Способ комбинированной обработки

 

Использование: обработка металлов резанием и поверхностно-пластическим деформированием . Сущность изобретения: в процессе комбинированной обработки режущий и деформирующий элементы устанавливают под углом друг к другу, с противоположных сторон обрабатываемого изделия относительно его продольной плоскости симметрии. В процессе обработки при колебаниях усилил резания происходит поворот режущего элемента. В процессе поворота изменяют составляющую усилия деформирования , проекция которой совпадает с радиальной силой реза. Изменение указанной составляющей осуществляют уменьшением усилия деформирования или уменьшением угла между деформирующим и режущим элементами. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)s В 24 В 39/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ” ".

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4920189/27 (22) 19.03.91 (46) 07.12.92. Бюл. KL 45 (75) Г.Ф.Шатуров (56) Авторское свидетельство СССР

М 1194658, кл. В 24 В 39/10, 11.03.84. (54) СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ (57) Использование: обработка металлов резанием и поверхностно-пластическим деформированием. Сущность изобретения; в процессе комбинированной обработки ре-. жущий и деформирующий элементы устаИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано на предприятиях при точении, строгании, растачивании и фрезеровании заготовок из конструкционных и труднообрабатываемых материалов, Известны способы комбинированной обработки резанием и поверхностно-пластическим деформированием.

Из известных способов обработки наиболее близким техническим решением к изобретению является способ, описанный в авт. св. М 1194658, кл. В 24 В 39/00. Особенностью способа является то, что стабилизированное отжатие осуществляют путем приложения к деформирующему элементу дополнительного деформирования, равного изменению радиальной составляющей силы резания, при этом величину усилия деформирования принимают в диапазоне от 0,7

Р мт до 1,3 Р, где Р0пт — усилие деформи„„ Ц „„1779559 А1 навливают г од углом друг к другу, с противоположных сторон обрабатываемого изделия относительно его продольной плоскости симметрии. В процессе обработки при колебаниях усилия резания происходит поворот режущего элемента. В процессе поворота изменяют составляющую усилия деформирования, проекция которой совпадает с радиальной силой реза. Изменение указанной составляющей осуществляют уменьшением усилия деформирования или уменьшением угла между деформирующим и режущим элементами. 3 ил. рования. Кроме того, обработку режущим элементом осуществляют с радиальной составляющей силы резания, изменение которой не превышает диапазона усилий деформирования.

Недостатком этого способа является то, что он не применим при больших колебаниях усилия резания, которые характерны, например, при обработке шаговым N-гранным резцом. Способ также не учитывает время изменения усилия деформирования по отношению к времени изменения усилия резания. Это ухудшает качество обработки вследствие дисбаланса усилия при переходном процессе.

Целью изобретения является повышение точности обработки. указанная цель достигается тем, что изменяют составляющую усилия деформирования, проекция которой направлена вдоль линии действия радиальной силы резания, 1779559 например, уменьшением усилия деформирования в момент поворота резца и в течение всего его поворота с выдерживанием соотношения

0 < Py-Pg сов а < дя 5 где Py — текущая радиальная сила резания, Pg — текущее усилие деформирования, и риложе нное к деформ ирующему элементу;

a — центральный угол расположения деформирующего элемента и резца относи- 10 тельно оси обрабатываемой поверхности; др — допустимый допуск на изменение силы.

Кроме того, проекцию усилия деформирования на направление радиальной силы резания уменьшают уменьшением угла установки ролика относительно резца.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема обработки по предлагаемому способу; на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг. 3 — 20 принципиальное изменение радиальной силы резания Ру и усилия деформирования Ря от угла р поворота лезвия, Способ комбинированной обработки осуществля1от следующим образом.

Включают вращение детали 1 и продольную подачу S резца 2 и ролика 3, установленных по разные стороны от оси 4 детали 1. Резец 2 имеет начальный угол в плане р> =p „„<< 90 и снимает припуск1. 30

К ролику 3 приложено максимальное усилие

Pg = Pgo, проекция которого на направление радиальной силы резания равна радиальному усилию резания Ру или отличается от него на малую величину др <2F, где F — 35 суммарная сила трения в суппорте и противоположно ему (Py) направлена. Ролик 3 установлен по отношению к резцу 2 под углом

a (а > 90 ), При обработке резцом с главным углом р,> в плане возникает усилие резания, радиальная составляющая которого наибольшим образом влияет на отжим упругой системы станка и детали, Величину Ру считаем известной величиной, которую определяют аналитическим расчетом по известным формулам или путем ее регистрации по упругим перемещениям резца 2 в процессе обработки. Резец 2 в процессе обработки для увеличения своей стойкости получает периодические или непрерывное вращение в сторону увеличения главного угла р в плане. Зто значит, что через определенный промежуток времени резец поворачивают на угол p> >po В течение 55 времени х поворота резца радиальная составляющая силы резания Ру будет уменьшаться от максимального значения Руо до

