SU1551525A1

SU1551525A1 - Инструмент дл совмещенной обработки деталей резанием и поверхностно-пластическим деформированием

Info

Publication number: SU1551525A1
Application number: SU884397554A
Authority: SU
Inventors: Ярослав Михайлович Сургунт; Александр Михайлович Довгалев
Original assignee: Могилевский Машиностроительный Институт
Priority date: 1988-03-28
Filing date: 1988-03-28
Publication date: 1990-03-23

Abstract

Изобретение относитс к отделочно-упрочн ющей обработке и может быть использовано при обработке торцовых поверхностей деталей машин на станках с системой автоматического регулировани . Цель изобретени - повышение точности за счет увеличени предела регулировочного перемещени вершины деформирующего элемента путем использовани осевой динамической грузоподъемности подшипника. Комбинированный инструмент содержит корпус и размещенные в нем последовательно режущий и деформирующий элементы, а также опору, установленную с возможностью взаимодействи с деформирующим элементом, и нагружающий механизм в виде упругого элемента и винтовой пары. Инструмент снабжен п ткой. Опора выполнена в виде радиально-упорного подшипника. Механизм нагружени установлен с возможностью взаимодействи с наружным кольцом подшипника. П тка размещена между силовым упругим элементом и вышеуказанным кольцом. В процессе обработки осуществл ют стабилизацию упругих отжатий технологической системы, что позвол ет повысить точность обработки. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к отделочно- упрочн ющей обработке поверхностей инструментами , расположенными односторонне к детали, и может быть использовано при обработке торцовых поверхностей деталей машин на станках, оснащенных системой автоматического регулировани .

Цель изобретени - повышение точности обработки за счет увеличени предела регулировочного перемещени вершины деформирующего-элемента путем использовани осевой динамической грузоподъемности подшипника.

На чертеже представлен предлагаемый инструмент.

Инструмент содержит корпус 1 и установленные в нем последовательно режущий 2 и деформирующий 3 элементы. Деформирующий элемент 3 опираетс на радиаль- но-упорный подшипник 4, имеющий жесткую

св зь с корпусом 1 инструмента. Инструмент снабжен устройством осевого нагружени внешнего кольца 5 подшипника 4, выполненным в виде силового упругого элемента 6, п тки 7, упорного подшипника 8 и винтовой усиливающей пары, содержащей винт 9 и гайку 10. Силовой упругий элемент 6 торцом 11 взаимодействует посредством п тки 7 и упорного подшипника 8 с внешним кольцом 5 радиально-упорного подшипника 4, а торцом 12 - с опорной поверхностью 13 винта 9. Винт 9 имеет маховик 14.

Станок оснащен системой автоматического регулировани , выполненной в виде датчиков Д|, До, сравнивающего 15, задающего 6, усиливающего 17 устройств и исполнительного механизма 18.

Корпус 1 инструмента закрепл ют а резцедержателе 19, а датель 20 - в патроне (или центрах) станка.

СП СП

сд to ел

Внешнее кольцо 5 подшипника 4 нагружают осевым усилием, равным половине осевой динамической грузоподъемности примен емого подшипника, дл чего поворачивают маховик 14 по часовой стрелке и сжимают упругий силовой элемент 6. Требуемое усилие нагружени внешнего кольца 5 подшипника возникает вследствие активной деформации упругого силового элемента 6 и передаетс через п тку 7 и упорный подшипник 8.

Осевую динамическую грузоподъемность примен емого подипника определ ют с учетом приведенной нагрузки:

Р(Х. V- Fr +Y- FJ Kg-KT

(1)

где Р- приведенна нагрузка; X и Y - коэффициенты соответственно радиальной и осевой нагрузок; V -коэффициент вращени (1,2) при

вращении наружного кольца; Kfi - коэффициент безопасности (1,1); Кт - температурный коэффициент (1); ОрМГ- динамическа грузоподъемность подшипника по каталогу;

P.10,, i, - допустима приведенна нагруз- VL

ка;(2)

- посто нный коэффициент (3); 1.- расчетный ресурс (1 млн, об). Из выражени (1) легко определить осе- вую динамическую грузоподъемность примен емого подшипника (приравн в выражени (1) и (2) и сделав соответствующие преобразовани ) :

FJ-KflVMY. Fa) KfT V-

(X

1-Krf-K

(3)

где Fa - осева динамическа грузоподъемность радиально-упорного подипника .

Инструмент работает следующим образом .

Детали 20 сообщают вращение, а инструменту - движение подачи вдоль обрабатываемой поверхности.

Первым вступает в работу режущий элемент 2, снима установленный на обработку припуск t и формиру поверхность (профиль) детали предварительно. Затем в работу вступает деформирующий элемент 3, выполн ющий основную и окончательную функцию формообразовани поверхности детали за счет пластического перемещени «лишнего металла из зоны деформировани (зоны обработки).

В момент вступлени в работу деформирующего элемента 3 с помощью датчиков Ц,2 и Д измер ют размер динамической

0

5

0

5

0

5

0

5

настройки деформирующего элемента. Измеренное значение этой величины, преобразованное в электрический сигнал, поступает в сравнивающее устройство 15 системы автоматического регулировани станка, где сигнал сравниваетс с эталонным, поступающим из задающего устройства 16. Сигнал рассогласовани (положительный или отрицательный ) усиливаетс в устройстве 17 и поступает в исполнительный механизм 18. Последний согласно сигналу рассогласовани поворачивает маховик 14 по часовой или против часовой стрелки, обеспечива соответственно увеличение осевого нагружени внешнего кольца 5 подшипника (вплоть до величины осевой динамической грузоподъемности примен емого подшипника ) или уменьшение осевого гагружени подшипника 4, приближа усили сколь угодно близко к нулю, но при этом не допуска разрыва контакта между внешним кольцом 5 подшипника, п ткой 7, упорным подшипником 8, упругим силовым элементом 6 и опорной поверхностью 13 винта 9.

