RU2452599C1 - Device for vibration needle hobbing - Google Patents

Device for vibration needle hobbing Download PDF

Info

Publication number
RU2452599C1
RU2452599C1 RU2010143248/02A RU2010143248A RU2452599C1 RU 2452599 C1 RU2452599 C1 RU 2452599C1 RU 2010143248/02 A RU2010143248/02 A RU 2010143248/02A RU 2010143248 A RU2010143248 A RU 2010143248A RU 2452599 C1 RU2452599 C1 RU 2452599C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
workpiece
milling
needle
proposed device
Prior art date
Application number
RU2010143248/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010143248A (en
Inventor
Юрий Сергеевич Степанов (RU)
Юрий Сергеевич Степанов
Андрей Викторович Киричек (RU)
Андрей Викторович Киричек
Николай Николаевич Самойлов (RU)
Николай Николаевич Самойлов
Борис Иванович Афанасьев (RU)
Борис Иванович Афанасьев
Ольга Аркадьевна Василенко (RU)
Ольга Аркадьевна Василенко
Александр Викторович Воронков (RU)
Александр Викторович Воронков
Ирина Васильевна Овсяникова (RU)
Ирина Васильевна Овсяникова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ)
Priority to RU2010143248/02A priority Critical patent/RU2452599C1/en
Publication of RU2010143248A publication Critical patent/RU2010143248A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2452599C1 publication Critical patent/RU2452599C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to machine building and may be used for deflashing, chamfering and planar machining at milling, multiposition and hybrid machine tools. Proposed device comprises case with its bottom to be secured to machine table and its top to support billets to be machined. Round plate is fitted on said washer by flexible and rigid rings and provided with dead hole to receive rotor journal to run in bearing. Said journal is offset relative to main journals. The latter run in bearings of rotary air engine rotor. Stator is arranged at case center and provided with chamber to feed compressed air acting on rotor vanes.
EFFECT: expanded operating performances, higher quality and efficiency, reduced costs.
13 dwg

Description

Изобретение относится к технологии машиностроения, к способам и оснастке для механической обработки иглофрезерованием с целью удаления с поверхности металлов шлака, продуктов коррозии, прокатной окалины, заусенцев, для резания металлов и предназначено для механизации снятия заусенцев, скругления кромок и обработки плоскостей на фрезерных, многопозиционных и многооперационных станках.The invention relates to mechanical engineering technology, to methods and equipment for machining by needle milling in order to remove slag from the surface of metals, corrosion products, mill scale, burrs, for cutting metals and is intended for mechanization of deburring, rounding edges and processing planes on milling, multi-position and multioperational machines.

Известен способ иглофрезерования плоских поверхностей и устройство, реализующее его, при котором режущие элементы инструмента совершают дополнительные колебательные возвратно-поступательные движения относительно заготовки [1].A known method of acupuncture of flat surfaces and a device that implements it, in which the cutting elements of the tool make additional oscillatory reciprocating motion relative to the workpiece [1].

Недостатком известного способа и устройства является недостаточно высокая точность обработки из-за ударных воздействий привода возвратно-поступательных колебательных движений, быстрый износ и малая стойкость инструмента из-за большого количества подвижных частей и чрезвычайно сложная конструкции привода колебательных движений, ставящая под сомнение экономическую целесообразность использования способа и устройства.A disadvantage of the known method and device is the insufficiently high precision of processing due to the impact of the drive of the reciprocating vibrational movements, the rapid wear and low tool life due to the large number of moving parts and the extremely complex design of the drive of the vibrational movements, casting doubt on the economic feasibility of using the method and devices.

Задача изобретения - расширение технологических возможностей, повышение качества и производительности обработки за счет сообщения обрабатываемой заготовки низкочастотных, не зависящих от частоты вращения инструмента, круговых колебаний, повышение интенсификации процесса иглофрезерования за счет изменения направления прогиба проволочных элементов пучка на свободной длине, осуществления резания не только передними, но и боковыми сторонами проволочных элементов, а также за счет увеличения зоны контакта инструмента с заготовкой, снижение расходов на изготовление оснастки за счет упрощения конструкции привода колебательных движений.The objective of the invention is the expansion of technological capabilities, improving the quality and productivity of processing due to the message of the processed workpiece low-frequency, independent of the frequency of rotation of the tool, circular vibrations, increasing the intensification of the process of needle-milling by changing the direction of deflection of the wire elements of the beam at a free length, cutting not only the front , but also by the lateral sides of the wire elements, as well as by increasing the contact zone of the tool with the workpiece, reducing reducing the cost of manufacturing equipment by simplifying the design of the drive of oscillatory movements.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого устройства для вибрационного иглофрезерования, содержащего корпус, нижняя часть которого выполнена с возможностью закрепления на столе станка, а верхняя часть выполнена с возможностью установки на ней обрабатываемых заготовок, причем на верхней части корпуса на шайбе из антифрикционного материала, выполняющей функции подшипника скольжения, установлена и подвижно закреплена с помощью упругого и жесткого колец круглая плита, в центре которой со стороны нижнего торца расточено глухое отверстие, в котором на подшипнике с помощью эксцентриковой втулки установлена шейка ротора с эксцентричным смещением относительно основных шеек, последними ротор на подшипниках базируется в статоре ротационного пневматического двигателя, при этом в рабочую полость вышеупомянутого статора, расположенного в средней части корпуса, подается сжатый воздух, воздействующий на лопатки ротора.The problem is solved with the help of the proposed device for vibratory acupuncture, comprising a housing, the lower part of which is mounted on a machine table, and the upper part is configured to install workpieces on it, and on the upper part of the housing on a washer made of antifriction material that performs the function a plain bearing, a round plate is installed and movably fixed with the help of elastic and rigid rings, in the center of which from the side of the lower end it is bored blindly e hole in which the rotor neck with an eccentric offset relative to the main necks is mounted on the bearing with the help of an eccentric sleeve, the last rotor on the bearings is based on the stator of a rotary air motor, while compressed air is supplied to the working cavity of the aforementioned stator located in the middle part of the housing, acting on the rotor blades.

