Ротационный резец

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ н>863194 (61) Дополнительное к авт, сеид-sy-— (22) Заявлено .080179 (21) 2705б98/25-08 с присоединением заявки ¹ (51)PA. Кл.

В 23 В 27/1 2//

В Об В 3/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.09.81. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 17.09.81 (5 т) УДК e21 ° 9. 048. .4(088.8) (72) Авторы изобретения

П. И. Ящерицын, A. В. Борисенко, B A Сидоренко, В. В. Клубович и Г. С. Басенок

«

С

« р" и .Витебское олупроводников.

Физико-технический институт АН Белорусской отделение Института физики твердого тела и

AH Белорусской ССР (71) Заявители (54 ) РОТАЦИОННЫЙ РЕЗЕЦ

Изобретение относится к механической обработке материалов резанием вращающимися резцами («ротационное резание) и может быть использовано> в металлообрабатывающей промышленности. Наиболее эффективно применение ротаЦионного резца при обработке маложестких деталей из разнородных материалов, например магнитопроводов электрических машин.

Известны ротационные резцы (круглые вращающиеся резцы), содержащие подшипниковый узел, на опорах качения или скольжения которых вращается свободно (или принудительно ) от специального привода шпиндель с закрепленной на нем режущей чашкой (1) и (2) .

Недостатком резцов является пониженная виброустойчивость, особенно при обработке маложестких деталей вследствие высоких усилий, возникающих при резании.

Для снижения действующих при резании усилий и повышейия производительности обработки на режущий инструмент накладывают колебания ультразвуковой частоты(2) .

Трудности подведения ультразвуковых колебаний,к режущей чашке рота- ЗО ! ционного резца обусловлены тем, что режущая чашка расположена в корпусе резца на вращающемся шпинделе. Кроме того, резец установлен консольно на кронштейне, что не позволяет обеспечить высокую жесткость системы СПИД и ниэкую шероховатость обрабатываемой поверхности.

Цель изобретения — снижение усилия резания и улучшение качества обрабатываемой поверхности.

С этой целью державка резца размещена коаксиально внутри шпинделя, имеет расположенные в узлах ультразвуковых колебаний опорные буртики, а расстояние между режущим элементом и ближайшей опорой взято равным четверти длины волны ультразвуковых колебаний.

На чертеже изображен ратационный резец, общий внд.

В корпусе l резца на подшипниках

2 и 3 установлен шпиндель 4, внутри которого расположена коаксиально державка 5. На державке 5 закреплен (механически или путем пайки) чашечный режущий элемент е. Державка расположена внутри шпинделя 4 с зазором и ее длина с учетом чашечного режущего элемента равна или кратна длине ульт863194 развуковой волны .На державке 5 выпол- нены два опорных буртика 7 и 8 размещенные в узлах ультразвуковых колеба) ний.При помощи буртиков державка контактирует с внутренней поверхностью шпинделя 4.Со стороны, противоположной чашечному режущему элементу,державка

5 соединена резьбовым соединением с концентратором 9 преобразователя 10 ультразвуковых колебаний.На шпинделе

4 закреплен приводной шкив 11.На сту.. пице шкива 11 расположены кольца 12, служащие для передачи электрического тока к ультразвуковому преобразователю 10.

Диаметр чашечного режущего элемента рассчитывается по формуле 15

Ъ, .с, У1 где х — коз ффициен т, св яз анный с поперечной деформацией и равный для стали 2, 15; 20

С вЂ” скорость звука;

f — частота.

При частоте f =8кГц диаметр чашечного режущего элемента равен 436 мм, при f = 80 кГц, диаметр — 43 мм.

Ротационный резец работает следующим образом.

Корпус резца 1 с чашечным режущим элементом б устанавливают на суппорте станка, причем ось резца относительно оси заготовки размещается под двумя| углами в вертикальной и горизонтальной плоскостях. От взаимодействия с обрабатываемым изделием чашечный режущий элемент 6 с державкой 5, шпинделем 4, концентратором 9 и ультразвуковым преобразователем 10 в процессе резания вращаются вокруг продольной оси. В случае, если крутящий момент на чашечном режущем элементе не достаточен для приведения Во враще- Щ ние шпинделя 4 с преобразователем, используется специальный привод (на чертеже не показан ), крутящий момент от которого передается через приводной шкив 11. На наружной поверхности шпинделя 4 размещены подшипники ротационного резца, причем схема и конструктивные размеры иэ установки выбраны исходя иэ параметров оптимальных с точки- зрения обеспечения максимальной жесткости резца при заданных габаритах.

Державка 5 — волновод, передающий колебания от преобразователя 10 к режущему элементу 6. Так как контак« тирование державки 5 со шпинделем 4 осуществляется только по двум пояскам 7 и 8, расположенным в узлах колебаний, потери. энергии минимальны.

Расстояние между режущим элементом и ближайщей опорой равно четверти длины волны, что обеспечивает максимальную амилитуду колебаний на чашечном режущем элементе, Применение ротационного резца позволяет стабильно обеспечить процесс ротационного резания нежестких деталей вследствие снижения на 15-30% сил резания и увеличить производительность процесса в 1,2-1,5 раза.

При.обработке роторов электродвигателей на 20-25 Ъ уменьшается высота грата между пластинами ротора и обеспечивается максимальная степень упрочнения его поверхности, что способствует снижению добавочных потерь мощности электродвигателя и повышению его КПД. Кроме того, уменьшается высота микронеровностей обработанной поверхности с 8 — 10 мкм до 3-4 мкм.

Формула изобретения

Ротационный резец, содержащий шпиндель, установленный в корпусе на подшипниках, державку с жестко закрепленным чашечнымрежущим элементом,ультразвуковой преобразователь, отличающийся тем, что, с целью снижения усилий резания и улучшения качества обрабатываемой поверхности, державка размещена коаксиально внутри шпинделя, имеет расположенные в узлах ультразвуковых колебаний опорные буртики, а расстояние между режущим элементом и ближайщей опорой взято равным четверти длины волны ультразвуковых колебаний.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 456647, кл. В 27 В 27/12, 1974.

2. Марков. A. И. Ультразвуковое резание труднообрабатываемых материалов. М,, Машгиз, 1968, с. 24-25.

863194

Составитель В. Дрожалова

Редактор Т. Парфенова . Texpep A.Ñàâêà

Корректор С.Шекмар

Заказ 7653/18 . ТираЖ 1151

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, г..УлГород, ул. Проектная, 4