Способ обработки тел вращения



Способ обработки тел вращения
Способ обработки тел вращения
Способ обработки тел вращения

 


Владельцы патента RU 2492030:

Драчев Олег Иванович (RU)
Расторгуев Дмитрий Александрович (RU)

Способ включает базирование заготовки в расположенных по ее длине самоцентрирующих опорах и сообщение продольной подачи резцу. Для повышения точности обработки базирование заготовки при черновой ее обработке ведут по вписанной окружности, а при чистовой - по описанной. Самоцентрирующие опоры устанавливают в зонах образования узлов пучностей заготовки. При этом задают координаты положения контактных точек опоры с заготовкой из условия отсутствия давления на базовую поверхность заготовки, а в процессе обработки заготовки производят управление положением ее оси путем переключения самоцентрирующих опор на ступенчатое изменение положения координат контактных точек опоры с заготовкой при изменении диаметра заготовки по ходу перемещения инструмента в момент его прохода мимо опоры в условиях электрической изоляции резца и заготовки. 3 ил.

 

Изобретение относится к области металлообработки маложестких деталей типа вал и может быть использовано на универсальных станках в механообрабатывающих цехах машиностроительных предприятий.

Известен способ обработки деталей, предусматривающий измерение при помощи универсальных средств погрешностей формы и шероховатости обрабатываемой поверхности, после чего инструменту задают колебательное движение двух видов: в соответствии с погрешностью микропрофиля и погрешностью формы [1].

Недостатками данного способа являются нестабильность точностных параметров обработанной поверхности из-за переменных параметров обрабатываемой поверхности в поперечном и продольном направлениях при постоянных параметрах задаваемых вибраций, сложность и трудоемкость предварительного определения погрешностей обрабатываемой поверхности.

Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому изобретению, выбранным в качестве прототипа, является способ обработки нежестких деталей, предусматривающий обработку в самоцентрирующих опорах с измерением упругой реакции детали в опорах, причем управление подачей ведут в функции стабилизации разницы между силами резания и измеренными в опорах реакциями [2].

Недостатком данного способа является сложность реализации адаптивного управления в плане быстродействия; создание неравномерных внутренних напряжений в объеме заготовки при ее зажиме за счет деформации заготовки в поперечном направлении.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение точности обработки с сохранением ее после обработки с достижением следующих технических результатов: повышение точности формы детали в поперечном сечении за счет стабилизации силы резания в течение оборота заготовки; повышение стабильности геометрии детали во времени за счет формирования более равномерной картины распределения напряжений в объеме заготовки; повышение точности детали в продольном направлении за счет использования люнетов.

Эта задача решается тем, что в способе обработки тел вращения, который предусматривает базирование заготовки в расположенных по ее длине самоцентрирующих опорах, базирование заготовки при черновой ее обработке ведут по вписанной окружности, а при чистовой - по описанной, самоцентрирующие опоры устанавливают в зонах образования узлов пучностей заготовки, при этом задают координаты положения контактных точек опоры с заготовкой из условия отсутствия давления на базовую поверхность заготовки, а в процессе обработки заготовки производят управление положением ее оси путем переключения самоцентрирующих опор на ступенчатое изменение положения координат контактных точек опоры с заготовкой при изменении диаметра заготовки по ходу перемещения инструмента в момент его прохода мимо опоры в условиях электрической изоляции резца и заготовки.

Базирование при черновой обработке по вписанной окружности обеспечивает исправление формы базовой поверхности заготовки за счет ее накатывания и повышения круглости базового сечения.

Базирование при чистовой обработке по описанной окружности обеспечивает стабилизацию оси заготовки при отсутствии остаточных деформаций от накатки в месте расположения базовой шейки.

Установка самоцентрирующих опор в зонах образования узлов пучностей заготовки обеспечивает максимальную жесткость технологической системы при минимальных возмущениях. При этом происходит одновременное демпфирование заготовки в ее сечениях между опорами, что повышает точность обработки за счет снижения интенсивности колебаний заготовки.

