SE432896B - Svarvverktyg med ett vridbart, cirkelformat sker - Google Patents

Description

7804324-7 ytor bringas att växelverka med arbetsstycket och motsvarar minsta möjliga relativa rörelsehastighet i stålets och arbetsstyckets kon- taktzoner. För att vid spânskärningen stabilt kunna vrida stålet mås- te den kontinuerliga kontakttiden för stålet med arbetsstycket vara tillräcklig för att sätta stålet i rörelse. Då diskontinuerliga ytor bearbetas, störes stålets stabila rotationsrörelse, vilket med andra ord innebär att stålet upphör att vrida sig i mellanzoner mellan par- tier av den yta, som skall bearbetas, varför arbetsstycket varje gång bringas till kontakt med det orörliga stålet. Genom att metallav- verkningshastigheten vid svarvningen är 2-5 gånger högre än den has- tighet, som är tillåtlig för konventionell spånskärning, utsättes det icke roterande stålet - samtidigt som det införes i arbetsstycket - för dynamisk och termisk stötpåverkan. Detta resulterar i att stå- lets skär avsplittras snabbt och förslites intensivt. Samma fenomen iakttas vid spånskärande bearbetning av kontinuerliga ytor vid den tidpunkt, då det orörliga stålet först bringas till kontakt med det arbetsstycke, som skall bearbetas.

Vid höga spånskärhastigheter, vilka är typiska för rotationsskärning, uppnår stålets vinkelrotationshastighet vid passage via den inter- mittenta yta, som skall bearbetas, icke det optimala värdet, under det att de partier av ytan, som bearbetats av det i startrörelsen varande stålet, får en väsentligt lägre bearbetningskvalitet och -noggrannhet jämfört med de partier av ytan, som bearbetats av det med en stabil hastighet roterande stålet. Detta förklaras av att ro- tationshastigheten påverkar bearbetningsförloppets praktiskt taget alla egenskaper exempelvis kinematiska, kraft-, temperatur- och de- formationsegenskaper, vilket oundvikligen orsakar uppkomsten av en s.k. fläckighet vid den bearbetade ytan, samt olikformighet (sprid- , ning) i mikroojämnhetshöjden, ytförstärkningsgraden och -djupet, restpåkänningarna etc. Vid bearbetning av exempelvis för turbiner eller elektriska maskiner avsedda rotorer, vilkas yta är försedd med spår för upptagande av stavar, vilka spår svarar för 20-50% av ar- betsstyckets yta, medan antalet spår uppgår till flera tiotal, me- delst ett svarvverktyg, som endast är roterbart genom att det brin- gas att samverka med arbetsstycket, bromsas stålet i hög grad vid passage över ett spår eller överhuvudtaget upphör stålets rotations- rörelse. Detta resulterar i att ytkvaliteten i kontaktzonen för stå- let med arbetsstycket - efter det att stålet passerat över spåret - 7804324- '/ försämras avsevärt, samtidigt som avvikelser från arbetsstyckets önskade geometriska form uppkommer, varjämte arbetsstycket och stå- let avsplittras.

Det huvudsakliga syftet med uppfinningen är att åstadkomma spånskä- rande bearbetning av rotationskroppar medelst ett svarvverktyg med ett cirkulärt skär, vilket verktyg bidrar till att stålet - då stå- let vid spånskärningen bringas att vrida sig genom att det växel- verkar med det arbetsstycke, som skall bearbetas-får en i det när- maste lika rotationshastighet vid bearbetning av hela ytan på arbets- stycket.

Detta uppnås enligt uppfinningen medelst ett svarvverktyg med ett vridbart, cirkelfqnmgt skär, vilket är fäst på en axel lagrad i svarvverktygets hus, vilken axel är driven av en motor, t.ex. en tryckmedelmotor, och verktyget utmärkes av att för anpassning av periferihastigheten på skärskivans skärkant till den periferihastig- het, som framkallas genom beröring med arbetsstycket respektive i ändamål att upprätthålla en i huvudsak konstant periferihastighet på skärkanten vid skäravbrott, är det av motorn avgivna vridmomen- tet väsentligt mindre än det genom kontakt med arbetsstycket fram- kallade vridmomentet, varvid den av motorn âstadkomna periferihas- tigheten för skärkanten med högst 20% skiljer sig från periferihas- tigheten framkallad genom kontakt med arbetsstycket.

