SU1514485A1 - Способ вибрационной обработки тел вращения - Google Patents

Description

Изобретение относится к металлообработке, в частности к способам обработки металлов резанием с наложением вибраций.Целью изобретения является повышение качества обработки за счет получения минимальной погрешности формы и шероховатости. Для этого определяют погрешность формы

Изобретение относится к металлообработке, в частности к способам обработки металлов резанием с наложением вибраций.

Целью изобретения является повышение качества обработки за счет одновременного наложения по крайней мере двух видов колебаний с различными амплитудно-частотными характеристиками.

На фиг. 1 представлен поперечный профиль обрабатываемой поверхности детали! ^на Фиг. 2 конструктивная схема инструментальной системы станка для

2

в радиальном сечении и шероховатость поверхности вращающейся детали, инструменту сообщают одновременно колебания двух видов с различными амплитудночастотными характеристиками, при этом колебание одного вида задается в соответствии с погрешностью формы детали в радиальном сечении, а колебания другого вида задаются в соответствии с шероховатостью поверхности обрабатываемой детали. Амплитуду колебаний инструмента одного вида назначают по величине, пропорциональной среднему арифметическому отклонению неровностей профиля в радиальном сечении, а частоту колебаний - равной частоте вращения детали. Амплитуду колебаний инструмента другого вида назначают равной расстоянию между реальной поверхностью до прилегающей окружности, а частоту колебаний равной частоте изменения этого расстояния. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

реализации предложенного способа на операциях обточки наружной поверхности детали (вала).

Способ обработки тел вращения, например, обточка длинномерных валов (осей) осуществляется следующим образом.

В процессе обточки инструментом 1 детали 2 сообщают вращательное, а инструменту 1 - поступательное движение (фиг. 1). При этом инструмент 1 для реализации предложенного способа выполняют из двух державок, скрепленных

$Ц „„ 1514485

1514485

между собой таким образом, чтобы в средней их части отсутствовало соударение этих державок при колебаниях^, а их концы были бы жестко соединены $ (фиг. 2). Сборную державку, состоящую из вспомогательного 3 и несущего 4 элементов, устанавливают с помощью колодок 5 в резцедержателе станка шарнирно. Далее определяют технологичес-10 кие свойства системы станок - приспособление - инструмент - деталь (СПИД) и амплитудно-частотных характеристик двух видов колебаний для режущей державки. Путем обточки детали с конкрет-15 ными технологическими параметрами (припуск, подача,скорость резания и т.д.) предварительно определяют средние значения частоты погрешности формы (некруглости) и шероховатости поверх-20 ности по периметру поперечного сечения и в нескольких сечениях по длине. Определение их значений осуществляют с помощью универсальных средств. Так, для профиля обработанной детали 2, 25

представленной на фиг. 1, значение частоты формы определяется

где СО ~ шаг некруглости, измеряемый в радианах, а значение частоты шероховатости определяют шагом 5 местных выступов Н профиля детали, который может быть определен с помощью аналогичной зависимости

102.

Для процесса обработки последующих ⁴θ деталей далее назначают частоты колебаний для вспомогательного элемента 3 державки:

= £„.п

45

метическому отклонению неровностей

профиля, т.е. а_г * 0,5В (фиг. 1).

В качестве амплитудной характеристики (амплитуды а,) для другого вида колебаний, накладываемых на несущий элемент 4 инструмента, принимают значение, определяемое расстоянием точек реальной поверхности до прилегающего цилиндра б (фиг. 1).

Осциллирующее движение вершины г формообразующего лезвия инструмента 1 обеспечивается за счет используемых на станке отдельно выполненных вибраторов, условно показанных на фиг. 2 и 3 стрелками а, и а^_.

При обточке дателей 2 по предложенному способу вершина г формообразующего лезвия инструмента совершает сложное движение, определяемое амплитудно частотными характеристиками, задаваемыми вибраторами. Вершина, размещенная на сочленении вспомогательного и несущего элемента инструмента (державки), совершает сложные колебания, которые складываются из изгибных колебаний этих элементов (стержней). При этом в течение времени вершина лезвия находится в контакте с обрабатываемой деталью. Можно практически считать, что за это время положение вершины лезвия остается неизменным относительно реального профиля обрабатываемой детали, так как закономерность изменения СПИД заранее определена. Из-за того, что время, за которое происходит перемещение вершины, очень мало, вершина инструмента успевает отделиться от обрабатываемой поверхности детали прежде, чем произойдет характерная для данного станка и условий об- , работки упругая деформация системы СПИД. Этот эффект позволяет повысить качество обработки деталей и существенно уменьшить разброс по шероховатости и погрешности формы.

а для несущего элемента 3 державки со· ответственно:

£_н ^{= £}ι' ^ПЕ¹/^СЪ

где V и ϋ₃ - скорость резания и диаметр обрабатываемой детали.

Амплитуду для одного вида колебаний, сообщаемых вспомогательному элементу 3 инструмента, назначают по величине пропорционально среднему арифРеализация способа обеспечивает : значительное снижение шероховатости до 0,1-0,05 мкм.

В результате наложения двух видов колебаний.в технологической системе

55 наблюдается уменьшение значения средней величины сопротивления резания.

Среднее сопротивление резанию опреде, ляется полусуммой Р_н и Р_в. При обычном

резании сопротивление резанию практи5

1514485

6

чески постоянно Р_в~ сопке (при отсутствии в системе колебании элементов СПИД, фиг. 4). При наложении колебаний на вершину режущего лезвия инструмента и благодаря эффекту заострения режущей кромки лезвия можно уменьшить среднее сопротивление резанию даже в случае возбуждения вынужденных колебаний и автоколебаний в системе СПИД.

Ожидаемый эффект в том, что вершина режущего лезвия, являющегося формообразующим элементом инструмента, может практически совершать сложное движение, возникающее в результате наложения двух видов колебаний с различными амплитудно-частотными характеристиками. Этим движением вершины можно управлять и создать условия, при которых относительные движения детали и вершины резца остаются как бы неподвижными, т.е. представляется возможность получения идеальной поверхности с практически нулевой шероховатостью и без отклонения от цилиндрической формы или, по крайней мере, образования однородной поверхности детали.Образованная поверхность умень- 30 шает разброс шероховатости и погрешности формы поперечного сечения по

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Способ вибрационной обработки тел вращения с наложением на рабочее

   5 перемещение режущего инструмента колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки, определяют погрешность формы в радиальном сечении и шерохова10 тость поверхности детали, инструменту сообщают одновременно два вида радиальных колебаний, при этом один вид колебаний задают с амплитудно-частотной характеристикой, соответствующей 15 характеристике погрешности формы детали, а второй вид колебаний задают с амплитудно-частотной характеристикой, соответствующей характеристике шероховатости поверхности обрабатываемой детали.
2. 2. Способ поп. 1, отличающийся тем, что амплитуду колебаний инструмента одного вида назначают по величине, пропорциональной среднему арифметическому отклонению неровностей профиля в радиальном сечении, частоту колебаний назначают равной частоте вращения детали, а другому виду амплитуду назначают равной расстоянию между реальной поверхностью до прилегающей окружности, частоту колебаний назначают равной частоте

   1514485