Способ точения сложных поверхностей Советский патент 1992 года по МПК B23B1/00 B23B5/44 

Изобретение относится к обработке материалов резанием, может найти применение при изготовлении некруглых валов профильных моментопередающих соединений и является дополнительным к авт. св. № 982845.

Известный способ точения сложных поверхностей включает кинематически взаимосвязанные вращательные движения заготовки и эксцентрично установленного круглого резца относительно их осей, расположенных перпендикулярно/и продольное перемещение резца относительно заготовки.

Недостатком известного способа является то, что в процессе обработки точка контакта резца с обработанной поверхностью непрерывно перемещается в направлении подачи со скоростью, отличной от скорости движения подачи. По этой причине линия перехода между обработанной и обрабатываемой поверхностями представляет собой пространственную кривую, что исключает возможность точения некруглой поверхности, расположенной на части длины заготовки из-за неправильной формы перехода между круглой и некруглой поверхностями изделия. Поэтому известный способ позволяет обрабатывать детали только на проход, что ограничивает его технологические возможности.

Цель изобретения - расширенте технологических возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что заготовке и эксцентрично установленному круглому резцу сообщают взаимосвязанные вращательные движения вокруг их взаимно перпендикулярных осей и относительное движение подачи, при этом резцу сообщают дополнительное возвратно-поступательное перемещение в направлении подачи, согласованное с его вращательным движением зависимостью a- Isln р, где а - дополнительное перемещение резца в направлении подачи; р- угол поворота резца; I - эксцентриситет установки резца.

За счет того, что резцу в направлении подачи сообщают дополнительное возвратно-поступательное перемещение, согласованное с его вращением по приведенной зависимости, траектория точки контакта резца с обработанной поверхностью представляет собой кривую, расположенную в плоскости, перпендикулярной оси вращения заготовки, т. е. профиль обработанной поверхности. Тем самым обеспечивается возможность обрабатывать некругяые поверхности не только на проход, но и на части длины заготовки, обеспечивая при этом галтельный переход правильной геометрической формы между некруглой и круглой поверхностями изделия. Тем самым расширяются технологические возможности предлагаемого способа по сравнению с известным.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема способа точения; на фиг. 2 - схема контакта круглого резца с образующими обработанной некруглой поверхности.

Многогранную поверхность 1 на заготовке 2 обрабатывают круглым резцом 3, который устанавливают с возможностью вращения вокруг оси 4, перпендикулярной

оси 5 заготовки 2. Резец 3 устанавливают эксцентрично так, что его геометрическая ось б параллельна оси 4 отстоит от нее на расстояние I, равное половине высоты выступов, т. е.

-.(1)

где RO - максимальный радиус профиля;

г - минимальный радиус профиля обработанной поверхности.

В процессе обработки заготовке 2 сообщают вращение В1 с частотой щ вокруг оси 5, а резцу 3 - согласованное с ним

вращение Ва с частотой па вокруг оси 4 и прямолинейное движение подачи Пз вдоль оси 5. Отношение частот вращательных движений резца и заготовки задают равным числу выступов (граней) N обработанной

поверхности. Одновременно с этими движениями резцу сообщают относительное возвратно-поступательное движение П, согласованное с его вращением В2 зависимостью

а Isin (p,(2)

где а - текущее значение перемещения резца в движении Щ;

р - угол поворота резца,

Вращение резца и его возвратно-поступательное перемещение синхронизируют таким образом, чтобы смещение точки контакта вдоль образующей некруглой

поверхности вследствие вращения резца компенсировалось его возвратно-поступательным движением.

Зависимость (2) получена следующим образом.

В момент профилирования некруглой поверхности на радиусе г резец 2 контактирует с образующей m этой поверхности в точке А (фиг. 2), при этом данная точка рас- ; положена на перпендикуляре образующей

m , проходящем через ось 4 вращения резца. После поворота резца в движении В2 вокруг оси 4 на некоторый угол р резец контактирует с образующей т некруглой поверхности в точке В, которая смещена от указанного перпендикуляра на расстояние а Isin p.

