Инструмент для совмещенной обработки деталей резанием и поверхностно-пластическим деформированием

.ЯОы й 5 В 24 В 39 00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЬСТВ 2 тельны и овгалев СССР 1984.СОВМЕЩЕН- РЕЗАНИЕМ ТИЧЕСКИМ к отделочноожет быть исторцовых по- станках с сисрования. ЦелЬ чности за счет овочного перек отделочнохностей инструдносторонне ковано при обй деталей масистемой авто - повышение точносувеличения предела ещения вершины де а путем использова ой грузоподъемности дла гаемый влен 1 и устао режущий ы. Дефора радиальий жесткую ит корпус довательн3 элеменпирается 4, имеющ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВМДА(54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕИ ПОВЕРХНОСТНО-ПЛАДЕФОРМ ИРОВАНИЕМ(57) Изобретение относитсяупрочняющей обработке и мпользовано при обработкеверхностей деталей машин натемой автоматического регулиизобретения - , повышение тоувеличения предела регулир Изобретение относится упрочняющей обработке повер ментами, расположенными о детали, и может быть использ работке торцовых поверхносте шин на станках, оснащенных матического регулирования. Цель изобретенияти обработки за счетрегулировочного перемформирующего элементния осевой динамическподшипника.На чертеже предстинструмент.Инструмент содержновленные в нем после2 и деформирующиймирующий элемент 3 оно-упорный подшипник ме щения вершины деформ ирую щего элемента путем использования осевой динамической грузоподъемности подшипника. Комбинированный инструмент содержит корпус и размещенные в нем последовательно режущий и деформирующий элементы, а также опору, установленную с возможностью взаимодействия с деформирующим элементом, и нагружаюший механизм в виде упругого элемента и винтовой пары. Инструмент снабжен пяткой. Опора выполнена в виде радиально-упорного подшипника. Механизм нагружения установлен с возможностью взаимодействия с наружным кольцом подшипника. Пятка размещена между силовым упругим элементом и вышеуказанным кольцом. В процессе обработки осуществляют стабилизацию упругих отжатий технологической системы, что позволяет повысить точность обработки. 1 ил. связь с корпусом 1 инструмента. Инструмент снабжен устройством осевого нагружения внешнего кольца 5 подшипника 4, выполненным в виде силового упругого элемента 6, пятки 7, упорного подшипника 8 и ффффф винтовой усиливающей пары, содержащей ф винт 9 и гайку 10. Силовой упругий элемент 6 торцом 11 взаимодействует посредством пятки 7 и упорного подшипника 8 с внешним кольцом 5 радиально-упорного подшипника 4, а торцом 12 - с опорной поверхностью 13 винта 9. Винт 9 имеет маховик 14.Станок оснащен системой автоматичес- ф кого регулирования, выполненной в виде датчиков Д, Д 2, сравнивающего 15, задаю- ф щего 16, усиливающего 17 устройств и исполнительного механизма 18.Корпус 1 инструмента закрепляют в резцедержателе 19, а датель 20 - в патроне (или центрах) станка.1551525 10 20 30 ЬО 31Внешнее кольцо 5 подшипника 4 нагружают осевым усилием, равным половине осевой динамической грузоподъемности применяемого подшипника, для чего поворачивают маховик 14 по часовой стрелке и сжимают упругий силовой элемент 6. Требуемое усилие нагружения внешнего кольца 5 подшипника возникает вследствие активной деформации упругого силового элемента 6 и передается через пятку 7 и упорный подшипник 8.Осевую динам ическую грузо подъем ностьприменяемого подипника определяют с учетом приведенной нагрузки: Р=(ХЧ Г+У Г) КрК, (1) где Р - приведенная нагрузка;Х и У - коэффициенты соответственно радиальной и осевой нагрузок;Ч - коэффициент вращения (1,2) привращении наружного кольца;К - коэффициент безопасности (1,1); К; - температурный коэффициент (1); г:рС - дик ам и ческая грузоподъемностьподшипника по каталогу;Р) = - , - допустимая приведенная нагрузС."Ч 1.ка; (2)К - постоянный коэффициент (3);1. - расчетны й ресурс (1 млн, об) .Из выражениялегко определить осе-. вую динамическую грузоподъемность применяемого подшипника (приравняв выражения (1) и (2) и сделав соответствующие преобразования); где 1 - осевая динамическая грузоподъемность радиально-упорного подипвика.Инструмент работает следующим образом,Детали 20 сообщают вращение, а инструменту - движение подачи вдоль обрабатываемой поверхности.Первым вступает в работу режущий элемент 2, снимая установленный на обработку припуск 1 и формируя поверхность (профиль) детали предварительно, Затем в работу вступает деформируюший элемент 3, выполняющий основную и окончательную функцию формообразования поверхности детали за счет пластического перемещения лишнего металла из зоны деформирования (зоны обработки).В момент вступления в работу деформирующего элемента 3 с гомощью датчиков Д и Д измеряют размер динамической настройки деформирующего элемента. Измеренное значение этой величины, преобразованное в электрический сигнал, поступает в сравнивающее устройство 15 системы автоматического регулирования станка, где сигнал сравнивается с эталонным, поступающим из задающего устройства 16, Скгпгл рассогласования (положительный или отрицательный) усиливается в устройстве 17 и поступает в исполнительный механизм 18, Последний согласно сигналу рассогласования поворачивает маховик 4 го часовой или против часовой стрелки, обеспечивая соответственно увеличение осевого нагружения внешнего кольца 5 подшипника (вплоть до величины осевой динамической грузоподъемности применяемого подшипника) или уменьшение осевого пагружения подшипника 4, приближая усилия сколь угодно близко к нулю, но при это, не допуская разрыва контакта между внешним кольцом 5 подшипника, пяткой 7, упорным подшипником 8, упругим силовым элементом 6 и опорной поверхностью 13 винта 9.