Особенности конструкции предлагаемого устройства поясняются чертежами.Design features of the proposed device are illustrated by drawings.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг.2 - поперечное сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - частичное поперечное сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - вид по В на фиг.2; на фиг.5 - вид сверху по Ж на фиг.1; на фиг.6 - вид по Г на фиг.1, шейка ротора с эксцентричным смещением ЕР относительно основных шеек, втулка условно не показаны; на фиг.7 - вид по Г на фиг.1, эксцентриковая втулка с эксцентриситетом ЕВ, шейка ротора условно не показана; на фиг.8 - вид по Г на фиг.1, соединение эксцентриковой шейки ротора с эксцентриковой втулкой, позволяющее установить минимальный эксцентриситет ЕЗmin и амплитуду АЗmin колебательного движения плиты с заготовками; на фиг.9 - вид по Г на фиг.1, соединение эксцентриковой шейки ротора с эксцентриковой втулкой, позволяющее установить максимальный эксцентриситет ЕЗmax и амплитуду АЗmax колебательного движения плиты с заготовками; на фиг.10 - схема иглофрезерования плоской поверхности заготовки торцовой иглофрезой с использованием предлагаемого устройства; на фиг.11 - элемент Д на фиг.10, направление движения продольной подачи стола с закрепленной на предлагаемом устройстве заготовкой совпадает с направлением круговых колебаний заготовки, прогиб проволочных элементов пучка на свободной длине максимальный tmax и направлен влево, при этом резание производится правой стороной проволочных элементов и толщина срезаемой стружки максимальная; на фиг.12 - элемент Д на фиг.10, пучок проволочных элементов в положении изменения направления движения круговых колебаний заготовки, проволочные элементы пучка на свободной длине выпрямлены, при этом резание производится торцами проволочных элементов; на фиг.13 - элемент Д на фиг.10, момент встречного движения продольной подачи стола с закрепленной в предлагаемом устройстве заготовкой и направлением круговых колебаний заготовки, прогиб проволочных элементов пучка на свободной длине минимальный tmin и направлен вправо, при этом резание производится левой стороной проволочных элементов и толщина срезаемой стружки минимальная.Figure 1 shows the proposed device, a longitudinal section; figure 2 is a cross section aa in figure 1; figure 3 is a partial cross section bB in figure 1; figure 4 is a view along In figure 2; figure 5 is a top view along W in figure 1; in Fig.6 is a view along D in Fig.1, the neck of the rotor with an eccentric offset E P relative to the main necks, the sleeve is conventionally not shown; in Fig.7 is a view along D in Fig.1, an eccentric sleeve with an eccentricity E B , the rotor neck is not conventionally shown; in Fig.8 is a view along D in Fig.1, the connection of the eccentric neck of the rotor with the eccentric sleeve, which allows to establish the minimum eccentricity E Zmin and the amplitude A Zmin of the oscillatory movement of the plate with the workpieces; in Fig.9 is a view along D in Fig.1, the connection of the eccentric neck of the rotor with the eccentric sleeve, which allows you to set the maximum eccentricity E Зmax and amplitude A Зmax of the oscillatory movement of the plate with the workpieces; figure 10 - diagram of the needle milling of the flat surface of the workpiece with a face needle cutter using the proposed device; in Fig.11 - element D in Fig.10, the direction of movement of the longitudinal feed of the table with the workpiece fixed on the proposed device coincides with the direction of circular vibrations of the workpiece, the maximum deflection of the wire elements of the beam on the free length is t max and is directed to the left, while the cutting is performed on the right side wire elements and the maximum thickness of cut chips; in Fig.12 - element D in Fig.10, a bundle of wire elements in the position of changing the direction of movement of the circular vibrations of the workpiece, the wire elements of the beam at a free length are straightened, while cutting is performed by the ends of the wire elements; in Fig.13 - element D in Fig.10, the moment of oncoming movement of the longitudinal table feed with the workpiece fixed in the proposed device and the direction of circular vibrations of the workpiece, the deflection of the wire elements of the beam over the free length is minimum t min and is directed to the right, while cutting is performed by the left side wire elements and the thickness of the cut chips is minimal.

