Устройство для автоматической поднастройки режущего инструмента

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИН м 51) В 23 В 25(06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (53) 631.91(088.8)(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДНАСТРОЙКИ РЕЖУЩЕГО ЯО 1024165 А ИНСТРУМЕНТА, содержащее резцовую головку и размещенную в ней двухопорную балку, предназначенную для взаимодействия с резцедержателем, установленным в резцовой головке с возможностью перемещения в направлении действия радиальной составляющей силы резания, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования жесткости инструмента, двухопорная балка выполнена в виде торсиона, один конец которого закреплен в подшипнике корпуса резцовой головки, а другой - размещен в подвижной относительно продольной оси торсиона и фиксирующей его угловое положение опоре, снабженной приводом перемещения, причем на торсионе между опорой и подшипником на постоянном расстоянии от послед него закреплен рычаг, предназначенный для взаимодействия с резцедержателем.Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системе автоматического регулирования упругими деформациями системы станок - приспособление - инструмент - деталь.Известно, что при токарной обработке нежестких валов на точность диаметрального размера влияют погрешности, связанные с упругими отжатиями заготовки и соответствующих элементов станка. Варьируя жесткостью инструмента в зависимости от изменения жесткости детали и станка, можно получить постоянство жесткости, системы СПИД, устранив, тем самым, погрешности формы обрабатываемых валов,Известно устройство для регулирования жесткости токарного резца, содержащее двухопорную балку с опирающимся на ее центральную часть резцедержателем, жесткость которой регулируется изменением пролета между опорами балки, выполненными в виде гаек винта, снабженного приводом вращения 11.Недостатком такого устройства является необходимость применения привода, обеспечивающего перемещение опор по специальному закону, так как при равномерном изменении пролета балки жесткость инструмента и обрабатываемой детали изменяется по разным законам, что не обеспечивает постоянства жесткости системы СПИД в процессе обработки,Известно также устройство для автоматической поднастройки режущего инструмента, снабженное двухопорной балкой, имеюшей отличную в двух взаимно перпендикулярных направлениях жесткость, на центральную часть которой, выполненную цилиндрической, опирается резцедержатель. Регулирование податливости инструмента производится поворотом балки относительно продольной оси 12.Недостатки такого устройства - сравнительно узкий диапазон изменения жесткости инструмента и невысокая точность обработки тех валов, жесткости которых соответствуют точки на вогнутом участке графика зависимости прогиба балки от угла поворота 1 ввиду несовпадения законов изменения жесткости).Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для автоматической поднастройки режущего инструмента, содержащем резцовую головку и размещенную в ней двухопорную балку, предназначенную для взаимодействия с резцедержателем, установленным в резцовой головке с возможностью перемещения в направлении действия радиальной составляющей силы резания, двухопорная балка выполнена в виде торсиона, один конец которого закреплен в в подшипнике корпуса резцовой головки, а второй - размещен в подвижной относительно продольной оси торсиона и фиксирующей его угловое положение опоре,снабженной приводом перемещения, причемна торсионе между опорой и подшипникомна постоянном расстоянии от последнегозакреплен рычаг, предназначенный для взаимодействия с резцедержателем.На фиг. 1, изображено предлагаемоеустройство; на фиг, 2 - сечение А - А нафиг. 1; на фиг. 3 - зависимости податливости инструмента Жиот длины торсионаи податливости заготовки и станка Ж ++%от положения резца по длине заготовки.Устройство состоит из корпуса 1, в котором установлен резцедержатель 2 с резцом 3 и двухопорный торсионный вал 4,одним концом опирающийся на пару радиально-упорных подшипников 5, а другим - на подвижную опору 6, фиксирующуюугловое положение торсиона. На торсионена постоянном расстоянии от подшипниковзакреплен рычаг 7, контактирующий с рез 20 цедержателем, установленным на роликовых опорах 8 качения. Для исключениявозможности проворота опора торсионаснабжена шпонкой 9, а в корпусе устройства предусмотрен соответствующий паз. Перемещение опоры производится посредствомвинтов 10,Устройство работает следующим образом.При перемещении резца вдоль заготовки в процессе ее обработки опора 6 перемещается из какого-то положения 1, определяемого податливостью обрабатываемоговала, в положение 11, обусловленное жесткостью элементов станка.Деформация торсиона в зависимости отего длины определяется по формуле 35м, екгде ч - угол закручивания торсиона;Мкр - закручивающий момент;0 -модуль упругости 2-го рода ма териала торсиона;- момент инерции при кручении;- длина торсиона.Податливость инструмента, определяемая величиной деформации торсиона, описывается выражением (фиг. 2).45 %= г 1 дчили в общем виде р г ГЮ- г Ю-+.т.- где Р - радиальная составляющая силырезания;Г - плечо кривошипа.При переходе инструмента через точкуминимальной жесткости (в общем случае,середина вала) направление движения опоры 6 реверсируется, и она перемещаетсяиз положения 11 в положение 1.Описанное устройство для автоматической поднастройки режущего инструментапозволяет, по сравнению с известным присходных габаритных размерах упругого1024165 сии= ББ05 =Г г ечко Корректор ГПодписноекомитета СССРи открытийская наб, д 4/6од, ул. Проектная,дактор И. Николайк аз 4286/8ВНИ ешет 11303Филиал элемента в 5 - 6 раз расширить диапазон регулирования жесткости инструмента, т. е. диапазон обрабатываемых валов, и обеспечивает одинаково высокую точность обработки всего диапазона валов. Это объясняется тем, что ввиду Малости угла 1, график зависимости податливости инструмента вырождается в наклонную прямую. (без явно выраженных вогнутых участков). Так, например, при использовании торсиоСостав ук ТехредТиражИПИ Государс по делам изобМосква, Ж - ППП Патент,на с размерами д = 12 мм, Ь = 9 мм;= = 100 мм (сталь 55 ГС, (Р) =250 кГс) при обработке с силой Р= 00 кГс расчетный диапазон податливости составил 0%щ (1624 мкм, в то время как для известного устройства только 8,6 (Фн310 мкм. Применение такого торсиона при обработке вала д = 20 мм, 1= 300 мм позволило снизить погрешность диаметрального размера с 330 до 70 мкм, т. е. почти в 5 раз. итель А. ПИ. Верес106твенногоретений35, Рауг. Ужго