Задание координат положения контактных точек опоры с заготовкой из условия отсутствия давления на базовую поверхность заготовки позволяет не накатывать обработанную поверхность (нет пластической деформации) из-за отсутствия давления на ролики, что обеспечивает их минимальный износ.

В целом же базирование по поверхности, которая совпадает с измерительной поверхностью, исключает технологическую наследственность от предыдущих установов и условий закрепления (биение центровых отверстий, погрешность их формы).

Управление положением оси заготовки путем переключения самоцентрирующих опор на ступенчатое изменение положения координат контактных точек опоры с заготовкой при изменении диаметра заготовки по ходу перемещения инструмента в момент его прохода мимо опоры обеспечивает стабильность параметра жесткости технологической системы при изменении размеров обрабатываемой поверхности, повышение точности обработки.

Электрическая изоляция резца и заготовки позволяет определять моменты касания рычагов люнетов с обрабатываемой поверхностью.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображено: на фиг.1 приведена система для реализации способа обработки тел вращения, вид сверху; на фиг.2 показан разрез А-А фиг.1; на фиг.3 показан разрез Б-Б фиг.2.

Устройство для реализации способа автоматического управления оси заготовки содержит вал 1, самоцентрирующие опоры в виде люнетов 2, станину 3 люнетов, привод зажима 4 самоцентрирующих люнетов (например, в виде шагового двигателя), переднюю 5 и заднюю 6 опоры со сферическими центрами 7, поводковый патрон 8, блок управления люнетами 9, резцовую группу 10, через ходовой винт 11 связанную с датчиком положения резца 12. Оба центра имеют сферическую часть опорной поверхности, что позволяет фиксировать заготовку 1 в осевом направлении по координате X, при этом ось вращения заготовки не обязательно должна совпадать с осью вращения шпинделя и задней опоры станка. Оба жестких центра 7 электрически изолированы от корпуса опор 5 и 6 станка.

Люнет (фиг.2) содержит корпус 13, в котором на копир 14 опираются рычаги 15 с опорными роликами 16 и перемещаемый шарико-винтовой парой 17 от привода зажима 4. Каждый из опорных роликов 16 связан через проводной канал 18 с источником питания 19 и блоком управления 9.

Опорные ролики 16 (фиг.3) выполнены с буртиками 20 по краям, изолированы от рычагов 15 изолятором 21. По буртикам 20 скользят щетки 22, поджатые пружинами 23, и от которых через провода 18 они связаны с источником питания 19.

Способ обработки тел вращения производят следующим образом. Вал 1 (фиг.1) устанавливают в раскрытые рычаги 15 самоцентрирующих люнетов 2, установленных вдоль оси заготовки вала 1 на отдельной станине 3 в функции длины заготовки в зонах образования узлов пучностей. Далее включают приводы зажима 4, которые закреплены в корпусах люнетов 2, и которые через шарико-винтовую пару 17, перемещая копир 14, поворачивают рычаги 15 и одновременно подводят ролики 16 до контакта с поверхностью заготовки 1. В это время заготовку 1 поджимают задним центром 7 в опоре 6 до контакта с идентичным передним центром 7 в передней опоре 5, установленным в шпинделе станка (не показан). В момент контакта одного из роликов любого самоцентрирующего люнета происходит замыкание электрической цепи источника электропитания 10 (напряжением не выше 24 В). Моменты контакта роликов 16 всех самоцентрирующих люнетов 2 с поверхностью заготовки регистрируются через источник электропитания 19 блоком управления 9, на вход которого подается сигнал с источника электропитания 19 о моменте контакта на всех люнетах 2. Заготовка 1 базируется по описывающей окружности при черновом точении. После фиксации заготовки 1 по трем координатам включают привод вращения заготовки 1, подводят резец в резцедержателе 10 с заданной глубиной резания и включают продольную подачу. Положение вершины резца 10 определяют с помощью датчика положений резца 12. При прохождении первого люнета 2 резцом между роликами 16 происходит разрыв контакта поверхности роликов и поверхности заготовки 1. Блок управления 9 получает сигнал о разрыве контакта и включает привод зажима 4, который обеспечивает сходимость роликов 16 к центру заготовки 1. Ролик одним буртиком 20 начинает перемещаться к центру заготовки 1 и блок управления 9 отслеживает контакт с заготовкой буртика 20. При одновременном замыкании двух буртиков 20 с заготовкой 1, через щетки 22 и провода 18, блок управления 9 останавливает привод зажима (шаговый двигатель) 4. В этом случае привод зажима 4 обеспечивает сходимость всех трех опорных роликов 16 люнетов 2, то есть базирующая поверхность проходит по описывающей окружности.

