Устройство для управления точностью механической обработки

(56) Авторское свидетельство СССР1142260, кл. В 23 Ч 15/12, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТОЧНОСТЬЮ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к устройствам управления точностью и шероховатостью механйческой обработки. Целью изобретения является повышение точности и уменьшение шерохова-. тости механической обработки на металлорежущих станках, например токарйыху расширение технологических возможностей устройства. Устройство позволяет компенсировать упругие деформации технологической системы вА-А ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ТОРСКОМ,К СВИДЕ направлении Х и У. Устройство содержит механизм плавной регулировки направления компенсирующего перемещения, включающий державку 1, поворотный сектор 2, закрепленный кольцевым прижимом 3 и гайкой 4, механизм плавной регулировки величины компенсирующего перемещения, содержащий кольцевой прижим, управляемую пружину 6 с вкладышем 7, упругий элемент 9, закрепленный винтами 8, механизм плавной регулировки углов резания, содержащий закрепленную в круговом пазу цилиндрического сектора 11 прижимом 12 через пластины головку 13, на которой закреплен прижимом 12 режущийЯнт с подкладкой 15 и накладДпя упрощения конструкции уп- Щменты прямоугольного сеченены с цилиндрическими хвос- С1 з.п. ф-лы, 4 ил.1292986 40 45 50 55 Изобретение относится к машиностроению, а именно к режущим инструментам, обеспечивающим повышение точности и улучшение шероховатости механической обработки на металлорежущихстанках, например токарных,Целью изобретения является повышение точности и уменьшение шероховатости обработки путем изменениясуммарной жесткости технологическойсистемы и расширение технологическихвозможностей устройства путем обеспечения возможности исследования механизма процесса управления точностью и шероховатостью механическойобработки с применением механическихустройств, компенсирующих упругие деформации технологической системы.На фиг. изображено устройство,разрез А-А на фиг.2; на фиг,2 - сечение Б-Б на фиг,1; на фиг.3 - сечение В-В на фиг,1; на фиг,4 - схемапроцесса компенсации упругих деформаций технологической системы в направлении Х и У,Устройство состоит иэ державки 1,поворотного конического сектора 2,закрепленного кольцевым прижимом 3 игайкой 4 в державке 1 с возможностьюповорота вокруг оси Е, проходящейчерез вершину режущего элемента. Детали 1-4 составляют механизм плавнойрегулировки направления компенсирующего перемещения, На коническом секторе 2 закреплена кольцевым прижимом5 управляемая пружина 6 с возможностью поворота вокруг оси х, проходящейчерез вершину режущего элемента, Всредней части пружина 6 снабженавкладышем 7 из демпфирующего материала, а в нижней части пружины бзакреплены винтами 8 два упругихэлемента 9 с возможностью поворотавокруг своей оси. Детали 5 - 9 составляют механизм плавного изменениявеличины компенсирующего перемещенияи демпфирования, На пружине б закреплен кольцевым прижимом 10 цилиндрический сектор 11 с возможностью поворота вокруг оси Х, проходящей через вершину режущего элемента, Детали10 и 11 составляют механизм плавнойрегулировки углов резания А и. Вкруговом пазу цилиндрического сектора 11 закреплена прижимом 12 черезпластины головка 13 с воэможностьюповорота вокруг оси 2, проходящейчерез вершину режущего элемента, На 2головке 13 закреплен прижимом 12 режущий элемент 14 с подкладкой 15 инакладкой 16. Подкладка 15 отдельнокрепится винтом к головке 13. Детали5 12 и 13 с режущим узлом (детали 14 -16) составляют механизм плавного изменения углов резанияи. Контактконического сектора с державкойосуществляется в верхней части черезконические направляющие, в нижнейчасти по цилиндру и торцу. Контактпружины 6 с коническим 2 и цилиндрическим 11 секторами осуществляется покольцевым направляющим. Контакт головки 13 с цилиндрическим сектором11 осуществляется через цилиндрические направляющие (сбоку) и торец(снизу). С целью ":.