Способ обработки металлов

67235 Класс 49 а, 101 СССР 4 ъСАНИ Е ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОП Зарегцстрировано в Бюро обретеий Госплана СС. М. Непри ПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ Заявлено 27 августа 1945 г. в Наркомавидпро 11 за785,9957 1340035) Опубликовано 31 октября 1946 г.Способ обработки металлов ссообщением резцу вибраций вдольего оси известен. Настоящим изобретением предлагается устанавливать вибрирующий резец в направлении сбега стружки. Необходимость и целесообразность такойустановки вибрирующего резца обосновываются изобретателем следующим образом.Каждый элемент стружки в процессе своего формирования нескользит по передней грани до техпор, пока новый, следующий заним элемент не сдвинет его с места, Отсюда следует, что движениестружки прерывистое,Имея в виду такой важный факт,как наличие остановок отходящейстружки, можно сказать, что коэфициент трения при таком частопрерывистом движении значительнобольше, чем при беспрерывном движении.Как известно, коэфициент тренияв покое больше, чем коэфициент.трения скольжения в движении.Вследствие этого элемент стружки в период своего формирования,имея трение покоя, прочно удержи.вается на одном месте. Только новый элемент стружки, вклиниваясь,вытесняет силой уже оформивший. ся элемент.Очевидно, для облегчения резания необходимо создать такие условия, чтобы элемент стружки легко и без останова скользил по пе редней грани с начала и до конца своего формирования. При этом необходимо иметь в виду, что формирующийся элемент стружки до момента скалывания прочно связан с обрабатываемым материалом 1 с изделием), и поэтому заставить скользить его по передней грани в этот период - не легкая задача. Такими мерами, как увеличением переднего угла, доводкой инструмента, применением соответствую. щей смазки и т. п. эта цель далеко не достигается.Чтобы устранить коэфициент трения скольжения отходящей стружки, необходимо привести в колебательное движение резец в направлении сбега стружки.Колебания эти должны иметь аналогию с вибрацией высокой частоты.Наличие вибрации в работе инструмента принято считать вредным фактором, что безусловно справедливо, Объясняется это тем, что возникающие вибрации в работе ин М 61235струмента имеют амплитуду колебания, встречную усилию резания,Такие колебания приводят к вы.крашиванию режущих кромок и кбыстрому их износу.Предлагаемые колебания, специально вызванные вибратором, дол.жны иметь определенное направле.ние, Ток, например, на токарномстанке колебательное движениерезца должно быть в горизонтальной плоскости, примерно, в направлении сбега стружки.Наличие вибрирующих колебанийрезца в указанном направленииполностью исключит коэфициенттрения покоя и значительно уменьшит коэфициент трения скольжения,Стружка элементная перейдет всливную в полном смысле этогослова.Чтобы уяснить себе механический смысл действия вибрирующихколебаний резца на процесс резания, рассмотрим этот процесс взамедленном состоянии.Для примера возьмем работу отрезным резцом. Возвратно-поступательное колебание резца, в результате вибрации, будет направленоперпендикулярно к оси изделия(фиг, 1).Рассмотрим одно из колебательных движений резца, когда он движется от изделия. Из фиг. 1 видно,что стружка и резец движутся водном направлении, Скорость стружки 7 и скорость вибрации резцамогут быть равны между собойс =-в ил и Чс -в -- О,Когда разность скоростей двухсмежных тел, движущихся в одномнаправлении, равна нулю, тогда итрение между ними также равнонулю.Нужно заметить, что такой идеальный случай не совсем желателен, так как между стружкой ирезцом опять возникнет коэфициенттрения покоя. Однако практическиочень маловероятно., чтобы скорости стружки и резца оказалисьточно равными.Благодаря тому что резец движется в том же направлении, чтои стружка, износ его по передней грани будет весьма незначительнымм.Задняя грань при этом движениирезца отходит от изделия и такжепочти не подвергается износу.