При увеличении осевого нагружения внешнего кольца 5 подшипника еформирующий элемент 3 внедряется в материал обрабатываемой деталиуменьшая расстояние Л между вершиной деформируемого элемента 3 и базовой поверхностью дстали 20. При уменьшении усилия нагружения внешнего кольца 5 подшипника расстояние А между вершиной деформирующего элемента 3 и базовой поверхностью детали 20 увеличивается.Таким образом, для компенсации сигналов рассогласования как положительных, так и отрицательных, одинаковых по величине, необходимо обеспечить нейтральное положение вершины деформирующего элемента 3 относительно базовой поверхности детали 20. Очевидно, что такое положение деформирующего элемента 3 можно обеспечить, нагрузив внешнее кольцо 5 усилием, равным половине осевой динамической грузоподъемности применяемого подшипника, так как в противном случае можно обеспечить компенсацию сигнала рассогласования практически только одного знака - или отрицательного, или положительного, что не позволит полностью компенсировать всю погрешность размера динамической настройки деформирующего элемента 3 и приведет к потере точности деформкрования поверхности.Пусть в процессе обработки получен положительный сигнал озссогласования, т.е. вершина деформирующего элемен;а 3 удалена от базовой поверхности на некоторую величину(Ь - текущая величина погрешности размеоа динамической настройки деформирующего элемента 3). Исполнительный механизм согласно знаку и величине сигнала рассогласозания поворачивает винт 9 по часовой стрелке, обеспечивая перемещение опорной поверхности ) 3 справа налево (относител: но чертежа). При этом упругий силвой элемент 6 начинает сжиматьсяи увличивает усилие нагружения кольца 5подшипника 4. Вследствие этого возрастаетжесткость кольца 5 подшипника и деформирующии элемент 3 начинает внедрятьсяв поверхность детали 20. При приближении сигнала рассогласования сколь угодноблизко к нулю исполнительный механизм18 прекращает поворот винта 9. При получении отрицательного (по знаку) сигналарассогласования исполнительный механизм18 поворачивает винт 9 против часовойстрелки, уменьшая величину деформацииупругого силового элемента 6, добиваясьтем самым снижения величины осевогонагружения кольца 5 на требуемую величину. При этом вершина деформирующегоэлемента 3 удаляется от базовой поверхности детали 20 на величину погрешностиразмера динамической настройки деформирующего элемента. При полной компенсации возникшей погрешности размера динамической настройки исполнительный механизм 18 прекращает поворот винта 9.Пример. Обработка торца детали на станке 1 К 625, оснаценном специальной системойавтоматического регулирования.В качестве измерительных датчиков применяют известные датчики индуктивноготипа, в качестве системы управления (СУ),(ЗУ), (УУ) используют микропроцессор, вкачестве исполнительного механизма - шаговый двигатель.Материал обрабатываемой деталисталь 45 ГОСТ 1050 - 74 (НКС 30), диаметробработки 300 мм; материал режущегоэлемента - Т 15 К 6; диаметр шарика 16 мм(ШХ 15 НКС 60); исходная точность деталей 10 квалитет СТ СЭВ 144 - 75,Режимы обработки: скорость вращениядетали 90 м/мин; осевая подача инструмента 0,15 мм/об; глубина резания 0,6 мм; 40усилие деформирования 1800 Н.В качестве опоры деформирующего элемента используют шариковый радиальноупорный подшипник 36 103. Осевую динамическую грузо:и д 1 емостьподшипника определя:от по фо; муле (3)Г, = 350 кг.1/2 г, =175 кг = -- 1750 Н -- вел ина предварительного нагружения внешнего кольца подшипника.Нижний предел изменения осевого уси лия нагружения внешнего кольца поди:ипника 0,1 Н. Верхний предел осевого нагружения вйешнего кольца подшипника 3500 Н.Точность обработанных деталей 7 - 8 хвалитет СТ СЭВ 144 - 75 при шероховатости поверхности К =0,16 мкм.Предлагаемый инструмент гозволяет говысить точность формообразования поверхности детали, так как обеспечивает упругое регулирование перемещения вершины деформирующего элемента по отношению к базовой поверхности детали в диапазоне не менее погрешности размера динамической настройки деформирующего элемента.формула изобретенияИнструмент для совмец 1 енной обработки деталей резанием и поверхностно-пластическим деформированием, содержащий корпус с размещенными в нем режущим и деформирующим элементами и опорой, установленной с возможностью взаимодействия с деформирующим элементм, а также нагружающий механизм в виде силового упругого элемента и винтовой усиливающей пары. от,гияаюирйся тем, что, с целью повышения точности обработки за счет увеличения предела регулировочного перемещения вершины деформирующего элемента, ок снабжен пятой, при этом опора выполнена в ьиде радиально-упорного подшипника, а механизм нагружения установлен с возможностью взаимодействия с наружным кольцом подшипника, причем пята размещена между силовым упругим элементом механизма нагружения и наружным кольцом подшипника.Составитель С. ЧукаеваРедактор Н. Тупица Техред И. Верее Корректор М. МаксимишинецЗаказ 298 Тираж 601 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно. издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101