Способ кинематического дробления стружки и устройство для его осуществления

) 4 В 2 3 В 2 5 /О 2 ВСГСЛЮ"1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ с Ъсу л - 1 ъ"сс с Бюл, Р 42й политехни скии н, В.И, Моло И.О. Бегунов тво ССС 2, 1978 о СССР 4, 1979 видетель 23 В 25/ детельст 23 В 29/ 54) СПОСОБ ИЯ СТРУЖКИ СУЩЕСТВЛЕН 57) етал к Цель1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское сУ 722685, кл, ВАвторское свиВ 856671, кл. В НЕМАТИЧЕСКОГО ДРОБЛЕУСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО зобретение относится к областиообработки и м.б. примененонематическом дроблении стружкиизобретения является повышение эффективности стружкодробления, улучшение качества вибрационной обработки, упрощение конструкции устройства для осуществления кинематического дробления стружки. Шток 4 поршня 3 гидроцилиндра 1 выполнен полым и жестко связан с корпусом 5 мембранного патрона, а толкатель 7 расположен в полом штоке и связан с суппортом 8, несущим инструмент 9. Инструменту 9 сообщают постоянную подачу 5 и дополнительные негармонические колебания, включающие врезание в заготовку и отвод, время которого устанавливают равным времени одного оборота заготовки, Время . сф врезания в заготовку устанавливают равным 1/3-1/6 времени оборота заготовки, а размах колебаний инструмента - по соотношению Ь= С 8 где С = 1,2-1,3; Я - подача на оборот заготовки, 2 с.п. ф-лы, 2 ил.30 113517Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано ,при резании вязких металлов и сплавбв на токарном и другом оборудова 5 нии.Пель изобретения -повышение эффективности стружкодробления, улучшение качества вибрационной обработ" ки и упрощение конструкции устройства 10 для осуществления кинематического дробления стружки.На фиг. 1 представлена траектория движения вершины резца. до развертке цилиндрической поверхности обрабатываемой детали, иллюстрирующая предлагаемый способ кинематического дробления; на фиг, 2 - конструктивная схема устройства для осуществления предлагаемого способа применительно к токарным станкам с гидравлическим приводом подачи.В соответствии со схемой на фиг. 1, предлагаемый способ кинематического дробления стружки осу-.25 ществляют следующим образом.На равномерное перемещение инструмента (тонкие параллельные линии а б, б в, в г, г д, д е, е ж, ж з и т,д,), осуществляемое от суппорта станка, накладываю;г переменное движение по закону неравнобедренного треугольника (жирная ломаная линия А, Б, В-В, Г, Д, Е-Е, Ж, З.и т.д.),осуществляемое от генератора дополнительных колебательных движений инструмента, При этом короткая сторона треугольника колебаний соответствует этапу врезания, а длинная - этапуотвода резца из заготовки, В результате алгебраического сложения непрерывного и колебательного движенийподача врезания на начальном этапеобработки (участок А, Б) Б1+ Бр, где Бо - постоянная 45подача на оборот шпинделя, осуществляемая от механизма подач станка;Я - дополнительная подача. от генератора колебательных движений инструмента. Подачу Б принимают равной 5 О Бр =йК, где й - размах (удвоеннаяамплитуда) колебаний, величину которого с целью обеспечения гарантированного отрезания элемента стружкиустанавливают большей величины подачи Я, в 1,2-1,3 раза; К - коэффициент дополнительного увеличенияоподачи, равный 360 /1 (Ы - уголповорота шпинделя стайка за время 18 2врезания в градусах. На основании экспериментальных данных оптимальный диапазон значений составляето60-120 , что соответствует значениям коэффициента К = 6-3.При углах 1 р ( 60 (К6) существенно возрастает интенсивность врезания, что приводит к снижению стойо кости инструмента, при 1 р120 (К ( 3) увеличивается толщина среза и ухудшается шероховатость обработанной поверхности.По достижении величины Ь = С Б (С = 1,2-1,3) направление составляющей движения меняют относительно винтовой траектории на обратное (участок Б, В-В , Г). Длительность этого участка обработки принимают равной длительности одного оборота заготовки, .поэтому осуществляемая от генератора колебательных движений инструмента дополнительная подача обратного хода равна Б = С Я, Следовательно суммарная величина подачи отвода Бо,-г = Бочар, - ЯоСБ, - Я,=Б,(С - 1) =0,20,3 Бо.В точке П пересечения обратной Б, В-В , Т и .прямой - А , Б винтовых линий обработки резец выходит из контакта с обрабатываемой заготовкой, что обеспечивает гарантированное перерезание элемента стружки. При дальнейшем обратном перемещении резец в точке Г попадает на исходную винтовую траекторию (линию б, в), что означает окончание первого цикла предлагаемого способа резания, Таким образом, с учетом угловиг 8 суммарный угол поворота заготовки за рдин двойной ход инструмента, т.