SU1488183A1

SU1488183A1 - Способ деформирующе-режущей обработки и деформирующе-режуща прот жка дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1488183A1
Application number: SU874229874A
Authority: SU
Inventors: Сергей Константинович Амбросимов
Original assignee: Липецкий политехнический институт
Priority date: 1987-04-13
Filing date: 1987-04-13
Publication date: 1989-06-23

Abstract

Изобретение относитс к обработке поверхностей деталей машин методом деформирующе-режущего прот гивани и может быть использовано дл чистовой и получистовой обработки внутренних и наружных цилиндрических поверхностей. Цель изобретени - повышение стойкости инструмента путем снижени усилий резани . При обработке предварительно упрочненный поверхностный слой в зоне резани упругопластически раст гивают в направлении, перпендикул рном направлению резани и параллельном плоскости резани . Режущие зубь помещают в зону упругопластического раст жени , создаваемого деформирующими зубь ми. Одновременно режущим и деформирующим зубь м сообщают главное движение. Дополнительно сообщают равные подачи на резание и деформирование. Деформирующие зубь выполн ют с диаметральным превышением над режущими, а боковые противоположно-расположенные поверхности двух соседних зубьев выполн ют параллельными. За счет этого снижаютс усили резани на 30-35%. 2 с.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс к обработке металлов давлением и резанием и может быть использовано дл чистовой и получистовой обработки внутренних и наружных 1щлиндрических поверхностей , например при прот гивании отверстий .

Целью изобретени вл етс повьше- ние стойкости инструмента путам снижени усилий резани .

На фиг.1 изображена деформирующе- режуща прот жка; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - схема резани и деформировани после первого и второго переходов; на фиг.4 - схема сил, действующих при прохождении деформирующего элемента.

Прот жка дл осуществлени способа (фиг.1 и 2) содержит деформирующе- режущие элементы 1, расположенные с угловым смещением один относительно другого так, что за деформирующим зубом 2 предыдущего (по ходу прот жки ) элемента расположен режущий зуб 3 последующего элемента, и наоборот , за режущим зубом 3 расположен деформирующий. Деформирующие 2 и режущие 3 зубь на каждом элементе, представл ющем собой кольцо, чередуютс с равным угловым шагом. Главные режущие кромки Б режущих зубьев, располагают в плоскости, перпендикул рной оси прот жки и проход щей через линии В, образованные поверхност ми

4;ib

00 00

ph

1 заборных конусов и цилиндрических ленточек деформирующих зубьев.

Боковые противоположно расположенные поверхности Г двух соседних деформирующих зубьев вьтолнены параллельными .

Деформирующие зубь на каждом элементе выполнены с диаметральным превышением над режущими зубь ми, определ емым по формуле

,+H, (1) где а о п диаметр п-го деформирующе- режущего элемента по деформирующим зубь м; диаметр п-го деформирующе- режущехо элемента по режущим зубь м;

нат г на деформирующие зубь ; сГ - пластическа деформаци

в зоне расположени деформирующего зуба при прохождении деформирующего элемента с нат гом i через гладкое цилиндрическое отверстие;

толщина срезаемого сло начина с второго.деформирую ще-режущего элемента; высота образованного выступа после прохождени деформирующего зуба с нат гом i через гладкое цилиндрическое отверстие.

Диаметры по деформирующим и по режущим зубь м определ ют по следующим формулам:

F7

Н dqp do+i-i- (2c5Vap;,-H)(n-1), (2) d (2 +ap-2.-H)n, (3) где d о - первоначальньш диаметр отверсти ; п - номер деформирующе-режущего

элемента по ходу прот жки. Длину заборного конуса деформирующего зуба определ ют по формуле

1 (1.5...1,8)i--, (4)

где et - угол заборного конуса деформирующего зуба.

Способ осуществл етс следующим образом.

Деформирующие зубь при первом переходе после прохождени через гладкое цилиндрическое отверстие диаметром do (фиг.З) придавливают пазы глубиной и диаметром d , Одновременно участок поверхности между деформирующими зубь ми оттесн етс за

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

счет неразрывности деформации по стенке втулки до диаметра d, и на поверхности отверсти образуютс продольные выступы высотой Н, Но поскольку между деформирующими зубь ми расположен режущий зуб, то часть этого выступа, толщиной а р, при первом переходе, и толщиной а р при всех последующих срезаетс , образу диаметр d. При следующем переходе деформирую1ций зуб располагают в зоне срезанного выступа, а режущий - в зоне впадины. Теперь деформируюгчэнй зуб увеличивает диаметр d до d j, 2-го перехода, а режущий увеличивает диаметр d до d,j 2-го перехода и т.д.

