Способ кинематического дробления стружки и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК B23B25/02 

1

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано при резании вязких металлов и сплавов на токарном и другом оборудовании.

Цель изобретения - повышение эффективности стружкодробления, улучшение качества вибрационной обработки и упрощение конструкции устройств для осуществления кинематического дробления стружки.

На фиг. 1 представлена траектория движения вершины резца, до развертке цилиндрической поверхности обрабаты- ваемой детали, иллюстрирующая предлагаемый способ кинематического дробления; на фиг. 2 - конструктивная схема устройства для осуществления предлагаемого способа применительно к токарным станкам с гидравлическим приводом подачи.

В соответствии со схе1мой на фиг. 1 предлагаемый способ кинематического дробления стружки осу-, ществляют следующим образом.

На равномерное перемещение инструмента (тонкие параллельные линии а б, б в, в г, г д, д е, е ж, ж з и т ,д.), осуществляемое от суппорта станка, накладываю переменное движение по закону неравнобедренного треугольника (жирная ломаная линия А, Б, В-В/ Г, Д, Е-Е, Ж, З.и т.д.), осуществляемое от генератора допол- нительных колебательных движений инструмента. При этом короткая сторона треугольника колебаний соответствует этапу врезания, а длинная - этапу отвода резца из заготовки. В резуль- тате алгебраического сложения непрерывного и колебательного движений . подача врезания на начальном этапе обработки (участок А, Б) Sg., So + S, , где SQ - постоянная подача на оборот шпинделя, осуществляемая от механизма подач станка - дополнительная подача от генератора колебательных движений инструмента. Подачу В принимают равной йК, где Д - размах (удвоенная амплитуда) колебаний, величину которого с целью обеспечения гарантированного отрезания элемента стружки устанавливают большей величины пода- чи Sg в 1,2-1,3 раза; К - коэффициент дополнительного увеличения подачи, равный 360 /я., (Л - угол поворота шпинделя станка за время

5

17

o.

5 0

0 35 0 45 50 55

18 , 2 .

врезания в градусах. На основании экспериментальных данных оптималь- ньй диапазон значений «i составляет 60-120 , что соответствует значениям коэффициента К 6-3.

При углах o/fp 4 60 (к 6) существенно возрастает интенсивность вре- (зания, что приводит к снижению стой- Скости инструмента, прио/ р 120 (К , 3) увеличивается толщина среза и ухудшается шероховатость обработанной поверхности.

По достижении величины Л C-S (С 1,2-1,3) направление составляющей движения меняют относительно винтовой траектории на обратное (участок Б, В-В , Г). Длительность этого участка обработки принимают равной длительности одного оборота заготовки поэтому осуществляема я от генератора колебательных движений инструмента дополнительная подача обратного хода равна Зо.д. C S. Следовательно суммарная величина подачи отвода S,- ЗоГр.. - So С S, - S, - 1) 0,2 - ... - 0,3 So. I

В точке П пересечения обратной

Б, В-В , Т и .прямой -А- , Б винтовых линий обработки резец выходит из кон- та.кта с обрабатываемой заготовкой, что обеспечивает гарантированное перерезание элемента стружки. При дальнейшем обратном перемещении резец в ; точке Г попадает на исходную винтовую траекторию (линию б, в), что означает окончание первого цикла предлагаемого способа резания. Таким образом, с .учетом углов 4 аге суммарный угол поворота заготовки за рдин двойной ход инструмента, т.е. за

один цикл резания, rf о

6t

.otoTg- 360

К + 1

-™ + 360 ----- .360 Кк

или в

к + 1

К

долях оборота шпинделя с/ц, Далее начинается следующий цикл резания. На участке Г, Д резец сначала движется вхолостую, затем (в точке П) врезается в заготовку и движется в прямом направлении до достижения заданной величины л C Sc,. На участке Д, Е резец движется в обратном направлении, формируя второй элемент стружки (заштрихован сплошнь 1ми тонкими линиями); на участке ЕЖ движение резца в обратном направлении продол31

жаетст, продолжается и формирование второго элемента стружки .(заштрихова штрихпунктирными тонкими линиями). В точке ITj пересечения прямой ГД и обратной ДЕ - ЕЖ винтовых линий резец вновь выходит из соприкосновения с обрабатываемым слоем заготовки (отрезается второй элемент стружки). На участке ЖЗ резец вновь ускоренно движется вперед и в точке П врезается в заготовку. На участке ЗИ и ИК имеют место обратный отвод и выход в точке П резца из контакта с обрабатываемой поверхностью. Отреза- ется третий элемент стружки (заштрихован обратными тонкими сплошными и штрихпунктирными линиями). Толщина отрезаемых элементов не превьшает величину врезания 4 (С Se) и на большей части длины элемента сохраняется постоянной, что благоприятно сказывается на динамике процесса резания и качестве обрабатываемой поверхности,

При дальнейшем повторении описанных циклов движения резца непрерывная (сливная) стружка перерезается на ряд отдельных элементов.