олучения максимальной контактной жесткости конструкциив направлении Х и У прижимы выполнены так, что усилия прижима элементов конструкции в указанных направлениях превосходят по величине усилия резания Р и Р .Устройство работает следующим образом,Предположим, что технологическаясистема станка без устройства имеетподатливость в направлении Х, равЗ 0 ную И, а в направлении у - податливость, равную Я . В процессе резания возникают усилия резания Р,Р , которые сопровождаются упругимидеформациями технологической системы35 в направлении Х, У равными по величине дх и дчПричем из-за непостоянства силового режима (которое происходит ввиду наличия непостоянства припуска, пятнистой твердости заготовки и т.д.) упругие деформации технологической системы в направлениях Х и У в процессе обработки изменяются эквивалентно изменению усилий резания Р и Р, что приводит в направлении Х к дестабилизации подачи Б, = Б +дБ, где Б- фактическая подача;Б - несущая подача;д Б - изменение подачи иэ-заналичия упругих деформаций технологической системы в направлении Х, вследствие чего ухудшается шероховатость обработанной поверхности,БРа нт так как известно что К = -9 8 г где г - радиус при вершине режущего инструмента; в направлении У увели 129298 бчивается рассеяние диаметрального размера обрабатываемой детали. Отжим в направлении 2 не оказывает существенного влияния на точность и шероховатость обработки, 5Процесс компенсации по Х и У осуществляется следующим образом.При воздействии сил Р и Р вершина резца (при наличии податливости технологической системы О и ы) 1 О должна переместиться иэ точки О в точку О, однако действие силы Р (ввиду наличия упругих элементов механизма) перемещает ее вниз и вперед; вперед потому, что упругие элементы 15 расположены под углом(фиг.1), При этом суппортная и шпиндельная группа станка отжимаются, а вершинка резца (при правильной установке углов 1" Ю и Ч ) скользит по геометрическому Ю м иместу точек, описываемому кривой О О, т,е. по обрабатываемой поверхности, При этом кривая О О есть мнимая траа 4ектория компенсирующего перемещения вершинки резца под действием силы Р25 Угол, устанавливаемый поворотом конического сектора 2 (фиг.1), опрелх деляется из выражения:= агс 18мд где дх = Ры; дч = Р,Ы. Углыи )1 (фиг,З) определяются по величим.не необходимого компенсирующего перемещения - ху (фиг,4), где Ьху =Точная настройка механизма осуществляется экспериментально путем 35 пробных проходов при обработке наиболее неблагоприятной (по д, д НКС и другим Факторам) заготовки.Таким образом, при правильной настройке механизма упругие деформации технологической системы в направлениц Х и У компенсируются, что приводит к повышению точности обработки и улучшению шероховатости обрабатывае - мой поверхности,Формула изобретенияУстройство для управления точностью механической обработки, включающее механизм коррекции упругихперемещений резца, выполненный в виде упругих элементов прямоугольногосечения, закрепленных в оправке,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и уменьшенияшероховатости обработки и расширениятехнологических возможностей, механизмкоррекции выполнен в виде головки,закрепленной с возможностью поворотавокруг вертикальной оси, проходящейчерез вершину резца, в цилиндрическом секторе, который закреплен с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, проходящей через вершинурезца, на управляемой пружине, содержащей регулируемые по жесткости упругие элементы, причем управляемаяпружина закреплена на коническом секторе с возможностью поворота вокруггоризонтальной оси, проходящей черезвершину резца, а конический секторзакреплен в державке резца с возможностью поворота вокруг вертикальнойоси, проходящей через вершину резца.2. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюупрощения конструкции упругих элементов прямоугольного сечения, онивыполнены с цилиндрическими хвостовиками, а отверстия в управляемой пружине выполнены цилиндрическими,