Указанные вибрирующие движения резца в сторону от изделия -занимают половину общего времени работы инструмента, Следовательно, можно заключить, чтопри этом движении резца (от изделия), составляющем по времени 50%от всей работы резца, он находится в исключительно благоприятныхусловиях - почти совсем не подвергается износу.При возвращении резца обратнок изделию, благодаря наклону передней грани, последняя стремитсякак бы отстать или уйти от набегающей стружки и таким образомоблегчается процесс резания,Для большей ясности вообразим,что изделие стоит на месте, а ре.зец движется, осуществляя резание(фиг, 2),Чтобы не затемнять чертеж, условно изделие опустим. Если бырезец двигался только поступательно в направлении резания ОА, тогда его передний угол был бы равентол = т, . Отрезок то есть перпендикуляр к направлению движения резания ОА.Но так как, вследствие вибрации,резец движется еще в направленииОВ (к изделию), то его результирующее движение будет в направлении ОС и тогда передний уголдополнится углом кот =;,. Отрезок ко есть перпендикуляр к направлению результирующего движения ОС.Так, например, при ОА=ОВ уголт, =45, Если при этом , = 15, тосуммарный передний угол будетравен 60, что в обычных условияхникогда не достижимо.Следовательно, мы имеем положительный результат в том, чтовторая половина времени работырезца, как и первая, весьма благоприятна для легкого резания - передний угол увеличивается в несколько раз.Задняя грань при этом движении приближается к изделию и бу М 67235дат с ним в контакте не более 10 - 15% от общего времени работы резца. Остальную часть времени вершина резца находится в области опережающей трещины.Таким образом вибрация определенного направления в очень сильной степени облегчает процесс резания.Все изложенное выше еще не проверено какими-либо опытами, а лишь является результатом наблюдений за одним резцом из быстро- режущей стали, который, вследствие особой конструкции державки, станка и крепления, имеет в процессе работы вынужденные колебания (1450 в 1 сек.) в направлении сбега стружки,Режим работы: У =15 м/мин.;5=0,05 мм/об., 1 =1,5. Обрабатываемый материал - сталь 38 ХМЮА (ХМА);о =100 кг/мм, Нв =3,5 - 3,3; диаметр изделия - 160 мм; охлаждение - вазелиновое масло; средняя стойкость резцов - 18 - 20 часов и в отдельных случаях достигает 25 - 30 часов.При этом же режиме работы - на этом же изделии - резец, не имеющий указанных вибраций, имеет стойкость 50 - 60 минут.Очевидно, в данном случае стойкость резца, имеющего вибрацию в направлении сбега стружки, в 18 - 20 раз выше стойкости резца, не имеющего таких вибраций. Это выше стойкости резцов, оснащенных твердым сплавом, в 3 - 4 раза,Трудно сказать, какова будет стойкость при оптимальномчисле вибрирующих колебаний, которое должно определиться в результате соответствующих расчетов и опытов.Вызвать принудительные вибрации можно механическими, либо электромагнитными вибраторами. Для проведения испытаний необходимо сделать вибратормеханического действия с регулируемой степенью вибрации, с непосредственным воздействием на резец в желаемом направлении.Схема такого вибратора показана на фиг, 3,Приводом такого вибратора может служить пневматическая бормашинка 1, которая развивает от 50 до 76 тыс. об/мин.Бормашина 1 вращает кулачок 2, сообщающий вибрации резцу 3, установленному в направлении 4 сбега стружки,Можно также применить электромагнитный вибратор (фиг. 41, состоящий из обмотки б и сердечника,б, причем можно вмонтировать его непосредственно в резце- держатель 7. При этом вибрирующий механизм можно выполнить поворотным в желаемом направлении по стрелке 8. Предмет изобретенияСпособ обработки металлов с сообщением резцу вибраций вдоль его оси, отличающийся тем, что вибрирующий резец устанавливают в направлении сбега стружки.М 67235 Фиг. 1 Фиг, 2 г. 3 иг, 4 ана ен ати 7/Х 1948 Отв. редактор А. 10002. Подписано к