SU1710214A1

SU1710214A1 - Method for machining of deep holes

Info

Publication number: SU1710214A1
Application number: SU894701571A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Александрович Шаманин; Павел Дмитриевич Яковлев; Николай Николаевич Соколов; Алексей Николаевич Бабанов; Борис Анатольевич Немцев
Original assignee: Ленинградский механический институт им.Маршала Советского Союза Устинова Д.Ф.
Priority date: 1989-06-06
Filing date: 1989-06-06
Publication date: 1992-02-07

Abstract

Изобретение относитс к обработке металлов резанием и может быть использовано при сверлении глубоких отверстий. Цель изобретени - повышение точности обработки за счет уменьшени увода и непр мо- линейности оси отверсти . Поскольку изменение формы колебаний борштангИ, а следовательно, и корректировка положени оси инструмента могут быть осуществлены за счет изменени частоты колебаний, то дл повышени точности обработки частоту вращени детали 1 в процессе обработки выбирают из диапазона частот колебаний борштанги 5, ограниченного точками первой собственной частоты и частоты, при которой касательна к оси инструмента 8 в Месте его базировани в отверстии параллельна оси вращени детали Т. 6 ил. ^13^о>&^ •ИОго!^>&The invention relates to metal cutting and can be used when drilling deep holes. The purpose of the invention is to improve the processing accuracy by reducing the slip and non-linearity of the axis of the hole. Since the change in the oscillation shape of the boring bar, and hence the adjustment of the position of the tool axis, can be made by changing the oscillation frequency, to increase the machining accuracy, the frequency of rotation of the part 1 during machining is chosen from the oscillation frequency range of the boring bar 5, limited by the first natural frequency points in which it is tangent to the axis of the tool 8 in the place of its base in the hole parallel to the axis of rotation of the part T. 6 Il. ^ 13 ^ o > & ^ • ioo! ^ &Gt; &

Description

Изобретение относитс к обработке металлов резанием и может быть использовано при сверлении глубоких отверстий. Цель изобретени - повышение точности обработки путем уменьшени увода и непр молинейности оси отверсти ,The invention relates to metal cutting and can be used when drilling deep holes. The purpose of the invention is to improve the machining accuracy by reducing the slip and non-linearity of the axis of the hole,

Н Ьиг, 1 изображена зависимость модул вектора увода IYI от длины обработки i; на фиг. 2 - зависимость угла поворота а вектора увода от длины обработки I; на фиг. 3 - форма вынужденных.поперечных колебаний борштанги, когда частота колебаний такова, что касательна к оси инструмента в месте его базировани в отверстии направлена в сторону увеличени увода; на фиг. 4 - то же, когда частота колебаний такова , что касательна к оси инструмента в месте его базировани в отверстии параллельна оси вращени заготовки: на фиг. 5 то же. когда частота колебаний равна первой собственной частоте колебаний борштанги; на фиг. б - схема реализации способа обработки глубоких отверстий.Hb, 1 shows the dependence of the modulus of the vector of the IYI offset on the processing length i; in fig. 2 - dependence of the angle of rotation of the vector of the slip on the length of processing I; in fig. 3 - the shape of the forced transverse oscillations of the boring bar, when the oscillation frequency is such that it is tangent to the tool axis at its base in the hole is directed towards an increase in the withdrawal; in fig. 4 is the same when the oscillation frequency is such that it is tangent to the axis of the tool at its location in the hole parallel to the axis of rotation of the workpiece: FIG. 5 the same. when the oscillation frequency is equal to the first natural frequency of the boring bar; in fig. b - scheme of implementation of the method of processing deep holes.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Деталь 1 устанавливают в патроне 2 шпиндельной бабки 3 и маслоприемнике 4. Борштангу 5 устанавливают в патроне 6 подающей каретки 7 станка. На борштанге 5 устанавливают инструмент 8 и могут устанавливать дополнительную опору 9, которую располагают на рассто нии L от инструмента 8. Если опору не устанавливают , то L - рассто ние от места закреплени борштанги в маслоприемнике до инструмента . На станине 10 станка устанавливают стойку 11 с датчиком 12 контрол разностенности детали 1. Стойка 11 может перемещатьс по станине 10 синхронно с подающей кареткой 7. Дл изменени частоты вращени заготовки 1 на станке установлен вариатор 13. который св зан с расчетно-управл ющим блоком 14.Item 1 is installed in the cartridge 2 of the spindle head 3 and the oil receiver 4. Boring bar 5 is installed in the cartridge 6 of the feed carriage 7 of the machine. A tool 8 is installed on the boring bar 5 and may be provided with an additional support 9, which is located at a distance L from the tool 8. If the support is not installed, then L is the distance from the place of fixing the boring bar in the oil receiver to the tool. On the machine bed 10, a stand 11 with a sensor 12 for monitoring the varicosity of the part 1 is installed. The stand 11 can be moved along the bed 10 synchronously with the feed carriage 7. To change the rotational speed of the workpiece 1, the machine has a variator 13. which is connected to the calculating and controlling unit 14 .

