Способ вибрационного резания Советский патент 1991 года по МПК B23B1/00 

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при обработке высоколегированных и конструкционных материалов

Целью изобретения является повышение точности обработки за счет обеспечения устойчивого процесса резания.

На фиг 1 представлена схема резания по предложенному способу; на фиг 2 - принципиальная схема устройства, реализующего предложенный способ Способ вибрационного резания осуществляется следующим образом.

Заготовку 1 приводят во вращение и производят формирование ее поверхности перемещаемым относительно заготовки режущим инструментом 2

При этом, в процессе обработки на режущий инструмент в направлении главного движения накладывают вынужденные высокочастотные или ультразвуковые колебания, измеряют текущее значение времени т резания в одном цикле колебаний инструмента и устанавливают его отношение к периоду Т вынужденных колебаний в пределах 0 г/Т 0,2 Причем, частоту вынужденных колебаний выбирают не равной и не кратной частоте колебаний инструмента под действием сил резания, а величину амплитудп А вынужденных колебаний определяют из ма тематического выражения

, Т 103мкм где Voxp -окружная скорость обрабатываемой поверхности

О

00 СЛ О О

ю

Пример реализации способа.

Заготовку 1 обрабатывают на станке с числовым программным управлением, в процессе которого микроЭВМ осуществляет измерения параметров и управление процессом через генератор F1 с вибратором, который возбуждает высокочастотные или ультразвуковые колебания режущего инструмента 2 в направлении главного движения (для данного примера частоты кГц). Одновременно, микроЭВМ запускает синхронизатор F2 с частотой, порядка 10 мГц, определяемой требуемой точностью -.измерений.

В промежутке времени г импульсы синхронизатора F2 коммутируются на земле.

На элементе сложение по модулю 2 Э1 выделяют пачки импульсов (количество импульсов в пачке пропорционально длительности г импульса резания). Сигнал г поступает на вход элемента ЗИ 33, который пропускает на свой выход эти пачки при следующих условиях:

-инструмент совершает движение навстречу вращению детали ();

-количество пачек импульсов не выше предельного (в рассматриваемом примере равно 16) из условия устойчивости процесса

г/Т 0,2.

Сигнал с выхода элемента ЗИ ЭЗ поступает на вход двоичного счетчика Э5, который производит подсчет количества импульсов в пачк&Г При достижении предельного количества пачек при одном измерении происходит следующее действие посредством элемента Э4;

-логический О с выхода двоичного счетчика 34 поступает на один из входов элемента ЭЗ, запрещает тем самым дальнейшее прохождение импульсов на вход счетчика Э5, при этом:

-этот сигнал,запрещает прохождение импульсов от FI с.частотой 20 кГц на выход элемента 2И Э21 и тем самым на вход счетчика Э4;

-этот сигнал служит для инициации ввода данных в микроЭВМ. Данные для ввода в микроЭВМ снимаются с выходов двоичного счетчика Э5, причем последняя, младшая тетрада, является дробной частью.

После считывания данных в микроЭВМ, из нее поступает запрос следующей порции данных, этим же сигналом сбрасываются счетчики Э4 и Э5.

МикроЭВМ обрабатывает сигнал по алгоритму 0 т/Т 0,2 и, в зависимости от результата расчетов, выдает в систему ЧПУ команду исполнительному органу на относительное перемещение инструмента при отклонении от установленной величины резания или на продолжение обработки в случае отклонений в заданных пределах. Пример расчета.

0 В центрах токарного станка производят чистовое точение вала диаметром мм и длиной мм, на следующих режимах резания: окружная линейная скорость обрабатываемой поверхности (расчетная)

5 Уокр.150 м/мин; глубина резания ,5 мм;

подача ,3 мм/об., резец проходной

Т15К6; обрабатываемый материал - ст. 45.

Параметры вибрационного движения

инструмента: частота механических высоко0 частотных или ультразвуковых колебаний f 12000 Гц, амплитуда колебаний

А 160 мк (А 12,5 103

5

V

окр

10

12,5- 150 156,25 мкм.

12 103 Контролируемые параметры:

v6

т 16,43 с;

16,43 10 6 12 103

- 0.19716 0,2.

Сравнение результата обработки с традиционным вибрационным резанием показывает повышение точности и чистоты

обработанной поверхности.

Формула изобретения Способ вибрационного резания, включающий вращение заготовки и перемещение относительно нее режущего инструмента, на который в направлении главного движения накладывают вынужденные колебания с периодом Т, отличающий с я тем, что, с целью повышения качества обработки, измеряют текущее значение времени г резания, в одном цикле колебаний инструмента и устанавливают его отношение к периоду Т вынужденных колебаний в пределах 0 г/Т k 0,2, при этом частоту вынужденных колебаний выбирают

не равной и не кратной частоте колебаний инструмента, а величину амплитуды А вынужденных колебаний определяют из математического выражения

A-12,5VoKP. Т 103 мкм,

где VOKP. - окружная скорость обрабатываемой поверхности.

Данные готобы к вводу д ЗВМ

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при обработке высоколегированных и конструкционных материалов Целью изобретения является повышение точности обработки за счет обеспечения устойчивого процесса резонанса. Для этого заготовку 1 приводят во вращение и производят формирование ее поверхности перемещаемым относительно заготовки режущим 2 инструментом 2 При этом в процессе обработки на режущей инструмент в направлении главного движения накладывают вынужденные высокочастотные или ультразвуковые колебания, измеряют текущее значение времени г резания в одном цикле колебаний инструмента и устанавливают его отношение к периоду Т вынужденных колебаний в пределах 0 г 0 2 Причем частоту вынужденных колебаний выбирают не равной и не кратной частоте колебаний инструмента под действием сил резания, а величину амплитуды А вынужденных колебаний определяют из математического выражения А 12 5 VQKP Т 10 J мкм где V окр - окружная скорость обрабатываемой поверхности 2 ил (Л С