Способ обработки глубоких отверстий

 

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при сверлении глубоких отверстий. Цель изобретения - повышение точности обработки за счет уменьшения увода и непрямолинейности оси отверстия. Поскольку изменение формы колебаний борштангИ, а следовательно, и корректировка положения оси инструмента могут быть осуществлены за счет изменения частоты колебаний, то для повышения точности обработки частоту вращения детали 1 в процессе обработки выбирают из диапазона частот колебаний борштанги 5, ограниченного точками первой собственной частоты и частоты, при которой касательная к оси инструмента 8 в Месте его базирования в отверстии параллельна оси вращения детали Т. 6 ил. ^13^о>&^ •ИОго!^>&

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 23 В 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Риз.б

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4701 571!08 (22) 06.06.89 (46) 07.02.92. Бюл. М 5 (71) Ленинградский механический институт им. Маршала Советского Союза Устинова

Дф (72) А.А. Шаманин, Il.Ä. Яковлев, Н.Н. Соколов, А.Н. Бабанов и Б.А. Немцев (53) 621.932 (088.8) (56) Троицкий Н.Д. Глубокое сверление. — Л,:

Машиностроение, 1971, с. 122-128. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ

:(57) Изобретение относится к обработке ме. таллов резанием и может быть использоваI,, рЦ,„, 1710214 А1 но при сверлении глубоких отверстий; Цель . изобретения — повышение точности обработки за счет уменьшения увода и непрямолинейности оси отверстия. Поскольку изменение формы колебаний борштанги, а следовательно, и корректировка положения оси инструмента могут быть осуществлены за счет изменения частоты колебаний, то для повышения точности обработки частоту вращения детали 1 в процессе обработки выбирают из диапазона частот колебаний борштанги 5. ограниченного точками первой собственной частоты и частоты, при которой касательная к оси инструмента 8 в месте его базирования в отверстии параллельна оси вращения детали 1. 6 ил.

1710214

Изобретение относится к обработке ме.таллов резанием и может быть использовано при сверлении глубоких отверстий. Цель изобретения — повышение точности обработки путем уменьшения увода и непрямолинейности оси отверстия.

Нэ <Ьиг, 1 изображена зависимость модуля вектора увода IYI от длины обработки

i; на фиг. 2 — зависимость угла поворота а вектора увода от длины обработки I; на фиг, 3 — форма вынужденных. поперечных колебаний борштанги, когда частота колебаний . такова, что касательная к оси инструмента в месте его базирования в отверстии направлена в сторону увеличения увода; на фиг. 4 — то же, когда частота колебаний такова, что касательная к оси инструмента е месте его базирования в отверстии параллельна оси вращения заготовки; на фиг. 5— то же, когда частота колебаний равна первой собственной частоте колебаний борштанги ; на фиг. 6 — схема реализации способа обработки глубоких отверстий.

Способ осуществляют следующим образом.

Деталь 1 устанавливают в патроне 2 шпиндельной бабки 3 и маслоприемнике 4.

Борштангу 5 устанавливают в патроне б подающей каретки 7 станка. На борштанге 5 устанавливают инструмент 8 и могут устанавливать дополнительную опору 9, которую располагают на расстоянии L от инструмента 8. Если опору не устанавливают, то L — расстояние от места закрепления борштанги в маслоприемнике до инструмента. На станине 10 станка устанавливают стойку 11 с датчиком 12 контроля раэностенности детали 1. Стойка 11 может перемещаться по станине 10 синхронно с подающей кареткой 7, Для изменения частоты вращения заготовки 1 на станке установлен,вариатор 13, который связан с расчетно-управляющим блоком 14.

Для обеспечения процесса обработки глубокого отверстия в зону резания подают смазочно-охлаждающую жидкость, включают вращение детали 1 и продольную подачу инструмента.

