SU1669693A1

SU1669693A1 - Способ комбинированной обработки и устройство для его осуществления

Info

Publication number: SU1669693A1
Application number: SU894692079A
Authority: SU
Inventors: Yurij V Maksimov; Aleksandr V Ankin
Original assignee: Mo Avtomekh Inst
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1991-08-15

Description

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано при обработке штоков, плунжеров гидроцилиндров и им подобных деталей методом комбинированной обработки. Цель изобретения - повышение качества обработки деталей за счет повышения устойчивости технологической системы. Обработку деталей осуществляют в упругом в продольном направлении переднем вращающемся центре, Направляющей втулке придают возможность осцилляции в продольном

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к способам обработки деталей, совмещающих резание и пластическое деформирование, и может быть использовано при обработке штоков, плунжеров гидроцилиндров. осей, пальцев и им подобных деталей, т.е. деталей типа нежестких валов и труб.

Цель изобретения - повышение качества обработки за счет обеспечения устройчивости технологической системы.

На фиг. 1 изображено устройство для комбинированной обработки; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

направлении. Продольную осцилляцию осуществляют со стороны направляющей втулки. Параметры осцилляции детали могут быть отличными от параметров осцилляции режущей и деформирующей частей обрабатывающей головки. В устройстве с возможностью осцилляции размещены режущая и деформирующая части. Имеется передний вращающийся центр, выполненный из двух частей. Одна из частей ступенчатая и может перемещаться вдоль продольной оси и передавать крутящий момент. Между частями переднего центра установлен упругий элемент. Направляющая втулка установлена с возможностью продольной осцилляции и вращения и снабжена кольцами с канавками и сферическими опорными поверхностями. контактирующими между собой через промежуточные элементы в виде тел качения. Канавки и сферические опорные поверхности могут быть расположены по окружности со смещением. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Обрабатывающая головка 1 с режущей и деформирующей 3 частями устанавливается на суппорт токарно-винторезного станка, а неподвижная в продольном направлении часть 4 переднего вращающего центра со ступенчатой частью 5 и неподвижный корпус 6 с направляющей втулкой 7 устанавливаются соответственно в шпиндель и в заднюю бабку станка. В центрах устанавливают обрабатываемую деталь 8. Часть 4 имеет шлицевое отверстие, в котором установлена ступенчатая часть 5. Шлицевое соединение обеспечивает возможность осцилляции части 5 и передачи крутящего момента на деталь 6. Между

IV С69699I

1669693

частями 4 и 5 установлен упругий элемент 9. например, в виде пакета тарельчатых пружин или в виде пустотелого гофрированного цилиндра с постоянной или переменной по длине жесткостью. Направляющая втулка 7 5 выполнена ступенчатой, причем на ее среднюю ступень установлена опора 10, например, в виде подшипника. Наружное кольцо подшипника 10 выполнено с направляющи ми выступами 11, а сам подшипник Ι0 уста- 10 новлен в направляющих корпуса 6 с возможностью продольной осцилляции. На указанной ступени втулки 7 установлено также кольцо 12 с канавками 13, расположенными по окружности и соединенными 15 между собой желобом, диаметр которого равен диаметру канавки, а глубина мет глубины канавки. Колющ Ι2 контактируй! через промежуточные элементы 14 в лиде тел качения с кольцом 15. Но кольце 15 20 выполнены сферические опорные поверхности 16, диаметр которых равен или меньше диаметра канавки 13. Тела качения 14 заключены в сепаратор 17.

Возможен вариант выполнения кана- 25 вок 13 и сферических опорных поверхностей 16 соответственно на кольце 15 и на кольце 12. Правый конец направляющей втулки 7 (не показан) может быть выполнен по аналогичной конструкции. 30

Для осуществления способа режущедеформирующей обработ ки с помощьюдапного устройства обрабатываемая деталь 8 устанавливается одним концом в части 5 переднего вращающегося центра, а другим 35 - в направляющей втулке 7, при этом режущая часть 2 охватывает деталь 8. а деформи рующая часть 3 - направляющую втулку 7. С момента включения вращения обрабатываемой детали 8 направляющая втулка 7, а 40 вместе с ней и деталь 8 приобретают движение продольной осцилляции за счет качения элементов 14 по канавкам 13 и опорным поверхностям 16, а также наличия упрутого элемента 9 между частями 4 и 5. Затем вклю- 45 чается продольная подача головки 1, при этом возможность осцилляции придается только режущей части 2. Резцы режущей части 2 начинают обрабатывать деталь 8, при этом осевые составляющие сил резания 50 вызывают продольные колебания обрабатываемой детали. Последние компенсируются действием упругого элемента 9 и осцилляцией направляющей втулки 7. С момента начала обработки пластическим де- 55 формированием части 3 придается возможность осцилляции в поперечном или одновременно в поперечном и продольном направлениях. В случае, если осевые составляющие сил пластического деформирования вызывают дополнительные продольные колебания детали 6, то они компенсируются действием части 5 и упругого элемента 9 с переменной жесткостью. После оконча ния обработки обрабатывающая головка отводится в исходное положение.

Параметры осцилляции режущей части выбираются из условия получения меньшей шероховатости после резцов и зависят от частоты вращения детали. При ,ω = 1000 об/мин частота осцилляции равна 33 Гц. амплитуда ар = 0,1 - 0,3 мкм в зависимости от априорной величины шероховатости после резания. Параметры выбираются таким образом, чтобы срезался гребень металла из-под одного резца вторым, обеспечивая меньшую величину шероховатости.

