Способ обработки фасонных поверхностей точением

Способ включает поворот резца вокруг оси. Для снижения шероховатости обрабатываемой поверхности заготовки и создания одинаковой ее величины по всей поверхности ось поворота резца перемещают по траектории, образуемой перпендикулярами равной длины, опущенными из центра поворота на касательную к обрабатываемой поверхности в точке нахождения вершины резца. 2 ил.

 

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при обработке фасонных поверхностей заготовок на токарных станках с высокими требованиями к качеству поверхности.

В известном способе токарной обработки наружных сферических поверхностей по авторскому свидетельству 1094671, В23В 5/40, опубликованному в 1983 г, БИ №20, обработку ведут с поворотом резца вокруг заданной оси. Устройство содержит поперечный суппорт и поворотный механизм с резцедержкой и механизмом его перемещения, установленный на поперечном суппорте, причем механизм поворота выполнен в виде круговых направляющих, в которых с возможностью поворота установлен резцедержатель, свободный конец которого снабжен пальцем, взаимодействующим с механизмом его перемещения, установленным на продольном суппорте и выполненным в виде двух упругосоединенных частей. Такая конструкция устройства расширяет технологические возможности способа, так как ось поворота резца перпендикулярна плоскости траектории движения резца и проходит через центр обрабатываемой сферы. Однако при обработке сложнопрофильных поверхностей, отличных от сферических, точность обработки резко снижается. Кроме того, из-за изменения кинематического главного угла в плане φ в процессе обработки изменяется шероховатость обрабатываемой поверхности. Также использование устройства снижает полезный объем рабочего поля компоновки станка.

В известном способе обработки фасонных поверхностей точением по патенту РФ №2266175 В23В 1/00, опубликованному в 2005 г., БИ №35, принятом авторами за прототип, как наиболее близкий по своей технической сущности и достигаемому эффекту, способ включает стабилизацию температуры в зоне резания, причем стабилизацию температуры осуществляют путем изменения кинематического главного угла φ в плане путем поворота резца вокруг оси, проходящей через центр радиусного участка при его вершине. Кроме того, резец поворачивают вместе с верхним суппортом станка.

Известный способ по сравнению с типовыми технологическими процессами позволяет значительно повысить производительность процесса за счет изменения кинематического главного угла в плане φ и стабилизации температуры в зоне обработки.

Существенным недостатком способа является большая тепловая инерционность объекта, что ограничивает быстродействие системы управления и снижает качество обработки поверхности. Кроме того, при изменении кинематического главного угла в плане φ в процессе управления качество обработанной поверхности ухудшается.

Задачей изобретения является снижение шероховатости обрабатываемой поверхности заготовки и создание одинаковой ее величины по всей поверхности.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе обработки фасонных поверхностей точением с поворотом резца вокруг оси ось поворота резца перемещают по траектории, образуемой перпендикулярами равной длины, опущенными из центра поворота на касательную к обрабатываемой поверхности в точке нахождения вершины резца.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена схема обработки фасонных поверхностей на заготовке; на фиг.2 - кинематика движения резцедержки с резцом.

Способ обработки осуществляется следующим образом: в исходном положении на станине установки 1 слева расположена передняя бабка 2 со шпинделем, в патроне 3 которого закреплена заготовка 7. По направляющим станины 1 перемещается продольный суппорт 4, по направляющим которого перемещается поперечный суппорт 5. Резцедержка 6 с закрепленным резцом 8 установлена на оси С, расположенной на поперечном суппорте 5, и поворачивается вокруг этой оси. Движение продольному суппорту 4 и поперечному суппорту 5 передается двигателями 9, 10 соответственно. Поворотное движение резцедержке 6 передается двигателем 11. Двигатели 9, 10, 11 управляются системой программного управления 12.

Система координат детали 7 обозначается X0Z, система координат центра поворота резцедержки 6 - Xp0pZp. Вершина резца 8 находится в точке М и имеет координаты Zкц и Хкц в системе координат центра поворота резцедержки 6. Центр поворота резцедержки 6 находится в точке С (0p). Кривая ММ' - требуемый профиль обрабатываемой поверхности заготовки 7. Кривая СС' - траектория движения центра поворота резцедержки 6.

В процессе обработки резцедержку 6 поворачивают вокруг центра С пропорционально углу наклона касательной профиля детали к продольной оси 0Z в заданной точке обработки. Синхронно с этим осуществляют ее линейные перемещения вдоль координатных осей таким образом, чтобы вершина резца 8 оставалась всегда на контуре обрабатываемой заготовки 7 и двигалась с заданной постоянной контурной скоростью.

Для обработки заготовки 7, установленной в патроне 3 шпинделя передней бабки 2 на станине 1, в систему управления 12 вводятся: значения контурной скорости обработки, геометрические параметры профиля детали - кривая ММ', положение вершины резца 8 в системе координат резцедержки 6 - Zкц и Хкц. Основываясь на этих данных, система управления рассчитывает траекторию движения резцедержки 6 - кривая СС', скорость движения резцедержки 6 по линейным координатам, углы поворота и угловую скорость резцедержки 6. В процессе обработки заготовки система управления 12 подает сигналы двигателям 9, 10, 11, которые передают движение продольному суппорту 4, поперечному суппорту 5 и резцедержке 6 соответственно. В результате сложного движения резцедержки 6 по траектории СС' вершина резца 8 будет двигаться по траектории ММ'.