Stâlet för spânskärande bearbetning av rotationskroppar bidrar till att stålet vid bearbetning av hela arbetsstyckets yta får en i det närmaste lika rotationshastighet, varigenom stötkraften göres mind- re vid stålets införande i arbetsstycket, samtidigt som de bearbe- tade ytornas kvalitets- och noggrannhetsegenskaper isynnerhet mikro- ojämnhetshöjden, ytförstärkningsgraden och -djupet, restpàkänningar- na etc. göres likformiga.

Stâlet enligt uppfinningen gör det således möjligt att genom en sta- bil rotationsrörelse hos stålet vid spånskärningen öka verktygets stabilitet och verkningsgrad och förbättra den bearbetade ytans kvalitet.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifoga- de ritning, som visar ett längdsnitt genom det enligt uppfinningen föreslagna svarvverktyget för genomförande av förfarandet för spån- 7804324-7 skärande bearbetning av rotationskroppar.

Spânskärande bearbetning med ett cirkulärt skär genomföres på föl- jande sätt. Det arbetsstycke, som skall bearbetas, bringas att utfö- ra en rotationsrörelse, medan stålet tilldelas en rätlinjig (rak) matningsrörelse. Innan stålet bringats till kontakt med det roteran- de arbetsstycket, tilldelas stålet en tvångsrotationsrörelse med en hastighet, som till riktning sammanfaller med stålets rotationshas- tighet vid spånskärningen och som med högst 20% skiljer sig från stålets rotationshastighet vid stålets kontakt med det arbetsstycke, som skall bearbetas.

Vid bearbetning av arbetsstycken med diskontinuerlig yta bringas skä- ret till kontakt med det roterande arbetsstycket, samtidigt som en rak matningsrörelse åstadkommes. Vid skärningen av materialet vrider sig stålet genom att det bringas att samverka med arbetsstycket. Då skäret träder ur kontakt med det roterande arbetsstycket i den tid- punkt, då det passerar över ett spår i ytan, tilldelas stålet en tvångsrotationsrörelse i nämnda riktning och med nämnda rotations- hastighet. Stålet föres sedan på nytt i kontakt med arbetsstycket.

Genom att stålet bringas att samverka med arbetsstycket, utför det en rotationsrörelse. Detta resulterar i en minskning av stötpåkän- ningarna vid stålets kontakt med arbetsstycket efter stålets passage över varje följande spår. Uppfinningen kan därigenom mycket effektivt användas vid bearbetning av arbetsstycken med intermittenta ytor, då spår är upptagna längs arbetsstyckets centrumlinje eller vinkel- rätt mot denna, exempelvis vid bearbetning av rotorer för turbiner eller elektriska maskiner. Samtidigt som stålet passerar över varje spår tilldelas det en tvångsrotationsrörelse med nämnda hstighet.

I den tidpunkt, då stålet skäres in i arbetsstycket, har stålet en rotationshastighet, som i det närmaste är lika med den hastighet, som stålet erhåller genom att det bringas att samverka med arbets- stycket, vilket minskar stötpåkänningen på stålet,eliminerar stålets och arbetsstyckets bortklyvning, förbättrar arbetsstyckets ytkvali- tet och minskar avvikelserna från arbetsstyckets önskade geometris- ka form.