По мере прохождения резца 10 через все люнеты 2 базируют заготовку 1 по вписывающей окружности. От прохода резца 10 к проходу точность заготовки 1 повышается как в продольном, так и в поперечном сечениях.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1514485, кл. В23В 1/00, 1987.

2. Авторское свидетельство СССР №1294482, кл. В23В 1/00, 1987.

Способ обработки тел вращения резанием, включающий базирование заготовки в расположенных по ее длине самоцентрирующих опорах и сообщение продольной подачи резцу, отличающийся тем, что базирование заготовки при черновой ее обработке ведут по вписанной окружности, а при чистовой - по описанной, самоцентрирующие опоры устанавливают в зонах образования узлов пучностей заготовки, при этом задают координаты положения контактных точек опоры с заготовкой из условия отсутствия давления на базовую поверхность заготовки, а в процессе обработки заготовки производят управление положением ее оси путем переключения самоцентрирующих опор на ступенчатое изменение положения координат контактных точек опоры с заготовкой при изменении диаметра заготовки по ходу перемещения инструмента в момент его прохода мимо опоры в условиях электрической изоляции резца и заготовки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области высокоскоростной обработки деталей на оборудовании с ЧПУ, в частности к системам повышения точности при механической обработке изделий за счет охлаждения режущего инструмента без использования смазочно-охлаждающей жидкости с целью компенсации температурных деформаций, возникающих в зоне резания.

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для подачи прутка в автоматизированных станках. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к шпинделям высокоскоростных обрабатывающих станков. .

Изобретение относится к обработке металлов резанием, а именно к способам определения температуры максимальной работоспособности твердосплавных режущих пластин, которая позволяет определять оптимальную скорость резания, обеспечивающую минимальную интенсивность износа инструмента.

Изобретение относится к металлообрабатывающей промышленности, в частности к токарным станкам, и может быть использовано для автоматической балансировки шпиндельных узлов.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к шпиндельным узлам. .

Изобретение относится к области обработки сталей и сплавов резанием и может быть использовано для определения рабочего параметра твердосплавных режущих инструментов - оптимальной скорости резания при непосредственном их использования на металлорежущем оборудовании, а также при аттестации и сертификации этой твердосплавной продукции.

Изобретение относится к области обработки сталей и сплавов резанием и может быть использовано для определения рабочего параметра твердосплавных режущих инструментов - оптимальной скорости резания при непосредственном их использования на металлорежущем оборудовании, а также при аттестации и сертификации этой твердосплавной продукции.

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к элементам металлообрабатывающих станков. .