Устройство для осуществления пред- лагаемого способа кинематического стружкодробления, изображенное на фиг, 2, включает в себя силовой гидроцилиндр 1 основной подачи, питаемый от гидростанции станка, дроссель 2, включенный в сливную магистраль силового гидроцилиндра 1, поршень 3, шток 4 которого вьтолнен -в виде полой гильзы, жестко скрепленной с корпусом 5 двухполостного мембранного патрона мембр.ану 6, выполненную, например, из полиуретана и глухо заделанную в корпусе 5, толкатель 7, жестко скрепленный с мембраной 6, причем свободный конец толкателя пропущен через внутреннюю полую часть штока и либо непосредственно, либо через переда- точно-преобразующий механизм воздействует на суппорт 8, несущий режущий инструмент 9. «

Устройство работает следующим образом.

При включении гидропривода основной подачи поршень 3 со штоком 4 силового гидроцилиндра 1 получает движе- ние со скоростью подачи So, определяемой дросселем 2, При этом обе полости силового гидроцилиндра 1 находятся практически под одинаковым давле18 ,

нием Рра , так как дроссель 2 находися в сливной магистрали гидроцилиндр 1, Обычно lPf,acf устанавливается в пределах 2-4 МПа. Вместе со штоком 4 перемещаются жестко скрепленны с ним корпус 5 мембранного патрона, глухо заделанная в корпусе 5 мембран 6 с толкателем 7, звенья передаточно преобразующего механизма (в случае введения его в состав устройства) и суппорт 8 станка с инструментом 9.

Одновременно при включении шпинделя станка начинает работать дополнительная автономная гидросистема, обеспечивающая попеременную подачу рабочей жидкости в левую и правую полости мембранного патрона. Периодическое повьш1ение давления в полостях мембранного патрона вызывает периодический прогиб центральной части мембраны в левую и правую стороны, а следовательно, генерирование колебательных перемещений жестко связанного с ней исполнительного штока, движущегося с постоянной подачей S,, Таким образом происходит суммирование основного и дополнительного колебательного движения суппорта 8 станка.

При задании закона колебательных перемещений мембраны в соответствии с предлагаемым способом обеспечивается перерезание сливной стружки на отдельные элементы при максимально благоприятной динамике процесса резания.

При подаче давления в полости мембранного патрона прогиб мембраны 6 от центра к периферии, а следовательно, колебательные перемещения корпуса 5 относительно его штока 4 невозможны, так как жестко скрепленный со штоком 4 и корпусом 5 мембранного патрона поршень 3 основной подачи упирается с двух сторон в столбы находящейся под давлением рабочей жидкости в гидроцилиндре 1,

Формула

и 3

обретения

1. Способ кинематического дробления стружки, согласно которому инструменту сообщают постоянную подачу и дополнительные негармонические колебания, включающие врезание в заготовку и отвод, время которого устанавливают равным времени одного оборота заготовки, отличаю513

щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности дробления стружки при улучшении качества обработки, время врезания устанавливают равным 1/3-1/6 времени оборота заготовки, а размах колебаний инструмента устанавливают по соотношению и С-So, где С 1,2-1,3, 8„ - подача на оборот заготовки,

2. Устройство для кинематического дробления стружки к металлорежущим станкам с гидравлическим приводом подачи, содержащее силовой гидроци

18

линдр подачи суппорта, соединенный с гидросистемой станка через дроссель, и мембранный патрон с толкателем для колебательного движения инструмента, соединенный с автономной гидросистемой, отличающееся- тем, что, с целью упрощения конструкции, шток поршня силового гидроцилиндра подачи вьтолнен полым и жестко связан с корпусом мембранного патрона, причем толкатель последнего расположен в полом штоке и связан с суппортом.

A Cf

Редактор А. Огар

Составитель В. Семенов Техред А.Кравчук

з1к1Г5522/10, Тираж 970

ВНИИПИ Государственного комитета LOUf

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/i

Производственно-полиграфическое предприятие.

фи&

Корректор О. Кравцова Подписное

. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области металлообработки и м.б. применено при кинематическом дроблении стружки. Целью изобретения является повьппение а cj7e/ эффективности стружкодробления, улучшение качества вибрационной обработки, упрощение конструкции устройства для осуществления кинематического дробления стружки. Шток 4 поршня 3 гидроцилиндра 1 выполнен полым и жестко связан с корпусом 5 мембранного патрона, а толкатель 7 расположен в полом штоке и связан с суппортом 8, несущим инструмент 9, Инструменту 9 сообщают постоянную подачу 5 и дополнительные негармонические колебания, включающие врезание в заготовку и отвод, время которого устанавливают равньм времени одного оборота заготовки. Время врезания в заготовку устанавливают равным 1/3-1/6 времени оборота заготовки, а размах колебаний инструмента - по соотношению Л С-So, где С 1,2-1,3; Sp - подача на оборот заготовки. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. /I 3offafffufef i/ гидронасосу (Л со ел -N 00 фи8-2 ff/rr ee/ oc/nof/tft/t/