Предлагаемое устройство предназначено для высокоэффективного плоского вибрационного иглофрезерования, а также удаления с поверхности металлов шлака, продуктов коррозии, прокатной окалины, заусенцев, скругления кромок на фрезерных, многопозиционных и многооперационных станках с наложением круговых вибрационных движений низкой частоты и амплитудой АЗ=0,2…2,0 мм на обрабатываемую заготовку.The proposed device is designed for high-performance flat vibration needle-cutting, as well as removal of metal slag, corrosion products, mill scale, burrs, rounding edges on milling, multi-position and multi-operation machines with the application of circular vibrational movements of low frequency and amplitude A З = 0.2 ... 2.0 mm per workpiece.

Предлагаемое устройство для вибрационного иглофрезерования содержит корпус 1, нижняя часть 2 которого выполнена с возможностью закрепления на столе станка, а верхняя часть 3 выполнена с возможностью установки обрабатываемых заготовок 4.The proposed device for vibratory acupuncture includes a housing 1, the lower part 2 of which is made with the possibility of fixing on the table of the machine, and the upper part 3 is made with the possibility of installing workpieces 4.

На верхней части 3 корпуса на шайбе 5 из антифрикционного материала, выполняющей функции подшипника скольжения, установлена и подвижно закреплена с помощью упругого 6 и жесткого 7 колец круглая плита 8. Шайба 5 изготовлена из антифрикционного материала, например, оловянно-фосфористой литейной бронзы Бр. ОФ10-1 (по ОСТ 1.90054-72).On the upper part 3 of the casing, on a washer 5 of an antifriction material that acts as a sliding bearing, a round plate 8 is mounted and movably fixed with elastic 6 and hard 7 rings. The washer 5 is made of antifriction material, for example, tin-phosphor cast bronze of Br. OF10-1 (according to OST 1.90054-72).

По периферии плита 8 имеет выступ, позволяющий подвижно закрепить ее упругим 6 и жестким 7 кольцами и винтами с гарантированным зазором Z, дающий возможность свободного перемещения плиты в горизонтальной плоскости. Упругое кольцо 6, закрепленное на внутренней поверхности отверстия жесткого кольца 7, выполнено, например, резиновым, предохраняет от попадания в зону сопряжения плиты 8 с шайбой 5 отработанного шлама и стружки, при этом является демпфером и гасит ударные воздействия ротора на плиту.On the periphery, the plate 8 has a protrusion, which allows it to be movably fixed with elastic 6 and rigid 7 rings and screws with a guaranteed clearance Z, which allows the plate to move freely in the horizontal plane. The elastic ring 6, mounted on the inner surface of the hole of the rigid ring 7, is made of rubber, for example, prevents the spent sludge and chips from getting into the mating zone of the plate 8 with the washer 5, while it is a damper and dampens the impact of the rotor on the plate.

В центре плиты со стороны нижнего торца расточено глухое отверстие 9, в котором на подшипнике 10 с помощью эксцентриковой (с эксцентриситетом ЕВ) втулки 11 (см. фиг.7) установлена шейка 12 ротора 13 с эксцентричным смещением ЕР относительно основных шеек 14 ротора (см. фиг.6). Основными шейками 14 ротор 13 на подшипниках 15 базируется в крышках статора ротационного пневматического двигателя.In the center of the plate from the side of the lower end, a blind hole 9 is drilled, in which the neck 12 of the rotor 13 with an eccentric offset E P relative to the main necks of the rotor 14 is installed on the bearing 10 using an eccentric (with an eccentricity Е В ) sleeve 11 (see Fig. 7) (see Fig.6). The main necks 14 of the rotor 13 on bearings 15 is based in the stator covers of a rotary air motor.

Статор ротационного пневматического двигателя расположен в средней части корпуса 1 и имеет эксцентрично смещенное центральное отверстие, в котором расположен ротор 13 с лопастями 16, и крышки 17 и 18, закрепленные в расточенных отверстиях корпуса и несущие ротор 13 на подшипниках 15. Сжатый воздух под давлением 0,5…1,0 МПа подается через шланг (не показан), ниппель 19 и сетку 20, через боковое отверстие 21 в эксцентрично смещенное центральное отверстие - рабочую полость статора, где расширяясь воздействует на лопасти ротора, вызывая вращение последнего. Диск 22, прилегающий с минимальным зазором к торцам лопастей, не позволяет преждевременную утечку и стравливание воздуха из межлопастного пространства. Отработанный воздух выталкивается через отверстие 23, закрытое сетками 24. Помимо бокового отверстия 21 имеется ряд боковых отверстий 25, служащих для эффективного наполнения полостей ротационного пневматического двигателя и соединенных между собой продольным отверстием 26, с внешней стороны заглушены пробками 27.The stator of a rotary air motor is located in the middle of the housing 1 and has an eccentrically offset central hole in which the rotor 13 with blades 16 is located, and the covers 17 and 18 are fixed in the bored holes of the housing and carry the rotor 13 on the bearings 15. Compressed air under pressure 0 , 5 ... 1.0 MPa is supplied through a hose (not shown), nipple 19 and mesh 20, through lateral hole 21 into an eccentrically displaced central hole - the working cavity of the stator, where it expands on the rotor blades, causing rotation of the latter about. The disk 22, adjacent with a minimum gap to the ends of the blades, does not allow premature leakage and bleeding of air from the inter-blade space. The exhaust air is pushed through the opening 23, closed by nets 24. In addition to the side opening 21, there are a number of side openings 25, which serve to effectively fill the cavities of a rotary air motor and interconnected by a longitudinal opening 26, are muffled by plugs 27 from the outside.

