Способ вибрационного резания

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ ЕСПУБЛИК(51)5 В 23 В 1/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕ И ИДЕТЕЛЬ Т АВТОРСКОМ(53) 621.941,1 (088,8)е (56) Авторское свидетельство СССРР 1210992, кл, В 23 В 1/00, 1984,(54) СПОСОБ ВИБРАЦИОННОГО РЕЗАНИЯ (57) Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при обработке высоколегированных и конструкционных материалов. Целью изобретения является повышение точности обработки за счет обеспечения устойчивого процесса резонанса. Для этого заготовку 1 приводят во вращение и производят формирование ее поверхности перемещаемым относительно заготовки режущим Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при обработке высоколегированныхконструкционных материалов. Целью изобретения является повышие точности обработки за счет обеспеия устойчивого процесса резания.(с С) ставлена схем пособу; на фи устройства, ре особ. Способ втвляется следу а резания по г, 2 - принализующего ибрационноющим обраприводят во вращение иирование ее поверхноститносительно заготовки рентом 2,На фиг. 1 препредложенному сципиальная схемапредложенный спго резания осущесзом,Заготовку 1производят формперемещаемым ожущим инструме,Ы 16856 инструментом 2. При этом в процессе обработки на режущей инструмент в направлении главного движения накладывают вынужденные высокочастотные или ультразвуковые колебания, измеряют текущее значение времени т резания в одном цикле колебаний инструмента и устанавливают его отношение к периоду Т вынужденных колебаний в пределах 070,2. Причем частоту вынужденных колебаний выбирают не равной и не кратной частоте колебаний инструмента под действием сил резания, а величину амплитуды А вынужденных колебаний определяют из математического выражения А= 12,5Ч 0 крТ10 мкм, гдеэ1/ окр. - окружная скорость обрабатываемой поверхности, 2 ил. При этом, в процессе обработки на режущий инструмент в направлении главного движения накладывают вынужденные высокочастотные. или ультразвуковые колебания, измеряют текущее значение времени г резания в одном цикле колебаний инструмента и устанавливают его отношение к периоду Т вынужденных колебаний в пределах 0 (т/Т0,2, Г 1 ричем, частоту вынужденных колебаний выбирают не равной и не кратной частоте колебаний инструмента под действием сил резания, а величину амплитуды А вынужденных колебаний определяют иэ математического выражения А,5 Ч 0 кр.Т 10 мкм,зде ЧкР. - окружная скорость обрабатывамой поверхности.Пример реализации способа.Заготовку 1 обрабатывают на станке с числовым программным управлением, в процессе которого микроЭВМ осуществляет измерения параметров и управление процессом через генератор Г 1 с вибратором, который возбуждает высокочастотные или ультразвуковые колебания режущего инструмента 2 в направлении главного движения (для данного примера частоты 6=20 кГц). Одновременно, микроЭВМ запускает синхронизатор Г 2 с частотой, порядка 10 мГц, определяемой требуемой точностью ,измерений.В промежутке времени тимпульсы синхронизатора Г 2 коммутируются на земле.На элементе "сложение по модулю 2" Э 1 выделяют пачки импульсов количество импульсов в пачке пропорционально длительности тимпульса резания). Сигнал т поступает на вход элемента ЗИ ЗЗ, который пропускает на свой выход эти пачки при следующих условиях:- инструмент совершает движение навстречу вращению детали (Г 1="1");- количество пачек импульсов не вцше предельного (в рассматриваемом примере равно 16) из условия устойчивости процессат/Г 0,2.Сигнал с выхода элемента "ЗИ" ЭЗ поступает на вход двоичного счетчика Э 5, который производит подсчет количества импульсов в пачке. При достижении предельного количества пачек при одном измерении происходит следующее действие посредством элемента Э 4;- логический "О" с выхода двоичного счетчика Э 4 поступает на один из входов элемента ЭЗ, запрещает тем самым дальнейшее прохождение импульсов на вход счетчика Э 5, при этом:- этот сигнал, запрещает прохождение импульсов от Г 1 с,частотой 20 кГц на выход элемента 2 И ЭО:, и тем самым на вход счетчика Э 4;,- этот. сигнал служит для инициации ввода данных в микроЭВМ. Данные для ввода в микроЭВМ снимаются с выходов двоичного счетчика 35, причем последняя, младшая тетрада, является дробной частью.После считывания данных в микроЭВМ, из нее поступает запрос следующей порции данных, этим же сигналом сбрасываются счетчики Э 4 и Э 5. МикроЭВМ обрабатывает сигнал по алгоритму 0т/Т0,2 и, в зависимости от результата расчетов, выдает в систему ЧПУ команду исполнительному органу на отно сительное перемещение инструмента приотклонении от установленной величины резания или на продолжение обработки в случае отклонений в заданных пределах,Пример расчета.10 В центрах токарного станка производятчистовое точение вала диаметром 0=200 мм и длиной .=2000 мм, на следующих режимах резания: окружная линейная скорость обрабатываемой поверхности (расчетная) 15 Чокр,=150 м/мин; глубина резания 1=1,5 мм;подача Я=О,З мм/об., резец проходной Т 15 К 6; обрабатываемый материал - ст. 45,Параметры вибрационного движенияинструмента: частота механических высоко частотных или ультразвуковых колебаний 1=12000 Гц, амплитуда колебаний А=160 мк (А12,5ЧокрТ10 =103= 0,197160,2,Сравнение результата обработки с традиционным вибрационным резанием показывает повышение точности и чистотыЗ 5 обработанной поверхности.Формула изобретенияСпособ вибрационного резания,включающий вращение заготовки и перемещение относительно нее режущего инст 40 румента, на который в направленииглавного движения накладывают вынужденные колебания с периодом Т, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышениякачества обработки, измеряют текущее значе-45 ние времени вырезания, в одном цикле колебаний инструмента и устанавливают егоотношение к периоду Т вынужденных колебаний в пределах 0г/Т0,2, при этомчастоту вынужденных колебаний выбираютне равной и не кратной частоте колебанийинструмента, а величину амплитуды А вынужденных колебаний определяют из математического выраженияА=12,5 Чокр,Т 10 мкм,з55 где Чокр. - окружная скорость обрабатываемой поверхности.1685609 Со вРедактор А.Зробок Те Корректор М,Максимишинец ставитель В.Золотохред М.Моргентал изводственно-издательский комбинат "Патент, т. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 3557 ВНИИПИ Го 0 анньц 68, Тиражрственного комитета по 113035, Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб., 4/5