Способ обработки некруглых поверхностей и устройство для его осуществления

 

Использование: изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано для обработки некруглых поверхностей, Сущность изобретения состоит в том, что при движении инструмента по траектории, у которой первая производная от функции, определяющей движения центра масс инструментального механизма, имеет разрыв в какой-либо точке А, осуществляют удар в этой точке телом массой гп2. Линия удара направлена параллельно результирующему вектору от сложения вектора скорости инструментального механизма, В момент удара скорость телу задают из соотношения V2 UIA cos (а + V) (mi - m2)/rri2 (1 + К) - VIA cos $mi - -Krri2) гп2 (1 + К), где аугол между векторами скорости UIA и VIA; UIA и VIA - заданные скорости центра масс инструментального механизма, соответственно до подхода к точке А и после прохода через эту точку, ty- угол между линией удара тела массой и вектором VIA, определяемый соотношением V arcsln UIA Sin a/ViA2 + UiA2 2ViA UIA x xcqsa), где mi - масса инструментального механизма, К - коэффициент восстановления . Направление воздействия удара располагают в плоскости расположения траектории центра движущейся массы и инструментального механизма. 6 ил, СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 В 1/00 г " " - Й ".. И

@ 4ЖЙ- ЕЛИ

ЬНБЯк®

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТ0РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4829244/08 (22) 06,04.90 (46) 23.12.92. Бюл. йв 47 (71) Челябинский политехнический институт им.Ленинского комсомола (72) С.Г.Лакирев, С.Г.Чиненов и Т.П,Соловьева (56) Авторское свидетельство СССР (ч 1085703, кл, В 23 В 1/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Rb 221177888866,, к л, В 23 В 1/00, 1966, (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ НЕКРУГЛЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУШ,ЕСТВЛ ЕНИЯ (57) Использование: изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано для обработки некруглых поверхностей, Сущность изобретения состоит в том; что при движении инструмента по траектории, у которой первая производная от функции, определяющей движения центра масс инструментального

Изобретение откосится к области обработки материалов резанием и может быть использовано для обработки внутренних и наружных некруглых поверхностей.

Целью настоящего изобретения является увеличение точности обработки, умень.шение инерционных нагрузок за счет мгковенного изменения скорости и направления движения инструмента.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема устройства для точения квадратного отверстия; ка фиг,2 представлены графики изменения радиус-вектора вершины резца, а также первой и второй производных от этой функции и ри повороте инструмента: на фиг,3 изображена схема осуществления способа; на Ы, 1782696 All механизма, имеет разрыв в какой-либо точке А, осуществляют удар в этой точке телом массой а2. Линия удара направлена параллельно результирующему вектору от сложения вектора скорости инструментального мехакизма, В момент удара скорость телу задают из соотношения Ч2 = 01А cos (o+Q) (m1 гп2)/m2 (1 + K) VIA соз hami

-Кгп2) m2 (1 + К), где а - угол между векторами скорости U1A и Ч1А; Uкных частей инструментальной наладки, имеет разрыв в какой-либо точке, например в точке А, осуществляют удар в этой точке. На фиг.1 приведен пример обработки квадратного отверстия. Здесь в точках пересечения плоскостей квадрата имеет место резкое изменение направления движения инструмента.

График первой производной имеет разрыв при повороте инструмента на угол, равный

1782696

45, 135, 225 и 315, Так как изменение скорости движения в данных точках должно происходить практически мгновенно, то в этих точках имеет место удар подвижных частей инструментальной наладки, куда . входит инструмент, державка и копир, направляющие ее элементы, в частности ролики. Это обстоятельство приводит к уменьшению точности обработки из-за деформации элементов технологической системы под действием ударных инерционных сил и быстрому износу элементов инструментальнойй наладки.

Для исключения этих явлений в точке А, в которой скорость изменяет свою величину или направление на инструментальную наладку с инструментом массой в1 воздействуют телом массой mz. Допустим первоначальная скорость до подхода к точке А была равна Ч1, а после прохода через точку А скорость инструментальной наладки равна U1.

В общем случае для изменения величины и направления скорости движения массы (тг) инструментальной наладки необходимо задать этой массе дополнительную скорость, равную по величине и направленйю вектору, соединяющему конец.вектора V> с концом вектора U1, то есть вектор Я1.

Начальная скорость дополнительного тела массой m1, необходимая для изменения величины и направления движения тела массой чггде к — коэффициент восстановления, зависящий от упругих свойств соударяющихся тел

UZ — U1

V> — - Vz где Vz u Uz — скорости тела массой mz соответственно до удара и после удара; а-угол между векторами скоростей V> и 01; ф- угол между линией действия удара и вектором ф= arcsln (За счет тарированного удара удается исключить влияние инерционных сил на траекторию перемещения инструмента.

Устройство для реализации способа (см. фиг.4, 5, 6) состоит из корпуса 1 с хвостовиком для крепления на станке, на котором посредством подшипника 2 ходит из контакта с резцедержателем.

