Способ комбинированной обработки резанием и поверхностно- пластическим деформированием
Сущность изобретения: детали сообщают вращение и перемещают неуравновешенный комбинированный инструмент вдоль обрабатываемой поверхности, а черновой и чистовой резцы и деформирующий элемент вводят в контакт с деталью последовательно , причем ввод в зону обработки чистового резца осуществляют после вступления в работу деформирующего элемента. При этом чистовой резец и деформирующий элемент располагают с диаметрально противоположных сторон детали, черновой резец устанавливают к детали нормально плоскости размещения чистового резца и деформирующего элемента, а размер статической настройки чистового резца комбинированного инструмента определяют из выражения M H+Pg/j, где М - размер статической настройки чистового резца комбинированного инструмента; Н - размер динамической настройки чернового резца; Рд - радиальная составляющая силы деформирования; j - жесткость технологической системы в плоскости расположения чистового резца и деформирующего.элемента. 3 ил. С
СОЕО3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГО СУДА Р СТ В Е ННЫ Й КОМ И1 ЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4899733/27 (22) 08,01.91 (46) 07.11.92. Бюл, IU 41 (71) Могилевский машиностроительный институт (72) П.И.Ящерицын, Я.М.Сургунт и А.M,Äoвгалев (56) Авторское свидетельство СССР
N 1247249, кл. В 24 В 39/00, 1984, (54) СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ И ПОВЕРХНОСТНОПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ (57) Сущность изобретения: детали сообщают вращение и перемещают неуравновешенный комбинированный инструмент вдоль обрабатываемой поверхности, а черновой и чистовой резцы и деформирующий элемент вводят в контакт с деталью последовательно, причем ввод в зону обработки
Изобретение относится к области совмещенной обработки резанием и поверхностным пластическим деформированием деталей неуравновешенным комбинированным инструментом и может быть использовано для отделочно-упрочняющей обработки поверхностей деталей машин, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому изобретению является способ комбинированной обработки резанием и поверхносгно-пластическим деформированием, при котором детали сообщают вращение и перемещают неуравновешенный комбинированный инструмент вдоль. Ж«1773701 А1 (я)л В 24 В 39/00, 39/04 чистового резца осуществляют после вступления в работу деформирующего элемента.
При этом чистовой резец и деформирующий элемент располагают с диаметрально противополо>кных сторон детали. черновой резец устанавливают к детали нормально плоскости размещения чистового резца и деформирующего элемента, а размер статической настройки чистового резца комбинированного инструмента определяют из выражения М=Н+Рв/), где M — размер статической настройки чистового резца комбинированного инструмента; Н вЂ” размер динамической настройки чернового резца;
Ря — радиальная составляющая силы дефармирования; j — жесткость технологической системы в плоскости расположения чистового резца и деформирующего. элемента. 3 ил. обрабатываемой поверхности, а черновой, чистовой резцы и деформирующий элемент вводят в контакт с деталью последовательно, причем ввод в зону обработки чистового
4 резца осуществляют после вступления в работу деформирующего элемента.
К недостаткам указанного способа совмещенной обработки следует отнести то, что после вступления в работу деформирующего элемента при обработке каждой детали необходимо осуществлять принудительную подналадку (оператором или исполнительным механизмом системы автоматического регулирования) чистового резца и, тем самым осуществлять ввод чис1773701
r>
20
50 бб товога резца в зону обработки, Это снижает надежность процесса обработки.
Цель изобретения — павы«пение наде>кности управления процессом обработки эа счет искл«очения подналадки чиставого резца.
В известном способе комбинированной обработки резанием и поверхностно-пластическим деформированием деталь вращаloT и последовательно обрабатыва«ат черновым, чистовым резцами и деформирующим элементом комбинированного инструмента, причем обработку чистовым резцом начина«от после вступления в рабату деформирующего элемента. Согласно изобретению, деформирующий инструмент и чистовой резец располага«от с диаметрально противоположных сторон детали в плоскости, перпендикулярной плоскости разл1ещения чернового резца и проходящей через ась детали, при этом размер статической настройки чистового резца комбинированного инструмента определяют из выражения
М=Н+Рд/j, где М вЂ” размер статической настройки чистового резца комбинированного инструмента, мм;
Н вЂ” размер динамической настройки чернового резца, мм;
Рл — радиальная составляющая силы деч>армирован««я, Н;
j — жесткость технологической. системы в плоскости расположения чиставого резца и деформиру«ощего элемента, Н/мм.
Такое выполнение способа;скл;очает необходимость принудительной . адналадки чистового резца (так как чистовой резец входит в зону обработки автол«этически, после вступления в работу деформирующего элемента). Это повышает надежность процесса обработки.
На фиг. 1 приведена схема осуществления предлагаемого способа до вступления в работу деформиру«ощега элемента и чистаного резца; на фиг, 2 — сечение A-È на фиг.
1; на фиг. 3 — схема осуществления способа после вступления в работу деформирующего элемента и чистового резца.
