Способ и устройство для обработки некруглых поверхностей деталей
Изобретение относится к области обработки материалов резанием, в частности обработке некруглых поверхностей с синусоидальным профилем. Способ заключается в том, что инструменту в виде резца сообщают вращательное движение резания, поступательное движение подачи и радиальное перемещение по заданному закону посредством копира. Для повышения точности и качества обработанной поверхности за счет упрощения формы копира инструмент базируют посредством передаточного звена в виде рычага на поверхность копира, а радиальное перемещение инструмента относительно оси вращения осуществляют по приведенному закону. Устройство содержит корпус с копиром, вал, в который установлен рычаг со щупом, инструмент, который связан с копиром посредством рычага и щупа. Для достижения того же технического результата рабочая поверхность копира выполнена в виде неподвижной плоской поверхности, расположенной под углом к оси инструмента. При этом инструмент установлен в прямолинейную направляющую. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при обработке некруглых отверстий.
Известен способ обработки деталей (а.с. №1683868), при котором инструменту и заготовке сообщают относительное вращательное движение резания и поступательное движение подачи, а также радиальное перемещение по заданному закону, при этом инструмент базируют на предварительно обработанную поверхность, отличающуюся от заданной на некоторую постоянную величину. Недостатком способа является то, что для обработки требуемой поверхности необходимо иметь уже обработанную поверхность-копир по форме, аналогичной обрабатываемой.
Известно устройство для обработки деталей (а.с. №1683868). Устройство для механической обработки гранных отверстий состоит из корпуса, установленного своим хвостовиком в конической расточке шпинделя сверлильного станка или в задней бабке токарного станка, подвижного элемента, установленного на оси в пазу корпуса с возможностью поворота. С боков подвижный элемент заневолен между двумя осевыми подшипниками, один из которых оперт на стенку внутреннего паза корпуса, а другой - на торец полого винта, закрепленного в резьбовом отверстии корпуса. В пазу подвижного элемента закреплен расточный резец посредством винтов и оперт на поверхность клина, контактирующего с торца с конической поверхностью регулировочного винта. В нижней части подвижного элемента выполнен выступ, в пазу которого посредством винта закреплен с возможностью поворота ролик, контактирующий с накидной гайкой-копиром. Гайка-копир установлена на резьбовой части конуса цанги для крепления заготовки. Недостатком данного устройства является сложная поверхность копира.
Известно устройство для обработки некруглых поверхностей деталей (а.с. 121797), принятое за прототип. Устройство состоит из вала с пазом, в котором с возможностью качания установлен инструмент, жестко связанный со щупом, контактирующим с копиром в виде кондукторной втулки. При вращении вала щуп движется по копиру, и инструмент получает перемещение, близкое к радиальному, по заданному поверхностью копира закону. Недостатком устройства является сложная поверхность копира. Так как при обработке инструмент совершает движение качания, то профиль обрабатываемой поверхности не будет совпадать с профилем копира, что создает дополнительные трудности при изготовлении копира, так как в профиле копира должна быть учтена погрешность, вносимая качательным движением инструмента.
Технической задачей способа является повышение точности и качества обрабатываемых поверхностей за счет упрощения формы копира.
Поставленная техническая задача решается тем, что в способе обработки некруглых поверхностей деталей, преимущественно с синусоидальным профилем, при котором инструменту в виде резца сообщают вращательное движение резания, поступательное движение подачи и радиальное перемещение по заданному закону посредством копира, согласно изобретению инструмент базируют посредством передаточного звена в виде рычага на поверхность копира, а радиальное перемещение инструмента относительно оси вращения осуществляют по закону ρ (ψ )=R+Uр+Up·l· tg(α )· (1-cos(ψ )),
где l - расстояние от оси вращения до точки контакта с копиром,
- передаточное отношение рычага,
L1 и L2 - плечи рычага,
ψ - угол поворота инструмента,
α - угол наклона плоской поверхности копира к плоскости, перпендикулярной оси вращения,
R - расстояние от оси вращения до вершины инструмента при максимальном удалении точки контакта с копиром от вершины инструмента, измеренное в плоскости, параллельной оси вращения инструмента.
Сравнение заявленного способа обработки некруглых поверхностей деталей с известными позволяет сделать вывод о достижении нового эффекта, выразившегося в возможности обработки некруглой цилиндрической поверхности, преимущественно с синусоидальным профилем, при замене копирной поверхности с профилем, аналогичным профилю обрабатываемой поверхности, на копирную поверхность в виде плоскости. В результате упрощается технологический процесс изготовления некруглых поверхностей деталей, а также снижается погрешность обработки.
Технической задачей устройства является упрощение формы копира. Для осуществления заявленного способа предлагается устройство. В предлагаемом устройстве для обработки некруглых поверхностей деталей, преимущественно синусоидального профиля, содержащем корпус с копиром, вал, в который установлен рычаг со щупом, инструмент, который связан с копиром посредством рычага и щупа, согласно изобретению рабочая поверхность копира выполнена в виде неподвижной плоской поверхности, расположенной под углом 
к оси поворота инструмента, где α - угол наклона плоской поверхности копира к плоскости, перпендикулярной оси вращения, а сам инструмент установлен в прямолинейную направляющую.