Способ относится к обработке твердосплавными режущими инструментами группы применяемости К в виде режущих пластин и заключается в том, что сначала проводят измерение температуры в зоне рабочего контакта твердый сплав - обрабатываемый материал при различных скоростях резания с построением графической зависимости, а затем по построенной графической зависимости устанавливают в качестве оптимальной скорости резания скорость, при которой температура нагрева в зоне рабочего контакта твердый сплав - обрабатываемый материал соответствует температуре образования на фаске износа, формируемой в процессе резания на задней поверхности режущего клина режущей пластины, шероховатости с наибольшей фрактальной размерностью, соответствующей наибольшей износостойкости режущего инструмента. Технический результат: повышение точности определения оптимальной скорости резания. 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкциям и способам изготовления подшипников качения, в частности радиальных и упорных шарикоподшипников. Способ повышения маслоемкости радиального или упорного шарикоподшипника заключается в том, что на тороидальных дорожках его колец создают регулярный микрорельеф, полученный виброобкатыванием или виброрезанием, при котором инструменту сообщают движения подачи и осцилляции по криволинейной поверхности тора. Регулярный микрорельеф создают в виде дискретных серповидных микролунок при вращении кольца и осцилляции инструмента вдоль оси у радиального шарикоподшипника или перпендикулярно оси у упорного шарикоподшипника при отсутствии движения подачи, при этом инструмент устанавливают в среднем положении его осцилляции до соприкосновения с поверхностью беговой тороидальной дорожки кольца. При создании полностью регулярного микрорельефа инструмент углубляют в поверхность тороидальной дорожки кольца в среднем положении его осцилляции, а при обработке выполняют условие i ≥ π d / 2 2 r h , где i - число циклов осцилляции резца за один оборот кольца, d - диаметр беговой тороидальной дорожки кольца в среднем сечении, r - радиус вершины резца или деформирующего наконечника, h - величина углубления инструмента. Технический результат: упрощение технологии изготовления маслоемких радиальных и упорных шарикоподшипников и повышение их эксплуатационных свойств. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к обработке материалов резанием, в частности к способу выбора твердого сплава для твердосплавного режущего инструмента. Сплав выбирают из группы твердых сплавов. Рассчитывают значение энтропии для каждого из упомянутых сплавов. Путем сравнения рассчитанных энтропии с энтропией сплава, базового для обрабатываемого материала, выбирают в качестве материала для режущего инструмента твердый сплав со значением энтропии, превосходящей энтропию базового сплава Обеспечивается упрощение выбора твердого сплава, при обеспечении максимальной работоспособности режущего инструмента. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Способ включает прорезание канавок в заготовке с использованием режущей пластины, покрытой по передней поверхности КНБ, со скоростью резания, составляющей от 200 до 500 м/мин, и направление одного или более потоков охлаждающей текучей среды на обратную поверхность стружек, причем один или более потоков охлаждающей текучей среды направляют через внутренние каналы режущей пластины вверх и наружу к области взаимодействия между режущей кромкой режущей пластины и заготовкой под давлением не менее 200 бар для ограничения длины стружек. Режущая пластина имеет один или более внутренних каналов, продолжающихся вверх и наружу от основного нижнего участка режущей пластины и открывающихся в передней поверхности через слой КНБ с образованием в передней поверхности одного или более соответствующих отверстий. При этом расстояние соответствующих центров отверстий от режущей кромки составляет 0,5 мм - 3 мм. Технический результат: повышение эффективности обработки сверхпрочных сплавов. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

Способ относится к твердосплавным режущим инструментам группы применяемости Р в виде режущих пластин и заключается в том, что проводят измерения температуры в зоне рабочего контакта твердый сплав - обрабатываемый материал при различных скоростях резания с построением графической зависимости. Затем по построенной графической зависимости устанавливают в качестве оптимальной скорости резания скорость, при которой температура нагрева в зоне рабочего контакта твердый сплав - обрабатываемый материал соответствует температуре образования на фаске износа, формируемой в процессе резания на задней поверхности режущей пластины, шероховатости с наименьшей фрактальной размерностью, соответствующей наибольшей износостойкости режущего инструмента. Технический результат: повышение точности и снижение трудоемкости определения оптимальных режимов резания. 3 ил.

