Способ обработки винтовых поверхностей резанием с ударом



Способ обработки винтовых поверхностей резанием с ударом
Способ обработки винтовых поверхностей резанием с ударом

 


Владельцы патента RU 2633815:

Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Способ обработки включает обеспечение контактного взаимодействия более прочной областью передней поверхности режущего элемента с прерывистой обрабатываемой поверхностью. Обработку производят одиночным резцом, передняя поверхность которого установлена под углом γ к основной плоскости резания, определяемым по приведенной зависимости. Достигается повышение прочности инструмента за счет перераспределения контактной нагрузки. 1 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к обработке металлов резанием, а именно к методам обработки винтовых поверхностей резанием с ударом.

Уровень техники

Изобретение относится к обработке материалов резанием со снятием стружки и может быть использовано при обработке винтовых поверхностей деталей класса «Тела вращения», имеющих пересечения с элементами прерыва - это пазы, выточки, отверстия, перпендикулярные оси вращения детали, и др., создающих прерывистость резания.

Изобретение может использоваться в области машиностроения при механической обработке винтовых поверхностей со снятием стружки лезвийным инструментом: одиночным резцом.

Известен способ обработки прерывистых поверхностей резанием (АС на изобретение СССР №1641509, МПК В23В 1/00, опубликовано 28.09.1988), при котором устраняется удар, вызванный в момент встречи режущей части инструмента с обрабатываемой поверхностью детали упругим восстановлением технологической системы.

Основным недостатком данного способа является то, что устраняется удар только по задней поверхности режущей части инструмента, а ударные нагрузки, возникающие при обработке резанием винтовых поверхностей, имеющих пересечения с элементами прерыва, остаются неизменными и приводят к разрушению вершины и кромок режущего элемента, изготовленного из хрупких инструментальных материалов.

Задача изобретения - избежать разрушения инструмента и повысить его стойкость управлением положения режущего элемента относительно обрабатываемой поверхности детали, за счет перераспределения ударной нагрузки, возникающей при врезании инструмента, от его вершины и режущих кромок, на наиболее отдаленную часть площади передней поверхности режущего элемента.

Указанный технический результат заявленного способа обработки винтовых поверхностей достигается взаимодействием более прочной области передней поверхности режущего элемента инструмента с прерывистой поверхностью резания.

В состоянии первоначального контакта, фиг. 1, исходная форма передней поверхности FAG, под действием перпендикулярно направленных к режущим кромкам потокам стружки со скоростями V0, V1, V2, V1', V2' по мере продолжения резания трансформируется в многогранник FDA'EG. В этом положении вероятность возникновения погрешности профиля резьбы определяется зависимостью:

где εф - фактический угол профиля резьбы, образованный вследствие изнашивания режущего элемента;

ε - 60° - номинальный угол при вершине режущего элемента.

где К - коэффициент конструктивной сложности обрабатываемой прерывистой поверхности (для винтовой поверхности без элементов прерыва К=1); α - задний угол; γ - передний угол режущего элемента.

где l - расстояние от вершины режущего элемента А до точки О - места первоначальной встречи режущего элемента с обрабатываемой винтовой поверхностью; h - высота головки резьбы; rg - радиус детали.

Определение настроечных углов элемента в положении оптимального первоначального контакта с обрабатываемой винтовой поверхностью происходит в следующем порядке:

1) определяется конструктивная сложность обрабатываемой поверхности К=Sпр/Sг, где Sпр - площадь обрабатываемой винтовой поверхности за вычетом площади элемента прерыва; Sг - площадь той же винтовой поверхности без элемента прерыва;

2) исходя из размеров режущего элемента определяется максимально возможное l - расстояние от его вершины до точки О на передней поверхности - точки первоначальной встречи режущего элемента с обрабатываемой поверхностью;

3) по формулам (2-3) рассчитывается значение переднего угла γ, при котором первоначальная встреча инструмента и прерывистой обрабатываемой поверхности произойдет в заданном положении настройки - точке О.

Очевидно, что положение, при котором передняя поверхность режущего элемента встречается с прерывистой поверхностью детали, на которой он нарезает резьбу, является оптимальным с точки зрения сохранения стойкости инструмента.

