SU1604501A1 - Способ токарной обработки нежестких деталей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке материалов резанием и может быть использовано при обработке нежестких деталей, имеющих пространственное коробление. Целью изобретени   вл етс  повышение точности обработки. Дл  этого при каждом обороте нежесткой детали в зависимости от ее прогиба и угла поворота измен ют передний угол резани  на величину, определ емую из предложенного математического соотношени , устанавлива  его максимальное значение в момент контакта режущего инструмента с поверхностью, имеющей максимальное отклонение от оси вращени . 3 ил.

Description

Изо.бретение относитс  к области обработки материалов резанием и может быть использовано при обработке нежестких деталей, имеющих пространственное коробление.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности обработки.

На фиг.1 представлена схема автоматизированной системы дл  осуществлени  предлагаемого способа; на фиг.2 и 3 - эпюры распределени  остаточных напр жений в поверхностном слое обработанной детали.

Способ токарной обработки осуществл етс  следующим образом.

Обрабатываемую деталь, у которой предварительно измерена величина прогиба , привод т во вращение и протачи- . вают перемещающимс  вдоль ее оси режущим инструментом, измен   при этом передний угол резани  Д в зависимости от текущей величины прогиба детали .

и поворота, исход  из функциональной зависимости

Ду (1 -cosC/)K

40Е1 iPRn

f.

где

R

t - угол поворота точки обраба- . тыв-аемой поверхности, имеющей максимальное отклонение от оси вращени , отсчитанный от вершины режущего инструмента;

-эмпирический коэффициент, характеризующий свойства обрабатываемого материала; модуль упругости;

-момент инерции относительно оси, проход щей через центр т жести сечени  детали;

-радиус обрабатываемой де-тали;

Е 01

1 - длина обрабатываемой детали;

f. - прогиб детали.

При этом, максимальное значение переднего угла резани  устанавливают в момент контакта режущего инструмента с поверхностью, имеющей максимальное отклонение от оси вращени .

В результате происходит распреде- ление осевых остаточных напр жений таким образом, что поверхностный слой обрабатываемой детали с ее выпуклой стороны получает осевое остаточное напр жение сжати  по величине меньше ,. чем с вогнутой фиг.2), вследствие чего под воздействием вызываемого указанными напр жени ми момента внутренних сил осуществл етс  исправление изогнутой оси обрабатываемой де-

тали. . .. .

Автоматизированна  система дл  осущ

ствлени .способа содержит режущий инструмент 1, самоцентрирующую опору 2 f закрепленную на суппорте станка и снабженную опорными элементами в виде тел 3 качени , датчик 4 , закрепленный на самодентрирующей опоре 2 напротив инструмента 1 и предназначенный дл  измерени  реакции сил упругости воздействи  на нее обрабатываемой детали 5, блок 6 сравнени , блок 7 синхронизации, блок 8 переключени , датчик-9. угла поворота детали 5, выключатели 10-12, блок 13 управлени , блок U вычислени  величины изменени  переднего узла резани  Ajf и исполнителышй механизм 15 разворота режущего инструмента 1.

Перед обработкой в блок 14 вычис- Ленин величида изменени  переднего угла AjP вводитс  величина предварительно измеренного прогиба f детали 5 и необходимые дп  расчета константы . Затем деталь 5 устанавливают в центрах передней и задней бабок токарного станка, зажиман т в самоценрирующей опоре 2, подвод т режущий инструмент 1 и устанавливают путем его разворота максимальный угол, ко- торый выбираетс  из услови  формировни  в поверхностном слое детали 5 сжимающих остаточных напр жений, что способствует увеличению предела усталостной прочности детали.