При увеличении осевого нагружени внешнего кольца 5 подшипника формирующий элемент 3 внедр етс материал обрабатываемой детали, уменьша рассто ние А между вершиной деформируемого элемента 3 и базовой поверхностью детали 20. При уменьшении усили нагружени внешнего кольца 5 подшипника рассто ние А между вершиной деформирующего элемента 3 и базовой поверхностью детали 20 увеличиваетс .

Таким образом, дл компенсации сигналов рассогласовани как положительных, так и отрицательных, одинаковых по величине, необходимо обеспечить нейтральное положение вершины деформирующего элемента 3 относительно базовой поверхности детали 20. Очевидно, что такое положение деформирующего элемента 3 можно обеспечить, нагрузив внешнее кольцо 5 усилием, равным половине осевой динамической грузоподъемности примен емого подшипника, так как в противном случае можно обеспечить компенсацию сигнала рассогласовани практически только одного знака - или отрицательного , или положительного, что не позволит полностью компенсировать всю погрешность размера динамической настройки деформирующего элемента 3 и приведет к потере точности деформировани поверхности .

Пусть в процессе обработки получен положительный сигнал рассогласовани , т.е. вершина деформирующего элемента 3 удалена от базовой поверхности на некоторую величину д (Д- текуща величина погрешности размера динамической настройки деформирующего элемента 3). Исполнительный механизм согласно знаку и величине сигнала рассогласовани поворачивает винт 9 по часовой стрелке, обеспечива переме- щенче опорной поверхности 13 справа налево (относительно чертежа). При этом упругий силвой- элемент 6 начинает сжиматьс и увличивает усилие нагружени кольца 5 подшипника 4. Вследствие этого возрастает жесткость кольца 5 подшипника и дефор- мирующий элемент 3 начинает внедр тьс в поверхность детали 20. При приближении сигнала рассогласовани сколь угодно близко к нулю исполнительный механизм 18 прекращает поворот винта 9. При полу- чении отрицательного (по знаку) сигнала рассогласовани исполнительный механизм 18 поворачивает винт 9 против часовой стрелки, уменьша величину деформации упругого силового элемента 6, добива сь тем самым снижени величины осевого нагружени кольиа 5 на требуемую величину . При этом вершина деформирующего элемента 3 удал етс от базовой поверхности детали 20 на величину погрешности размера динамической настройки деформи- рующего элемента. При полной компенсации возникшей погрешности размера динамической настройки исполнительный механизм 18 прекращает поворот винта 9.

Пример. Обработка торца детали на стан- ке 1К.625, оснащенном специальной системой автоматического регулировани .

В качестве измерительных датчиков примен ют известные датчики индуктивного типа, в качестве системы управлени (СУ), (ЗУ), (УУ) используют микропроцессор, в качестве исполнительного механизма - шаговый двигатель.

Материал обрабатываемой детали - сталь 45 ГОСТ 1050-74 (HRC 30), диаметр обработки 300 мм; материал режущего элемента - Т15К6; диаметр шарика 16 мм ( HRC 60); исходна точность деталей 10 квалитет СТ СЭВ. 144-75.

Режимы обработки: скорость вращени детали 90 м/мин; осева подача инструмента 0,15 мм/об; глубина резани 0,6 мм; усилие деформировани 1800 Н.

В качестве опоры деформирующего элемента используют шариковый радиально- упорный подшипник 36 103.

Осевую динамическую грузош.цъе.мпот подшипника определ ют по формуле (Зч

F4 350 кг.

1/2 гА 175 кг 1750 Н - зе. предварительного нагружени внешнего кольца подшипника.

Нижний предел изменени осевого усили нагружени внешнего кольца подшипника 0,1 Н. Верхний предел осевого нагружени внешнего кольца подшипника 3500 Н.

Точность обработанных деталей 7-8 хва- литет СТ СЭВ 144-75 при шероховатости поверхности ,16 мкм.

Предлагаемый инструмент позвол ет повысить точность формообразовани поверхности детали, так как обеспечивает упругое регулирование перемещени вершины деформирующего элемента по отношению к базовой поверхности детали в диапазоне не менее погрешности размера динамической настройки деформирующего элемента.

Claims

Формула изобретени

Инструмент дл совмещенной обработки деталей резанием и поверхностно-пластическим деформированием, содержащий корпус с размещенными в нем режущим и деформирующим элементами и опорой, установленной с возможностью взаимодействи с деформирующим элементм, а также нагружающий механизм в виде силового упругого элемента и винтовой усиливающей пары , отличающийс тем, что, с целью повышени точности обработки за счет увеличени предела регулировочного перемещени вершины деформирующего элемента, ск снабжен п той, при этом опора выполнена в виде радиально-упорного подшипника , а механизм нагружени установлен с возможностью взаимодействи с наружным кольцом подшипника, причем п та размещена между силовым упругим элементом механизма нагружени и наружным кольцом подшипника.

Iff