Установка на эксцентрично смещенной с эксцентриситетом ЕР шейке 12 ротора эксцентриковой втулки 11 с эксцентриситетом ЕВ позволяет получать колебательное вибрационное движение круговой направленности с вектором

Figure 00000001
и регулировать величину амплитуды АЗ колебательного движения плиты с заготовками (см. фиг.8-9). Общий эксцентриситет соединения ЕЗ может принимать значения от 0 (при равенстве эксцентриситетов ЕРВ) до максимального, равного сумме ЕЗmахРВ, путем изменения положения эксцентриковой втулки относительно эксцентриковой шейки ротора. Таким образом, максимальная амплитуда АЗmах колебательного движения плиты с заготовками будет равна АЗmах=2EЗmax=2(ЕРВ) (см. фиг.9).The installation on the eccentric displaced with an eccentricity Е Р neck 12 of the rotor of the eccentric sleeve 11 with the eccentricity Е В allows to obtain an oscillatory vibrational motion of circular orientation with a vector
Figure 00000001
and adjust the magnitude of the amplitude A Z of the oscillatory movement of the plate with the workpieces (see Fig.8-9). The total eccentricity of the compound E 3 can take values from 0 (if the eccentricities are equal, E P = E B ) to a maximum equal to the sum of E Zmax = E P + E B , by changing the position of the eccentric sleeve relative to the eccentric neck of the rotor. Thus, the maximum amplitude A Zmax of the oscillatory movement of the plate with the workpieces will be equal to A Zmax = 2E Zmax = 2 (E P + E B ) (see Fig. 9).

При вращении ротора ротационного пневматического двигателя ось центрального отверстия плиты, эксцентрично смещенная на величину эксцентриситета ЕЗРВ, относительно основных шеек ротора, будет описывать окружность диаметром АЗ=2ЕЗ. Вместе с эксцентриковой втулкой, установленной на эксцентриковой шейке ротора, круговые вибрационные движения будет совершать плита с заготовками. Эти вибрации будут иметь амплитуду АЗ и частоту f, равную частоте вращения ротора.When the rotor of the rotary air motor rotates, the axis of the central hole of the plate, eccentrically shifted by the amount of eccentricity Е З = Е Р + Е В , relative to the main necks of the rotor, will describe a circle with a diameter of A З = 2Е З. Together with the eccentric sleeve mounted on the eccentric neck of the rotor, a plate with blanks will make circular vibrational movements. These vibrations will have an amplitude A 3 and a frequency f equal to the rotor speed.

Гарантированный зазор Z между плитой и жестким кольцом 7, дающий возможность свободного перемещения плиты в горизонтальной плоскости, должен быть не менее двух амплитуд - Z>2АЗ, мм.The guaranteed gap Z between the plate and the rigid ring 7, allowing free movement of the plate in the horizontal plane, must be at least two amplitudes - Z> 2А З , mm.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Устройство применимо для плоского иглофрезерования при работе как торцом, так и периферией инструмента, но данное описание относится к плоскому торцовому иглофрезерованию на вертикально-фрезерном консольном станке, например, мод. 6Р11МФ3-1.The device is applicable for flat needle milling when working with both the end face and the periphery of the tool, but this description applies to flat face needle milling on a vertically milling cantilever machine, for example, mod. 6R11MF3-1.

Для установки и закрепления плоских призматических заготовок может быть использована электромагнитная прямоугольная плиты по ГОСТ 17519-81 или плита с постоянными магнитами по ГОСТ 16528-81, которая устанавливается на плиту предлагаемого устройства, или другое известное станочное приспособление, например, тиски [2, с.66…110].To install and fix flat prismatic blanks, an electromagnetic rectangular plate in accordance with GOST 17519-81 or a permanent magnet plate in accordance with GOST 16528-81, which is installed on the plate of the proposed device, or other known machine tool device, for example, vice can be used [2, p. 66 ... 110].

Нагрузка врезания, действующая по нормали на обрабатываемую поверхность заготовки, обеспечивается вертикальным перемещением стола станка. Выбор величины нагрузки врезания и глубины резания зависит от конкретных условий обработки и технических требований к обрабатываемой поверхности.The insertion load acting normal to the workpiece surface to be machined is ensured by the vertical movement of the machine table. The choice of the loading load and the cutting depth depends on the specific processing conditions and technical requirements for the surface to be treated.

