Способ комбинированной обработки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 181 О 27 53)5 В 24 В 39 ОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛ ЬСТВ К скости симметрии детали. ботки проекцию усилия де направление радиальной с личивают, например, увел деформации в течение пов держиванием соотноше +РисоваС+ др, где Ру - т ная сила резания; Р - тек формирования, при деформирующему элемент центральный угол располо рующего элемента и резц оси обрабатываемой пове стоянная величина; др - пуск на изменение силы д Проекцию усилия деформ правление радиальной сил чивают также уменьшение ролика относительно резца(56) Авторское свидетельство СССРМ 1194658, кл, В 24 В 39/00. 1985.(54) СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ(57) Использование: точение, строгание,растачивание и фрезерование заготовок изконструкционных и труднообрабатываемыхматериалов, Сущность изобретения: комбинированную обработку осуществляют резанием Н-гранным резцом, получающим.дополнительные повороты, например периодические в сторону увеличения главногоугла в плане, и поверхностно-пластическимдеформированием, например, роликом, установленным по отношению к резцу подугйомотносительно оси обрабатываемой поверхности и с одной стороны от продольной пл цессе обработки, согласно изобретению изменение усилия деформирования осуществляют путем увеличения его проекции на направление радиальной составляющей силы резания в процессе поворота резца, выдерживая следующее соотношение:СРу+ РцсоэйС+ дргде Ру - текущая радиальная сила резания;Р - текущее усилие деформирования, й - текущий центральный угол расположения деформирующего. элемента и резца относительно оси обрабатываемой детали;С - постоянная величина;др - допуск на изменение силы деформирования,Увеличение проекции усилия даформирования на направление радиальной соИзобретение относится к машиностроению и может быть использсвано на предприятиях при точении, строгании, растачивании и фрезеровании заготовок из конструкционных и труднообрабатываемых материалов.Целью изобретения является повышение качества при обработке И-гранным резцом,. получающим дополнительные повороты.В способе комбинированной обработки путем резания и поверхностной пластической деформации роликом, установленным под углом относительно режущего элемента по одну с ним сторону относительно продольной плоскости симметрии обрабатываемого изделия, предусматривающий изменение усилия деформирования в проОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНО ВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) В процессе обраформирования на илы резания увеичением усилия орота резца с выния С Ру + екущая радиальущее усилие деложенное к у; а - текущий жения деформиа относительно рхности; С - по- допустимый доеформирования, ирования на наы резания увелим угла установки 2 э,п. ф-лы, 3 ил.ставляющей силы резания осуществляют или путем уменьшения угла установки ролика относительно резца, ипи путем увеличения усилия деформирования. На фиг, 1 изображена принципиальная 5схема обработки по предложенному способу; на фиг, 2 - вид сбоку на фиг, 1; на фиг. 3 принципиальное изменение радиальной силы резания Ру и усилия деформирования10 Р от угла (р поворота лезвия резца. Способ комбинированной обработки осуществляется следующим образом. Включают вращение детали 1 и продольную подачу резца 2 и ролика 3, установленных с одной стороны оси 4 детали 1,Резец 2 имеет начальный угол в плане Ъ =тмив 90 и снае припуск глубиной с, К ролику 3 приложено усилие Ро = Рдо, .