Способ обработки некруглых деталей

СОЮЗ СОВЕТСНИХ .кцювющисникРЕСПУБЛИН В 1/О ТЕН ОБ нина .. 8 ,с-максимаоси инстоси детапричем частотыраз больше часто осевых колебан СУ(Ч) ГГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ(71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И. Ле(54)(57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ НЕКРУГЛЦХДЕТАЛЕЙ с Й гранями, при котором ин"струмент совершает продольную подачуи вращательное движение вокруг оси,скрещивающейся с осью вращения детали, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности и производительности обработки, инструменту сообщает качательные колебаниявокруг оси вращения путем измененияугла наклона оси инструмента относи"тельно оси детали, который определяют по зависимости 801009612 где 8 - угол наклона оси инструмента к аси детали в 1-том по"лажении;1 - радиус инструмента;С - минимальное расстояние отобразующей детали к точкепересечения плоскости, проходящей через вершины формаобразующего профиля инструмента, с егоосью вращения;ЕИ 1- закон изменения радиуса обрабатываемой детали; одновременно сообщают продольные ко- лебания детали вдоль оси, амплитуду которых определяют по зависимости. льныи угол наклона румента относительно ли,обоих колебаний в Йты вращения детали,1009612 1Изобретение относится к областинашиностроения и может быть использовано при механической обработкецилиндрических деталей с некруглымипоперечными сечениями леэвийным и аб-разивным инструментом.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомуэффекту является способ точения некруглых в поперечном сечении тел, 1 рпри котором деталь вращается, а инструмент, выполненный в виде чашечногорезца с некруглой замкнутой и плоскойрежущей кромкой, совершает продольнуюподачу, и вращение вокруг оси, скрещивающейся с осью вращения детали 13.Недостатком такого способа является сложность изготовления чашечногорезца с некруглой замкнутой и плоской режущей кромкойФормообразующимпрофилем ). Кроме того, при вращениинекруглого резца возникают неравномерные инерционные нагрузки, вибрации, что снижает точность и уменьшает чистоту обработанных поверхностей. Это влечет за собой снижениеугловых скоростей вращения изделияи инструмента, что снижает производительность обработки.Целью изобретения является повышение точности и качества обработанных поверхностей и увеличение производительности обработки,Поставленная цель достигается тем,что по предложенному способу обработ- фЗки деталей с гранями, при котором инструмент совершает продольную подачуи вращательное движение вокруг оси,скрещивающейсФ с осью вращения детали, инструменту сообщают качательные 46колебания вокруг точки пересеченияплоскости, проходящей через вершиныФормообразующего профиля инструмента, с его осью вращения, в плоскости, которая содержит оси вращения 43инструмента и детали, а угол наклонаоси инструмента к оси детали определяют по зависимости6.: со.ссор1 Р 96где В - угол наклона оси инструмента к оси детали в 1 -м положении;- радиус инструмента;С - минимальное расстояние от ффобразующей детали к точкепересечения плоскости, проходящей через вершины формо 2образующего профиля инструмента, с его осью вращения;Щ- закон изменения радиуса об"рабатываемой детали,одновременно сообщают продольные колебания детали вдоль оси, амплитуду которых определяют по зависимостиВаю(5 т 39-510 9.),где б - амплитуда осевых колебанийдетали;6 кс- максимальный угол 6причем частоты обоих колебаний в йраз больше частоты вращения детали.При обработке цилиндрических деталей с криволинейной направляющей,описываемой синоидами, эквидистантами эпи- и гипоциклоид и другими кривыми, детали задают вращение вокругсвоей оси, а инструмент перемещается вдоль детали и вращается вокругсвоей оси, скрещивающейся с осью вращения детали. Скорость вращения инструмента независима от скорости детали и профиля ее поперечного сечения.Поэтому в качестве инструмента можетбыть использован как лезвийный инструмент ( чашецный резец, фреза ),таки абразивный шлифовальный круг). Форма режущих кромок(формообразующих профилей ) этих инструментов имеет правильную геометрию ( окружность),Для получения некруглых йоперецных сечений изделий инструменту сообщают качательные колебания вокруг точки пересечения плоскости, проходящей через вершины формообразующегопрофиля инструмента, с его осью вращения ),центр инструмента ) и в плоскости, которая содержит оси вращенияинструмента и детали, цто позволяетпри фиксированном центре инструмента и в зависимости от изменения радиуса детали, изменять расстояние между осью вращения детали и Формообразующим.профилем инструмента. При этомдля сохранения правильной ориентации инструмента в продольном направлении, так как при его качании Формообразующий профиль изменяет свое положение, как в поперечном, так и в продольном направлениях, детали сообщают осевые колебания, согласованныес качательными колебаниями инструмента и компенсирующие его продольныесмещения.