Способ токарной обработки ротационным резцом

 

Изобретение относится к механической обработке материалов ротационным режущим инструментом. В процессе резания дополнительно осуществляют подогрев обрабатываемой поверхности концентрированными потоками энергии Ротационный резец устанавливают так, чтобы он имел вершины, расположенные по разные стороны от его оси. Расстояние между вершинами выбирают больше, нем размер источника нагрева на поверхности детали Расстояние L от источника нагрева до вершин ротационного резца выбирают в соответствии с диаметром резца и скоростью его вращения по соотношению L(2R/K) arcsin(dn/2R), где dn - диаметр пятна нагрева на обрабатываемой поверхности, R - радиус режущей кромки резца; K VP/V3 кинематический коэффициент; Vp - скорость вращения резца, V3 - скорость вращения заготовки 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОцИАЛИСТИЧЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК. (51)5 В 23 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4799062/08 (22) 65.03,90 (46) 23.07.92. Бюл, ht 27 (71) Новополоцкий политехнический институт им. Ленинского комсомола Белоруссии (72) А.В. Борисенко, Н.Н, Попок и M.Ë. Хейфец (56) Авторское свидетельство СССР

В 1123790, кл. В 23 В 1/00, 1984, (54) СПОСОБ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ РОТАЦИОННЫМ РЕЗЦОМ (57) Изобретение относится к механической обработке материалов ротационным режущим инструментом. В процессе резания дополнительно осуществляют подогрев обрабатываемой поверхности концентриИзобретение относится к механической обработке материалов ротационными режущими инструментами и может найти применение в машиностроительном производстве приточениитруднообрабатываемых материалов, Известны различные способы ротационной обработки и методы предварительного нагрева эоны обработки при резании: электроконтактный подогрев (ЭКП), токи высокой частоты (ТВЧ), плаэменно-механическая обработка (ПМО), лазерно-механическая обра. ботка (ЛМО), а также использование других концентрированных потоков энергии.

Наиболее близким техническим решением является способ обработки ротацион- ным резцом, при котором ось вращения резца установлена в плоскости, смещенной относительно основной плоскости, проходящей через ось шпинделя станка и под... Ж„, 1748955 А1 рованными потоками энергии, Ротационный резец устанавливают так, чтобы он имел вершины, расположенные по разные стороны от его оси. Расстояние между вершинами выбирают больше, чем размер источника нагрева на поверхности детали.

Расстояние L от источника нагрева до вершин ротационного резца выбирают в соответствии с диаметром резца и скоростью его вращения по соотношению L3(2R/К)

@resin(dn/2R), где б — диаметр пятна нагрева нэ обрабатываемой поверхности; R — радиус режущей кромки резца; К=ЧР/Ч, кинематический коэффициент; Чр — скорость вращения резца; Ч, — скорость вращения заготовки, 1 ил, М» углом к плоскости, перпендикулярной оси центров станка таким образом, что резание производится двумя вершинами, располо- д женными по разные стороны от оси резца.

Однако на режущую кромку воздействуют два цикла тепловой нагрузки, при наложении которых на режущий кромке ээ О второй вершиной возрастает амплитуда О тепловой нагрузки, что при интенсификации (Я процесса резания посредством предвэри- Ц1 тельного нагрева срезаемого слоя резко снижает стойкость ротационного инструмента и исключает возможность обработки высокопрочных, жаростоиких материалов, Ъ

Целью изобретения является расширеwe технологических возможностей токарной обработки ротационным резцом.

Поставленная цель достигается тем, что обрабатываемую йоверхность нагревают концентрированным источником энер1748955 гии, пятно нагрева которого фокусируют на участке обрабатываемой поверхности, заключенной между вершинами режущего инструмента, расположенными на одной поверхности обрабатываемой заготовки на расстоянии от них в направлении, противоположном направлению вращения заготовки, определяемом из математического соотношения

2R дп

L N 8rcsin 2 R где d — диаметр пятна нагрева на обрабатываемой поверхности, R — радиус режущей кромки резца;

К - кинематический коэффициент; . Чр — скорость вращения резца;

V3 — скорость вращения заготовки, 10

45 цом 2, вращающимся со скоростью Vp и, при этом величину смещения оси резца относительно основной плоскости, проходящей через ось центров станка и угол раз20 ворота оси резца относительно плоскостей перпендикулярной оси центров станка выбирают такими, чтобы расстояние между вершинами резца превышало диаметр пятна нагрева, Ротационный резец, установленный таким образом, "пропускает" пятно нагрева диаметром dp, в котором высокоинтенсив25 ные тепловые процессы сопровождаются

Bbljlsj авлением и испарением металла и тем

30 самым предохраняет режущую кромку от перегрева. Расстояние L определяется временем t остывания срезаемого слоя до оптимальных для резания температур.