Дл обеспечени процесса обработки глубокого отверсти в зону резани подают смазоЧно-охлаждающую жидкость, включают вращение детали 1 и продольную подачу инструмента.In order to ensure the processing of the deep hole, a coolant is supplied to the cutting zone, rotation of the workpiece 1 and longitudinal feeding of the tool are included.

В процессе обработки глубокого отверсти в борштанге 5 возникают поперечные колебани , частота которых равна частоте вращени заготовки. Указанные колебани имеют место практически всегда (например. вследствие образовани начального увода из-за погрешностей первоначального направлени инструмента) и вл ютс одной из основных причин дальнейшего увеличе ни увода по длине обработки. В р де случаев , в частности при обработке глубокихDuring the machining of the deep hole in the boring bar 5, transverse oscillations occur, the frequency of which is equal to the frequency of rotation of the workpiece. These fluctuations take place almost always (for example, due to the formation of an initial lead due to errors in the initial direction of the tool) and are one of the main reasons for further increasing the lead along the length of the treatment. In a number of cases, in particular when processing deep

отверстий малых диаметров, величины увода и непр молинейности оси могут достигать нескольких миллиметров, а крива увода представл ет сложную гтространственную кривую (фиг. 1 и 2). где 1пр - длина обработки, при которой величина модул вектора увода максимальна: 1пр - длина обработки , при которой упруга система инструмент - борштаига тер ет динамическуюholes of small diameters, the slip and non-linearity of the axis can reach several millimeters, and the slip curve represents a complex spatial curve (Figs. 1 and 2). where 1pr is the length of treatment at which the magnitude of the modulus of the slip vector is maximum: 1pr is the length of treatment at which the elastic tool-borshtaig system loses dynamic

0 устойчивость, lYol -модуль вектора начального увода, что не позвол ет использовать детали по пр мому назначению. При этом участку возрастани увода до длины обработки соответствует форма колебаний, по5 казанн на фиг. 3, где г} - проекци вектора увода Y на ось ;; вращающейс системы координат , св занной с деталью; L - рассто ние от дополнительной опоры борштанги (или от места закреплени борштанги в мас0 лоприемнике) до инструмента; V - вектор скорости движени Подачи инструмента относительно детали. При длине обработки, равной Fnp. форма колебаний имеет вид, показанный на фиг. 4, а участку убывани уво5 да (т. е.. Тпр 1 1пр) соответствует форма колебаний, показанна на фиг. 5. Изменение формы колебаний борштанги. а следовательно , и корректировка положени оси инструмента, могут быть осуществлены за0 stability, lYol is the module of the initial lead vector, which prevents the use of parts for the intended purpose. In this case, the mode of oscillation to the length of treatment corresponds to the mode of oscillations, shown in FIG. 3, where r} is the projection of the vector of lead Y on the axis ;; a rotating coordinate system associated with the part; L is the distance from the additional support of the boring bar (or from the place where the boring bar is fastened in the oil receiver) to the tool; V is the velocity vector of the Tool Feed relative to the part. With a treatment length of Fnp. The waveform has the form shown in FIG. 4, and to the descending area of the wake (i.e. Tpr 1 1pr) corresponds to the mode of oscillations shown in FIG. 5. Changing the shape of the boring bar. Consequently, the adjustment of the position of the tool axis can be carried out in

0 счет изменени частоты колебаний. Дл повышени томности обработки путем уменьшени увода и непр молинейности оси отверсти частоту вращени детали в процессе обработки выбирают из диапазона частот колебаний борштанги. ограниченного точками первой собственной частоты борштанги и частоты, при которой касательна к оси инструмента в месте его базировани в отверстии параллельна оси вращени дета0 ли.0 by changing the oscillation frequency. In order to increase the processing tomnosity by decreasing the offset and non linearity of the hole axis, the rotational speed of the part during processing is chosen from the range of vibration frequencies of the boring bar. limited by the points of the first natural frequency of the boring bar and the frequency at which it is tangent to the tool axis at its location in the hole parallel to the axis of rotation of the parts.

Указанный вУбор осуществл ют следующим образом,The tutorial is implemented as follows.