В результате осуществления этогоспособа можно использовать режущийинструмент правильной геометрической612 4положении, когда радиус детали изменя" ется по законуЕ(Ч 9= А(1-МпЙЧ), где А - амплитуда изменения радиуса дета" ли, Ч - полярный угол, Ю = 3 - количество ветвей 1 гранейдетали до значений р ;и (штриховая линия ), инструмент эайимает положение 3, а деталь - М и их оси будут скрещиваться под углом Вр .Тогда в зависимости от закона изменения профиля поперечного сечения детали ЯЧ качательные колебания инструмента, определяемые углом 9 , изменяются от 81 до О следующим образом. 3 1009формы в виде окружности, вращающейсявокруг своей геометрической оси. Этопозволяет избежать переменных инерционных нагрузок, вибраций и значитповысит . точность и качество обра- зботанных поверхностей. Кроме того,можно повысить и скорость вращенияинструмента и детали, т.е. увеличитьпроизводительность процесса.На фиг. 1 представлена схема обработки некруглых поперечных сеченийцилиндрических деталей, на фиг,2 -то же, вид сверху.Необходимо обработать цилиндрическую деталь 1 с криволинейной направ- иляющей в виде треугольника с скругленными гранями и вершинами (М = 3 ),например, описанного синоидой кривая,где радиус - вектор равен разностимежду постоянной У и синусоидальнойизменяющейся величиной: А 1 -51 п Й ).Тогда уравнение профиля будетр=й-А(Э- з 1 ь ЗЧ)(см. сечение детали на фиг. 2 ).В общем случае закон изменения ффрадиуса обрабатываемой детали можемобозначить через Я 9).В качестве инструмента 2 для примера взят чашечный резец с радиусом г. 39Деталь получает вращение с угловой скоростью оз, а инструмент соскоростью ь 1, причем скорость вращения инструмента не зависит от ско"рости вращения детали и может опреде-ляться скоростью резания и т,д, Этопозволяет в значительных пределахизменять скорость вращения инструмента и при прочих равных условиях значительно увеличивать производительность обработки.Инструмент устанавливается .на постоянном расстоянии В = сопвФ отобрабатываемой детали под углом 8,к ее оси и Осуществляет продольную 43подачу 5.Выше перечисленных движений необходимо и достаточно для получениякруговых цилиндрических деталей. Дляполучения некруглых сечений инструменту 2 необходимо дополнительно за"дать качательные колебания Чк, т,е.изменять углы наклойа оси инструмента О; относительно оси детали,На фиг. 1 и 2 сплошной линией показано начальное положение детали 1 и ффинструмента 2, оси которых скрещива"ются под углом 8 =О щ , здесь радиус детали максимальный - р кр В ЕОИз Фиг. 1 видно, цто со 5 8КО где КО =г, а ГО = ГИ + ИО =ХЯ+ С,где С - минимальное расстояние отцентра инструмента 1,точка пересеченияплоскости, проходящей через вершиныформообразующего профиля инструмента,с осью вращения инструмента ) О дообразующей детали. Отсюда Из фиг. 1 видно, что при качании инструмента его точка касания Ф смещается в продольном направлении на величину ,К в точку К. Отсюда возникает погрешность продольных смещений, Для ее устранения достаточно точку К возвратить в положение точки 1 (компенсировать продольные смещения инструмента ), цто возможно за сцет осевых колебаний детали 5 Амплитуда этих колебаний..Ь=КЬ= РЬ-КГ,ГЬЬ ОК 1 =залпе2Отсюда в общем случае, амплитуда колебаний 50 будет изменятьс.я по за- кону б=г(з 1 п В -51 и 6,.)Ясно, что колебания 50 должны бытьсинхронными с кацательными колебаниями Мк, В целом частота обоих колебаний 5 и Ч 1) должна быть в й разбольше частоты вращения детали %,что даст возможность получения Й гранных поперечных профилей,Вышеперечисленные движения можнореализовать в конструкции приспособления, устанавливаемого в резцедержателе токарно-винторезного станка с5 10096 самостоятельным приводом качательных и осевых колебаний инструмента,Таким образом, предлагаемый способ позволяет обрабатывать различные по конфигурации в поперечном сечении цилиндрические поверхности. Использование инструмента с формообразующим профилем правильной геометрической формы в виде окружности и вращение его вокруг своей центральной оси 30 позволяет в качестве инструмента использовать стандартные чашечные резцы, фрезы и шлифовальные круги. Это характеризует универсальность способа и может быть использовано при пол12 бной обработке детали, начиная с черновой и кончая финишной операциями.При этом инструменты имеют независи-мую скорость, вращения и могут изменять ее, увеличивая производительностьобработки. С другой стороны снижаются инерционные нагрузкизависящиеот конфигурации формообразующего профилярежущей кромки ), уменьшаютсявибрации, а следовательно, повышается точность обрабатываемых поверхностей и снижается их шероховатость, Этопозволяет повысить скорость вращениядетали и сократить время на обработку.лонтович Коот Ю ююПодтета СССрытийнаб,е Айевф 4ул, ПрОе ектоо Е. ююисное 4 йтная,Составитель В. Зо Редактор Л. Утехина Техреб Ж.Кастелев Заказ 2571/7 Тираж 1104 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 11 ОД Москва Ж-Я Раушская Филиал ПЦП "Патент", г. Ужгород, оако