Отношение L/t=VЗ дает скорость вращения заготовки, Ротационный резец вращается со скоростью Чр, которая обеспечивает не35

2ВЧз/Чр arcsin с1п/2В, На чертеже представлена схема процесса резания ротационным резцом.

Заготовка 1, вращающаяся со скоростью V3, обрабатывается ротационным резсовершающим движение подачи со скоростью V s с c нHаsгrр еeвBоoм M сcрpеeзsаsеeмwоoгrо o сcлnоoя, кото- 50 рый разделен на припуски ti u

Концентрированный источник энергии 3, пятно нагрева которого диаметром dn фокусируют на участке обрабатываемой поверхности и располагают на расстоянии L от вершин резца Az и В1, стягиваемых хордой длиной 1. Ротационный резец 2 радиусом R повернут в горизонтальной плоскости на угол р и смещен в вертикальной плоскости обходимое охлаждение режущей кромки. Чр>

i/t, где i=2R arcsin dn/2R длина дуги по режущей кромке между вершинами, при усло- 40 вии, что ее стягивает хорда, равная диаметру источника нагрева dn. Откуда L> на величину Н, таким образом. что в процессе резания участвуют первая А1В1 и вторая

А В режущие кромки, Обработка деталей, упрочненных плазменной наплавкой порошком ПГ-СР4 (62HRC ), осуществляется следующим образом, Предварительный нагрев срезаемого слоя проводится с помощью установки для плазменной резки АПР-402 с плазматроном для механизированной резки ПВР-402, который закрепляется в манипулятор конструкции ВНИИЭСО на токарно-винторезном станке 1К62. Диаметр пятна нагрева на поверхности детали составил 4 =5 мм.

Ротационный резец с режущим элементом R=23 мм устанавливается под углом у=24, Смещение, рассчитанное для малых гл бин езйния по формуле

Н= R — (d>/cos р) =22 мм, обеспечивает. расстояние между вершинами резца, равное диаметру пятна нагрева dn. Расстояние

L, определенное для экспериментального значения К=0,7 по формуле L=2R/К arcsln бв/2В=7мм, позволяет рациональным образом размещать пятно нагрева и, обеспечивать высокоэффективную обработку покрытий инструментом из твердого сплава.

Формула изобретения

Способ токарной обработки ротационным резцом, при кото Вм ось вращения резца установлена в плоскости, смещенной относительно основной плоскости, ïðoõîдящей через ось шпинделя станка и под углом к плоскости, перпендикулярной оси центров станка так, что резание производится двумя вершинами, расположенными по разные стороны от оси резца, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, обрабатываемую поверхность нагревают концентрированным источником энергии, пятно нагрева которого фокусируют на участке обрабатываемой поверхности, заключенном между вершинами режущего инструмента, расположенными на одной поверхности обрабатываемой заготовки в направлении, противоположном направлению вращения заготовки, на расстоянии от них, определяемом из соотношения ..

1 — arcsln

2R dn

К 2R где dn — диаметр пятна нагрева на обрабатываемой поверхности;

R — радиус режущей кромки резца;

К Чр/Ч, — кинематический коэффициент;

Vp — скорость вращения резца;

1748955

Составитель А. Борисенко

Редактор И.Ванюшкина Техред М.Моргентал Корректор Н.Тупица

Заказ 2550 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета no изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Va — скорость вращения заготовки, при атом величину смещения оси резца относительно основной плоскости, проходящей через ось центров станка, и угол разворота оси резца относительно плоскости, перпендикулярной оси центров станка. выбирают такими, чтобы расстояние между вершинами резца превышало диаметр пятна нагрева.