При плоском иглофрезеровании заготовка вместе со столом совершает возвратно-поступательные продольные движения SПР и поперечную подачу SПОП на каждый двойной ход стола, при этом инструменту сообщают вращательное движение VИ.With flat needle-milling, the workpiece, together with the table, makes reciprocating longitudinal movements S PR and transverse feed S POP for each double stroke of the table, while the tool is given a rotational movement V AND .

При вращении ротора ротационного пневматического двигателя верхняя плита устройства с заготовками будет описывать окружность диаметром АЗ относительно вертикальной оси, т.е. совершать круговые вибрационные колебания с амплитудой АЗ (мм) и частотой f (Гц), равной частоте вращения ротора, зависящей от величины давления сжатого воздуха, подаваемого в двигатель.When the rotor of the rotary pneumatic engine rotates, the top plate of the device with the blanks will describe a circle with a diameter of A 3 relative to the vertical axis, i.e. make circular vibrational vibrations with an amplitude of A 3 (mm) and a frequency f (Hz) equal to the rotor speed, depending on the pressure value of the compressed air supplied to the engine.

В результате наложения на возвратно-поступательные продольные движения стола станка с заготовками со скоростью SПР круговых вибрационных колебаний амплитудой АЗ (мм) и частотой f (Гц) плиты создается перекрестное движение заготовки под пучками проволочных элементов 28 иглофрезы 29 (см. фиг.10) относительно вектора скорости инструмента VИ и периодически изменяется величина и направление суммарной скорости резания и положения режущих пучков проволочных элементов (см. фиг.11-13).As a result of superimposing on the reciprocating longitudinal movements of the machine table with the workpieces with a speed S PR of circular vibrational oscillations with an amplitude of A Z (mm) and a frequency f (Hz) of the plate, a cross-movement of the workpiece under the bundles of wire elements 28 of the needle mill 29 is created (see Fig. 10 ) relative to the tool velocity vector V AND, and the magnitude and direction of the total cutting speed and the position of the cutting bundles of wire elements periodically change (see Figs. 11-13).

При совпадении направления движения продольной подачи стола с закрепленной в предлагаемом устройстве заготовкой с направлением круговых колебаний АЗ заготовки (см. фиг.11) прогиб проволочных элементов пучка на свободной длине l максимальный tmax и направлен влево (согласно фиг.11), при этом резание производится правой стороной проволочных элементов и толщина срезаемой стружки будет максимальная.If the direction of movement of the longitudinal table feed is fixed with the workpiece fixed in the proposed device with the direction of circular vibrations A 3 of the workpiece (see Fig. 11), the deflection of the wire elements of the beam at a free length l is maximum t max and is directed to the left (according to Fig. 11), while cutting is done on the right side of the wire elements and the thickness of the cut chips will be maximum.

При поперечном движении заготовок под действием круговых колебаний АЗ заготовки (см. фиг.12) пучок проволочных элементов будет проходить положение изменения направления прогиба и проволочные элементы пучка на свободной длине l будут выпрямляться, при этом резание будет производиться торцами проволочных элементов.With the transverse movement of the workpieces under the action of circular vibrations A 3 of the workpiece (see Fig. 12), the wire element beam will go through the deflection direction and the wire elements of the beam at a free length l will be straightened, while the cutting will be carried out by the ends of the wire elements.

В момент встречного движения продольной подачи стола с закрепленной в предлагаемом устройстве заготовкой и направлением круговых колебаний АЗ заготовки прогиб проволочных элементов пучка на свободной длине l - минимальный tmin и направлен вправо (согласно фиг 13), при этом резание производится левой стороной проволочных элементов и толщина срезаемой стружки минимальная.At the moment of oncoming movement of the longitudinal table feed with the workpiece fixed in the proposed device and the direction of circular vibrations A 3 of the workpiece, the deflection of the wire elements of the beam at a free length l is the minimum t min and is directed to the right (according to Fig. 13), while the cutting is performed by the left side of the wire elements and minimum chip thickness.

Работа устройства для вибрационного иглофрезерования плоских поверхностей заключается в следующем.The operation of the device for vibration acupuncture of flat surfaces is as follows.

Перед началом проводят правку рабочей поверхности проволочного ворса. В качестве ворса применяют стальную пружинную проволоку диаметром 0,5…1,0 мм из стали 65 Г. Правят рабочую поверхность пучков путем их шлифования в собранном виде.Before starting, they correct the working surface of the wire pile. As a pile, a steel spring wire with a diameter of 0.5 ... 1.0 mm from steel 65 G. is used. The working surface of the beams is corrected by grinding them in assembled form.

В процессе обработки поверхности продольно перемещающейся заготовки устройство прижимается к ней с натягом, как при традиционном иглофрезеровании. Силовое воздействие на обрабатываемую поверхность осуществляется проволочными элементами, находящимися в контакте с заготовкой и имеющими наибольшие свободную длину l и прогиб t. Соседние с ними проволочные элементы упруго поджимают их, несколько увеличивая сосредоточенное суммарное воздействие на обрабатываемую поверхность.In the process of processing the surface of a longitudinally moving workpiece, the device is pressed against it with an interference fit, as with traditional needle-milling. The force impact on the surface to be treated is carried out by wire elements in contact with the workpiece and having the largest free length l and deflection t. The wire elements adjacent to them elastically compress them, slightly increasing the concentrated total effect on the surface to be treated.

