SU1685687A1 - Способ ультразвукового точени и устройство дл его реализации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано при ультразвуковом точении. Цель изобретени  - повышение качества и производительности. При точении ультразвуковые колебани  передаютс  в зону обработки в направлении равнодействующей силы резани  путем наклона волновода с установленным на его конце резцом в плоскости по направлению подачи и в плоскости, перпендикул рной оси заготовки (оси центров станка) В устройстве дл  реализации способа на волноводе 16 перпендикул рно торцу выполнено коническое отверстие 17 с дуговой прорезью . В отверстии 17 установлен конический стержень, в котором размещена цилиндрическа  державка 23 с резцом 24 2 с.п ф-лы, 6 ил. (Л

Description

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано при ультразвуковом точении.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества обработки и увеличение производительности .

На фиг. 1 показана схема продольного точени ; на фиг.2 - общий вид устройства дл  реализации способа; на фиг.З - вид по стрелке А на фиг.2: на фиг.4 - схема креплени  резца на волноводе; на фиг,5 - разрез Б-Б на фиг.4; на фиг.6 - вид по стрелке В на фиг.4.

Существо способа состоит в том, чпь ультразвуковые колебани  передаютс  в зону резани  в направлении равнодействующей сил резани . Это осуществл етс 

установкой волнооода с резцом в плоскости, перпендикул рной или параллельной оси заготовки (оси центров станка) и в плоскости по направлению подачи.

При вращении заготовки 1 со скоростью V и подачей S инструмента, при срезании сло  определенной толщины (глубиной резани  t) обрабатываемый материал оказывает сопротивление с силой Р, которую можно разложить на составл ющие Рх. Ру. PZ. Кажда  из составл ющих вли ет не только на процесс резани , но и на заготовку, инструмент и станок, обуславлива  качество обработки (точность геометрии, шероховатость поверхности) и производительность При введении ультразвуковых колебаний в зону резани  в направлении Pz значительно снио

00

ел о

00

XJ

жаедс  ее величина и в определенной степени уменьшаетс  Ру, Однако наибольший эффект повышени  качества и производительности обработки может быть достигнут при максимальном снижении всех трех составл ющих , что возможно при введении ультразвуковых колебаний в зону резани  по направлению равнодействующей силы Р. Это обеспечиваетс , когда волновод с закрепленным на его конце резцом, установлен в двух плоскост х под углами СИ и

Q2;

РР

Qi arctg -5 : Q arctg .

rzrz

Значени  составл ющих определ ютс  с учетом свойств обрабатываемого материала (сталей с различными свойствами, чугу- нов, цветных сплавов), с выбором оптимальной, с точки зрени  стойкости, геометрии и материала резца и значени ми режимов резани , обеспечивающими при наложении ультразвуковых колебаний обработку материалов с высоким качеством и большей производительностью, например, со скорост ми резани  в пределах 30-70 м/мин, глубиной резани  в диапазоне до 2 мм и подачей до 0,2 мм/об.

Значение угла Qi целесообразно брать в пределах 30-46°, Q2 - в пределах 20-35°.

При продольном точении и обработке торцевых поверхностей волновод будет наклонен под углом Qi в плоскости, перпендикул рной оси центров станками под углом Ог в направлении продольной подачи (оси центров станка). Во втором случае значение Q2 будет небольшим.

При разрезке заготовки или изготовлении кольцевых канавок, когда отсутствует составл юща  Рх, наклон волновода производитс  только под углом Qi в направлении радиальной подачи.

Существенное вли ние на процесс обработки оказывают параметры ультразвуковых колебаний.

Диапазон частот целесообразно брать в пределах 18-45 кГц, амплитуды от 2 до 25 мкм.

Скорость резани  при частоте 18-25 кГц не должна превышать 40-45 м/мин, а при частоте 40-45 кГц должна быть не более 70 м/мин.

Увеличение подачи свыше 0,2 мм/об и глубины резани  более 2 мм ведет к снижению качества обработки.

Устройство предназначено дл  обработки деталей точением с высокими показа- тел ми качества поверхностей и производительности.

Это осуществл етс  путем оснащени  акустической головки двум  кольцевыми направл ющими , установленными на корпусе и волноводе подвижно с возможностью

фиксации разворота привода вокруг оси и планки с дуговой и пр молинейными прорез ми , соединенными между собой и с направл ющими с возможностью разворота устройства по дуге и пр молинейного его

0 перемещени  с фиксацией положени . На конце криволинейного волновода перпендикул рно его торцу выполнено коническое отверстие с дуговой прорезью в средней его части под углом 30°, а конический стержень

5 имеет цилиндрическое отверстие, размещенное напротив прорези на уровне диаметрального разреза стержн .

