наружным и внутренним расположением армированной трубы, соответственно, общий вид; на фиг.3 . — график зависимости контактного давления между трубами кор

l.lуса борштанги оТ угла армирования одной из pуб, Iopr! yc борштанги содержит металлическую руоу 1, жестко связанную с ней с одно о конца армированнуютрубу2, выполненную, напри иер, из полимерного композиционного материала, прослойку фрикционного материала 3 и резец 4, Сдругого конца трубы соединены между собой с пo"-!îùüÿ соединения, передающего крутящий моме т и допускающего осевое смещение труб, например шлицевого. В зависимости от расположения армированной трубы относительно металлической меняется направление угла армирования р (у ол между образующей трубы и траекторией армирования), При наружном располож "нии армированной трубы угол направлен в сторону рабочего вращения борштанги, а пои внутреннем расположении — в противоположную сторону, При такой схеме армирования крутящий момент от сил резания, частично передающийся на армированную аб ;:ëà ку, приводит к уменьшению ее диаметра, к сжатию прослойки фрикционного материала, трению поверхностей и рассеиваниюю =-.Håðãèè колебаний, т.е. демпфированию колебаний борштанги, Деформации труб с учетом их взаим":

pBilcTBNR определяются по формулам

Яо2, п1о2 г )2 — Г В2 — 4 Е212 2 J2 где Ж 1, An — перемещения в радиальном направлении металлической и армированной труб;

У1 72 . — сдвиговые деформации кручения этих труб;

q — контактное давление между трубами;

5 (И вЂ” крутящий момент от сил резания;

m — часть крутящего момента, воспринимаемая армированной трубой, б1, t1, J1 и 02, <2, J2 — срединные диаметры, толщины полярные моменты инерции

10 сечений металлической и армированной труб;

Е1, G1 — модули, упругости и сдвига материала металлической трубы;

Е2, G2, В2 — тангенциальный модуль уп15 ругости, модуль сдвига при кручении и коэффициент влияния, характеризующий тангенциальное деформирование при кручении материала армированной трубы, Для того, чтобы при кручении борштан20 ги армированная труба была прижата к металлической коэффициент влияния должен быть В2 < 0 при наружном расположении армированной трубы и В2 > 0 при внутреннем расположении, что достигается соот25 ветствующим направлением армирования.

Контактное давление q определяется из системы уравнений

С учетом (1) и (2) и пренебрегая сжимаемостью прослойки фрикционного материала

М 8,4а

Из условия обеспечения максимума

d я

50 давления . =0 находится толщина арф т мированной трубы

ВГ, Т ; — "=,,, ) о2 Е262

Зависимость относительного давления

q/qìåêñ от угла армирования у при опти5

1688986 мальной толщине армированной трубы (фиг.3), построена с использованием известных формул.

Г!ри р < 63О, например, = 45 q/q axc

= 0,4, т.е, значительно ниже максимально 5 достижимого, поэтому демпфирующая способность борштанги невелика.

При rp= 63О q/q axc = 0,98, т.е. незначительно отличается от максимального.

Максимальное значение контактного 10 давления достигается в диапазоне р= 6368О, например, для углепластиковой трубы

q/qìaêñ = 1,0 при rp= 65 . Это обеспечивает максимальную демпфирующую способность борштанги, 15

Дальнейшее увеличение угла армирования приводит к снижению контактного давления, но при p= 68 оно незначительно

2 . При р>68О, например / 90, контактное давление исчезает, т.е, q/рмтк = О.

Таким образом, наиболее рациональным является диапазон углов p= 63 — 68 .

При действии крутящего момента от сил резания происходит удлинение армированной трубы при наружном ее расположении, и укорочение — при внутреннем расположении.

Для обеспечения большего контактного давления трубы скреплены с возможностью осевого смещения и передачи при этом крутящего момента.

Борштанга работает следующим образом, При обработке не резец 4 действует си- 35 ла резания, которая создает крутящий момент, Момент частично передается на армированную трубу 2 и прижимает ее к. металлической трубе 1. За счет прослойки

40 фрикционного материала обесп л вч. высокий коэффициент трения м жду ri;yt„i ми и увеличивается рассеивлми» Рн . f}l мм . ( лебаний борштанги, т.е. происходи г эффективное демпфирование кo tåáÿí,"é.

Формула изобретения

Борштанга для обработки глубоких о: верстий, корпус которой выполн; †.н из дву> концентрично расположенных с зазором труб, жестко связанных между собой од i«ми концами, причем в зазоре помещен н»полнитель, отличающаяся тем, чго, ." целью повышения производительное- и обрабо;ки за счет улучшения демпфиру.о. цей гпогог с сти, одна из труб выполнена спиральt .о аpмированной, при этом другими концами трубы соединены с возможностью осевого перемещения, в качестве наполнителя использован фрикционный материал, а толщина армированной трубы определяется из выражения

t2 tl 1(-1 1 ) p G ) о2 Ez 62 где — толщина трубы;

tz — толщина армированной трубы:

di — средний диаметр трубы;

d — средний диаметр армированной трубы;

Š— модуль упругости материала трубь;

Е2 — тангенциальн ый мод ль упругости материала армированной трубы:

G1 — модуль сдвига материала трубы;

Gz — модуль сдвига при кру ении материала oo"pìèðñeàííîé трубы;

Bz — коэффициент влияния материала армированной трубы, характеризующий тангенциальное деформирование при кручении.

1688986

06

Составитель С. Бер

Редактор В, Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор Э, Лончакова

Заказ 3767 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035 Москва, Ж-35, Рэушская наб., 4/5

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