При наложении круговых вибрационных движений на обрабатываемую заготовку происходит изменение направления движения обрабатываемой заготовки относительно иглофрезы и пучки проволочного ворса начинают работать как передними, так и боковыми сторонами, а также изменяется в сторону увеличения интенсивность съема металла и ширина обработки за один проход. При этом облегчается съем металла и стружкообразование, улучшается самозатачивание проволочного ворса, а переменные силы активно перераспределяются в плоскости резания, вследствие чего полностью подавляются автоколебания и сила трения уменьшается до 2 раз. Кроме того, это позволяет увеличить число активно работающих режущих элементов проволочного ворса и интенсифицировать срезание припуска и выступов неровностей обрабатываемой поверхности заготовок.When circular vibrational motions are applied to the workpiece, the direction of movement of the workpiece relative to the needle cutter changes and the bundles of wire pile begin to work both front and side, and the metal removal rate and processing width change in one direction. At the same time, metal removal and chip formation are facilitated, the self-sharpening of the wire pile is improved, and variable forces are actively redistributed in the cutting plane, as a result of which self-oscillations are completely suppressed and the friction force is reduced up to 2 times. In addition, this allows to increase the number of actively working cutting elements of the wire pile and to intensify the cutting of the allowance and protrusions of irregularities of the workpiece surface being machined.

Устройство целесообразно использовать при зачистной (без снятия стружки) и отделочной (со снятием стружки) обработке заготовок на фрезерных и зачистных станках.The device is advisable to use when cleaning (without removing chips) and finishing (with removal of chips) processing of workpieces on milling and cleaning machines.

Для осуществления отделочной обработки необходимо, чтобы твердость и предел прочности при растяжении материала проволочных элементов ворса были выше этих параметров материала обрабатываемой заготовки в 1,5…2 раза, соотношение l/i, где i - наименьший радиус инерции поперечного сечения проволочных элементов, находилось в пределах 50…100, а коэффициент Кп плотности проволочного ворса в пределах 0,7…0,9; при этом натяг должен составлять 0,7…1,5 мм.To carry out the finishing treatment, it is necessary that the hardness and tensile strength of the material of the wire elements of the pile be higher than these parameters of the material of the workpiece by 1.5 ... 2 times, the ratio l / i, where i is the smallest inertia radius of the cross section of the wire elements, should be within 50 ... 100, and the coefficient K p the density of the wire pile in the range of 0.7 ... 0.9; while the tightness should be 0.7 ... 1.5 mm.

Окружная скорость для отделочной обработки 2…5 м/с, остальные режимы работы устройства определяют опытным путем.The peripheral speed for finishing processing is 2 ... 5 m / s, other modes of operation of the device are determined empirically.

Проведены производственные испытания с использованием предлагаемого устройства для вибрационного плоского иглофрезерования, установленного на вертикально-фрезерном консольном станке мод. 6Р11МФ3-1.Production tests were carried out using the proposed device for vibratory flat needle milling installed on a vertically milling cantilever machine mod. 6R11MF3-1.

Плоские призматические заготовки из горячекатанной полосы из стали 20 общей массой до 10 кг устанавливались на плиту с постоянными магнитами по ГОСТ 16528-81, которая в свою очередь устанавливалась на предлагаемое устройство. Обработка проводилась с частотой вибраций f=10…50 Гц и величиной амплитуды вибрационных колебаний АВ=0,2…2,0 мм. В состав привода круговых колебаний входил ротационный пневматический двигатель, аналогичный конструкции двигателя пневматического гайковерта мод. И-51 А, мощностью 6,7 кВт, позволяющий плавно регулировать частоту вращения ротора в широких пределах от 600…3000 мин-1.Flat prismatic blanks from a hot-rolled strip of steel 20 with a total mass of up to 10 kg were installed on a plate with permanent magnets in accordance with GOST 16528-81, which in turn was installed on the proposed device. Processing was carried out with a vibration frequency f = 10 ... 50 Hz and a magnitude of the amplitude of vibrational vibrations A B = 0.2 ... 2.0 mm. The circular vibration drive included a rotary pneumatic engine, similar to the design of a mod pneumatic wrench motor. I-51 A, with a power of 6.7 kW, which allows you to smoothly adjust the rotor speed over a wide range from 600 ... 3000 min -1 .

Значения технологических факторов (частоты вибраций, величины амплитуды вибрационных колебаний) выбирались таким образом, чтобы обеспечить кратность вибрационного воздействия на элементарную площадку обрабатываемой поверхности в диапазоне 6…10. Дальнейшее увеличение кратности воздействия ведет к возникновению больших инерционных сил и автоколебаний.The values of technological factors (vibration frequency, magnitude of the amplitude of vibrational vibrations) were chosen in such a way as to ensure the multiplicity of vibrational impact on the elementary area of the treated surface in the range of 6 ... 10. A further increase in the frequency of exposure leads to the appearance of large inertial forces and self-oscillations.

