Устройство для токарной обработки наружной поверхности осесимметричной детали Российский патент 2023 года по МПК B23B29/00 

Предлагаемое изобретение относится к области металлообработки, в частности к обработке наружных поверхностей осесимметричных деталей на токарных станках. Известно устройство для одновременной черновой и чистовой обработки поверхностей тел вращения, содержащее два резца. Чистовой резец повернут относительно чернового резца и закреплен на оправке с возможностью угловой регулировки. [1].

Недостатком данного устройства является невозможность плавного регулирования углового положения чистового резца в процессе резания в функции режимов точения. Регулирование углового положения резцов с помощью прокладок не позволяет осуществить непрерывную и плавную регулировку.

Известно устройство для обработки наружных поверхностей осесимметричных деталей на токарных станках выбранного в качестве прототипа, когда черновой и чистовой резцы установлены на один диаметральный размер и смещены в осевом направлении на постоянную величину. Оба резца оснащены встроенными упругими элементами и между ними в осевом направлении установлена балка с упругим элементом, передающая колебания от чернового резца чистовому. Параллельно балке установлен гидравлический демпфер, обеспечивающий сдвиг колебаний по фазе чистового резца относительно чернового. Чистовой резец установлен из условия снятия припуска, равного величине выступов шероховатости от обработки черновым резцом. [2].

Недостатком данного устройства является снижение уровня вибраций при передаче энергии от чернового резца чистовому за счет ее потери в упругом элементе и демпфере. Следовательно амплитуда колебаний чистового резца уменьшается и качество обработанной поверхности падает.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности обработки и производительности с достижением следующих технических результатов: повышение точности и качества обработки путем снижения шероховатости и уменьшение энергоемкости процесса чистого точения за счет использования энергии гидроусилителя.

Эта задача решается тем, что в устройстве для токарной обработки наружной поверхности осесимметричной детали, содержащее резцедержатель с установленными последовательно в осевом направлении черновой и чистовой резцы. Между резцами установлен гидравлический усилитеь амплитуды колебаний чистового резца, корпус которого жестко закреплен на резцедержателе. В корпус встроены два гидроцилиндра включенных последовательно. Шток-поршень первого большего диаметра жестко закреплен на державке чернового резца, а шток-поршень второго, меньшего диаметра гидроцилиндра, жестко закреплен на державке чистового резца. Выход первого гидроцилиндра включен на вход второго, причем передача колебаний от чернового резца к чистовому обеспечивается с коэфициентом усиления больше единицы, равным отношению большего диаметра гидроцилиндра к меньшему диаметру.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, представленным на фиг. 1.

Двухрезцовое устройство для токарной обработки осесимметричных деталей содержит черновой резец 1 и чистовой резец 2 с упругим элементом 3 .а между ними установлен корпус гидроусилителя 4 и все они жестко закреплены в резцедержателе 5. К чистовому резецу 1 жестко закреплен шток-поршень 6 большого гидроцилиндра 7 , а к чистовому резцу жестко закреплен шток-поршень 8 малого гидроцилиндра 9. Двухрезцовое устройство работает следующим образом. Блок резцов настраивают по эталону образцу на заданные диаметры, закрепляют в резцедержателе станка и подводят к обрабатываемой детали. Первым включается в процесс резания черновой резец 1, а далее через расстояние L начинает работать чистовой резец 2 со встроенным упругим элементом 3. Резцы соединены гидроусилителем, на вход которого подаются колебания державки чернового резца c амплитудой Н₁ и через шток-поршень 6 гидроцилиндра 7 вытесненный обьем которого V₁ передается на вход малого цилиндра 9 и перемещает шток поршень 8 на величину Н₂ ,за счет жесткого соединения шток поршня 8 с державкой чистового резца 2 в зоне упругого элемента 3 и последний колеблется с амплитудой колебания державки резца 1.

Расчет амплитуды колебаний чистового резца производится по формуле

Н₂ =(d₁H₁)/d₂

Здесь H₁ и Н₂ - амплитуды колебаний чернового и чистового резцов; d₁ и d₂ - диаметры чернового и чистового резцов соответственно.

Использование конструкции двухрезцового устройства с гидроусилителем колебаний чистового резца позволяет повысить производительность обработки, качество и точность обработанной поверхности, улучшить надежность работы инструмента и обеспечить стабильность форм и размеров в эксплуатационный период работы детали.

Источники информации

1. А.С. СССР 319391 МПК B23b 29/03.1972.

2. Пат. 2765554 Российской федерации МПК B23B 29/00. 2022.

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для высокоточной токарной обработки наружных поверхностей осесимметричных крупногабаритных деталей. Устройство для токарной обработки наружной поверхности осесимметричной детали содержит резцедержатель с установленными в осевом направлении черновым и чистовым резцами, а также гидроусилитель амплитуды колебаний чистового резца, установленный между державками резцов. Корпус усилителя жестко закреплен на резцедержателе и в нем встроены два гидроцилиндра включенных последовательно. Шток-поршень первого гидроусилителя, большего диаметра жестко закреплен на державке чернового резца, а шток-поршень второго, меньшего диаметра гидроцилиндра, жестко закреплен на державке чистового резца. Выход первого гидроцилиндра включен на вход второго. Передача колебаний от чернового резца к чистовому обеспечивается с коэфициентом усиления больше единицы равным отношению большего диаметра гидроцилиндра к меньшему диаметру. Обеспечивается повышение точности и качества обработки путем снижения шероховатости и уменьшения энергоемкости процесса чистого точения за счет использования энергии разрушения металла на черновом точении и высокочастотных колебаний чистового резца. 1 ил.

Устройство для токарной обработки наружной поверхности осесимметричной детали, содержащее резцедержатель с установленными в осевом направлении черновым и чистовым резцами, установлены последовательно со смещением в осевом направлении на постоянную величину, отличающееся тем, что между резцами установлен гидравлический усилитель амплитуды колебаний чистового резца, корпус которого жестко закреплен на резцедержателе и в нем встроены два гидроцилиндра, включенных последовательно, шток-поршень первого большего диаметра жестко закреплен на державке чернового резца, а шток-поршень второго, меньшего диаметра гидроцилиндра, жестко закреплен на державке чистового резца, выход первого гидроцилиндра включен на вход второго, причем передача колебаний от чернового резца к чистовому обеспечивается с коэффициентом усиления больше единицы, равным отношению большего диаметра гидроцилиндра к меньшему диаметру.