Так как резец вращается непрерывно, то точка контакта резца с образующей некруглой поверхности совершает гармоническое колебание вдоль нее с амплитудой, равной 21. За счет того, что резцу сообщают возвратно-поступательное движение П4, указанная точка контакта постоянно находится в плоскости, перпендикулярной оси 5 заготовки, поэтому обеспечивается обработка изделия с галтельным переходом от не круглой и круглой части в виде торовой поверхности, что невозможно при обработке известным способом.

Скорость резания V при обработке предлагаемым способом равна геометрической сумме окружных скоростей резца и заготовки в зоне резания и с достаточной точностью

V«jrniVD + N2d2.

где D - диаметр заготовки (цилиндрической части изделия);

d - диаметр резца.

о Поэтому заготовке сообщают вращение с частотой

V

П1

ttVo2-fN2d2

Пример. Параметры обрабатываемого изделия: материал - сталь 45Х; диаметр круглой части D 85 мм; максимальный радиус профиля некруглой части R0 40 мм; минимальный радиус некруглого профиля г 35 мм; количество выступов (граней) .

Параметры круглого резца: диаметр d 40 мм; материал режущей части - быстрорежущая сталь Р6М5.

Режим резания: скорость резания V 35 м/мин; подача ,3 мм/об.

Для обработки некруглой поверхности резец устанавливают относительно оси его вращения с эксцентриситетом

Частота вращения заготовки при заданной скорости резания

7rVo2+N2d2

35 10J

V85Z +3 -40

75,7 мин

1

Настраивают: частоту вращения заго- товки мин , частоту вращения резца в N раз больше, мин .

В процессе обработки заготовки сообщают вращение с частотой , резцу - с частотой , подачу ,3 мм/об заготовки и возвратно-поступательное движение, которое согласуют с вращением заготовки зависимостью

а l-sln ip- 2,5 sin p ,

где а - текущее значение перемещения резца в возвратно-поступательном движении;

угол поворота резца.

Направление вращения резца и его возвратно-поступательное перемещение согласуют между собой таким образом, что смещение точки контакта вдоль образующей некруглой поверхности вследствие эксцентричной установки резца компенсируется его перемещением в возвратно-поступательном движении.

При сообщении указанных движений точка контакта резца с некруглой понерх- ностью, при отключении в конце прохода подачи, расположена в плоскости, перпендикулярной оси заготовки, а переход от некруглой к круглой части предоставляет торовую поверхность, пересечением которой с цилиндрической частью изделия является окружность. Такая форма перехода позволяет обрабатывать изделия с фланцем на конце, что невозможно при использовании известного способа,поэтому предлагаемый способ имеет более широкие

технологические возможности,

Формула изобретения Способ точения сложных поверхностей по авт. св. № 982845, отличающийся

тем, что, с целью расширения технологических возможностей/ резцу дополнительно сообщают возвратно-поступательное перемещение в направлении подачи, согласованное с вращательным движением резца зависимостью

,

где а - величина возвратно-поступательного перемещения резца в направлении подачи;

р - угол поворота резца;

I - эксцентриситет установки резца,

Фиг. 2

Изобретение относится к обработке резанием и применяется в машиностроении при изготовлении некруглых валов профильных соединений. Точение осуществляют круглым эксцентрично установленным резцом 3. Резцу и заготовке 1 сообщают взаимосвязанные вращательные движения и относительное движение подачи. Одновременно резцу сообщают возвратно-поступательное перемещение вдоль образующей обработанной поверхности, которое согласуют с вращением резца таким образом, чтобы точка контакта его с обработанной поверхностью при выключенном движении подачи постоянно находилась в плоскости, перпендикулярной оси вращения заготовки. 2 ил.