Оснащение ультразвуковой головки кольцевыми направл ющими, планками с

0 дуговой и пр молинейными пазами, соединенными между собой и устройством с возможностью его разворота по дуге и вокруг своей оси, а также конического отверсти  с дуговым вырезом в средней части, выпол5 пенного на конце волновода в плоскости. перпендикул рной его оси, и конического стержн  с цилиндрическим отверстием в средней части, обеспечивает наклон волновода в двух плоскост х, а резцу-ориентацию

0 вокруг оси и в одной из плоскостей наклона волновода.

Акустическа  система состоит из магни- тострикционного преобразовател  2, концентратора 3, размещенного в корпусе 4 и

5 скрепленного с ним посредством фланца 5. На корпусе и пр молинейной части волновода установлены кольцевые направл ющие 6 и 7, имеющие разрезы в верхней части, с первой из них посредством стойки

0 8 соединена с одного конца планка 9 с дугообразной частью 10 и дуговым вырезом 11. Планка 9 вместе с угловой планкой 12, выполненной с пр молинейными вырезами 13 и 14, посредством стойки 15 скреплена со

5 второй кольцевой направл ющей 7. Обе планки дополнительно соединены между собой в месте вырезов 13 и 14. На конце криволинейной части волновода 16 выполнено коническое отверстие 17 с дуговым

0 вырезом 18 в средней части. В этом отверстии установлен конический стержень 19. изготовленный с диаметральным разрезом 20, резьбовым стержнем 21, с гайкой 22 и цилиндрическим отверстием в средней час5 ти, в которое установлена цилиндрическа  державка 23 с резцом 24.

Наладка проводитс  следующим образом .

Привод с помощью угловой планки 12 закрепл етс  в резцедержателе токарного

станка, затем в цилиндрическое отверстие конического стержн  19 устанавливаетс  державка 23 с резцом 24. Путем поворота вокруг своей оси устройство разворачивает- с  в кольцевых направл ющих 6 и 7 до получени  заданного значени  угла Q2 и производитс  фиксаци  такого положени  посредством ст жки направл ющих в месте их разреза болтами. Далее расслабл етс  крепление планок со стойками 8 и 15 и производитс  перемещение головки относительно стойки 15 по дуговой прорези 11 планки 9 до получени  требуемого значени  угла QI с последующей фиксацией путем скреплени  планки 9 со стойками 8 и 15. Затем осуществл етс  ориентаци  резца в направлении обрабатываемой поверхности путем его разворота вокруг оси в цилиндрическом отверстии конического стержн  19 и перемещением по дуговой прорези 18 с последующим закреплением (зат жкой) посредством резьбового стержн  21 и гайки 22. После ориентации резца расслабл етс  крепление планок в пр молинейных проре- з х 13 и 14 и головка с помощью регулировочного винта 25 перемещаетс  в вертикальной плоскости до совмещени  вершины резца с осью центров станка, и это положение фиксируетс  зат жкой болтов в местах прорезей 13 и 14.

После наладки резцедержатель с устройством перемещаетс  в положение обработки .

Устройство реализует преимущества способа точени  с ультразвуком за счет передачи ультразвуковых колебаний в направлении равнодействующей сил резани  посредством ориентации волновода с закрепленным на его конце резцом относительно оси центров станка в двух взаимно перпендикул рных плоскост х. Это позвол ет повысить точность изготовл емых деталей в пределах одного квалитета и уменьшить шероховатость поверхности в 2- 3 раза, увеличить производительность в 1,5- 2 раза, использовать его на стандартных токарных станках.

Claims (2)

1.Способ ультразвукового точени , при котором возбуждают ультразвуковые колебани  в инструменте, соединенном с волноводом акустической головки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества и производительности обработки, колебани  в зону резани  ввод т в направлении равнодействующей сил резани .

2.Устройство дл  ультразвукового точени , содержащее резцедержатель, закрепленный на волноводе, установленном с возможностью перемещени  в одной плоскости , отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества и производительности точени , волновод выполнен изогнутым, а резцедержатель установлен с возможностью углового поворота и фиксации положени .

У

23456

Ю

8 7

Фиг. I

MA

Щ

Фиг.З

16

Б-5

го

Фиг.5

ВидВ

Фиг. 6