которое имеет минимальную величину, например, близкую к нулевому значению, Ролик 3 установлен по отношению к резцу 2 под углом а (а = 90). При обработке рез 20 цом с главным углом в плане р возникает усилие резания, радиальная составляющая Ру = Руо которого наибольшим образом влияет на отжим упругой системы станка и детали, Величину Ру считают известной величиной, которую определяют или аналогичным расчетом по известным экспери-ментальным уравнениям или путем ее регистрации по упругим перемещениям, например, резца 2 в процессе обработки При обработке резец 2 для увеличения стойкости получает, например, периодические повороты (может иметь постоянное. 35 непрерывное вращение) в сторону увеличения главного угла в плане р, Это означает; что через определенный промежуток времени резец поворачивают на угол р 1 )(й (фиг,1). В течение времени поворо та резца радиальная составляющая Ру будет уменьшаться в соответствии со скоростью изменения угла р (смнапример, Бобров В. ф. Основы теории резания металлов. - М,: Машиностроение, 1975, с. 210, фиг, .163), Тэк, если при имеем Ру = Роо, то при уз. =тр 1 имеем Ру- Р 1Ру,(фиг. 3). Уменьше-. ние силы Ру приведет к взаимному встречному перемещению резца 2 и детали 1, что50 приведет к изменению диаметрального размера детали 1, (Жесткость передней и задней бабок станка при этих рассуждениях считаем, например, бесконечно большой). Дпя того. чтобы этого не произошло. к де формирующему ролику 3 во время поворота резца 2 на угол Лр =. р - р, (фиг. 1) и о течение всего этого поворота прикпадыв;звал усилие дефорглировпния Рл, которое из меняется, т, е. увелпчипвгпся ". такой ж интенсивностью, с какой уменьшается Ру, То есть текущие изменения сил Рц и Ру за время Лт поворота резца на угопЛтр зеркально противоположны. В этом случае сумма текущих сил Р+ Рцсоза на направлении радиальной силы резания Ру будет величиной постоянной или будет изменяться в допустимом пределе др, т, е.:С 5 Ру+ Рц 5 С+ др . (1).Откуда находим величину изменения силы деформирования:+ Росоз а,Руо - радиально составляющая сила ре-.зания при р =.тооРдо - минимальная сила деформирования ролика при р =роРу - текущая радиальная сила резания;.Ро - текущее усилие деформирования;а - угол расположения ролика относительно резца;др - допустимый допуск на измерениесилы деформирования, например, др 2 Г,где Е - общая сила трения в суппорте станкаР 9 мдкс - Ропт где Ролт - оптимальноеусилие деформирования,Если сила деформирования ролика увеличитсЯ от Рдп = Ро на величинУ Л Р Уменьшения силы резания Ру и при этом Ро ++Л РуРоот, то ролик необходимо установить от вершины резца в направлении подачи Я. Этим самым предотвратим перенакалметалла обработанной резцом поверхностидеталиСтабилизацию действия радиальныхсил в направлении оси У можно осуществить и вторым методом. а именно за счетизменения угла а устайовки ролика относительно резца, при этом усилие Р:= Р,п гдеР,п. - оптимальное усилие деформирования. остается постоянным, Угол а изменения в момент поворота лезвия резца на уголЛ у = т(1 - тпо и в течение времени Л т всегоего поворота на этот угол,Из (1) можно определить величину изменения текущего угла а;где С - постоянная величина, С = Руо+ Ропгсоз - Руо + Росоз гхРя= Роо:Ру, - радикальная сила резания приР=Р 5ГХо - УГОЛ УСтаНОВКИ РОЛИКа ПРИф =гроП р и м е р. Обрабатывают валы диаметром 100 - 0,05 мм, длиной 1. = 150 мм.Материал - сталь 40 Х. Режимы обработки; 10глубина резания т - 3 мм, подача Я - 0.6ммlоб; скорость резания Ч = 200 м/мин,Обработка ведется комбинированным инструментом, состоящим из шагового резца сначальным углом в плане р =ро = 45 ирадиусом режущей кромки г = 15 мм и роликом с наибольшим радиусом Р = 20 мм. Уголустановки ролика гх=. 10 о.При р= 45 имеемсоставляющие силы резания; Руо -- 124 кг;Ро = 220 кг; Рхо = 90 кг, Начальное давление,приложенное через ролик к детали, равноРоо =10 кг, Шаговый резец через определенный промежуток времени поворачивают наугол Л р = 2 до р = уъакс= 90, т, е. осуществляют 22 поворота. Сила Ру как наиболеевлияющая на точность обработки, изменяется по закону: Ру =. 