Ру . При p = pp имеем Рур, при р

=Pl > P< имеем Ру1 < Руп, пРи P= 90O, Ру =

Py" ". Уменьшение силы Ру при повороте резца приведет к взаимному встречному перемещению резца 2 и детали 1, что приведет к изменению диаметрального размера детали. Для того, чтобы это не произошло, во время поворота резца и в течение всего йоворота деформирующее усилие, приложенное к ролику, уменьшают (фиг. 3) с выдерживанием соотношения

0 Ру Рдcos a Bp где Py — текущая радиальная сила резания;

Рд — текущее усилие деформирования, приложенное к деформирующему элементу; а- центральный угол расположения деформирующего элемента и резца относительно оси обрабатываемой поверхности;

hl> — допустимый допуск на изменение силы.

Из (1) находим

Ь ),Л=Ь.

cosa g cosa (2) при дя=0

vg — — —.

cosa (3) — д Р— г — со - < соя а — "-.

Ру Р (4) . P — д P агссос à — " — г-1 >а 2 агссов — "-. (5)

Рд

Пример, Обрабатывают валы диаметром 100 — 0,05 мм длиной L = 150 мм, Режимы обработки: глубина резания 1= 3 мм; подача

S = 0,6 мм/об; скорость резания V = 200 м/мин.

Обработка ведется комбинированным инструментом, состоящим из шагового резца, установленного с начальным углом

p = р = 45 в плане и радиусом режущей кромки г = 15 мм, и роликом с радиусом R ——

=20 мм, угол установки ролика a = 170 . При

p = po Py = 124 кг (др = О). Шаговый резец через определенный промежуток времени поворачивают на угол Лр = 2 до

p = p> < = 90, т.е. осуществляют 22 поворота. Сила Ру изменяется по закону: Py =

Стабилизирование усилий можно осуществить за счет изменения угла а установ-ки ролика (шарика), осуществляемого во время поворота резца на увеличенный угол р в плане, Из (1) можно получить

1779559

201-1,711 р, где р = в г, и>- угловая скорость поворота резца на угол Лр, t — время поворота. Время одного поворота т= 4 с, в= 0,0087 с

Из (3) имеем

Pg = = (201 1,711 р).

Р4 1

cos а cos а

Сила Ря направлена против силы (фиг. 2 и 3) а = 170, дЪ= 45, Р,о = - 125,96 кг, a= 170, = 90, Pg =-47,73 кг.

Если принять Pg = 124 кг, то нейтрализовать силу Ру можно за счет изменения угла а: p9 45 ; Pgg = - 1 24 Kr; а = arccos ((20 1—

Ряс

-1,711 ф) = 180, р=90 ; Pg= 124 кг; а=112,27 .

В результате выдерживания соотношения (1) на деталь действует постоянная сила

Ру, близкая к нулевой, что уменьшило разброс диаметральных размеров вала. Без ролика разброс диаметральных размеров обработанных деталей составляет 0,1 мм, а по предлагаемому способу составил 0,02 мм, т.е. точность обработки улучшилась в 4 раза.

Предлагаемый способ обработки прост в осуществлении, расширяет воэможности применения комбинированного инструмента вместе с высокостойким шаговым резцом, Испытания способа показали его эффективность при обработке валов, Изобретение по сравнению с известными способами обеспечивает повышение точности обработки в 3 — 4 раза.

Формула изобретения

1. Способ комбинированной обработки путем резания и поверхностной пластической деформации роликом, установленным под углом относительно режущего элемента с противоположной стороны обрабатываемого иэделия относительно его продольной плоскости симметрии, предусматривающий

5 изменение усилия деформирования в процессе обработки и поворот режущего элемента в сторону увеличения главного угла в плане, отличающийся тем, что, с целью повышения качества при обработке с

10 большими колебаниями усилия резания за счет учета времени изменения усилия деформирования по отношению к времени изменения усилия резания, изменяют составляющую усилия деформирования, 15 проекция которой направлена вдоль линии действия радиальной силы резания, в процессе поворота режущего элемента, выдерживая следующее соотношение:

20 0 (Ру Pg сова (др где Py — текущее значение радиальной силы резания;

Ря — текущее значение усилия деформи25 рования; а — центральный угол расположения деформирующего элемента и резца относительно оси обрабатываемого изделия; др — допуск на изменение силы резания.

30 2. Способ по и. 1, отл и ча ю щи и с я тем, что изменение составляющей усилия деформирования, проекция которой направлена вдоль линии действия радиальной силы резания, осуществляют за счет умень35 шения усилия деформирования, 3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что изменение составляющей усилия деформирования, проекция которой направлена вдоль линии действия радиаль40 ной силы резания, осуществляют уменьшением угла между роликом и режущим элементом.

1779559

Составитель Г. Шатуров

Редактор С, Кулакова Техред М.Моргентал Корректор А. Мотыль

Заказ 4410 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35, Рауыская наб., 4/5

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