Инструмент для виброобработки глубоких отверстий (его варианты)

(51) 4 В 23 В 51/ БРЕТЕНИ элементами личаюи направляющи евую часть, о я тем, что, с юлогических в звием стебл целью р зможнос ни с ия тех чет ре и асто" струлитуды илезвия, и гулирования ампбаний режущего абжен установле иновой парой, ско кориными н остояще и коло олненных лементо мент сн пусе кл направл набором из к и из при ски яющих элементо прокладок, высталлических пьезокрэтом насвязан ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(71) Ленинградскии ордена Ленина и ордена Красного Знамени механический институт(56) Авторское свидетельство СССР Р 607670, кл. В 23 В 51/02, 1978. (54) ИСТРУМЕНТ ДЛЯ ВИБРООБРАБОТКИ ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) 1. Инструмент для виброобработки глубоких отверстий, содержащий корпу с закрепленными на державке режущим лезвием и направляющими элементами и стеблевую.часть, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет регулирования амплитуды и частоты колебаний режущего лезвия, инструмент снабжен съемной встав кой с центрально расположенной прокладкой из пьезокристаллического элемента, причем указанная. съемная вставка расположена в выполненной на державкеГ -образной прорези, при этом вдоль корпуса и стеблевой частивыполнен канал с токоподводящими элементами.2. Инструмент для виброобработкиглубоких отверстий, содержащий корпу с закрепленными на держатале режущим бор прокладок кинематичс клиновой парой. 3, Инструмент для виброобработкиглубоких отверстий, содержащий корпусс закрепленными на державке режущимлезвием и направляющими элементамии стеблевую часть, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей засчет регулирования амплитуды и частоты колебаний режущего лезвия, стеблевая часть выполненя из концентричнорасположенных двух труб, а инструментснабжен фланцем, расположенным навнутренней трубе, в которой выполне"ны в диаметральной плоскости ряды прорезей, каждый из которых расположенпо окружности со смещением, и прокладкой из пьезокристаллическогоэлемента, расположенной во фланце,при этом фланец кинематически Связанс наружной трубой стеблевой частиинструмента, 1253745Кроме того, в корпусе 1 выполнены два отверстия 10, в которых размещен изолиронанцый проводник 11 для подвода напряжения к цьезокристалличес- кцм элементам 8.Расточная головка по второму нариацту (фиг, 6 и 7) содержит корпус 12, соединенный при помощи резьбы с борштацгой 13. В корпусе 12 установлены режущие элементы 14 и клиповые 50 Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано на операциях вибрациоцного сверления, растачцнания или раскатывация отверстий в заготовках из вязких материаловЦелью изобретения является расширение техцологических гоэможцостей за счет регулирования амплитуды и частоты колебаний режущего лезвия. 10Указацная цель достигается за счет регулирования амплитуды и частоты колебаний режущего лезвия, выглаживающих элементов, стеблевой части сверла.На фиг. 1 изображена расточная 15 головка, разрез (по первому варианту)" ца фиг. 2 . - то же вцд спереди, ца фиг. 3 - сечение А-А, на фиг, 1 на фиг. ч - сечение Б-Б ца фиг. 1; а на фиг. 5 - схема сил, действующих 20 на режущий элемент указанной головки, ца фпг. 6 - расточная головка, разГрез (с шариковыми направляющими по второму варианту) на фцг. 7 - то же, вид спереди, ца фиг. 8 - схема сил, 25 действующих ца шарик; на фиг, 9 сверлильная головка со стеблевой частью, разрез ца фиг. 10 - сечение В-В ца фиг. 9; на фиг. 11 - сечение Г-Г ца фцг. 9, ца фиг, 12 - схема 30 сил, действующих на стебель.Расточная головка по первому варианту (фиг.1-4) содержит корпус 1 с установленными на цем направляющими элементами 2. В пазу корпуса 1 перпендикулярно его оси размещена державка 3 с цапайными режущими элементами 4. В теле державки противоположно друг другу выполнены две 7 -образпые прорези 5, боковые грани которых образуют острый угол 6.