В процессе обработки с помощью датчика 12 измер ют разностенность детали вDuring processing, the sensor 12 measures the difference in the thickness of the part in

5 различных сечени х по ее длине. По результатам измерений определ ют модуль вектора увода, угол, характеризующий направление вектора увода в контролируемом сечении детали, а также первые произQ водные вектора увода и угла а по длине обработки. Указанные действи осуществл ют с помощью расчетно-управл ющего блока 14. В зависимости от полученных результатов расчета частоту вращени детали5 different sections along its length. According to the measurement results, the modulus of the discharge vector, the angle characterizing the direction of the discharge vector in the controlled section of the part, as well as the first production vectors of the discharge and angle a along the length of processing are determined. These actions are carried out using the calculation and control unit 14. Depending on the obtained calculation results, the frequency of rotation of the part

5 выбирают из диапазона частот, ограниченного точками первой собственной частоты колебаний борштанги и частоты, при которой касательна коси инструмента в месте его базировани в отверстии параллельна оси вращени детали. Указанные частоты могут быть определены в зависимости от конкретных условий обработки и откорректированы на основе анализа результатов измерений величины и направлени вектора увода в контролируемом сечении детали. Например, частота, при которой касательна к оси инструмента в месте его базировани в отверстии параллельна оси вращени детали (дл борштанги, имеющей опору в маслоприемнике в виде заделки, с инструментом, базирующимс в отверстии в вийе шарнирно подвижной опоры), может быть определена из зависимости где «у- частота вращени детали, L - рассто ние от инструмента до до полнительной опоры (или опоры борштанги в маслоприемнике), м; Е - модуль упругости материала борштанги , Н/м ; I - момент инерции поперечного сечени борштанги, м; F - площадь поперечного сечени борштанги . м :5 is selected from the frequency range bounded by the points of the first natural frequency of oscillation of the boring bar and the frequency at which the tangential cut of the tool at its base in the hole is parallel to the axis of rotation of the part. These frequencies can be determined depending on the specific processing conditions and corrected based on the analysis of measurement results of the magnitude and direction of the discharge vector in a controlled section of the part. For example, the frequency at which the tangent to the tool axis at its base in the hole is parallel to the axis of rotation of the part (for a boring bar supported in the oil receiver as a seal, with a tool based in the hole in the articulated movable support) where y is the frequency of the part's rotation, L is the distance from the tool to the additional support (or boring bar support in the oil receiver), m; E is the modulus of elasticity of the boring material, N / m; I — moment of inertia of the boring bar cross section, m; F is the cross-sectional area of boring bar. m:

Фаг.О. fi - плотность материала борштанги. кг/м-. Использование предлагаемого способа обработки глубоких отверстий позволит получать отверсти с высокими параметрами точности по уводу и непр молинейности оси практически независимо от длины обработки . Ф о рмул а и зобрете и и Способ обработки глубоких отверстий, при котором детали сообщают вращение, а борштанге, несущей инструмент, движение подачи, при этом борштанга получает роперечные колебани , частота которых равна частоте вращени детали, причем частоту вращени детали измен ют дл кбрректировки положени оси инструмента, отличающийс тем, что. с целью повыщени точности .обработки путем уменьшени увода и не|1р молйнейности оси отверсти , частоту в|эащени детали выбирают из диапазона частот колебаний борштанги, ограниченного точками первой собственной частоты и частоты, при которой касательна к оси инструмента в месте его базировани в отверстии параллельна оси вращени детали .Phage.O. fi is the density of the boring material. kg / m- The use of the proposed method of processing deep holes will make it possible to obtain holes with high accuracy parameters for retracting and non linearity of the axis almost independently of the length of the treatment. A method for processing deep holes, in which parts report rotation, and boring bar carrying the tool, feed movement, while boring bar receives transverse oscillations whose frequency is equal to the frequency of rotation of the part, and the frequency of rotation of the part is changed to redirect the position of the tool axis, characterized in that. in order to increase the accuracy of processing by reducing the lead axis and not мол 1p molarity of the hole axis, the frequency in the part is selected from the frequency range of the boring bar bounded by the points of the first natural frequency and the frequency at which the tangent to the tool axis at its base in the hole is parallel axis of rotation details.

- u- u

Фаг.3Phage.3

Фиг. ЦFIG. C

Lv Lv

Фаг. 5Phage. five

Claims

Claim

A method of processing deep holes, in which the parts indicate rotation, and the boring bar carrying the tool feed movement, while the boring bar receives transverse vibrations whose frequency is equal to the rotational speed of the part, and the rotational speed of the part is changed to cure the position of the tool axis, characterized in that. in order to increase the accuracy of the machining by reducing the offset and indirectness of the axis of the hole,! ' the rotational speed of the part is selected from the range of vibration frequencies of the boring bar, Limited by the points of the first natural frequency and the frequency at which the tangent to the axis of the tool at its location in the hole is parallel to the axis of rotation of the part.

I

Compiled by N. Zaitsev Editor I. Gornaya Tehred M. Morgenthal Corrector E. Lonchakova -

Order 294 Circulation Subscription

VNIIIPI of the State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee for Science and Technology

113035. Moscow, Zh-35. Raushskaya nab .. 4/5

Production and Publishing Combine Patent, Uzhgorod, 101 Gagarin St.