Деформирующие зубь каждого ,эле- мента механически упрочн ют поверхностный слой, которьщ срезаетс следующим за ним режущим зубом элемента . Кроме того, деформирующие зубь при прохождении через отверстие образуют выступ высотой Н и упругоплас- тически раст гивают поверхностный слой этого выступа в зоне резани , т.е. в. зоне соседних режущих зубьев, размещенных на одном деформирующем элементе.

Одноосное раст гивающее нормальное напр жение в поверхностном слое возникает от действи раст гивающих составл ющих YQ (фиг,4) внешних сил F, возникающих от действи деформирующих зубьев, а также от действи изгибающих моментов, создаваемых поперечными силами Fg, Таким образом в процессе срезани предварительно механически упрочненный поверхностный слой упругопластически раст гиваетс , что значительно (в 1,4... 1,5) раза снижает силы резани . Поскольку механически упрочненный слой получает некоторую степень разрушени , а также за счет упруго-пластического раст - жени зоны резани в слое увеличиваетс показатель напр женного состо ни , что ведет к более легкому его разрушению (резанию).

Такое более легкое разрушение резанием происходит везде, где режущие зубь располагают между деформирующими . Однако уменьшение силы резани возникает при резании сло определенной толщины (табл.1) ар(0,35 .,,0,65)Н при оптимальных эксперимен- тально установленных нат гах i 0,40...О,64 мм дл сталей конструкционных , углеродистых и легированных при отношении диаметров втулок D/do 1,3...2,2, где D - наружный диаметр втулки.

В табл.1 и 2 даны значени удельной осевой составл ющей силы резани f в зависимости от толщины среднего сло ар дл стали 45, .при D/do 1,6. Таблица 1

На основании приведенной схемы резани (фиг.З) подачи на п-м переходе на резание и деформирование определ ютс следующими выражени ми:

s (cГ-н.ap,)() +

- -ь(/ -ap,-ap,)(), (5)

Sp, (-н.ap,)() ,

./л. ч .,1-cosifns + ((, ) (--) .

(6)

pi/4 2

При условии посто нства режимов -при резании и деформировании на каждом переходе, а также обеспечени максимального снижени силы резани , т.е. pt, Ьп -const; а p -c6nst; i-const, и на основании выражений (5) и (6) получим

ар, 0,5( Н). (7)

Тогда выражени (5) и (6) примут вид S n Sp« cr4-0,,5H. (8)

Па основании прин тых условий и формул (7) и (8) получим выражени (2) и (3) дл определени диаметров деформирующе-режупщх элементов.Пластическую деформацию по дну впадины S и высоту выступа Н, вход щие в состав формул, определ ют экспериментально путем замеров после пробного прохода элемента с дефоркшрующими

,,02 ИО К-) о

-5,38-10- Г 6,068(5-)

QO

где - предел текучести обрабатываемого материала.

Боковые противолежащие поверхности соседних деформирующих зубьев выпол35 н ют параллельными с минимально воз- можной длиной заборного конуса в направлении оси инструмента дл обеспечени незаклиниванй стружки между боковыми поверхност ми соседних де40 формирующих зубьев, т.е. дл уменьще- ни силы резани минимально возможную длину заборного конуса определ ют из услови гарантированного вхождени поверхностей заборных конусов

g в контакт с поверхностью обрабатьта- емого отверсти .

t

1 (1,5.,.1,8) ,

50 где 1,5...1,8 - коэффициент завис щий от величины отклонени формы и размеров обрабатьтаемой поверхности;

55d угол заборного конуса

деформирующих зубьев. Указанные признаки направлены на снижение усилий при срезании поверхностного сло , что в конечном счете

повышает производительность труда и стойкость инструмента,

Повьппение производительности процесса обеспечиваетс за счет повышени стойкости инструмента в результате снижени силы резани путем сокращени числа переточек и, кроме того, за счет уменьшени длины инструмента путем увеличени подачи на каждый деформирующе-режущий элемент и удалени припуска кольцевой формы одним элементом.