Stålets tvåñgsrotationsrörelse vid stålets passage via spåren kan åstadkommas genom att man - innan bearbetningen påbörjas - ökar trög- hetsmomentet hos den axel till stålet, som är anordnad i stålets hus' 7804524- 7 medelst lager, genom att förbinda axeln med en extra vikt, som kort- varigt sättes i förbindelse med en drivanordning för âstadkommande av en rotationsrörelse exempelvis en elmotor. Ifall en elmotor an- vändes, tilldelas stålets axel en rotationsrörelse med en hastighet, som till riktning sammanfaller med och är i det närmaste lika med stålets rotationshastighet vid kontakt med arbetsstycket, vilken has- tighet bestämmes i förväg. Man bearbetar sedan arbetsstycket. Ifall stålets rotationshastighet vid stålets passage över ett spår minskar med minst 20% till följd av eventuell dämpning av stålets rotations- hastighet, måste man öka nämnda vikts massa eller förinställa en hög- re hastighet för förberedande acceleration av axeln (denna hastighet bestämmes genom försök för de ifrågavarande bearbetningsförhållandena).

Bearbetningen kan genomföras medelst ett svarvverktyg enligt uppfin- ningen som är utformat med en arbetsdel 1 i form av en rotationskropp med ett cirkulärt skär 2. Arbetsdelen 1 är fäst på en axel 3, som medelst lager 4 är lagrad i ett hus 5. Axeln 3 är försedd med ett ge- nomgâende centrumhål 6, genom vilket en kylmedelsstrâle kan införas.

I hålet 6 är anordnad en liten luftskruvturbin 7, som är bildad av en bladspiral med minst ett helt spiralvarv. Spiralens stigning in- ställes genom att ett rör 8 tryckes mot spiralen medelst en mutter 9, varigenom man erhåller den önskade rotationshastigheten hos stå- let, som nedhögst 20% skiljer sig från den hastighet, som stålet er- håller genom att stålet bringas att samverka med arbetsstycket.

Stålet enligt uppfinningen fungerar på följande sätt. Innan stålet bringats till kontakt med det roterande arbetsstycket, inmatas kyl- medlet i det genomgående centrumhâlet 6. Samtidigt som kylmedels- strâlen strömmar via turbinen 7,bringas axeln 3 med arbetsdelen 1 att utföra en rotationsrörelse. Stålet tilldelas sedan en matnings- rörelse. I det ögonblick, då det roterande stålet skäres in i arbets- stycket, bringas det till kontakt med arbetsstycket. Vid skärningen av materialet är det från skärkraften härrörande vridmomentet avse- värt större än det vridmoment, som åstadkommas av kylmedelsstrålen, varför arbetsdelen 1 bringas att vrida sig genom att den samverkar med arbetsstycket. Då stålet passerar över ett spår i arbetsstycket, vrider sig det medelst turbinen 7 med en hastighet, som förinställts genom inställning av spiralens stigning och som i det närmaste är lika med den rotationshastighet hos stålet, som âstadkommes genom att stålet bringas att samverka med arbetsstycket. Det är därför 7804324-7 som, då stålet skäres in i materialet efter det att stålet passerat över ett spår, stålet kommer att rotera med en hastigheti det när- maste lika med den rotationshastighet stålet erhåller vid kontakt med arbetsstycket.

Claims (2)

1. 7804524-7* Patentkray l. Svarvverktyg med ett vridbart, církelformat skär. vilket är fäst på en axel lagrad í svarvverktygets hus. vilken axel är driven av en motor. till exempel en tryckmedelmotor. k ä n n e t e c k n a t av att för anpassning av períferíhastígheten på skärskívans (l) skärkant (2) till den períferíhastighet. som framkallas genom beröring med arbetsstycket respektive i ändamål att upprätthålla en i huvudsak konstant periferíhastighet på skärkanten (2) vid skäravbrott. är det av motorn (7) avgivna vrídmomentet väsentligt mindre än det genom kontakt med arbetsstycket framkallade vrídmomentet, varvid den av motorn (7) åstadkomna períferíhastígheten för skärkanten (2) med högst 20 % skiljer sig från períferíhastígheten framkallad genom kontakt med arbetsstycket.
2. 2. Svarvverktyg enligt krav l. varvid axeln är försedd med ett genomgående centrumhål för tillförsel av kylmedel till skärskívan. k ä n n e t e c k n a t av att motorn är utformad som en tryckluftturbín (7). som är insatt i det axíellt genomgående hålet (6) i axeln (3).