Расчеты показывают, что в условиях действия зависимостей (1-3), реализующих содержание способа обработки винтовых поверхностей с элементами прерыва, погрешность профиля резьбы, полученная одиночным резцом, не превышает величины (20…25)' при нормативе ±(30)', что согласно ГОСТ 16093-81 приемлемо для требуемой точности обработки.

Предлагаемый способ обработки винтовых поверхностей с ударом отличается универсальностью и простотой выбора настроечных размеров.

Экономический эффект от использования изобретения, по сравнению с прототипом, может быть получен за счет повышения стойкости хрупкого инструментального материала путем перераспределения ударной нагрузки, которая возникает при врезании инструмента, от его вершины и режущих кромок на наиболее отдаленную часть площади передней поверхности режущего элемента, тем самым сокращая затраты, связанные с его переточками и поломкой.

Способ обработки винтовых поверхностей резьбы резанием с ударом, включающий обеспечение контактного взаимодействия прерывистой обрабатываемой поверхности с более прочной областью передней поверхности режущего элемента одиночного резца, которую устанавливают под передним углом к основной плоскости резания, отличающийся тем, что упомянутый передний угол установки передней поверхности выбирают из соотношения:

sinεф=K⋅(tgα/sin2γ),

где εф - фактический угол профиля резьбы, образованный вследствие изнашивания режущего элемента;

α - задний угол режущего элемента;

γ - передний угол режущего элемента;

K - коэффициент конструктивной сложности обрабатываемой винтовой прерывистой поверхности резьбы, равный Sпр/Sг;

Sпр - площадь обрабатываемой винтовой поверхности за вычетом площади элементов прерыва;

Sг - площадь обрабатываемой винтовой поверхности без элементов прерыва.



 

Похожие патенты:

Способ включает взаимодействие режущей поверхности резца с обрабатываемой поверхностью. В зоне контакта стружки с передней поверхностью резца осуществляют приложение прижимного усилия стружки к передней поверхности резца.

Изобретение относится к способам сверления глубокого отверстия в заготовке на универсальном токарном станке. Заготовку закрепляют одним концом в патроне станка, а вторым - в люнете, сверлят наметочное отверстие, затем растачивают его с использованием оправки.

Способ выбора инструментального материала заключается в поочередном силовом воздействии индентора из предназначенного для обработки материала на поверхность образцов инструментальных материалов при их взаимном перемещении.

Изобретение относится к области способов исследования материалов путем получения корней стружек при резании с последующим их изучением. Сущность: осуществляют установку и закрепление образца на столе устройства, задание маятнику начальной энергии путем оснащения грузом некоторой массы и поворота маятника вокруг оси качания в исходное положение, позиционирование образца смещением предметного стола относительно траектории качательного движения маятника.

Способ включает относительное перемещение обрабатываемой детали и режущего инструмента с одновременной подачей в зону резания смазочно-охлаждающей технологической среды, подвергаемой вибрационному воздействию в диапазоне частот от 1 до 40 кГц.

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для уменьшения эксцентричности внутренней поверхности (7) полой детали (1), в частности полого вала, относительно ее наружной поверхности (9).

Способ включает обработку поверхности вращения формообразующим токарным резцом и непрерывно вращающимся вокруг своей оси многозубым инструментом при сообщении заготовке вращения, а резцу и многозубому инструменту - движений равных осевых подач.

Способ предназначен для механической обработки осесимметричных деталей и включает воздействие под усилием режущего инструмента на вращающуюся деталь. Предельную скорость резания определяют по приведенной формуле в зависимости от критического значения разности температуры поверхностного и центрального слоев обрабатываемой детали, приводящей к появлению термопластических деформаций в поверхностных слоях детали и образованию остаточных напряжений, подачи резца за один оборот изделия и глубины резания.

Способ включает нагрев обрабатываемой поверхности заготовки пламенем газовой горелки перед обработкой по винтовой линии с последующим охлаждением и срезанием припуска.

Способ включает построение графика температурной зависимости структурно-чувствительной характеристики пластин по результатам кратковременных испытаний в диапазоне от 400 до 1000°С и определение на нем характерного участка, соответствующего интервалу температур максимальной работоспособности.
Наверх