В процессе обработки глубокого отверстия в борштанге 5 возникают поперечные колебания, частота которых равна частоте вращения заготовки. Указанные колебания имеют место практически всегда (например, вследствие образования начального увода иэ-за погрешностей первоначального направления инструмента) и являются одной из основных причин дальнейшего увеличения увода по длине обработки. В ряде случаев, е частности при обработке глубоких отверстий малых диамегров, величины увода и непрямолинейности оси могут достигать нескольких миллиметров, а кривая увода представляет сложную пространст5 венную кривую (фиг, 1 и 2), где 4Р— длина обработки, при которой величина модуля вектора увода максимальна; 1пр — длина обработки, при которой упругая система инструмент — борштанга теряет динамическую

10 устойчивость, IY I — модуль вектора начального увода, что не позволяет использовать детали по прямому назначению. При этом участку возрастания увода до длины обработки соответствует форма колебаний, по15 казанная на фиг. 3, гдето- проекция вектора увода Y на ось q вращающейся системы координат, связанной с деталью; L — расстояние от дополнительной опоры борштанги (или от места закрепления борштанги в мэс20 лоприемнике) до инструмента; Ч вЂ” вектор скорости движения йодачи инструмента относительно детали. При длине обработки, равной inp, форма колебаний ймеет вид, показанный на фиг, 4, а участку убывания уво25 да (т. e., напр< I< Ьр) соответствует форма колебаний, показанная на фиг. 5. Изменение формы колебаний борштанги. а следовательно, и корректировка положения оси инструмента, могут быть осуществлены зэ

30 счет изменения частоты колебаний. Для повышения точности обработки путем уменьшения увода и непрямолинейности оси отверстия частоту вращения детали в процессе обработки выбирают иэ диапазона ча35 стот колебаний борштанги. ограниченного точками первой собственной частоты борштанги и частоты, при которой касательная к оси инструмента в месте его базирования в отверстии параллельна оси вращения дета40 ли, Указанный выбор осуществляют следующим образом, B процессе обработки с помощью датчика 12 измеряют разностенность детали в

45 различных сечениях по ее длине. По результатам измерений определяют модуль вектора увода. Угол. характеризующий направление вектора увода е контролируемом сечении детали, а также первые произ50 водные вектора увода и угла а по длине обработки. Укаэанные действия осуществляют с помощью расчетно-управляющего блока 14, В зависимости от полученных результатов расчета частоту вращения детали выбирают иэ диапазона частот, ограниченного точками первой собственной частоты колебаний борштанги и частоты, при которой касательная к оси инструмента в месте

его базирования в отверстии параллельна оси вращения, детали. Указанные частоты

1710214

5 I

)I

gf могут быть определены в зависимости от конкретных условий обработки и откорректированы на основе анализа результатов измерений величины и направления вектора увода в контролируемом сечении детали. 5

Например, частота, при которой касательная к оси инструмента в месте его базиро- вания в отверстии параллельна оси вращения детали (для борштанги, имеющей опору в маслоприемнике в виде заделки. с 10 инструментом, базирующимся в отверстии в виде шарнирно подвижной опоры), может быть определена из зависимости где в- частота вращения детали, с ;

L — расстояние от инструмента до до-. полнительной опоры (или опоры борштанги в маслоприемнике), м;

Š— модуль упругости материала боратанги, Н/м;

1 — момент инерции поперечного сечения борштанги, м;

F — площадь поперечного сечения борштанги, м;

2, 1 1

p — плотность материала борштанги, кг/м .

Использование предлагаемого способа обработки глубоких отверстий позволит получать отверстия с высокими параметрами точности по уводу и непрямолинейности оси практически независимо от длины обработки.

Ф о р мул а изобретения

Способ обработки глубоких отверстий, при котором детали сообщают вращение, а борштанге, несущей инструмент, движение подачи. при этом борштанга. получает поперечные колебания, частота которых равна частоте вращения детали, причем частоту вращения детали изменяют для кдрректировки положения оси инструмента, о т л ич а ю щи йс я тем, что, с целью повышения точности, обработки путем уменьшения увода и непрямолинейности оси отверстия, частоту вращения детали выбирают из диапазона частот колебаний борштанги, ограниченного точками первой собственной частоты и частоты, при которой касательная к оси инструмента в месте его базирования в отверстии параллельна оси вращения де1710214

Составитель Н.Зайцева

Редактор И.Горная Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 294 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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