SU889284A1

SU889284A1 - Apparatus for investigating cutting tool oscillations

Info

Publication number: SU889284A1
Application number: SU792837547A
Authority: SU
Inventors: Владимир Борисович Мездрогин; Сергей Михайлович Колосков
Original assignee: Ленинградский Ордена Красного Знамени Механический Институт
Priority date: 1979-11-11
Filing date: 1979-11-11
Publication date: 1981-12-15

Description

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИБРАЦИЙ РЕЖУЩЕГО Изобретение относитс к станкостроению . Известна установка дл исследовани вибрации режущего инструмента, содержаща резцедержатель и св занные с корпусом пружинные элементы 1 Недостатком известной установки вл етс относительно узкий диапазон исследований вибраций режущего инструмента . Цель изобретени - расширение диапазона исследований . Дл достижени поставленной цели установка снабжена установленными на резцедержателе трем коническими трубами, продольные оси которых рас положены взаимно перпендикул рно, при этом наибольшее основание каждой конической трубы прикреплено к резцедержателю , а наименьшее - св зан с пружинным элементом. На фиг. 1 изображена установка, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг, 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1 на фиг. 4 сечение Г-Г на фиг. 2. Предлагаема установка содержит корпус 1, резцедержатель 2, резец 3 три конические трубы 4, три пружинн элемента, выполненные в виде сменны . цилиндрических пружин 5-7. ИНСТРУМЕНТА На резцедержателе 2 установлены три конические трубы 4, продольные оси которых расположены взаимно перпендикул рно. Наибольшее основание каждой конической трубы 4 прикреплено к резцедержателю 2, а наименьшее - св зано с цилиндрической пружиной. Пазы L и F на резцедержателе 2 предназначены дл креплени резцов (проходных, расточных, отрезных, резьбовых и других), оправок, в которых устанавливаютс сверла, зенкера, метчики и другой режущий инструмент. Установка работает следующим образом . Центр С массы резцедержател 2 при резании может совершать в направлении осей координат X, Y и Z колебательные движени относительно положени статического равновеси : по дугам радиусов г , г и г, которые , соответственно, вл ютсн рассто ни ми между центром С массы резцедержател 2 и д: инамическими ос ми.вращений ВД, КЕ, ММ проход щими через пружины 5и6, 5и7, 6и 7. Таким образом, при колебани х резцедержател 2 происход т изгибные деформации пружинных элементов 5-7,(54) INSTALLATION FOR INVESTIGATION OF CUTTING VIBRATIONS The invention relates to a machine tool industry. A known installation for studying the vibration of a cutting tool, comprising a tool holder and spring elements associated with the body. A disadvantage of the known installation is the relatively narrow range of studies of the vibrations of the cutting tool. The purpose of the invention is to expand the range of research. To achieve this goal, the installation is equipped with three conical pipes mounted on the tool holder, the longitudinal axes of which are mutually perpendicular, with the largest base of each conical pipe attached to the tool holder and the smallest associated with the spring element. FIG. 1 shows the installation, general view; in fig. 2 is a view A of FIG. 1; in fig. 3 is a view B in FIG. 1 in FIG. 4 is a cross section of an F-H in FIG. 2. The proposed installation includes a housing 1, a tool holder 2, a cutter 3 three conical pipes 4, three spring elements made in the form of interchangeable. coil springs 5-7. TOOLS The tool holder 2 has three conical tubes 4, the longitudinal axes of which are mutually perpendicular. The largest base of each conical pipe 4 is attached to the tool holder 2, and the smallest is associated with a cylindrical spring. The grooves L and F on the tool holder 2 are designed for fastening the tools (feedthrough, boring, cutting, threaded, etc.), mandrels in which drills, countersinks, taps and other cutting tools are installed. The installation works as follows. When cutting, the center C of the toolholder 2 can oscillate in the direction of the x, y, and z axes relative to the position of static equilibrium: along arcs of radii r, r, and r, which, respectively, are the distances between the center of the toolholder 2 and e: the infarctional axis of rotation of the VD, KE, MM passing through the springs 5 and 6, 5 and 7, 6 and 7. Thus, when the tool holder 2 oscillates, bending deformations of the spring elements 5-7 occur,