Пример, При обработке деталей из стали 45 с диаметром отверсти 30 мм и наружным диаметром 48 мм в качестве инструмента используют прошивку, состо щую из деформирующе- режущих элементов, причем деформирую- и режуш е зубь на каждом элементе чередуютс так, чтобы длина режущей кромки бьта равна длине цилиндрической ленточки, причем за каждым режущим элементом расположен дефор- мируюшлй, и наоборот. Радиальный нат г на каждом переходе (на деформирующие зубь каждого деформирующе- режущего элемента) 0,5 мм. Толщина срезаемого сло каждым режуш м зубом начина с второго а ,5Н-0,45 мм. Толшина, срезаема первым режувщм зубом, составл ет 0,077 мм. Подача на режущие и деформирующие зубь на каждом переходе 0,145 мм. Подача на деформирование превышает подачу на резание внутри одного перехода на 0,105 мм.

Диаметры по режущим зубь м первого, второго и третьего деформирующе-режу- щих элементов соответственно 30, 2905

20

25

1. Способ деформирующе-режущей обработки, при .котором инструменту сообщают главное движение и осуществл ют многопереходную обработку, включающую предварительную пластическую деформацию поверхностного сло деформирующим элементом и пос- ледуюш 1е упругопластическпе раст жение и резание режущими зубь ми, отличающийс тем, что, с целью повышени стойкости инструмента за счет снижени усилий резани , деформирующим и режущим зубь м на каждом переходе сообщают равные подачи на резание и деформирование, определ емые из выражени

.i4-0,,5H,

30

35

где S

S,

сГ Р1

Н при этом

подача на п-м переходе на деформируюш11е зубь ; подача на п-м переходе на режущие зубь ; пластическа деформаци в зоне расположени деформирующего элемента при его прохождении через гладкое цилиндрическое отверстие; толщина срезаемого сло начина с второго перехода; высота оборудованного выступа , внутри данного перехода

30,580 и 30,870 мм. Диаметры по дефор-40 деформирование осуществл ют с рав- мирующим зубь м первого, второго и ными глубинами, причем деформирование третьего деформирующе-режувщх элементов соответственно 30,500; 30,790 и 31,080 мм.

При угле заборного конуса 8° дли- 45 на боковой поверхности деформирующего зуба до режущей кромки со стороны заборного конуса составит 2,7 мм. В качестве смазки примен етс сульфо- фрезол. Скорость нат гивани состав50

осуществл ют с подачей, превышающей подачу резани на величину разности между половиной нат га на деформирующий элемент и подачей на переход, а толгдану срезаемого сло определ ют по формуле

ар (0,35-0,65) Н. 2, Деформирующе-режуща прот жка, содержаща корпус и деформирующе- режущие элементы с чередующимис по периметру с равным угловым шагом деформируюпщми и режущими зубь ми, отличающа с тем, что, с целью повышени стойкости инструмента за счет снижени усилий, диаметр деформируюищх зубьев выполнен больше диаметра режущих зубьев дл одного деформиругоще режу1чего элел ет 6...8 м/мин.

Производительность труда увеличиваетс в 1,7 раза за счет сокращени длины инструмента и оптимизации режимов обработки.

Лабораторные исследовани , проведенные на стал х различных марок, показали, что применение способа снижает усилие при резании на 30,,.

0

5

0

5

...35% (табл.1). Стойкость режущих элементов при этом увеличиваетс в 1,5-1,8 раза в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала.

Claims

.i4-0,,5H,

0

5

где S

S,

сГ Р1

Н при этом

деформирование осуществл ют с рав- ными глубинами, причем деформирование

ар (0,35-0,65) Н. 2, Деформирующе-режуща прот жка, содержаща корпус и деформирующе- режущие элементы с чередующимис по периметру с равным угловым шагом деформируюпщми и режущими зубь ми, отличающа с тем, что, с целью повышени стойкости инструмента за счет снижени усилий, диаметр деформируюищх зубьев выполнен больше диаметра режущих зубьев дл одного деформиругоще режу1чего элемента , а боковые оппозитно располо- деформирующих зубьев выполнены па- женные поверхности двух соседних раллельными между собой.

Фиг.1

Фиг.2

(.3

t ..f