Испытания устройства при отделочной обработке заготовок показали, что оно срезает с обрабатываемой поверхности окалину вместе с упрочненным слоем; при этом в процессе вибрационного иглофрезерования обработанная поверхность не упрочняется, усилие прижатия устройства к обрабатываемой поверхности заготовки составляет 200…600 Н на 10 мм ширины рабочей поверхности устройства, а тангенциальная составляющая силы резания равна 150…550 Н.Tests of the device during the finishing processing of billets showed that it cuts off scale from the surface to be treated together with a hardened layer; in the process of vibrational needle-milling, the treated surface is not hardened, the pressure of the device against the workpiece surface is 200 ... 600 N per 10 mm of the working surface of the device, and the tangential component of the cutting force is 150 ... 550 N.

Для отделочно-зачистной обработки с использованием предлагаемого устройства необходимо соблюдать условие: р/σВ=1,5…2,0; где р - давление при иглофрезеровании, МПа; σB - предел прочности материала обрабатываемой заготовки, МПа.For finishing and cleaning using the proposed device, it is necessary to observe the condition: p / σ B = 1.5 ... 2.0; where p is the pressure during acupuncture, MPa; σ B is the tensile strength of the material of the workpiece, MPa.

Выбор соответствующего давления р зависит от физико-механических свойств материала проволочного ворса, от жесткости и плотности последнего, а также от натяга [3].The choice of the appropriate pressure p depends on the physicomechanical properties of the material of the wire pile, on the rigidity and density of the latter, as well as on the interference fit [3].

При отделочной обработке металлов предлагаемым устройством твердость обработанной поверхности не повышается, в результате улучшается качество обработки, шероховатость обрабатываемой поверхности, а также увеличивается производительность обработки и долговечность инструмента, упрощается его монтаж и демонтаж.When finishing metal processing with the proposed device, the hardness of the treated surface does not increase, as a result, the quality of processing, the roughness of the processed surface improves, as well as the processing productivity and durability of the tool, its installation and dismantling are simplified.

Предлагаемое устройство расширяет технологические возможности иглофрезерования, повышает качество и производительность обработки за счет сообщения обрабатываемой заготовки низкочастотных, не зависящих от частоты вращения инструмента, круговых колебаний, интенсифицирует процесс иглофрезерования за счет изменения направления прогиба проволочных элементов пучка на свободной длине, осуществляя резание не только передними, но и боковыми сторонами проволочных элементов, а также за счет увеличения зоны контакта инструмента с заготовкой, снижает расходы на изготовление оснастки за счет упрощения конструкции привода колебательных движений.The proposed device extends the technological capabilities of needle-milling, improves the quality and productivity of processing by reporting the workpiece to low-frequency, circular oscillations independent of the frequency of rotation of the tool, intensifies the process of needle-milling by changing the direction of deflection of the wire elements of the beam over a free length, cutting not only the front ones, but also by the lateral sides of the wire elements, as well as by increasing the contact area of the tool with the workpiece d, reduces the cost of manufacturing tooling by simplifying the design of the drive oscillatory movements.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ № 2294819, МПК B23C 3/00. Способ импульсного иглофрезерования плоских поверхностей. Степанов Ю.С., Киричек А.В., Харламов Г.А., Тарапанов А.С., Афанасьев Б.И., Василенко Ю.В., Фомин Д.С., Самойлов Н.Н. Заявка 2005129374/02, 20.09.2005; 10.03.2007. Бюл. № 7.1. RF patent No. 2294819, IPC B23C 3/00. The method of pulsed acupuncture of flat surfaces. Stepanov Yu.S., Kirichek A.V., Kharlamov G.A., Tarapanov A.S., Afanasyev B.I., Vasilenko Yu.V., Fomin D.S., Samoilov N.N. Application 2005129374/02, 09/20/2005; 03/10/2007. Bull. Number 7.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. 2/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985, С. 66-110.2. Reference technologist-machine builder. In 2 vol. 2 / Ed. A.G. Kosilova and R.K. Meshcheryakova. - 4th ed., Revised. and add. - M.: Mechanical Engineering, 1985, S. 66-110.

3. Гавриленко И.Г. Способ совмещения предварительной и окончательной иглофрезерной зачистки цилиндрических деталей. // Автоматизация и современные технологии, 1992, № 9. - С. 27-30.3. Gavrilenko I.G. A method of combining preliminary and final needle-milling stripping of cylindrical parts. // Automation and modern technology, 1992, No. 9. - S. 27-30.