которые выполн ют роль упругих шарниров . Пренебречь кривизной дуг радиусов г , г2 и г и считать амплитуды колебаний резцедержател 2 линейными можно в том случае, если величины этих амплитуд будут в 10, 100 и более раз меньше, чем величины указанных радиусов. Поэтому, чтобы расширить диапазон амплитуд, при которы возможно исследование вибрации режущего инструмента, конические трубы 4 выполнены максимальной длины (насколько это возможно из конструктивных соображений). Больша длина конических труб 4 необходима также дл стопорени вредных крутильных колебаний резцедержател 2 вокруг центра С , внос щих погрешности в результаты измерений линейных коле-. баний по ос м. X, Y и Z . Стопорение этих крутильных колебаний обеспечиваетс следующим образом. При повороте резцедержател 2 вокруг центра С на концах конических труб 4, .св занных с цилиндрическими пружинайи 5-7, возникают силы реакций св зей. Они создают крут щие моменты преп тствующие вращению резцедержател 2 вокруг центра С Величина возможного поворота резцедержател 2 относительно центра С будет тем меньше , чем больше длина конических труб 4 и жесткости на изгиб цилиндрических пружин 5-7.which play the role of elastic hinges. It is possible to neglect the curvature of arcs of radii r, r2 and r and consider the amplitudes of oscillations of the toolholder 2 to be linear if the magnitudes of these amplitudes are 10, 100 or more times smaller than the values of the specified radii. Therefore, in order to expand the range of amplitudes at which the vibration of the cutting tool can be studied, the conical tubes 4 are made of maximum length (as far as possible from structural considerations). The longer length of the conical tubes 4 is also necessary for stopping the harmful torsional vibrations of the toolholder 2 around the center C, which introduces errors in the measurements of the linear rings. bans on the axes. X, Y and Z. Locking these torsional vibrations is provided as follows. When the tool holder 2 is rotated around the center C at the ends of the conical pipes 4, connected with cylindrical springs 5-7, the forces of the coupling reactions arise. They create torsional moments that prevent the toolholder from rotating around the center C. The possible rotation of the toolholder 2 relative to the center C will be the smaller, the longer the conical tubes 4 and the bending stiffness of the coil springs 5-7.

Св зь резцедержател 2 с пружинными элементами 5-7 выполнена через конические трубы 4. Така конструкци св зей позвол ет сделать их достаточно прочными при их минимальной массе.The connection of the toolholder 2 with the spring elements 5-7 is made through conical tubes 4. Such a construction of the connections allows them to be made sufficiently strong with their minimum mass.

Центры масс конических труб 4 расположены относительно близко к центру С массы резцедержател 2, так как к нему трубы 4 прикреплены своими наибольшими основани ми. Поэтому, при составлении дифференциальных уравнений движени колеблющейс массы установки, величину колеблющейс массы можно рассматривать , как сумму величин масс резцедержател 2 и конических труб 4.The centers of mass of the conical tubes 4 are located relatively close to the center C of the mass of the toolholder 2, since the tubes 4 are attached to it with their largest bases. Therefore, when drafting differential equations of motion for an oscillating mass of an installation, the magnitude of the oscillating mass can be considered as the sum of the mass values of the toolholder 2 and conical tubes 4.

Если же величина суммы масс конических труб 4 будет в 10 и более раз меньше величины массы резцедержател 2, то. массой конических труб 4 можно пренебречь.If the sum of the masses of the conical tubes 4 is 10 or more times smaller than the mass of the toolholder 2, then. mass of conical pipes 4 can be neglected.

Вместо конических труб 4 к резцедержателю 2 могут быть прикреплены также трубыг продольные оси которыхInstead of conical pipes 4, pipes 2 can also be attached to the holder 2

пр молинейны, а наружные диаметры и площади сечений, начина от резцедержател 2, уменьшаютс .are straight, and the outer diameters and cross-sectional areas, starting from the toolholder 2, are reduced.

Вместо цилиндрических пружин 5 7 могут быть установлены также пластинчатые, круглые консольные балки, втулочные разрезные, сборные тарельчатые и другие пружины. Параллельно пружинам, внутри цилиндрических пружин допускаетс установка демпферов (резиновых, фрикционных, гидравлических и других).Instead of cylindrical springs 5 7 can also be installed lamellar, round cantilever beams, sleeve split, modular disc and other springs. Parallel to the springs, installation of dampers (rubber, friction, hydraulic and others) is allowed inside the coil springs.

Измерение параметров вибраций резцедержател 2 выполн ютс стандартными приборами, широко примен емыми в экспериментальной технике.The measurement of vibration parameters of the toolholder 2 is performed by standard instruments widely used in experimental techniques.

На предлагаемой установке можно дровести работы с более глубокими и широкими научными исследовани ми процессов возникновени и развити автоколебаний при механической обработке со сн тием стружки, так как предлагаема конструкци по сравнению с известными имеет резцедержатель с большим числом степеней свободы , широкий диапазон регулировани колеблющейс массы, жесткости и демпфировани , при высокой точности линейности перемещений по координатам .At the proposed installation, it is possible to carry out work with deeper and more extensive scientific research of the processes of the origin and development of self-oscillations during machining with chip removal, since the proposed design, compared to the known ones, has a tool holder with a large number of degrees of freedom, a wide range of control of the oscillating mass, rigidity and damping, with high accuracy of linearity of displacements over coordinates.

Исследовани на предлагаемой установке позвол ют найти новые рекомендации по совершенствованию конструкций режущих инструментов и станков, отличающихс повышенной производительностью и точностью.Research on the proposed facility allows us to find new recommendations for improving the designs of cutting tools and machines, which are characterized by increased productivity and accuracy.

Claims

1. Thick But Auto-oscillations in machine tools. K., 1956, p. 168, FIG. 97.

s "

f ,,. i "