Параметры осцилляции деформирующей части выбираются аналсничными параметрам осцилляции режущей части, но со

сдвигом фазы в пределах

тг

2

;г.З

-₂.чтобы

исключить режим резонанса.

Амплитуда осцилляции детали выбирается из соотношения, обеспечивающего процесс прерывистой обработки, т.е.

А_х

0,5 5о 51 η Л · 1

где 5о - подача на оборот детали;

ί - отношение остатка колебания, не

уложившегося за оборот детали, к периоду колебания.

Целесообразно принять ί = 3/4 из условия плавности работы. Частота осцилляции детали равна 56 Гц, амплитуда А_х = 0,75 мм.

При данных параметрах достигается режим обработки, при котором резцы и ролики по несколько (минимум 2) раз пройдут по одному и тому же мест'·, что повышает качество обработанной поверхности.

Пример. Предлагаемый способ осуществляют на токарных станках.

Обрабатываемую деталь диаметром 41 мм устанавливают одним концом в упругий в продольном направлении передний вращающийся центр, а другим - в направляющей втулке. Переднему вращающемуся центру придают жесткость, которая при действии в статике силы зажима детали сохраняет равновесное состояние сил в созданном контуре взаимодействия, при действии поэтапно осевых составляющих сил резания и пластического деформирования способствует компенсации возникающих продольных колебаний детали. Таким образом, указанный контур является замк1669693

нутым относительно обрабатываемой детали в продольном (осевом)направлении.

Осцилляция может придаваться режущей, деформирующей частям и направляющей втулке, может отсутствовать у указанных частей и втулки или может придаваться в различных комбинациях данным частям и втулке в зависимости от конкретных условий и требований, предъявляемых к качеству обработки.

Обработку осуществляют со скоростью резания 95 м/мин при величине продольной подачи 1,4 мм/об с помощью режущей и деформирующей частей обрабатывающей головки. В начальный момент режущая часть охватывает деталь, а деформирующая часть ·- направляющую втулку. В момент включения вращения детали начинает осу ществляться ее продольная осцилляция со стороны направляющей втулки, при этом возможность осцилляции у обрабатывающей головки придается только режущей части. Отсутствие осцилляции у деформирующей части способствует плавному заходу на деталь режущей части обрабатывающей головки. С момента начала обработки резанием осевые составляющие силы резания вызывают продольные колебания обрабатываемой детали, которые компенсируются действием упругого переднего и вращающегося центра и направляющей втулки. По мере продвижения режущая часть формирует с требуемой точностью поверхность детали. С момента начала обработки пластическим деформированием деформирующая часть получает возможность осцилляции в поперечном или одновременно в поперечном и продольном направлениях. В случае, если осевые составляющие сил пластического деформирования вызывают дополнительные продольные колебания обрабатываемой детали, то они компенсируются действием переднего вращающегося центра с упругим элементом переменной жесткости. Таким образом, в технологической системе в процессе обработки формируется интегральная колебательная система движущихся тем, причем параметры осциллирующих движений выбираются из условия формирования дополнительного замкнутого относительно детали контура взаимодействия (связи), сумма импульсов сил которого стремится к нулю. После окончания обработки головка возвращается в исходное положение. Диаметр обрабатываемой детали равен 40 ± 0,01 мм, что соответствует ΙΤ6...ΙΤ7, а шероховатость обработанной поверхности ГС_а ^0,16 мкм.

Использование изобретения позволяет повысить качество обработки деталей.

Claims

Формула изобретения

1. Способ комбинированной обработки, при котором к вращающейся детали, установленной одним концом в переднем вращающемся центре шпинделя станка, а другим - в направляющей втулке, прикладывают осциллирующее режущее и деформирующее усилия посредством обрабатывающей головки, имеющей режущие и обкатные элементы, о тл и чающийся тем. что. с целью повышения качества обработки за счет обеспечения устойчивости технологической системы, со стороны направляющей втулки в продольном направлении осуществляют осцилляцию детали. при этом один конец детали, размещенный в переднем вращающемся центре, подпружини вают.
2. Способ по п. 1,отл ичающийся тем, что параметры осцилляции режущего и деформирующего усилий и параметры осцилляции детали выбирают различными.
3. Уст ройство для комбинированной обработки, содержащее корпус, смонтированный в нем с возможностью осцилляции в осевом и поперечном направлениях режущий и деформирующий инструмент, передний центр, монтируемый на шпинделе станка с возможностью вращения,задний центр с направляющей втулкой, упругий элемент, о гл и чающееся тем, что, с целью повышения качества обработки, устройство снабжено средством осцилляции направляющей втулки, выполненным в виде корпуса со ступенчатым отверстием, двух колец, на торце одного из которых выполнены канавки, а на торце другого, обращенном к первому, - сферические выступы, тел качения, размещенных между торцами колец, направляющая втулка смонтирована в отверстии корпуса с возможностью вращения и продольного возвратно-поступательного перемещения, при этом одно кольцо жестко закреплено на направляющей втулке, а другое - на стенке большой ступени отверстия корпуса, передний центр составлен из двух частей, одна из которых выполнена с шлицевым осевым отверстием, а другая - ступенчатой, меньшая ступень которой имеет шлицы и размещена в шлицевом осевом отверстии с возможностью возвратно-поступательного перемещения, а между большой ступенью и первой частью переднего центра размещен упругий элемент.
4. Устройство поп. 1, отличающееся тем, что канавки и сферические выступы расположены на соответствующих торцах колец по окружности со смещением.

1609693

фаг 1

Α-Α