Claims (1)

Устройство для вибрационного иглофрезерования, содержащее корпус, нижняя часть которого выполнена с возможностью закрепления на столе станка, а верхняя часть - с возможностью установки на ней обрабатываемых заготовок, отличающееся тем, что на верхней части корпуса на шайбе из антифрикционного материала, выполняющей функции подшипника скольжения, установлена и подвижно закреплена с помощью упругого и жесткого колец круглая плита, в центре которой со стороны нижнего торца расточено глухое отверстие, в котором на подшипнике с помощью эксцентриковой втулки установлена шейка ротора с эксцентричным смещением относительно основных шеек, предназначенных для базирования ротора на подшипниках в статоре ротационного пневматического двигателя, а статор расположен в средней части корпуса и выполнен с рабочей полостью для подачи сжатого воздуха, воздействующего на лопатки ротора. A device for vibratory needle-milling, comprising a housing, the lower part of which is adapted to be mounted on the machine table, and the upper part with the possibility of installing workpieces on it, characterized in that on the upper part of the housing there is a washer made of antifriction material that acts as a sliding bearing, a round plate is installed and movably fixed with the help of elastic and rigid rings, in the center of which a blind hole is bored from the side of the lower end, in which on the bearing with entrikovoy neck sleeve mounted rotor with an eccentric offset from the main journals, intended for a rotor based on bearings in the stator of the rotary air motor, and a stator located in the middle of the chassis and configured to working chamber for supplying compressed air acting on the rotor blade.
RU2010143248/02A 2010-10-21 2010-10-21 Device for vibration needle hobbing RU2452599C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010143248/02A RU2452599C1 (en) 2010-10-21 2010-10-21 Device for vibration needle hobbing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010143248/02A RU2452599C1 (en) 2010-10-21 2010-10-21 Device for vibration needle hobbing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010143248A RU2010143248A (en) 2012-04-27
RU2452599C1 true RU2452599C1 (en) 2012-06-10

Family

ID=46297185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010143248/02A RU2452599C1 (en) 2010-10-21 2010-10-21 Device for vibration needle hobbing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2452599C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104526029A (en) * 2014-12-02 2015-04-22 齐鲁工业大学 Exciting vibration-aided milling method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1389943A1 (en) * 1986-01-02 1988-04-23 Минский Мотоциклетный И Велосипедный Завод Method of working with metal brush and metal brush machine
GB2224679A (en) * 1988-11-10 1990-05-16 Okamoto Machine Tool Works Machine tool table incorporating a work holder
SU1729621A1 (en) * 1990-04-09 1992-04-30 Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" Device for mechanical cleaning of surfaces
RU2055703C1 (en) * 1992-12-11 1996-03-10 Игорь Георгиевич Гавриленко Intermittent needle milling method
RU2294819C1 (en) * 2005-09-20 2007-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) Flat surfaces pulse milling method with use of needle milling cutter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1389943A1 (en) * 1986-01-02 1988-04-23 Минский Мотоциклетный И Велосипедный Завод Method of working with metal brush and metal brush machine
GB2224679A (en) * 1988-11-10 1990-05-16 Okamoto Machine Tool Works Machine tool table incorporating a work holder
SU1729621A1 (en) * 1990-04-09 1992-04-30 Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" Device for mechanical cleaning of surfaces
RU2055703C1 (en) * 1992-12-11 1996-03-10 Игорь Георгиевич Гавриленко Intermittent needle milling method
RU2294819C1 (en) * 2005-09-20 2007-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) Flat surfaces pulse milling method with use of needle milling cutter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104526029A (en) * 2014-12-02 2015-04-22 齐鲁工业大学 Exciting vibration-aided milling method
CN104526029B (en) * 2014-12-02 2017-03-15 齐鲁工业大学 Outer exciting dynamic auxiliary milling method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010143248A (en) 2012-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2819806B1 (en) In-situ airfoil contouring tool
KR100901808B1 (en) Band saw machine
RU2452599C1 (en) Device for vibration needle hobbing
CN1802508A (en) Scroll compressor and method of machining scroll lap
JP2013535344A (en) Structured sliding surface of the bearing shell
RU2452598C1 (en) Method of vibration needle hobbing
RU2449874C1 (en) Device for surface flat vibrogrinding
RU2449873C1 (en) Device for vibration surface grinding
RU2306203C1 (en) Method for planetary working with use of needle milling cutter
RU2449875C1 (en) Method of flat vibration grinding
RU2428282C1 (en) Oscillating needle hobbing of planes
RU2428283C1 (en) Oscillating needle hob for processing of planes
JP2007300733A (en) Rotary electric machine and manufacturing method for rotary electric machine
RU2449871C1 (en) Method of vibration flat grinding
CN114570965B (en) Vibration drilling device
RU2294819C1 (en) Flat surfaces pulse milling method with use of needle milling cutter
RU2440232C2 (en) Method of surface vibrational sizing
SU1808500A1 (en) Method for machining holes
RU2429963C2 (en) Vibrating strengthening tool
RU2282527C2 (en) Finishing method
RU2457926C1 (en) Cutting tool
RU2452602C1 (en) Method of vibration grinding
WO2022071067A1 (en) Sliding mechanism, compressor, method for producing sliding mechanism and method for producing compressor
RU2303509C1 (en) Flat surface working method with use of needle milling cutter and grinding wheel
RU2429962C2 (en) Procedure for vibration strengthening treatment

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121022