Способ обработки

СОЮЗ СОВЕТСНСОЦИАЛИСТИЧЕРЕСПУБЛИК 19) 111) 24 В 39 00 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИ КА ельныи ин. Котико р. Вибрационнработка: Сб. до упрочняющая об- деформировани 68, с. 84.КИся к машиностроельзовано для обГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относитнию и может быть испо работки деталей методом поверхностно пластического деформирования. Цель - повышение качества обработки за счет выравнивания по фазе и амплитуде упругих перемещений инструмента и заготовки. Между опорной поверхностью станка и базовой поверхностью заготовки располагают вязко- упругий элемент, осуществляющий демпфирование, а его жесткость определяют по математической зависимости. Между базовой поверхностью станка и обрабатывающим инструментом располагают упругий элемент. Державки инструмента также выбирают с определенной жесткостью. При обработке массы детали и инструмента перемещаются с одинаковой частотой без смещения по фазе.3 ичИзобретение относится к технологии машиностроения, а именно к Обработке поверхностей методом ППД.Цель изобретенияповышение качества обработанной поверхности,На фиг. 1 изображена расчетная схема;на фиг. 2 - схема реализации при обработке поверхностным пластическим деформированием; на фиг. 3 - схема реал изации способа при полировании.Рассмотрим расчетнукэ схему с целью Определения условий обеспечения равенствафаз и амплитуд упругих перемещений детали и инструмента.В расчетной схеме применены следе(Ощие обозначения: гп - приведенная массадетали; гпг - приведенная масса подвикной части инструмента; с - коэффициентдемпфирования в месте закрепления детали; сг - коэффициент демпфирования взоне контакта детали и инструмента; )сжесткость закрепления детали; )сг - жесткость инструмента; )с - жесткость в зоне контакта детали и инструмента, возмущающаясила Гяпсо 1 действует на деталь.Согласно рассмотренной расчетной схемес помощью уравнений Лагранжа получаемслерующую систему уравнений:гп(Х(+(с)+с)Х - сХ 2+ (1 с(+1 с) Х - )сХ 2==Г 51 п)(гпгХ 2+ (сг+с)Х 2 - сХ)+ (1 с +)с) Хг -- 1 сХ)=О (1)Решение уравнений (1) при условии установившихся колебаний имеет видХ = А)яп(сос + (р) (2)Х 2 = А 25)п (сос + ср 2)Систему уравнений (1) следует решитьпри условии равенства по фазе и амплитуде упругих перемещений детали и инструмента, т.е.А, = Аг, ср = срг -= срВозмущающую силу можно представитьв видеГ 5)псос = Гяп (со 1+ ср) - р = 1.созср 52 с,+ср) - 1 сА 25)п с+ср) =Гс 05 ср 5)п ( сп(+(р) -- Гяпсрсоз (Ы+ср) .Приравнивая коэффициенты при яп 1++ ср) - )сАяг). (+ср) ==ОПриравнивая коэффициенты при яп (со 1+ср)и со 5 (со 1+ср), получаем,Л 5 Ооеспечеци 5 А(===А;(р.=(рг= - -, ,жцо, чтобы21 = гп(со -- сос 1 д.21 с 2 --- гпго)15С 2= ОДеформироваие иструк)сц;а долж 0быть равно нулю.Таким образом, из анализа предлагаемой схемы согласно выражениям (4) (6) следует, что для выравнивания цо фазе и амплитуде упругих перемещений детали и инструмента необходимо, чтобы жесткость вязкоупругого элемента была равной произведению приведенной массы детали на квадрат частоты возмущающей силы за вычетом произведения коэффициента демпфирования вязкоупругого элемента ца частоту возмущающей силы и ца котангецс фазы смещения упругих перемещений дета,(и и и- струмецта относительно возмущающей силы, а жесткость упругого зле(ента была 30нравна цроизведеию приведепои масс:(Одвижцой части инструмента ца квадрат частоты возмущающей силы.Однако при жестком закрслеии инструмента и вязкопру(О зс(крс.лсц дс)а;)иуравнения (1) принимают видгп(Х(+ (с(+с) Х, + )1 (+1 ) Х, -5)псо 1Решение уравнения (7) имеет видс+)с - гп-,-,с(+с)-Ргде (р - смещение цо фазе ереме;пений дстали оть)осительцо действия воз;суша)ошей силы;А -- амплитуда перемещений летал:.Возмущающая сила зызвяцс (: Гппц(остями формы и установки детали.Как видно из ураь)ц.ций (8) и (9), с увеличением частоты возмущающей силы у- личивается смешение по фазе ереме.