Способ включает установку шпинделя внутри корпуса шпиндельного узла станка и закрепление посредством фланца с возможностью вращения в передних и задних подшипниковых опорах. При этом в корпусе и во фланце выполняют каналы для охлаждения элементов шпиндельного узла. Для повышения ресурса работы дополнительно осуществляют контроль температуры с помощью датчиков температуры, которые устанавливают вблизи наружных колец подшипников, контроль уровня вибраций с помощью вибродатчика, который устанавливают в корпусе вблизи передней опоры шпинделя, и контроль осевого смещения шпинделя с помощью датчика, установленного на его переднем конце, по совокупности показаний которых осуществляют своевременное отключение электродвигателя при превышении допустимой нагрузки. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области металлообрабатывающей промышленности и может быть использовано для высокоскоростной обработки труднообрабатываемых материалов с повышенным качеством обрабатываемых поверхностей. Техническим результатом изобретения является снижение необходимых усилий резания и повышение динамической жесткости режущего инструмента, а также повышение чистоты обрабатываемой поверхности детали при высоких скоростях резания за счет изменения схемы процесса резания, в частности, за счет изменения организации процесса подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания и отвода снимаемой стружки. Это достигается посредством того, что в способе вибрационной обработки деталей резанием, заключающемся в обеспечении относительного перемещения обрабатываемой детали и режущего инструмента с одновременной подачей в зону резания на переднюю поверхность режущего инструмента смазочно-охлаждающей технологической среды (СОТС), подвергаемой вибрационному воздействию, вибрации сообщают дополнительной пластине, в диапазоне частот от 1 кГц до 40 кГц. Поверхность дополнительной пластины выполняют как продолжение передней поверхности режущей пластины, на которую подают СОТС, и по которой направляют сход стружки. СОТС и сходящую стружку подвергают вибрационному воздействию в указанном диапазоне частот. СОТС в зону резания подают свободным поливом на переднюю поверхность режущего инструмента.1 ил.
Изобретение относится к способу обработки сопрягаемых и торцевых поверхностей ствольной коробки стрелкового оружия под взаимодействие с сопрягаемыми и торцевыми поверхностями затвора. В способе проводят механическую обработку заготовки ствольной коробки с подготовкой базы точением наружного диаметра заготовки и сверлением в заготовке сквозного осевого цилиндрического отверстия под электроэрозионную обработку и термообработку заготовки ствольной коробки при температуре 710-720°С, выдержке, закалке при температуре 1000°С и охлаждении. Затем осуществляют электроэрозионную обработку охватывающей поверхности заготовки с выполнением контура боевых выступов, проводят отжиг заготовки ствольной коробки при температуре не ниже 760-780°С в среде аргона и осуществляют механическую чистовую обработку наружного диаметра для обеспечения его соосности с внутренним диаметром ствольной коробки. Затем осуществляют торцевание контура со стороны боевых выступов, зенкерование и развертывание осевого отверстия для обеспечения скользящей посадки под сборку с охватываемой поверхностью затвора и притирку сопрягаемых и торцевых поверхностей ствольной коробки с сопрягаемыми и торцевыми поверхностями затвора. В качестве материала заготовки ствольной коробки используют сталь мартенситно-стареющего класса 03X11H10М2Т. Обеспечивается повышение точности выстрела и повышение надежности стрелкового оружия. 1 з.п. ф-лы.

Способ обработки резанием включает движение инструмента с установленным в гнезде его корпуса режущим элементом, имеющим режущее лезвие, относительно обрабатываемой детали в направлении главного движения и продольную подачу инструмента. Для повышения стойкости инструмента и качества обработки ее осуществляют режущим элементом с углом заострения режущего лезвия в пределах β0=60-90°, установленным в гнезде с обеспечением его поворота на угол η=30-60° относительно вектора скорости резания в плоскости главного движения, на угол τ=5-60° в плоскости подач в сторону, противоположную направлению подачи и поворота на угол ρ=1-30° вокруг его продольной оси против часовой стрелки в сторону уменьшения главного заднего угла режущего лезвия. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 табл., 36 ил.

Способ включает выполнение пробных проходов в заданном диапазоне режимов резания, получение пробных стружек, по параметрам которых определяют значение оптимальных режимов резания. Для расширения области применения при обработке материалов с различными физико-механическими свойствами в качестве параметра пробных стружек измеряют толщину элементов стружки, соответствующую толщине пластически деформированной зоны (Δx), определяют её отношение к толщине срезаемого слоя (а), а в качестве критерия оптимального значения режима резания принимают скорость резания или подачу, при которых отношение Δx/a находится в пределах 0,9-1,1. 4 ил., 2 табл.
Наверх