е. за один цикл резания,=Ы + 1 т. =360 о К + 1 о = -- + 360 = --- 360 или вК КК+ 1 долях оборота шпинделями,Далее начинается следующий цикл резания. На участке Г, Д резец сначала движется вхолостую затем (в точке П) врезается в заготовку и движется в прямом направлении до достижения. заданной величины 5 = СЯ . На участке Д, Е резец движется в обратном направлении, формируя второй элемент стружки (заштрихован сплошными тонкими линиями); на участке ЕЖ движение резца в обратном направлении продол18 25 Формула изобретения 1. Способ кинематического дробления стружки, согласно которому инструменту сообщают постоянную подачу и дополнительные негармонические колебания, включающие вреэание в заготовку и отвод, время которого устанавливают равным времени одного оборота заготовки, о т л и ч а ю -3 13517 жаетсз, продолжается и формйрование второго элемента стружки (заштрихован штрихпунктирными тонкими линиями). В точке П пересечения прямой ГД и обратной ДЕ - ЕЖ винтовых линий резец вновь выходит из соприкосновения с обрабатываемым слоем заготовки (отрезается второй элемент стружки), На участке ЖЗ резец вновь ускоренно 10 движется вперед и в точке П врезается в заготовку, На участке ЗИ и ИК имеют место обратный отвод и выход в точке П резца из контакта с обрабатываемой поверхностью, Отреза ется третий элемент стружки (заштрихован обратными тонкими сплошными и штрихпунктирными линиями) . Толщина отрезаемых элементов не превышает величину врезания 4 ( С 8) и на 20 большей части длины элемента сохраняется постоянной, что благоприятно сказывается на динамике процесса резания и качестве обрабатываемой поверхности.При дальнейшем повторении описанных циклов движения резца непрерывная (сливная) стружка перерезается на ряд отдельных элементов.Устройство для осуществления пред лагаемого способа кинематического стружкодробления, изображенное на фиг, 2, включает в себя силовой гидро- цилиндр 1 основной подачи, питаемый от гидростанции станка, дроссель 35 2, включенный в сливную магистраль силового гидроцилиндра 1, поршень 3, шток 4 которого выполнен в виде полой гильзы, жестко скрепленной с корпусом 5 двухполостного мембранного патрона 40 мембрану 6, выполненную, например, из полиуретана и глухо заделанную в корпусе 5, толкатель 7, жестко скрепленный с мембраной 6, причем свободный конец толкателя пропущен через 45 внутреннюю полую часть штока и либо непосредственно, либо через переда- точно-преобразующий механизм воздействует на суппорт 8, несущий режущий инструмент 9.Ф 50Устройство работает следующим образом.При включении гидропривода основной подачи поршень 3 со штоком 4 силового гидроцилиндра 1 получает движение со скоростью подачи Б, определяемой дросселем 2При этом обе полости силового гидроцилиндра 1 находятся практически под одинаковым давлением Рр о так как дроссель 2 находится в сливной магистрали гидроцилиндра 1. Обычно Рр, устанавливается в пределах Р= 2-4 МПа, Вместе со штоком 4 перемещаются жестко скрепленный с пим корпус 5 мембранного патрона, глухо заделанная в корпусе 5 мембрана б с толкателем 7, звенья передаточнопреобразующего механизма (в случае введения его в состав устройства) и суппорт 8 станка с инструментом 9.Одновременно при включении шпинделя станка начинает работать дополнительная автономная гидросистема, обеспечивающая попеременную подачу рабочей жидкости в левую и правую полости мембранного патрона. Периодическое повышение давления в полостях мембранного патрона вызывает периодический прогиб центральной части мембраны в левую и правую стороны, а следовательно, генерирование колебательных перемещений жестко связанного с ней исполнительного штока, движущегося с постоянной подачей Я Таким образом происходит суммирование основного и дополнительного колебательного движения суппорта 8 станка.При задании закона колебательных перемещений мембраны в соответствии с предлагаемым способом обеспечивается перерезание сливной стружки на отдельные элементы при максимально благоприятной динамике процесса резания.При подаче давления в полости мембранного патрона прогиб мембраны 6 от центра к периферии, а следовательно, колебательные перемещения корпуса 5 относительно его штока 4 невозможны, так как жестко скрепленный со штоком 4 и корпусом 5 мембранного патрона поршень 3 основной подачи упирается с двух сторон в столбы находящейся под давлением рабочей жидкости в гидроцилиндре 1.Составите мено рректор О. Крав ехред А.Кравчук едактор А. Огар ираж 970 нного коетений и35, Раув Подписи 2/10 ВНИИПИ Государе по делам из 113035, Москва, акаэ ета СССРкрытий 4/ ая н жгород, ул. Проектная,иэводственно-полиграфическое предприятие, г,51351 щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности дробления стружки при улучшении качества обработки, время вреэания устанавливают равным5 1/3-1/6 времени оборота заготовки, аразмах колебаний инструмента устанавливают по соотношению Ь = С Б где С = 1,2-1,3; Б, - подача на оборот заготовки, 102, Устройство для кинематического дробления стружки к металлорежущим станкам с гидравлическим приводом подачи, содержащее силовой гидроци 718блиндр подачи суппорта, соединенный с гидросистемой станка через дроссель, и мембранный патрон с толкателем для колебательного движения инструмента, соединенный с автономной гидросистемой, о т л и ч а ю щ е е с я .тем, что, с целью упрощения конструкции, шток поршня силового гидроцилиндра подачи выполнен полым и жестко связан с корпусом мембранного патрона, причем толкатель последнегорасположен в полом штоке и связан с суппортом.