еций детали относительно цоверхцосги истр,мецта и происходит изменение амплитуды отО- сительно ере.егце 5(й инструмента и,)Стали, что приводит к неравно )ерости ) с лия взаимодействия инструмента с -(етальюв процессе обработки и сцижсци:о качественных характеристик обрабоа(ццсй;:ьсрхности.,11,ицамцческис хяряи(срис ики детали: приведенная .Ясса п: = - 9,07 кг, коэффициент демпфирования с, = 400 кг/с; жесткость зякреплс 1 ия ( = - 3628 Н/м.ДР 15 Я."ИЧСС(ИС ХЯРС.КТЕ 5 ИСТЦКЦ ИНСТРУ- мента: приведе цгая масса Гп = 1,875 кг; коэффициент ДГ;фи)Овянгця с 1 = 0.,2 кг/с; жесткость 1( ==- 750 Н/и. Л,етсаа ".ь имеет торцОВОВ Оиецис )ЯБ 1(с 0,5 )1 х. С)бработка методом ППД Г роизволится цри следующих режимах; подача,) -- = 0,2 мм/об, усилие деформировацяя Р == 800 Н Частота вра-цения детали со(.тяцляст 200 об/мин. Перемещени 51 дсЯГи и )Отруентл Воспринимаются сЯОмсрически)1 Н 1 угЯхи, сиГнялы с которых записываются с помощью осциллографа Н 117. При этом перемещения детали и ицстр 1 мента производятся в одНО й фаЗС И С ОЛ 1 а НОВЫ.ЯМ 1 Л ИТ)УДЯМИ, ероховатость обработанк)й поверхности сост а вл яетО, 6-.- О, 18 ч к м.Обраоотка;ста.ПО известному способу Деталь имеет жесткое закрепление В патроне стяцка) 1:ри В.сх других равных парамстрях пОзволя(" О".учять (цероховятость поверхности )(а Г),350,88 хк:,. Таким образом, шсроховаго(":ь поверхости, ооработанцой согласно прсдла, ае)чому способу, в 2, раза ниже иероховатости Оцсх(ости, обраоотаццои по из.:ссо,( способу.При полировании торцовой поверхности дстягп) между детальО и Оцопцой повсрх- НОСТЬО СТЯНКЯ ,)(ЦО)ЯГ 2 Ю РЕЗИНОВЧЮ ПРО- кладку толгци 1 гой 2 .,м. 4 нструмецт закрепляе Гся упруго.Дицяч 5 ес(И(,ярактеристики детали: цривсдецная )1)(О( т== 4.2 кГ:, коэффициент демцфиров.Ня с, ==- 600 кгс; жестксть заскрсцлсП 5 1; = - 4800х.. Нямическце характеристики цнструмен рцвсдецная масса 1 п) = 0,8 кг; коэф:р:циецт демпфирования с = 0,2 кг/с; жесткос.гь инструмента 1( = 900 н/м. Торцовое 5 (зисцие детали перед обработкой 0,25 мм.Чясготя вращения детали 500 об/мин. Перечещецця детали и инструмента воспринима 1 стся тснзомстрическцми щупами, сигналы с которых записываются с помощью осцилло.,яфя 1)17. Перемещения детали и инструмента производятся в одной фазе и с одинакоцычц амплитудами. Шероховатость обраоогацной поверхности (а О,О - 0,12 мкм.11 я. полировании с жестким закреплением :1 срумецтя при всех других равных пара- а ЧР) РЯПРОЦЕССЯ ШЕРОХОВЯТОСТЬ ПОВЕРХНОСтц (Остяьляет К 0,20 - 0,25 мкм.Тяк);х образом, шероховатость поверхносГ:;. обработанной согласно предлагаемому способу, в 2 раза ниже шероховатости Овсрхцости, обработанной при жестком закреплении инструмента.11 рсдлагаемый способ позволяет повыситькачество обрабатываемой поверхности.Формула изобретенияспособ обработки, при котором в ра 00 с) приспособлении станка закрепляютза Готовку и осуществляют обработку сдсчцфированием инструментом с упругой дер- ЗО: :Вко 1 х Один конец которой жестко зякрецот.иваОщайс; тем, что, с целью павыс:ия качества обработки за счет выравнивания по фазе и амплитуде упругих пере.,Сп,сццй инструмента и заготовки, демпфирование осуществляют посредством вязкоуп ругого элемента с жесткостью равной(=и) (В. - с(ВС 1(,цр:, этом вязкоупругий элемент устана лина ю Г между заготовкой и рабочим 1.рисцо(облсцием, а жесткость упругой дер)кавкц выбирают равной1 = (п)сдГ;с(,жсс) кость вязкоупругого элемента;1(, - же-ткость упругой держа вки;Гц - приведенная к зоне обработки масса заготовки;и;: - приведенная к зоне обработки масса цструмсцта;коэффицценг демпфирования вязкоупругого элемента;(частота возмущающей силы;фаза смещения упругих перемещс ций заготовки и инструмента.ректор О. Кписноебретений и д. 4/5од, ул. Г 1 р,о Составитель С. ЧукаеваРедактор Н. Тупица Техред И. Верес КоЗаказ 2256/17 Тираж 678 ПоВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изо113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб.,Производственно.полиграфичсс кое предприятие, г. Ужго вцоваткрытийгная, 4