Способ защиты инструмента от поломок Советский патент 1988 года по МПК B23B47/24 

Изобретение относится к области обработки металлов резанием.

Цель изобретения - повышение надежности защиты инструмента на всех участках его работы посредством учета схемы крепления инструмента и его вылета.

На фиг. 1 изображена схема реализации способа защиты инструмента от поломок; на фиг. 2 - схема крепления сверла в момент его контакта с обрабатываемой поверхностью; на фиг. 3 - то же, после врезания режущей части сверла в обрабатываемую поверхность; на фиг. 4 - то же, после врезания сверла на глубину, превышающую величину двух его диаметров.

Способ осуществляют следующим образом.

В момент контакта сверла 1 (положение I) с обрабатываемым материалом 2 упор 3, расположенный на пиноли 4, приводит в действие концевой выключатель 5, сигнал от которого передается на преобразователь 6 тока, что приводит к срабатыванию предохранительной шариковой электромагнитной муфты 7, взаимодействующей со шпинделем 8, с заданным усилием прижима шариков 9, обсловленным критической для продольной устойчивости сверла 1 осевой силой Р, которую рассчитывают заранее с учетом схемы крепления (фиг. 2). После врезания режущей части 10 сверла 1 (положение II) срабатывает концевой выключатель 11, который дает команду на преобразователь 6 тока, и муфта 7 получает большее усилие прижима к шпинделю 8 соответственно критической для продольной устойчивости сверла 1 осевой силе Р, рассчитанной дл я схемы крепления (фиг. 3). Аналогично увеличивается усилие прижима муфты 7 и шпинделя в положении III после врезания на длину более двух диаметров сверла (фиг. 4), при этом срабатывает концевой выключатель 12. Схема крепления сверла на фиг. 2 соответствует работе стержня со следящей нагрузкой, при этом |д, 0,488, на фиг. 3 - стержня с шарнирно опертым концом, где ц 0,699, на фиг. 4 - стержня с заделанными концами, |л 2. По мере врезания сверла 1 длина вылета I уменьшается, что наряду с изменением ц должно учитываться при расчете критической осевой силы Р. Концевой выключатель 13 необходим для работы с учетом разрушающей силы. Настройка на разрушающий крутящий момент осуществляется с помощью подпружиненного 1парика 14, входящего в продольный паз 15 муфты 7. Если осевое усилие резания превысит допустимое значение, то шарики 9 устанавливаются между шпинделем 8 и муфтой 7, подача сверла 1 прекращается. При повыщении крутящим моментом при резании разрушающего крутящего момента ща- рик 14 выходит из продольного паза 15 и

прекращается вращение сверла 1. Преобразователь 6 тока для каждого типоразмера сверла 1 настраивают по условию прочности, что не позволяет дать на муфту 7 ток

большей силы, чем обеспечивает условие прочности. Осевую силу Р по условию прочности рассчитывают исходя из допустимых напряжений для инструментального материала и крутящего момента при резании или же устанавливают на основе экспериментов. При таком способе обеспечивается сначала предельно допустимая сила на сверле, равная критической силе для продольной устойчивости, а в конце процесса резания равная разрущающей силе по услоВИЮ прочности инструментального материала.

Расчетную формулу для критической по продольной устойчивости сверла осевой силы получают следующим образом.

20

+ 4Е1Ро я

4ЕТ

uir

где Мкр - крутящий момент;

РО - осевая сила; Е - модуль упругости материала

стержня; I - момент инерции стержня;

ц - коэффициент приведения длины; I- длина стержня. Из этого выражения получают

п „я Е Мк °-Т|ГЁУ 4ЁГ

Чтобы перейти к сверлу, принимают модуль упругости средним из модулей упру- гости при растяжении и сжатии, а в качестве момента инерции принимают величину, полученную из известного соотноще- ния для естественно завитых стержней,

1 макс1мин

1макс -|- Тмин

где 1макс И 1мин

максимальный и минимальный моменты инерции поперечного сечения сверла. Для получения точного решения осевая 5 сила и крутящий момент должны быть приведены к сечению минимального разреза в соответствии с формулами

2М

Po P(l-m-fmcosf-) +

sin

(Ц2.

0

Мкр М

1-sin (1)шРР

ioa ш

Sin

из

5

где Р-осевая сила при сверлении;

М - крутящий момент при сверлении;

D - диаметр сверла;

ш - угол наклона стружечных канавок сверла;

ш - отнощение осевой силы, приходящейся на главные лезвия, к суммарной осевой силе на сверле.

После их подстановки в формулу для осевой силы

P( + m cos f) + sin 2 Т гГ 5 в 2 - S

D2 (цЕ)э

JL (М s mPD ..,„а))2 4EI cos со22

Преобразуют полученное соотношение P Traif-f + Pd -+mcos|-- 15

-М Jhrf mD sm|) + М ( 400EIcos(o2. 1 40EIcos (О

S

э

0

5

Формула изобретения

Способ защиты инструмента от поломок при глубоком сверлении посредством предохранительного устройства, чувствительные элементы которого настраивают на величину критической для продольной устойчивости инструмента осевой силы, от.личаю- щийся тем, что, с целью повышения надежности защиты инструмента, величину усилия срабатывания чувствительных элементов увеличивают в процессе врезания инструмента в соответствии с величиной критической для продольной устойчивости инструмента осевой силы, при этом последнюю определяют по зависимости АР + ВР 4- С О, где Р - критическая осевая сила; А, В, С - коэффициенты, определяемые из соотношений

Изобретение относится к области обработки металлов резанием. Целью изобретения является повышение надежности защиты инструмента на всех участках его работы посредством учета схемы крепления инструмента и его вылета. В момент контакта сверла 1 с обрабатываемым материалом 2 упор 3, расположенный на пино- ли 4, приводит в действие концевой выключатель 5. Сигнал от выключателя 5 приводит к срабатыванию предохранительной шариковой муфты 7. Муфта 7 взаимодействует со шпинделем 8 с заданным усилием прижима шариков, обусловленным критической для продольной устойчивости сверла 1 осевой силой Р. Осевую силу рассчитывают с учетом схемы крепления. По мере врезания сверла 1 в обрабатываемый материал муфта 7 получает большее усилие прижима к шпинделю 8 соответственно критической для продольной устойчивости сверла 1 осевой силе Р. Осевую силу рассчитывают по условию прочности, исходя из допустимых напряжений для инструментального материала и крутя- ш.его момента при резании. 4 ил. Ш (Л 4 ю

+ 20 sinf-l% 0.

|Д. t

D

Обозначают

А

m2D . 20)

-- - I С1Г1 :

16000EI 2

1-sinco

B l-mcos|-M,i-in.Dsin|-;

(1-sin(o) , 20М 4ПРТгг,с,.ч T- )

40EIcos w

J

2

lOn EI

а получают расчетное уравнение в окончательном виде

АРЧ ВР + С 0.

9иг.г

4 16000EI

-sin

w

5

0

5

m cosf-M -, mDsin ; 4(JOhlcos (02

С M -iiz;sinwj - , 20M . w Юл- Е 40Elcos (o D

где m - отношение осевой силы, приходящейся на главные лезвия инструмента, к осевой силе на сверле;

D - диаметр сверла;

О) - угол наклона стружечных канавок сверла;

Е - модуль упругости материала, из которого выполнено сверло;

1 - момент инерции поперечного сечения сверла;

М - крутящий момент, действующий на сверло;

jj, - коэффициент приведения длины;

Е - длина вылета сверла.

к

///

Vuz.