Сравнение заявленного устройства с известными позволяет сделать вывод о достижении нового эффекта, выразившегося в упрощении формы копира, выполненного в виде наклонной плоской поверхности.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где
на фиг.1 изображена схема реализации способа обработки некруглых поверхностей;
на фиг.2 показан профиль некруглой поверхности;
на фиг.3 представлено устройство для реализации способа обработки некруглых цилиндрических поверхностей.
Способ обработки некруглых поверхностей деталей, преимущественно с синусоидальным профилем, заключается в том, что при вращении вала 1, связанного со шпинделем сверлильного станка (фиг.1), щупу 2, контактирующему с неподвижной наклонной плоской поверхностью А в точке О, придают возвратно-поступательное движение по закону:
где l - расстояние от оси вращения до точки контакта щупа с копиром,
ψ - угол поворота инструмента,
α - угол наклона плоской поверхности к плоскости, перпендикулярной оси вращения.
При этом рычаг 3, связанный со щупом 2 плечом длиной L1, будет поворачиваться, а инструмент 4, связанный с плечом рычага длиной L2, будет перемещаться по закону:
Если за R принять расстояние от оси вращения до вершены инструмента при максимальном удалении точки контакта копир-щуп от вершины инструмента, измеренное в плоскости, параллельной оси вращения инструмента, а отношение длин плеч рычага за 
то кривая, описываемая инструментом относительно оси поворота, будет изменяться по закону;
Деталь по предложенному способу обработки устанавливается неподвижно на столе станка.
Устройство для осуществления способа обработки некруглых поверхностей деталей, преимущественно с синусоидальным профилем, состоит из корпуса 5, который закреплен на гильзе сверлильного станка. На корпусе посредством болтов 6 неподвижно установлен копир 7, рабочая поверхность которого выполнена в виде наклонной плоской поверхности. Устройство также оснащено валом 1, который своим хвостовиком установлен в шпиндель станка. Вал 1 имеет паз, куда установлен с возможностью возвратно-поступательного движения резцедержатель 8 с инструментом 4. Резцедержатель 8 посредством двуплечего рычага 3 связан со щупом 2, причем двуплечий рычаг 3 установлен с возможностью качания на оси 9, которая заневолена в вал 1. Щуп 2 при помощи пружины 10 прижат к копиру 7. Инструмент 4 настроен на размер при помощи винта 11 и закреплен в резцедержателе посредством болта 12.
Устройство для осуществления способа обработки некруглых поверхностей деталей, преимущественно с синусоидальным профилем, работает следующим образом.
При повороте вала 1, щуп 2, контактируя с копиром 7, рабочая поверхность которого выполнена в виде плоскости А, совершает возвратно-поступательное движение в плоскости, параллельной оси вращения вала. Посредством двуплечего рычага 3 движение от щупа 2 передается на резцедержатель 8, который совершает возвратно-поступательные движения в плоскости, перпендикулярной оси вращения вала, при этом инструмент 4 относительно оси вращения совершает движение по закону ρ (ψ )=R+Up·l· tg(α )· (1-cos(ψ )),
где l - расстояние от оси вращения до точки контакта щупа с копиром,
- передаточное отношение рычага,
L1 и L2 - плечи рычага,
ψ - угол поворота инструмента,
α - угол наклона плоской поверхности к плоскости, перпендикулярной оси вращения,
R - расстояние от оси вращения до вершены инструмента при максимальном удалении точки контакта копир-щуп от вершины инструмента, измеренное в плоскости, параллельной оси вращения инструмента.
Использование предлагаемого устройства позволит получать различные синусоидальные цилиндрические поверхности при использовании простых копиров в виде плоскостей.
Изобретение может быть использовано в технологических системах, применяемых для обработки некруглых цилиндрических поверхностей, профилированных замкнутыми кривыми, например, для изготовления деталей профильных соединений.
1. Способ обработки некруглых поверхностей деталей, преимущественно с синусоидальным профилем, при котором инструменту в виде резца сообщают вращательное движение резания, поступательное движение подачи и радиальное перемещение по заданному закону посредством копира, отличающийся тем, что инструмент базируют посредством передаточного звена в виде рычага на поверхность копира, а радиальное перемещение инструмента относительно оси вращения осуществляют по закону:
ρ (ψ )=R+Up·l· tg(α )· (1-cos(ψ )),
где l - расстояние от оси вращения до точки контакта с копиром;
- передаточное отношение рычага;
L1 и L2 - плечи рычага;
ψ - угол поворота инструмента;
α - угол наклона плоской поверхности копира к плоскости, перпендикулярной оси вращения;
R - расстояние от оси вращения до вершины инструмента при максимальном удалении точки контакта с копиром от вершины инструмента, измеренное в плоскости, параллельной оси вращения инструмента.
2. Устройство для обработки некруглых поверхностей деталей, преимущественно синусоидального профиля, содержащее корпус с копиром, вал, в который установлен рычаг со щупом, инструмент, который связан с копиром посредством рычага и щупа, отличающееся тем, что рабочая поверхность копира выполнена в виде неподвижной плоской поверхности, расположенной под углом 
к оси инструмента, где α - угол наклона плоской поверхности к плоскости, перпендикулярной оси вращения, при этом инструмент установлен в прямолинейную направляющую.
