СПОСОБ ОБРАБОТКИ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ Российский патент 2017 года по МПК B23B25/06 

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано на токарных станках в механообрабатывающих цехах машиностроительных предприятий.

Известен способ токарной обработки деталей, предусматривающий измерение погрешностей формы обрабатываемой поверхности при помощи универсальных измерительных устройств, после чего инструменту задают колебательное движение в соответствии с погрешностью формы [Авт. св. СССР №1514485, МПК В23В 1/00, 1987].

Недостатком такого способа является нестабильность точностных параметров обработанной поверхности из-за переменных параметров обрабатываемой поверхности в поперечном и продольном направлениях при постоянных параметрах задаваемых колебаний, сложность и трудоемкость предварительного определения погрешностей обрабатываемой поверхности.

Известен также способ, предусматривающий обработку в самоцентрирующихся опорах с измерением упругой реакции деталей в опорах. Причем управление подачей ведут в функции стабилизации разницы между силами резания и измеренными в опорах реакциями [Авт. св. СССР №1294482, МПК В23В 1/00, 1987].

Недостатком данного способа является сложность адаптивного управления по причине инерционности, создание неравномерных внутренних напряжений в объеме заготовки при ее зажиме за счет деформаций в поперечном направлении.

Наиболее близким к заявляемому является способ обработки, выбранный в качестве прототипа, который предусматривает базирование заготовки в расположенных по ее длине самоцентрирующихся опорах, базирование заготовки при черновой ее обработке ведут по вписанной окружности, а при чистовой - по описанной. Самоцентрирующиеся опоры устанавливают в зонах узлов пучностей заготовки, при этом задают координаты положения контактных точек опоры с заготовкой из условия отсутствия давления на базовую поверхность заготовки, а в процессе обработки заготовки производят управление положением ее оси путем переключения самоцентрирующихся опор на ступенчатое изменение положения координат контактных точек опоры с заготовкой при изменении диаметра заготовки по ходу перемещения инструмента в момент его прохода мимо опоры в условиях электрической изоляции резца и заготовки [Патент РФ №2492030, МПК В23В 1/00, 2013].

Недостатком такого способа является ограниченность технологических возможностей, трудность снижения технологической наследственности при обработке заготовок валов, не относящихся к нежестким, например валопроводам, в том числе переменного сечения, имеющим погрешности формы и искривление оси.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение технологической наследственности при обработке заготовок валопроводов, имеющих погрешности формы и искривление оси.

Эта задача решается тем, что устанавливают положение оси, по которой осуществляют базирование заготовки, путем обмера поперечных сечений заготовки с определением координат точек контура сечения, по которым определяют положение центров тяжести ее поперечных сечений с последующим усреднением методом наименьших квадратов, после чего определяют координаты точек пересечения установленной оси с торцами заготовки и осуществляют их зацентровку с последующей установкой заготовки во вращающихся центрах.

Схема устройства, реализующего способ, представлена на фиг. 1. Устройство содержит заготовку валопровода 1, вращающиеся центры 2, определяющие ось вращения заготовки (Z) 3, измерительную систему 4, позволяющую определить положение z_i измеряемого сечения заготовки и координаты r_ij, ϕ_ij точки K_ij контура сечения в цилиндрической системе координат, жестко связанной с вращающейся заготовкой.

Работа устройства, реализующего способ осуществляется в следующей последовательности: заготовка валопровода 1 устанавливается во вращающиеся центры 2, при вращении заготовки вокруг оси 3 (Z) для поперечных сечений с помощью измерительной системы 4 определяются координаты m точек K_ij контура сечения z_i, r_ij, ϕ_ij (i=1…n, j=1…m), по измеренным координатам точек контура для каждого i-го поперечного сечения определяется его площадь F_i и положение его центра тяжести C_i, далее определяется положение конструктивной оси валопровода (технологической оси) 5 путем минимизации, по методу наименьших квадратов, ее отклонения от центров тяжести поперечных сечений заготовки, затем определяются координаты точек пересечения оси 5 с торцами заготовки O_H, O_K эти точки размечаются и зацентровываются.

Способ включает установку заготовки во вращающихся центрах. Предварительно устанавливают положение оси, по которой осуществляют базирование заготовки, путем обмера поперечных сечений заготовки с определением координат точек контура сечения, по которым определяют положение центров тяжести её поперечных сечений с последующим усреднением методом наименьших квадратов. Затем определяют координаты точек пересечения установленной оси с торцами заготовки и осуществляют их зацентровку с последующей установкой заготовки во вращающихся центрах. Достигается снижение технологической наследственности при обработке заготовок валопроводов, имеющих погрешности формы и искривление оси. 1 ил.

Способ базирования при обработке резанием заготовки валопровода, имеющей погрешности формы и искривление оси, включающий установку заготовки во вращающихся центрах, отличающийся тем, что устанавливают положение оси, по которой осуществляют базирование заготовки, путем обмера поперечных сечений заготовки с определением координат точек контура сечения, по которым определяют положение центров тяжести её поперечных сечений с последующим усреднением методом наименьших квадратов, после чего определяют координаты точек пересечения установленной оси с торцами заготовки и осуществляют их зацентровку с последующей установкой заготовки во вращающихся центрах.