Способ обработки деталей с круглыми и многогранными поверхностями Советский патент 1991 года по МПК B23B1/00 

1

(21)4652147/08 (22) 17.02.89 (46)23.05.91. Бюл. № 19

(71)Новополоцкий политехнический институт им. Ленинского комсомола Белоруссии

(72)В, А. Данилов (53)621.941.2(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1355355, кл. В 23 В 1/00, 1985.

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ С КРУГЛЫМИ И МНОГОГРАННЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ

(57)Изобретение относится к способам обработки материалов резанием и найдет применение в машиностроении при обработке деталей с круглыми и многогранными поверхностями. Целью изобретения является повышение точности обработки круглых и многогранных поверхностей за счет уменьшения влияния на нее деформации детали под действием резцовой головки. Резец 4 смещается относительно плоскости, проходящей через ось вращения детали 1. и резцовой головки 5 в направлении, противоположном направлению вращения детали 1. при этом угол смещения резца 4 выбирают из соотношения a arctgPy/Pz. где а - угол установки резца к этой плоскости; Ру и Рг - радиальная и тангенциальная составляющие силы резания, действующие со стороны резцовой головки на заготовку. Зил.

У

Ё

о ел о

СА) Ч|

ю

8

Изобретение относится к способам обработки материалов резанием и найдет применение в машиностроении при обработке на одном станке деталей с круглыми и многогранными поверхностями.

Цель изобретения - повышение точности обработки круглых поверхностей при сохранении точности обработки многогранных поверхностей за счет уменьшения вли- яния на нее деформаций детали под действием резцовой головки.

На фиг, 1 изображена кинематическая схема обработки детали с круглой и многогранной поверхностями; на фиг. 2 - взаимное расположение инструментов и заготовки в плоскости ее вращения; на фиг. 3 - влияние направления деформации детали на точность обработки круглой поверхности.

На заготовке 1 обрабатывают круглую 2 и многогранную 3 поверхности соответственно резцом 4 и резцовой головкой 5, оснащенной режущими зубьями 6. Заготовку 1 и резцовую головку 5 устанавливают с возможностью вращения вокруг их осей 7 и 8. Резец 4 устанавливают в положение, при котором его вершина отстоит от плоскости, проходящей через оси 7 и 8. на расстоянии h. Смещение вершины резца от этой плоскости на расстояние h осуществляют в направлении, противоположном направлению вращения заготовки I. Величину h настраивают по формуле

h тг sin arctg -5

iГг.

(1)

где Ру и Pz - соответственно радиальная и тангенциальная составляющие силы резания, действующей на заготовку 1 со стороны режущих зубьев 6 резцовой головки.

Резец 4 и головка 5 имеют возможность независимого перемещения в радиальном и продольном направлениях.

В процессе обработки заготовке 1 сообщают вращение Bi с частотой m вокруг оси 7. Круглую поверхность 2 обрабатывают резцом 4, которому сообщают движение подачи Пз. Многогранную поверхность 3 обрабатывают резцовой головкой 5, которой сообщают вращение Ва с частотой П2 вокруг оси 8 в направлении, совпадающем с вра- щением заготовки, и движение подачи Щ.

Отношение частот резцовой головки и заготовки задают по известной зависимости в соответствии с профилем граней поверхности 3, а количество режущих зубь- ев 6 головки 5 устанавливают в зависимости от количества этих граней и отношения na/ni. Скорости движения Пзи П4 выбирают по нормативам, и они могут быть одинаковыми или различными, но точение круглой поверхности должно опережать обработку многогранной поверхности.

За время цикла обработки детали резание обеими инструментами осуществляют как совместно, так и раздельно в зависимости от длины круглой и многогранной поверхности и значений подач инструментов. Для

повышения производительности обработку обеими инструментами максимально совмещают во времени.

Со стороны каждого из инструментов на заготовку действу ют силы резания, которые

вызывают ее изгиб. Сила резания со стороны резца 4 действует постоянно, а со стороны резцовой головки 5 имеет прерывистый характер и изменяется по величине, так как режущие зубья 6 вступают в работу периодически и осуществляют обработку при переменной глубине резания. Максимальное значение силы резания Р соответствует наибольшей глубине резания, т, е. когда зуб 6 находится посредине грани (фиг. 1, 2). Под

действием резцовой головки заготовка изгибается в направлении действия силы резания Р, вследствие чего образуется погрешность поверхности 2. обработанной резцом 4. Если направление деформации

детали составляет угол /3 с касательной к ней в точке контакта с резцом 4 (фиг. 3), то при величине деформации I изменение А радиуса детали (погрешность обработки) составит

-$

1 + -sln/9

21 cos/Г (со arctgd+2lsln/J

- 1

(2)

Из этой зависимости следует, что погрешность обработки максимальна ( ),

если р - , т. е. когда направление деформации перпендикулярно1 этой касательной. Погрешность Л минимальна, если/3 0, т. е. когда направление деформации параллельно касательной к обработанной поверхности в точке контакта с вершиной резца, положение которого настраивают в соответствии с зависимостью (I). Данная зависимость следует из фиг. 2, согласно которой h

jtga , где tg а р . В этом случае

1

21 I cos arctg-r

(3)

поэтому составляющая погрешности обработки круглой поверхности, обусловленная

(1 + 2 sin/ - cos arctg « cosarctg

2Т

(COS 8rCtg d+2Tsln/) (1 C°S ar°t9 T)

раз. Благодаря этому повышается точность обработки круглой поверхности при совместной работе резца и резцовой головки.

Частоту щ вращения заготовки задают исходя из допускаемой скорости резания, учитывая, что ей равна сумма окружных скоростей заготовки и резцовой головки в зоне резания. Поэтому

V1

- 1ч

2л(г + RI)

(мин ),

(5)

где v - скорость резания резцовой головкой, м/мин;

г - радиус окружности, вписанной в профиль многогранной поверхности, мм;

R - радиус резцовой головки, м;

1 П2/П1 - отношение частот вращений резцовой головки и заготовки.

Кроме того, частота щ вращения заготовки при обработке резцом 4 определяется зависимостью

гм(мин

-1

(6)

где v - скорость резания при точении цилиндрической поверхности, м/мин; D - диаметр заготовки, м.

деформацией заготовки под действием резцовой головки, уменьшается в

rctg

2Т

T)

(4)

При одновременной обработке детали резцом 4 и головкой 5 частоту вращения заготовки настраивают не больше меньшего из двух значений, определенных по зависимостям (5) и (6).

Формула изобретения

Способ обработки деталей с круглыми и многогранными поверхностями, по которому детали сообщают вращение вокруг оси, круглую поверхность обрабатывают резцом и одновременно многогранную поверхность обрабатывают резцовой головкой, которой сообщают вращение вокруг своей оси, согласованное с вращением детали, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности обработки круглой поверхности, резец смещают относительно плоскости, проходящей через ось вращения детали и резцовой головки, в направлении, противоположном направлению вращения детали, при этом угол «смещения резца выбирают из соотношения

а - arctg

Г

где Ру и Pz- радиальная и тангенциальная составляющие силы резания, действующие со стороны резцовой головки на деталь.

Фие.З