201 - 1,711 р, гдер = а) г, в - угловая скорость поворотарезца на угол Лр; х - время поворота,При первом повороте резца на уголЛгр = 2 имеем р 1 = роя 2 = 47 и Ру =- 201- 1,711 47 = 120,6 кг. После 22 поворотарезца имеем у =уъ,о = 90", Ру = 201 -1,711 90 = 47 кг,35Принимаем начальное давление роликаРоо = 10 кг. При первом повороте резца наугол Л(р =2 имеем р 1 =47" и Ру 1=-120,6кг. Во время первого поворота и за времяпервого поворота, равного 4 с, о 0,087 с . 4давление на ролик увеличится (из 2) придр = 0 имеем;Ру 1 = (СРу) = - - "- - (Руо +соз гхсоз 10+Руосоз 10 - Ру 1)= -- -. --- (124 + 10 соз 10о 1соз 1 О- 120,6) = 13,45 кгПосле 22 поворотов давление на роликравно: = 90; Ру 22:201 - 1,711 90 = 47,1 кг.Р = --- (Руо + Рясозгхо - Ру 22) =соз 101.---- (124 + 10 соз 10" - 47,1) = 88,1 кг,соз 10В результате выдерживдния соотношения (2) на деталь в процессе поворота резца на увеличенный угол в плане р и процессе обработки действует постоянная сила Ру. Разброс диаметрдльных размеров валов беэ изменения давления на ролик составляет 0,1 мм, а при изменении ддвления нд ролик при выдерживании соотношения (2) разброс диаметральных размеров сог тдвляет 0.03 мм. То есть точность обработки улушалась в 3,3 раза,Точность обработки можно повысить и за счет изменения угла а, используя соот ношение (3) при Р = Ропт = 66 кг. Для рассмотренного выше примера имеем; при 7 = Ро = 45", Ру = 124 кг. Пример г 4= 85 о и др= О.Р, - Ру Д+ соз 85 = 0,9825,сх 22 = 10,73Уменьшением угла установки ролика вовремя поворота резца на новый угол у Добиваемся также сохранения постоянной величины суммарной силы, действующей надеталь.Предложенный способ обработки проств осуществлении, расширяет возможностиприменения комбинированной обработки.Испытания предложенного способа показали его эффективность при обработке валов.Способ по сравнению с известными способами обеспечивает повышение в 3 - 4 разаточности обработки.Формула изобретения1. Способ комбинированной обработкипутем резания и поверхностной пластической деформации роликом, установленныйпод углом относительно режущего элементапо одну с ним сторону относительно продольной плоскости симметрии обрдбатываемого изделия. предусматривающийизменение усилия деформирования в процессе обработки, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения качества при обработке К- грднным резцом, получающим дополнительные повороты, изменение усилиядеформирования осуществляют путем увеличения его проекции на направление радиальной составляющей силы резания впроцессе йоворота резца, выдерживдя соотношениеСРу + РцсозгхС ф др,Ру - текущая радиальная сила резания;Р - текущее усилие дефорл 1 ировдния; Гх - текущий центральный угол расположения деформирующего элемента и рез1810278 ФЫ 1 Составитель Н.КукинаТехред М.Моргентал ектор А.Мотыль едакт Заказ 1416 Тираж Подпис ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и отк 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/еытиям при ГКНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж од, ул, Гагарина, 101 це относительно оси обрабатываемой детали;С - постоянная величина,дя - допуск на изменение силы деформирования.2, Способпоп.1, отличающийся :.тем, что увеличение проекции усилия деформирования на направление радиальной составляющей силы резания осуществляют путем уменьшения угла установки ролика относительно резца.3, Способ поп,1,отличающийся 5 тем, чтоувеличение проекции усилия деформирования на направление радиальной составляющей силы резания осуществляют путем увеличенияусилия деформирования,