Инструмент для обработки вала Советский патент 1983 года по МПК B23C5/06 

4

(Л

О1

1

СХ)

со I Изобретение относится к металлоо работке и может быть использовано п имущественно при получистовом и чис товом фрезеровании длинных валов большого диаметра. Известна торцовая фреза для обра ботки боковой поверхности вращающег ся вала, содержащая корпус с устано в нем резцами, главные режу щие кромки котбЕй:ос расположвны на е боковой поверхности i . Однако возникакацие при обработке : валов силы резания приводят к резко выраженным неуравновешенным динамич ким нагрузкам, а следовательно, к вибрациям инструмента и низкому качеству обработанной поверхности. Наиболее близкой к изобретению является фреза, на корпусе, которой надето кольцо с режущими элементами ступенчато расположенными по отношению к режущим элементам фрезы, пр чем кольцо установлено с возможностью вращения относительно корпуса фрезы в противоположную сторону через паразитные шестерни. Указанная фреза предназначена для. обработки плоскости с целью повышения ее чистоты 2 . Пршиенение данной фрезы не дает существенного повьшения виброустойчивости процесса фрезерования, так как торцовые режущие кромки резцов на корпусе и кольце лежат в параллельных плоскостях, расстояние между которыми равно припуску на зачис ку, а силы резания, действующие на зачистные резцы, установленные на корпусе, значительно меньше сил реза ния, действующих на резцы, расположенные на кольце. Кроме того,разность сил резания приводит к вибрациям инструмента, а следовательно, к снижению качества обработанной поверхности. Цель изобретения - повьаиение вибр устойчивости . Указанная цель достигается тем, что у инструмента для обработки вала сбдержащехх) корпус с резцами и установленное в нем коаксиально кольцо с резцами, причем указанные корпу и кольцо имеют возможность вращаться в противоположные стороны, торцовые режущие кромки кольца и корпуса лежа в одной плоскости, а длина указанны кромок, расположенных на кольце,меньше длины кромок, расположенных на корпусе. На фиг.1 иврбражен предлагаемый инструмент для обработки на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - определения размеров инструмента по качеству обрабатываемой поверхности. инструмент для обработки вгша сос тоит из кольца 1 и корпуса 2, вра{дающихся в разные стороны и соединенных с помощью шариков 3. На кольце распол|Ьжены резцы 4, а на корпусе - резща 5. Привод инструмента для обработки-вала осуществляется от двухшпиндельной головки, шпиндели б и 7 которой вращаются в противоположные стороны. ЧЯаличие.связи между корпусом 2 и i в виде шариков 3 повышает жесткость технологической системы, так как шарики 3 являются дополнительными опорами шпинделей 6 и 7. Торцовые режущие кромки а, с, резцов 4 и кольца 1 и торцовые режущие кромки резцов 5 корпуса 2 лежат в одной плоскости. Боковые режущие кромки и вместе с режущими кромками б1,с являются главными режущими кромками и предназначены для силового резания. Для обеспечения положительного эффекта, заключающегося в повышении виброустойчивости, радиусы инструмента должны удовлетворять следующему условию Я,-Г,К2-Г2, где RI - внешний радиус кольца 1 по главным режущим кромкам а,Ь, , Ь, - внутренний радиус кольца 1 по главным режущим кромкам а, С . «2 - внешний радиус корпуса 2 по главным режущим кромкам внутренний радиус корпуса 2 по главным режуь|им кромкам Выполнение этого условия означает, что длина режущих кромок кольца 1 должна быть меньше длины режущих кромок Q} c-i корпуса 2, Только в этом случае су..1ма всех cил(RJ) , действующих на резцы 4, меньше или равна сумме всех сил(() , действующих на резцы ;. А так как вращение резцов 4 и 5 направлено в противоположные стороны, то моменты сил резания, воздействующих на кольцо 1 и корпус 2, будут взаимно вычитаться. При несоблюдении этого условия сумма сил R j . всегда больше .Это означает, что ни при каком взаимном расположении инструмента и обрабатываемого вала 8, характеризуемом расстоянием между их осями (tuo)f не достичь удовлетворительного взаимного уравновешивания сил и мо)4ентов. При увеличении расстояния XQ модуль разности сил R иКу будет возрастать. Коаксиалхьное расположение кольца 1 и корпуса 2 приводит к особенностям, связанным с тем, что инструмент .обрабатывает не плоскость, а криволинейную цилиндрическую поверхность. Величина радисшьного зазора между ре, KpoMKat«ia с определяет шероховатость обрабатываемой поверхности вала 8. При вращении вала 8 по стрелке п припуск, который находится в пространстве, ограниченном плоскостями X -OAij OBq частично снимается главными торцовы ми и боковыми кромками (, ) кольца 1 у а эатем главными режущими кромками(а}С2И о, Припуск, лежащий в пространстве, ограниченн 4 плоскостякш . X -ОА и Ч S -OAij, X ОВ и R OB , снимаетг ся главными торцовьти и боковыми режущими кромками (, и сц) кольца 1 Таким образом, высота неровностей определяющих шероховатость поверхнос ти вала, по длине дуги АС будет изменяться от нуля в точке А до наибольшего значения ( R zV точке С. Если R - радиус вала 8,а Zo- расстоя ние между осью вала 8 и осями кольца 1 и корпуса 2, .то из геометрических соображений (см.фиг.з) в зависимости от требуеьюй щероховатости (высоты неровностей профиля RT:) ваша, она. должна удовлетворять условию Er-R.UrVRV5 S-aof R R. Расчеты показывают, что варьированием параметров (R, t, l..)saBHCHhiocTH от ргщиуса обрабатываемого вала ({) , заданной шероховатости поверхности (RZ) расстояния между осями инструмента и вала (So можно добиться уменьшения составляю щих суммарных сил резания в несколько раз, тем самым существенно повысить виброустойчивость и, соответственно, производительность и качество обработанной поверхности вала.

S

г J