SU917948A1 - Ротационный ультразвуковой резец - Google Patents

Description

(54) РОТАЦИОННЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РЕЗЕЦ

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  резани  металлов при воздействии ультразвуковых колебаний и может быть использовано в различных област х машиностроени .

Известен ротационный резец, который со- 5 стоит из державки с подшипниковым узлом и чашечного ножа, закрепленного на валике , свободно вращаюшемс  в подшипниковом узле 1.

Дл  повышени  размерной стойкости снижени  силовой напр женности процесса резани  при использовании такого ротационного резца принимают минимально возможную глубину резани , что сказываетс  на производительности металлообработки.

Известен также ультразвуковой инстру- 15 мент в виде диска, укрепленного на кольцевом преобразователе, работаюший на радиальных колебани х 2.

Этот инструмент не реализует преимуществ ротационных резцов, заключающихс  jo в их высокой размерной стойкости, и не позвол ет существенно повысить производительность .

Цель изобретени  - повышение производительности и улучшение качества обработки при ротационном резании металлов за счет воздействи  ультразвуковых колебаний .

Дл  достижени  этой цели ротационный резец снабжен кольцевым пьезоэлементом, установленным в полости, выполненной внутри чашечного ножа.

На чертеже изображена рабоча  часть ротационного ультразвукового резца в разрезе .

Чашечный нож 1, зафиксированный винтами . 2 на валике 3, крепитс  в корпусе 4 державки резца посредством подшипникового узла (в разрезе не показан).

В чашечном ноже 1 выполнена полость, внутри которой установлен кольцевой пьезоэлемент 5. Режуща  часть ножа от периферии кольцевого пьезоэлемента до зоны обработки представл ет собой в профиле режущий клин, рассчитанный как концентратор пьезоэлектрического преобразовател .

Пьезоэлемент 5 поджимаетс  с помощью гайки 6 плоской металлизированной поверхностью 7 к посадочной поверхности чашечного ножа, а металлизированной поверхностью 8 - к торцу токопровод щего диска 9, в контакте с которым наход тс  токосъемНИКИ 10, соединенные с ультразвуковым генератором .

Дл  предохранени  электрических контактов от попадани  в них металлической стружки и смазывающе-охлаждающей жидкости токосъемники следует закрывать специальным кожухом (крышкой) с уплотнением (не показаны).

Кольцевой пьезоэлемент через чашечный нож имеет также посто нный электрический контакт с корпусом 4 державки резца с помощью болта 11, ввинченного в неподвижную оправку 12, к которому подсоединен ультразвуковой генератор. Дл  обеспечени  безопасности работы, этот вывод необходимо заземл ть.

Устройство работает так. Резец вместе с поворотной державкой 4 и оправкой 12 устанавливают в резцедержателе токарного станка, чтобы его ось составл ла некоторый угол с плоскостью подач (положение фиксируетс  с помошью болтов 13). Резцедержатель устанавливают под определенным углом к линии центров станка, чтобы создать на чашечном ноже необходимые дл  нормальной работы задние углы и углы в плане.

Врашение ротационного резца в процессе работы происходит под действием сил трени  чашечного ножа об обрабатываемую деталь 14. Усили  резани , действующие на нож, воспринимаютс  валиком 3 подшипникового узла и подшипниками, наход щимис  в корпусе державки резца.

Перед началом обработки детали на пьезоэлемент подают высокочастотное напр жение , частота которого зависит от геометрии пьезоэлемента. Форма пьезоэлемента (кольцо) позвол ет получить нескольких резонансных частот, как осевых, так и радиальных .

В данной конструкции резца предпочтительнее использовать радиальные ультразвуковые колебани  пьезоэлемента, так как при этом режуща  часть чашечного ножа от периферии пьезоэлемента до зоны обработки , выполненна  по профилю острого клина , будет одновременно выполн ть и функции концентратора, если высота клина выбрана равной (кратной) половине длины волны распространени  ультразвуковых колебаний в материале резца.

Дл  обеспечени  хорошего .акустического контакта чашечного ножа с пьезоэлементом и эффективного использовани  радиальных ультразвуковых колебаний в процессе обработки , пьeзoэлe  eнт вставлен впотай в посадочное гнездо чашечного ножа.

, При соответствующем выполнении державки и установке в ней инструмента данна  конструкци  может быть использована и два других операций (расточки, строгани 

и т.п.). Кроме того, предложенна  конструкци  резца благодар  наличию в ней пьезоэлемента может использоватьс  также в качестве датчика динамических характеристик процесса ротационного резани  (например , вибраций), имеющих место при наличии неравномерностей режимов обработки при использовании дополнительно соответствующей измерительной аппаратуры.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Ротационный ультразвуковой резец, содержаший чашечный нож, закрепленный в корпусе державки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности, резец снабжен кольцевым пьезоэлементом, установленным в полости, выполненной внутри чашечного ножа.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Коновалов Е. Г. и др. Прогрессивные схемы ратационного резани  металлов. Минск, «Наука и техника, 1972, с. 185-- 189.
2. 2. Розенберг Л. Д. и др. Ультразвуковое резание. М., изд. АН СССР, 1962, с. 148149 (прототип).