Claims (2)
Изобретение относитс к механичес кой обработке материалов резанием вращающимис резцами (-ротационное .резание) и может быть использовано) в металлообрабатывающей промышленнос ти. Наиболее эффективно применение ротационного резца при обработке маложестких деталей из разнородных материалов , например магнитопроводов электрических машин., . Известны ротационные резцы (круг лые вращающ иес резцы) , содержащие подшипниковый узел, на опорах качени или скольжени которых вращаетс сво бодно ( или принудительно ) от специального привода шпиндель с закреп ленной на нем режущей чашкой 1 и Недостатком резцов вл етс пониженна виброустойчивость, особенно при обработке маложестких детале вследствие высоких усилий, возникающих при резании. Дл снижени действук цих при резании усилий и повышени производительности обработки на режущий инструмент накладывают колебани ульт развуковой частоты 2. ТРУДНОСТИ подведени ультразвуко вых колебаний ,к режущей .чашке ротационного резца обусловлены тем, что ежуща чашка расположена в корпусе резца на вращающемс шпинделе. Кроме тфго,резец установлен консольно на кронштейне, что не позвол ет обеспечить высокую жесткость системы СПИД и ниёкую шероховатость обрабатываемой поверхности. Цель изобретени - снижение усили резани и улучшение качества обрабатываемой поверхности. С этой целью державка резца размещена коаксиально внутри шпиндел , имеет расположенные в узлах ультразвуковых колебаний опорные буртики, а рассто ние.между режущим элементом и ближайшей опорой вз то равным четверти длины волны ультразвуковых колебаний На чертеже изображен ротационный резец, общий вид. В корпусе 1 резца на подшипниках 2 и 3 установлен шпиндель 4, внутри которого расположена коаксиально державка 5. На державке 5 закреплен (механически или путем пайки) чашечный режущий элемент 6. Державка расположена внутри шпиндел 4 с зазором и ее длина с учетом чашечного режущего элемента равна или кратна ультразвуковой волны.На державке 5 выпол нены два опорных буртика 7 и 8, разме щенные в узлах ультразвуковых колеба ний. При помощи буртиков державка кон тактирует с внутренней поверхностью шпиндел 4.Со стороны,противоположно чашечному режущему элементу,державка 5 соединена резьбовым соединением с концентратором 9 преобразовател 10 ультразвуковых колебаний.На шпинделе 4 закреплен приводной шкив 11.На сту пице шкива 11 расположены кольца 12, служащие дл передачи электрического тока к ультразвуковому преобразовате лю 10.. Диаметр чашечного режущего элемента рассчитываетс по формуле i.-.c, где X - коэффициент, св занный с поперечной деформацией и равный дл стали 2,15; С - скорость звука; f - частота. При частоте f 8кГЦ диаметр чашеч ного режущего элемента равен 436 мм, при f 80 кГц, диаметр - 43 мм. Ротационный резец работает следую щим образом. Корпус резца 1 с чашечным режущим элементом 6 устанавливают на суппорт станка, причем ось резца относительн оси заготовки размещаетс под двум i углами в вертикальной и горизонтальной плоскост х. От взаимодействи с обрабатываемым изделием чашечный режущий элемент 6 с державкой 5, шпинделем 4, концентратором 9 и ультра- . звуковым преобразователем 10 в проце се резани вращаютс вокруг продольной оси. В случае, если крут щий момент на чашечном режущем элементе не достаточен дл приведени во вращение шпиндел 4 с преобразователем, используетс специальный привод ( на чертеже не показан ), крут щий момент от которого передаетс через приводной шкив 11. На наружнойповерхности шпиндел 4 размещены подшипники ротационного резца, причем схема и конструктивные размеры из установки выбраны исход из параметров оптимальных с точки- зрени обеспечени максимальной жесткости резца при заданных габаритах. Державка 5 - волновод, передающий колебани от преобразовател 10 к режущему элементу 6. Так как контактирование державки 5 со шпинделем 4 осуществл етс только по двум по скам 7 и 8, расположенным в узлах колебаний , потери, энергии минимальны. Рассто ние между режущим элементом и ближайщей опорой равно четверти длины волны, что обеспечивает максимальную ампли.туду колебаний на чашечном режущем элементе. Применение ротационного резца позчол ет стабильно обеспечить процесс ротационного резани нежестких деталей вследствие снижени на 15-30% сил резани и увеличить производительность процесса в 1,2-1,5 раза. При. обработке роторов электродвигателей на 20-25 % уменьшаетс высота грата между пластинами ротора и обеспечиваетс максимальна степень упрочнени его поверхности, что способствует снижению добавочных потерь мощности электродвигател и повышению его КПД. Кроме того, уменьшаетс высота микронеровностей обработанной поверхности с 8 - 10 мкмдоЗ-4мкм. Формула изобретени Ротационный резец, содержащий шпиндель, установленный в корпусе на подшипниках/ державку с жестко закрепленным чашечным режущим элементом , ультразвуковой преобразователь, отличающийс тем, что, с целью снижени усилий резани и улучшени качества обрабатываемой поверхности , державка разманена коаксиально внутри шпиндел , имеет расположенные в узлах ультразвуковых колебаний опорные буртики, а рассто ние между режущим элементом и ближайщей опорой вз то равным четверти длины волны ультразвуковых колебаний. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. АвторскЪе свидетельство СССР , № 456647, кл. В 27 В 27/12, 1974. The invention relates to the machining of materials by cutting with rotating cutters (-rotation cutting) and can be used) in the metalworking industry. The use of a rotary cutter is most effective when machining low-rigid parts made of dissimilar materials, for example, magnetic circuits of electrical machines.,. Rotary cutters (circular rotating cutters) are known that contain a bearing assembly, on rolling bearings or skids of which rotate freely (or forcibly) from a special drive spindle with cutting cup 1 attached to it and the lack of cutters is lowered vibration resistance, especially processing of hard parts due to high cutting forces. In order to reduce the forces involved in cutting and increase the productivity of the processing, vibrations of the ultrasonic frequency 2 are imposed on the cutting tool. In addition to tfgo, the cutter is mounted console on the bracket, which does not allow for the high rigidity of the AIDS system and the low roughness of the treated surface. The purpose of the invention is to reduce cutting forces and improve the quality of the surface to be treated. To this end, the tool holder is placed coaxially inside the spindle, has support shoulders located at the nodes of ultrasonic vibrations, and the distance between the cutting element and the nearest support is equal to a quarter of the wavelength of the ultrasonic vibrations. The drawing shows a rotary cutter, a general view. In the housing 1 cutter bearings 2 and 3 has a spindle 4, inside which is located coaxially the holder 5. On the holder 5 is fixed (mechanically or by soldering) a cup cutting element 6. The holder is located inside the spindle 4 with a gap and its length, taking into account the cup cutting element equal to or a multiple of the ultrasonic wave. On the holder 5 there are two support beads 7 and 8 located in the nodes of the ultrasonic vibrations. Using the shoulder holder, it contacts the inner surface of the spindle 4. On the opposite side of the cup cutting element, the holder 5 is threadedly connected to the hub 9 of the ultrasonic oscillation converter 10. On the spindle 4, the drive pulley 11 is fastened. used to transfer electrical current to the ultrasound transducer 10. The diameter of the cup cutting element is calculated using the formula i .-. c, where X is the coefficient related to the transverse strain and equal to st Is 2.15; C is the speed of sound; f is the frequency. At a frequency of f 8 kHz, the diameter of the cup cutting element is 436 mm, at f 80 kHz, the diameter is 43 mm. The rotary cutter works as follows. The cutter body 1 with the cup cutting element 6 is mounted on the support of the machine, with the cutter axis relative to the axis of the workpiece being placed at two i angles in the vertical and horizontal planes. From interaction with the workpiece, the cup cutting element 6 with the holder 5, the spindle 4, the hub 9 and the ultra-. the sound converter 10 in the process of cutting rotates around a longitudinal axis. In case the torque on the cup cutting element is not sufficient to drive the spindle 4 with the transducer into rotation, a special drive is used (not shown), the torque from which is transmitted through the drive pulley 11. Rotary bearings are placed on the outer surface of the spindle 4 cutter, and the scheme and design dimensions of the installation are chosen based on the parameters optimal from the point of view of ensuring maximum rigidity of the cutter with given dimensions. The holder 5 is a waveguide transmitting oscillations from the transducer 10 to the cutting element 6. Since the contacting of the holder 5 with the spindle 4 takes place only along two racks 7 and 8 located in the oscillation nodes, the losses are minimal. The distance between the cutting element and the nearest support is equal to a quarter of the wavelength, which provides the maximum amplitude of oscillations on the cup cutting element. The use of a rotary cutter allows stably ensure the process of rotary cutting of non-rigid parts due to the reduction of cutting forces by 15-30% and increasing the productivity of the process by 1.2-1.5 times. At. The treatment of rotors of electric motors reduces by 20–25% the height of the bur between the plates of the rotor and ensures the maximum degree of hardening of its surface, which helps to reduce the additional power losses of the electric motor and increase its efficiency. In addition, the height of asperities of the treated surface is reduced from 8 to 10 microns to 3 -4 microns. An inventive rotary cutter comprising a spindle mounted in a housing on bearings / holder with a rigidly fixed cup cutting element, an ultrasonic transducer, characterized in that, in order to reduce cutting forces and improve the quality of the surface, the holder is spread coaxially inside the spindle, the nodes of the ultrasonic vibrations, the support shoulders, and the distance between the cutting element and the nearest support is taken equal to a quarter of the wavelength of the ultrasonic vibrations. Sources of information taken into account during the examination 1. Authors of USSR certificate, № 456647, cl. B 27 B 27/12, 1974.
2. Марков. А. И. Ультразвуковое резание труднообрабатываемых материалов . М., Машгиз, 1968, с.24-25.2. Markov. A.I. Ultrasonic cutting of hard-to-cut materials. M., Mashgiz, 1968, pp.24-25.
////