Способ обработки поверхностей вращения Советский патент 1987 года по МПК B23B1/00 

gjue.J

Изобретение относится к способам обработки материалов резанием комбинированными инструментами при кинематическом дроблении стружки и может быть использовано в машиностроении.

Цель изобретения - повышение производительности при обеспечении требуемой степени измельчения стружки.

На фиг. 1 изображены взаимное расположение заготовки и комбинированного инструмента и сообщаемые им движения, вид в плане; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.

Заготовку 1 обрабатывают комбинированным инструментом в виде токарного резца 2 и резцовой головки З.В процессе обработки заготовке и резцовой головке сообщают вращательные движения вокруг параллельных осей. Одновременно комбинированному инструменту сообщают движение подачи S вдоль заготовки.

Отношение частот вращательных движений резцовой головки и заготовки задают исходя из условия равенства длин отрезков стружки, срезаемой токарным резцом и резцами головки, и обеспе чения заданной степени измельчения стружки по соотношению

1 7/

TiDs К

1-Z

где X

П2

П

3

Пл п,

1

отношение частот вращений резцовой головки и заготовки;

частота вращения резцовой головки;

частота вращения заготовки;диаметр заготовки;

-коэффициент укорочения стружки, который определяется экспериментально

-число резцов в головке;

-длина отрезцов струж ки, срезаемой комбинированны инструментом.

Зависимость для определения передаточного отношения 1 получена следующим образом.

При сообщении заготовки 1 и резцовой головке 3 вращений резцы головки перемещаются относительно заготовки по циклоидальным кривым, пересекающим поперечное сечение заготовки и формирующим его в виде многоугольника с криволинейными сторонами (фиг. 2), Тем самым обеспечивается дробление

стружки, срезаемой головкой 3, и создаются условия для надежного дробления стружки токарным резцом 2, формирующим заданную поверхность с диаметром D .

Каждый из резцон головки за время контакта с заготовкой срезает с нее стружку, максимальная длина которой (фиг.2) выражается равенством

1 -

где DJ - диаметр заготовки.

Следовательно, при заданных D,, Z и К необходимая степень измельчени я стружки головкой достигается, если

i Ili п.

Разделение стружки, срезаемой токарным резцом, на отдельные отрезки происходит в моменты, соответствующие минимумам глубины резания. Позто- у максимальная длина каждого из этих отрезков (фиг. 2) равна

1 „

где D - диаметр обработанной поверхности.

Необходимая степень измельчения стружки токарным резцом достигается при

35

1 /

77D К- 1Z

Так как диаметры заготовки Da и обработанной поверхности D отличаются

40 незначительно, то отрезки стружки, срезаемые головкой и токарным резцом, имеют практически одинаковую длину, а отношение частот вращения резцовой головки и заготовки выражается зави45 симостью

1

П1

7D К 1Z

Скорость резания V для резцовой головки равна сумме окруясных скоростей заготовки и резцов, т.е.

V, JT dn +. 7Г Dn ,,,

или

55

V, irdn, (d i +D) .

1

Поэтому частота вращения заготовки при обработке резцовой головкой выражается зависимостью

Vi

T/(d i +D)

Скорость резания для токарного резца Vj TTDnj. Поэтому n,V ДВ. При настройке задают меньшее из значений пи п. Значения скоростей V. и V и. подачи S принимают по нор 7

мативам режимов резания.

Пример. Исходные данные: диаметр заготовки DJ 312 мм; диаметр обработанной поверхности D 300 мм; материал заготовки - нержавеющая сталь 1Х18Н10Т; оборудование - токар- ный станок,оснащенный комбинированным инструментом - токарным призматическим резцом и резцовой головкой диаметром d 160 мм, с восьмью резцами (Z 8). Ось вращения головки уста- навливают параллельно оси заготовки. По нормативам режимов резания принимаются: материал режущей части резцов - тверт.ый сплав ВК8; скорость резания резцовой головкой V 81 м/мин токарным резцом - V 52 м/мин; подача S 1,0 мм/об заготовки.

Определяют отношение частот вращения резцовой головки и заготовки

1 .

JT-312. 0,75 100-8

Принимается .

Расчетное значение частот вращения заготовки при обработке резцовой го- „

ловкой

81

У (0,16. 14- 0,3l2-f ° Расчетное значение частоты вращения заготовки для токарного резца

52

п, .

Я -0,312

53 об/мин.

Из двух расчетных значений прини- мается меньшее, т.е. п 53 об/мин. Ближайшее к нему значение частоты вращения щпинделя станка равно 50 об/мин, поэтому настраивают п, 50 об/мин. Так как i 1, то наст- раивают частоту вращения головки HU 50 об/мин.

Профиль поверхности, обработанной резцовой головкой при i 1 HZ 8, ограничен восьмью дугами окружности, радиус которой равен сумме радиусов .резцовой головки и заданной поверхности, т.е. 230 мм. Токарным резцом

0

5 0 5

0

Q

g

обрабатывается заданная поверхность диаметром 300 мм.

Толщина слоя металла, срезаемого резцами головки, плавно изменяется от 0,5 до 5.5 мм, а токарным резцом - от 0,5 до 5,0 мм на длине 120 мм, благодаря чему обеспечивается надежное дробление стружки, срезаемой комбинированным инструментом. С учетом усадки длина отдельных элементов стружки не превышает 90 мм.

Плавное изменение толщины слоя металла, срезаемого токарньм резцом и резцами головки, обеспечивается.вследствие параллельного расположения осей головки и загбтовки. При таком расположении осей, резцовой головкой удаляется примерно половина слоя металла, срезаемого в процессе обработки комбинированным инструментом, что не имеет место в известном способе. Благодаря этому при той же нагрузке на резец создается возможность примерно вдвое увеличить подачу, а следовательно, -технологическую производительность .

Формула изобретения

Способ обработки поверхностей вращения комбинированным инструментом в виде токарного резца -и непрерывно вращающейся вокруг своей оси резцовой головки при сообщении заготовке вращения, а комбинированному инструменту - движения подачи, отличающийся тем, что, с целью повьппе- ния производительности при обеспечении требуемой степени измельчения стружки, вращательные движения резцовой головки и заготовки осуществляют вокруг параллельных осей, а отношение их частот настраивают из условия равенства длин отрезков стружки, срезаемой токарным резцом и резцами головки по соотношению 1 г

ТруК 1-Z

Пл

де 1 - - - отношение частот вра- щения резцовой головки и заготовки;

n,j, - частота вращения резцовой головки;

п - частота вращения заготовки;

DI - диаметр заготовки;

К - коэффициент укорочения стружки;

1355355

Z - число резцов в головке; 1 - длина отрезков стружки,

6

срезаемой комбини рован- ным инструментом.

fl3

(рие.2

Редактор и. Касарда

Составитель В. Семенов

Техред М.Ходанич Корректор В. Бутяга

Заказ 5742/t1Тираж 970Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4