Процесс работы системы автоматичекого управлени  состоит из двух периодов .: периода измерени  упругой реакции,действующей со стороны дет

ли 5 на опору, и периода изменени  переднего угла резани , которые осуществл ютс  поочередно на каждый оборот детали с помощью блока 8 переключени  и составл ют цикл. Включают систему автоматического управлени  на период измерени  упругой реакции с помощью блока 8 переключени  и выклю- чателей 11 и 12. При этом датчик 4 выдает электрический сигнал, пропорциональный упругой реакции, который поступает в блок 6 сравнени , определ ющий максимум этой силы, соответствующий максимальному отклонению от оси вращени  точки детали 5, и выдающий электрический сигнал на блок 7 синхронизации, осуществл ющий задержку сигнала по времени, равному про- должительности прохождени  половины оборота детали 5. Сигнал с блока 7 синхронизации с задержкой на полоборота по времени поступает на блок 8 переключени , который с помощью выключателей 10-12 включает в работу цепь датчика 9 угла поворота детали 5 и блока 13 управлени  и прерывает цепь показаний величины упругой реакции .

Затем информаци  с датчика 9 угла поворота детали поступает в блок 14 .вычислени , который обеспечивает расчет величины изменени  переднего угла с учетом поступающих данных об угле поворота, детали и введенных в его пам ть констант. Сигнал, пропорциональт ный изменению переднего угла, посту- пает с блока 14 вычислени  на блок 13 управлени , который формирует-управл ющий сигнал и передает его на исполнительный механизм 15, осуществл ющий разворот инструмента 1 в плоскости, перпендикул рной оси Детали, измен   величину переднего угла резани . По истечении времени одного оборота детали 5 режущий инструмент 1 разворачиваетс  исполнительным механизмом 15 до обеспечени  максимального значени  переднего угла. В момент установлени  максимального переднего угла блок 13 3 правлени  выдает электрический сигнал на блок переключени , который переключает выключатели 10-12, устанавлива  тем самым период измерени  упругой реакции. Цикл повтор етс .

По предлагаемому способу проводилась обработка вала из нержавеющей стали с модулем упругости Е 20200 кг/мм диаметром 30 мм, длиной

Claims (1)

1 600 мм, имеющего прогиб 1,5мм. Формула изобретени 

Обработка точением проводилась проходным резцом ( С 45°, Cf, 45°, 06 12°) с частотой вращени  детали 300 об/мин и подачей S 0,25 мм/об на глубину резани  t 0,5 мм .

Способ токарной обработки нежестких деталей, включающий при каждом ее обороте изменение геометрии резани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности обработки деталей, имеющих пространственное коробление, измен ют в зависимости от ее прогиба и угла поворота передний угол резани  на величину, опре дел емую из соотношени 

Предварительно на основании экспе- .риментальных исследований бьша установлена зависимость изменени  осевых остаточных напр жений от изменени  переднего угла резани  дл  данного материала, на основании которой был выбран максимальный передний угол If макс 2° и эмпирический коэффициент К .0,12 град/кг/мм . В процессе обработки передний угол измен ли на величину, определ емую по предложенному соотношению с учетом собст iiR 4 детали на угол

венного момента инерции I

Так, при повороте Ц) |Г/2 и UI 3/21Г изменение переднего угла Ду 1,5 роте детали на угол (

7Г

и при повоизменение

переднего угла ДУ 3, что соответ- ствоиало значению переднего угла У - 5 . После обработки величина прогиба детали f 0,025 мм, после дес тидневной выдержки детали в вертикальном положении величина прогиба уменьшилась до f 0,02 мм.

Ю

Способ токарной обработки нежестких деталей, включающий при каждом ее обороте изменение геометрии резани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности обработки деталей, имеющих пространственное коробление, измен ют в зависимости от ее прогиба и угла поворота передний угол резани  на величину, определ емую из соотношени 

5

0

Д| ( где ( 1 - cos

) «-fiiir

5

0

угол поворота точки обрабатываемой поверхности, имеющей макгг.мальное отклонение от оси вращени , отсчитанный от вершины режущего инструмента; К - эмпирический коэффициент, ха- рактеризуЮ1ций свойства обрабатываемого материала; Е - 1одуль упругости; I - момент инерции относительно оси, проход щей через центр т жести сечени  детали; R .Еадиус обрабатываемой детали; 1 - длина обрабатываемой детали; f - прогиб детали,

устанавлива  его максимальное значение в момент контакта режущего инструмента с поверхностью, имеющей максимальное отклонение от оси вращени .

фиг.1

Фиг. 2

Физ.