В Ч -образных прорезях 5 установлены клинообразные вставки 7 с центрально расположенной прокладкой из пьезокристаллического элемента 8. На торце корпуса 1 установлен прижимной болт 9, контактирующий по торцу с державкой 3. пары, состоящие из трех рядов шариков 15, скрепленных сепараторцым кольцом 16, и колодок с двухстороцними 17 и одностороцнимп 18 скосами, в которых располагаются шарики 15, выполняющие роль направляющих элементов. В расточке корпуса 12 установлена цилиндрическая прорезцая пружица 19, контактирующая правым копцом с гайками 20 и 21, а левым через штифт 22 - с торцом колодки 18. На наружной поверхности корпуса 1 устацовлены шайбы 23 с размещенцымц между ниии пьезокристаллическими элементами 24, контактирующие одним торцом со штифтом 22, а другим - с защитцой нтулкоц 25, фиксируемой ца корпусе 12 стеблем 13. В отверстии корпуса 12 проложен изолированный пронодцик 26 для подвода иапряжеция к пьезокристаллическим элементам 24.Сверлильная головка со стеблевой частью по третьему вариацту (сЬиг9-11) содержит корпус головки 27 с устацовлеццымп а нем цаправляющими 28 и режущим элементом 29, Корпус голонки 27 соединен с трубами 30 и 31. Наружная труба 30 жестко соедипена с фланцем 32, который через пьезокристаллические шайбы 33 и разделительную прокладку Зч опирается на торец корпуса 35, эакрепляемого н подающей каретке станка, Для уменьшения продольной жесткости внутренней трубы перпендикулярно ее оси выполнены пазы 36 и 37 с угловым смещецием. Свободный торец внутренней трубы 31 поджат гайкой 38, навпнчивающейся на корпус 35. В отверстии корпуса 35 проходит изолированный проводник 39 для подачи напряжения па пьезокристаллические шайбы 33.В первом варианте режущий элемент (фиг.5), во втором - шарик, выглаживающий поверхность (фиг,8), и в третьем - стебель, передающий усилие на режущий элемент (фиг. 12), находятся под действием трех сил: двух постоянных и одной переменной, величина которой зависит от напряжения, подаваемого на пьезокрпсталлические элементы, Таким образом, регулируя частоту и амплитуду напряжеция, подаваемого ца пьеэокристаллические элементы, можно управлять амплитудойчастотой режущего лезвия.Инструмент по первому вариантуработает следующим образо.3 1253Под действием силы резания, действующей на режущие элементы 4, державка 3 деформируется, Ч в .образные прорези 5 сжимаются, деформируя вставки 7 с пьеэокристаллическимц прокладками 8. При этом устанавливается равновесие сил. Осевая сила резания становится равной упругой силе деформации Р державки 3 и силе деФормации Р, вставки 7 с прокладкой 10 8 Р . Подача напряжения на пьезокристаллическую прокладку 8 вызывает изменение ее толщины в ту или другую сторону. Это приводит к нарушению равновесия сил Р , Ри Р, вызывающему изменение величины упругой деФормации державки 3, а, следовательно, и перемещение режущего элемента 4.Инструмент по второму варианту работает аналогично. Изменение тол щины пьезокристаллических элементов 24 под действием приложенного напряжения вызывает перемещение колодок 17 и 18, приводящее к перемещегпцо корпуса 12 с установленными на нем 25 режущими элементами 14. Помимо этого, происходит изменение величины давления шариков 15 на поверхность отверстия за счет изменения силы Н (фиг.8) вследствие нарушения равновесия сил ЗО Р ,Ри Р . Это существенно улучшает осусловия пластического деформировация шариками 15 поверхности отверстия и повышает ее качественные показатели.Наличие пружины 19 со штифтом 22, гайкой 20 и коггтргайгкой 21 поззоля 745ет регулировать величину усилия, приходящуюся ца пьезокристаллицескиеэлементы, При ввертывании гайки 20усилие пружины 19, действующее черезштифт 22 ца колодку 18, возрастает,а так как Р= Р + Р= сопя, то усилие, приходящееся на пьезокристаллические элементы, уменьшается.Инструмент по третьему вариантуработает следующим образом.Часть осевой составляющей силырезания, действующая на режущий элемент 29 сверлильной головки 27, через наружную трубу 30 и жестко связанный с ней фланец 32, передаетсяна пьезокерамические элементы 33.Другая часть через внутреннюю трубу31, гайку 38 действует на корпус 35.Соотношение укаэанных частей осевойсоставляющей силы резания можно регулировать гайкой. 38, Изменение толщины пьезокристаллических элементов 33под действием напряжения вызываетперемещение наружной трубы 30 сосверлильной головкой 27 и режущимэлементом 29,Таким образом, периодически изменяя напряжение, подводимое к пьезокристаллическим элементам, можнопериодически перемещать режущие элементы во всех трех описанных вариантах. Причем путем регулирования амплитуды и частоты подводимого напряжения можно легко устанавливать оптимальные амплитуды и частоты колебанийрежущего элемента.