Как правило, на участках с разным углом наклона профиля припуск неодинаковый. При использовании способа прототипа это приводит к изменению температуры в зоне обработки. На изменение температуры система реагирует изменением кинематического главного угла в плане. Изменение угла в свою очередь приводит к изменению шероховатости поверхности вдоль обрабатываемого контура. В предлагаемом способе величина главного угла в плане не зависит от температуры в зоне резания и припуска, а следовательно, остается постоянной, что приводит к постоянной шероховатости на всем контуре обрабатываемой поверхности.

Пример выполнения способа

Обрабатывалась партия заготовок из 10 штук. Заготовки имели цилиндрическую и коническую поверхности. Цилиндрическая поверхность длиной 50 мм и диаметром 88,2 мм была сопряжена с конической поверхностью длиной 40 мм, углом наклона образующей конуса к оси детали - 145°. Обработка заготовок осуществлялась на токарном станке с ЧПУ.

Материал заготовок - сталь 30Г.

Инструмент: резец со сменной пластиной. Пластина имеет трехгранную форму, с углом при вершине 60°. Материал пластины - сплав Т30К4.

Геометрические параметры резца:

- главный угол в плане - 75°;

- вспомогательный угол в плане - 45°;

- задний угол - 8°;

- передний угол - 15°;

- форма передней поверхности - плоская с фаской;

- ширина фаски вдоль главного режущего лезвия - 0,3 мм;

- радиус скругления режущей части кромки - 0,03 мм;

- радиус вершины резца - 1 мм.

Режимы резания:

- скорость резания - 200 м/мин;

- подача - 0,11 мм/об.

Величина снимаемого припуска - 0,4 мм.

Полученные детали имели шероховатость на цилиндрической поверхности в среднем Ra=1,6 мкм. На конической поверхности шероховатость изменялась в среднем от Ra=1,6 мкм до Ra=1,8 мкм.

Таким образом, шероховатость в заявляемом способе более стабильна и меньше, чем в прототипе.

Способ обработки фасонных поверхностей точением, включающий поворот резца вокруг оси, отличающийся тем, что ось поворота резца перемещают по траектории, образуемой перпендикулярами равной длины, опущенными из центра поворота на касательную к обрабатываемой поверхности в точке нахождения вершины резца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению к области станкостроения и технологии машиностроения, может быть использовано при скоростном точении винтовых поверхностей точных винтов из труднообрабатываемых материалов в комбинации с иглоточением.

Изобретение относится к машиностроению к области станкостроения и технологии машиностроения, может быть использовано при скоростном точении винтовых поверхностей точных винтов из труднообрабатываемых материалов в комбинации с иглофрезерованием.

Изобретение относится к станкостроению. .

Изобретение относится к станкостроению, в частности к инструментальной оснастке для станков токарной группы и может быть использовано при обработке внутренних фасонных поверхностей, например при точении желобов колец подшипников на токарных автоматах.

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при обработке внутренних фасонных поверхностей. .

Изобретение относится к области станкостроения и может найти применение при проектировании станков для обработки поршневых колец. .

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для обработки фасонных поверхностей в стационарных крупногабаритных объектах. .

Изобретение относится к станкостроению. .

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в станка.х для обработки фасонных поверхностей враще .чия. .

Изобретение относится к способам комбинированной обработки материалов, в частности трибоэлектрохимическим способам сверления хрупких диэлектриков. .

Изобретение относится к области механической обработки деталей из металлов и сплавов резанием и, в частности, может быть использовано при токарной обработке трудно обрабатываемых материалов.

Изобретение относится к композиции металлических сплавов, а именно к износо-, эрозионно- и химически стойкому материалу на основе вольфрама, легированному углеродом, причем углерод в пересчете на полный вес материала составляет от 0.01 вес.% до 0.97 вес.%.

Изобретение относится к металлообрабатывающему станку с ЧПУ, в частности к токарному станку с ЧПУ. .

Изобретение относится к технике обработки материалов резанием и может быть использовано при токарной обработке конструкционных и труднообрабатываемых, в частности нержавеющих и жаропрочных, сталей с целью снижения энергоемкости, а также повышения стойкости инструмента и улучшения формы поверхности.

Изобретение относится к станкостроению, а именно к быстроходным токарным станкам с полым шпинделем, на которых возможна обработка длинных цилиндрических деталей небольшого диаметра, например труб, валов, осей, при их подаче в зону обработки через полый шпиндель.

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в металлорежущих станках сверлильно-фрезерно-расточной группы для выполнения сверлильно-фрезерно-расточных и токарных операций на вращающемся столе.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к механической обработке колес из легкого сплава. .

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано при изготовлении металлорежущих станков с программным управлением для обработки длинномерных заготовок.

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться для автоматической балансировки в составе замкнутой технологической системы металлорежущего станка при резании заготовки с технологическим дисбалансом, а также для других неуравновешенных роторных систем

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при обработке фасонных поверхностей заготовок на токарных станках с высокими требованиями к качеству поверхности

Наверх