Для осуществления способа использу«от неуравновешенный комбин«лрованнь«й инструмент, содержащий корпус 1 и установленные в нем последовательно черновой резец 2, чистовой резец 3, дефармирующий элемент 4. Деформиру«ощий элемент 4 опирается на опору,5 и подпружинен пружиной 6, Деталь 7 устанавливают в центрах, а корпус 1 неуравновешеннога комбинированного инструмента закрепляют в резцедержателе станка. Черновой резец 2, чистовой резец 3 и деформирующий элемент 4 смещены в осевом направлении детали 7 один относительно другого на величину I-, и! р (значения «и !2 выбирают из конструктивных сообра>кений, исходя из условия обеспечения максимальной производительности обработки и исключения попадания стружки под дефорл«иру«ощий элемент). Чистовой резец 3 и дефармирующий элемент
4 располагают с диаметрально противоположных сторон детали 7, Черновой резец? устанавливают к детали 7 нормально плоскости 8, в которой размещены чистовой резец 3 и деформиру«ощий элемент 4,в противном случае при выходе из обработки чернового резца 2 будут иметь места значительные по величине упругие отжатия технологической системы, с направлением на чистовой резец, что приведет к изменению величины снимаемого с детали 7 чистовым резцом 3 припуска и снижению точности обработки, При нормальном же расположении чернового резца 2 к плоскости 8 имеющие место упругие отжатия в технологической системе (при выходе из зоны обработки чернового резца 2) направлены нормально к плоскости 8 расположения чистового резца 3, что даже при значительной величине упругих отжатий в технологической системе в момент выхода из зоны обработки чернового резца 2 обеспечивает минимальную вели «ину изменения припуска на чиставом резце 3 и получаемая при этом погрешность обработки на порядок меньше значения допуска на размер обрабатываемой поверхности .
До начала обработки вершину чистового резца 3 от линии центров 9 станка (размер статической настройки чистового резца
3) устанавлива«от на расстоянии, определяемом из выражения ! Я=! !-«.Р ««/j, где M — размер статической настройки чиставого резца комбинированного инструмента, мм;
Н вЂ” размер динамической настройки чернового резца, мм, Рд — радиальная составля«ощая силы деформ«рования, Н;
j — жесткость технологической системы в плоскости расположения чистового резца и деформирующего элемента, Н/мм.
Детали 7 сообща«от вращение и перемещают неуравновешенный комбинированный инструмент с подачей Я вдоль обрабатываемой поверхности, Первым в рабату вступает черновой резец 2, снимая с поверхности детали 7 установленный на обработку припуск, При прохождении комби1773701
M-Н+ —, мм
Рд
55 нированным инструментом пути I (Ii+l7) в работу вступает деформирующий элемент
4, нагружая технологическую систему усилием деформирования Рд. Возникающие при этом упругие сжатия в плоскости расположения чистового резца 3 и деформирующего элемента 4 определяются из выражения
У=Рд/) где Y — величина упругих отжатий технологической системы в плоскости расположения чистового резца и деформирующего элемента;
Рд — радиальная составляющая силы деформирования;
j — жесткость технологической системы в плоскости расположения чистового резца и деформирующего элемента.
Поскольку вершина чистового резца 3 до вступления в работу деформирующего элемента 4 {в соответствии с величиной размера статической настройки чистового резца) была удалена от поверхности 10, формируемой на детали 7 черновым резцом
2, на величину У, то при нагружении детали
7 усилием деформирования вершина чистового резца 3 автоматически выходит на уровен ь получен ной ранее поверхности 10. При этом принудительной подналадки чистового резца 3 не требуется. Одновременно черновой резец 2 и деталь 7 при вступлении в работу деформирующего элемента 4 удаляются друг от друга на величину упругих отжатий технологической системы. На поверхности детали формируется ступенька высотой Y. При дальнейшем перемещении комбинированного инструмента вдоль обрабатываемой поверхности на величину 11, чистовой резец срезает с детали 7 ступеньку, т.е, припуск величиной У, обеспечивая высокие точностные параметры обработки.
Пример. Обработку валов на станке мод. 16К20Ф1 (прокат, исходная точность
12 квалитет„сталь 45 (НВ 200-208) диаметром 73 мм и длиной 400 мм), Материал режущей части резцов Г15К6. В качестве деформирующего элемента использовали шариковый накатник с диаметром шарика
12 мм. Жесткость j технологической системы составляла 4000 Н/мм, Режимы обработки:
Скорость вращения детали 60 — 120 м/мин;
Orевая подача комбинированного инструмента 0,08--0,25 мм/об;
Глубина резания черновым резцом
0,4 — 1,5 мм;
Радиальная составляющая силы деформирования Рд 800 Н;
I)=15 мм;!2=6 мм;
Размер динамической настройки чернового резца 35 мм.
Размер статической настройки определяли иэ выражения
M 35+ 4000 =35 2
Обработанные детали имели 9 квалитет точности и шероховатость поверхности
R>=0,63 — 0,32 мкм, Наработка процесса совмещенной обработки на отказ возросла в
3 — 4 раза. При этом обеспечивалась высокая точность обработки детали без осуществления подналадки чистового резца после вступления в работу деформирующего алемента. Обработку деталей осуществляли методом автоматического получения размера.
Предлагаемый способ имеет высокую надежность.
Формула изобретения
Способ комбинированной обработки резанием и поверхностно-пластическим деформированием, при котором деталь вращают и последовательно обрабатывают черновым, чистовым резцами и деформирующим элементом комбинированного инструмента, причем обработку чистовым резцом начинают после вступления в работу деформирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет исключения подналадки чистового резца, деформирующий инструмент и чистовой резец располагают с диаметрально противоположных сторон детали в плоскости, перпендикулярной плоскости размещения чернового резца и проходящей через ось детали, при этом размер М статической настройки чистового резца комбинированного инструмента определяют из выражения; где Н вЂ” размер динамической настройки чернового резца, мм;
Рд — радиальная составляющая силы деформирования;
j — жесткость технологической системы в плоскости расположения чистового резца и деформирующего элемента, Н/мм.
1773701
Редактор
Заказ 3896 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
Составитель А.Довгалев
Техред М.Моргентал Корректор Л.Филь
Т