50 Количество грузов 16, их расположение друг относительно друга, а также передаточное отношение зацепления зависит от конфигурации обрабатываемой поверхности. Так при обработке квадратного отверстия при

55 наличии двух грузов передаточное отношение зацепления должно равняться двум, что обеспечивает 4 удара за.каждый оборот шпинделя станка. Массу грузов рассчитывают по приведенным соотношениям для кон10

40 установлено основание 3 копирного устройства с поводком 4, На нижнем торце основания посредством оси 5 закреплен с возможностью поворота вокруг своей оси ролик-щуп 6. На нижнем торце корпуса посредством направляющих 7, 8 установлен с возможностью возвратно-поступательного движения ползун 9. На ползуне жестко крепится резцедержатель 10 с резцом 11. К направляющей 8 жестко крепится кронштейн 12, несущий в подшипниках 13 ось шестерни 14. На оси шестерни крепятся посредством упругих элементов 15 грузы 16.

Шестерня находится в зацеплении с внутренними зубьями колеса 17, жестко прикрепленного к основанию копирного устройства. На ползуне крепится посредством винтов копир 18, находящийся в контакте с роликами копирного устройства. Между упором 19, закрепленным на корпусе и ползуном заневолена пру>кина 20.

Устройство работает следующим образом. Корпус 1 посредством хвостовика установлен в шпинделе фрезерного или сверлильного станка и ему придается главное вращательное движение резания и движение подач. Основание 3 копирного устройства посредством поводка 4 связано с.корпусом станка и не вращается. При вращении корпуса 1 поворачивается ползун 9 вместе с резцедержателем 10 и резцом 11, обеспечивая обработку заготовки. Радиальное перемещение ползун 9 получает посредством копира 18, который контактирует с роликами-щупами 6. Вместе с корпусом 1 вращается кронштейн 12 и за счет того, что шестерня 14 находится в зацеплении с неподви>кным колесом 17, начинает вращаться ось шестерни 14 и грузы 16. В момент, когда необходимо резко изменить направление скорости движения резца 11 грузы 16 ударяют о резцедер>катель 10, обеспечивая заданное изменение скорости. После удара ось шестерни продолжает поворачиваться относительно резцедержателя, в результате чего упругие элементы 15 деформируются в плоскости, перпендикулярной оси шестерни, и при дальнейшем повороте груз 16 вы1782696 6 пинделя стан- ф — угол между линией удара тела массой в и вектором Ч А, определяемый из е н и я соотношения:

tP= агсз1п (30 чгкретной скорости вращения ш ка.

Формула изобрет

1. Способ обработки некруглых поверхностей, по которому детали и инструмен- 5 тальному механизму, обеспечивающему движение инструмента по заданной траектории, сообщают относительное вращательное движение резания и подачи, изменяют первую и вторую производные от функции, 10 определяющей траекторию движения инструмента, отличающийся тем, что, с . целью увеличения точности обработки за счет мгновенного изменения скорости или направления движения при движении инст- 15 румента по траектории, у которой первая производная от функции; определяющей движение центра масс инструментального механизма, имеет разрыв в какой-лйбо точке, осуществляют удар в этой точке А траек- 20 тории телом массой ег, при этом линия удара направлена параллельно результирующему вектору от сложения вектора скорости инструментального механизма до подхода к точке А — V>A и вектора, равного 25 по величине и обратного по направлению вектора скорости после прохода точки А—

VA 35 и 01А, Ч1А и О1А — заданные абсолютные скорости центра масс инструментального меха-. низма соответственно до подхода к точке А и после прохода через эту то.где m — масса инструментального механизма;

К вЂ” коэффициент воССтановления, при этом направление воздействйя удара располагают в плоскости расположения траектории центра движущейся массы инструментального мехаййзма;:

2, Устройство для обработки некруглых поверхностей, содержащее корпус с выполненным на его конце хвостовиком, копирное устройство, установленное на подшипниках на корпуСе и содержащее основание с поводковым устройством и ролики-щупы; ползун, установленный в направляющих корйуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения в плоскости, перпендикулярной оси хвостовика, и резцедержатель, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью увеличения точности обработки, устройство снабжено кронштеййом с подшипниками, закрепленными на основании, и прикрепленным к копаному устройству колесом с внутренними зубьями, находящимися e зацеплении с введенной в устройство шестерней, ось которой прикреплена к кронштейну, причем на этой оси размещены введенные в устройство и подпружиненные относительно оси шестерни грузы, предназначенные для взаимодействия с инструментом, а радиус расположения грузов относительно оси шестерни устанавливают равным расстоянию до основной плоскости инструмента, 1782696

1782696

79 фас . 5

Составитель С, Чиненов Риеб

Редактор Г. Мельникова Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С, Пекарь

Заказ 4476 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откоытиям при ГКНТ СССР

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

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