Резец Советский патент 1992 года по МПК B23B27/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к металлообработке, и может быть применено при обработке нежестких валов.

Известна конструкция резца, состоящего из режущей части и державки.

Наиболее близким техническим реше; ниям к предлагаемому является резец, принятый за прототип, содержащий режущую часть, соединенную с державкой упругим элементом, выполненным в виде изогнутой балки, упругодеформируемый узел, выполт ненный в виде штока и пружины, взаимодействующего с режущей частью и державкой, и демпфирующего узла.

Недостатком указанного резца является то, что в процессе работы резец подвергается нагреву, что приводит к снижению демпфирующих свойств резца, кроме того, циклические нагрузки на пружину приводят к ее быстрому старению. В процессе работы также возникают дополнительные -погрешности обработки из-за смещения под действием силы резания режущей вершины относительно оси резца, а при обработке вязких материалов из-за образования сливной стружки снижена стойкость резца.

Целью изобретейия является повышение точности обработки нежестких валов за

vi

Јь

СЯ

а

ю

счет адаптации резца и изменяющимся условиям обработки.

Поставленная цель достигается тем, что в резце, содержащем режущую часть, державку, упругий элемент, связывающий державку и режущую часть, упругодеформируемый узел и демпфирующий узел, упругодеформируемый узел выполнен в виде постоянного силового магнита, жестко закрепленного в полости державки и ярама, закрепленного с возможностью осевой регулировки на штоке, взаимодействующем с режущей частью. Демпфирующий узел выполнен в виде кольцевой медной рамки, жестко закрепленной в полости державки, и постоянного силового магнита, закрепленного на штоке. Упругий элемент, Соединяющий режущую часть и державку, выполнен в виде плоскопараллельной пружины, в верхней части которой жестко закреплен стружколом, взаимодействующий с режущей пластиной.

Поскольку в предлагаемом резце упругодеформируемый узел выполнен в виде постоянного силового магнита, то снижается его инертность и повышается виброустойчивость, что приводит к более эффективной адаптации резца к изменяющимся условиям обработки, что повышает точность обработки.

Применение плоскопараллельной пружины и закрепленного на ней стружколома стабилизирует скорость резания и обеспечивает эффективное дробление стружки, повышая при этом размерную стойкость резца и точность обработки.

На чертеже схематично изображен предлагаемый резец.

Предлагаемый резец содержит режущую часть 1, державку 2, которые соединены между собой плоскопараллельной пружиной 3. Режущая часть 1 содержит режущую пластину 4, которая связана со стружколомом 5, жестко закрепленным в верхней части пружины 3. В полости державки 2 расположены упругодеформируемый и демпфирующий узлы.

Упругодеформируемый узел выполнен в виде постоянного силового магнита 6, жестко закрепленного в полости державки 2 и изолированного от н%е втулкой 7 из немагнитного материала, и ярма,8 закрепленного с возможностью осевой регулировки на штоке 9, взаимодействующего с режущей частью 1. Для обеспечения поступательного движения шток устанавливается в направляющих втулках 10 и 11, выполненных из бронзы

Демпфирующий узел выполнен в виде постоянного силового магнита 12, жестко

закрепленного на штоке 9, и медной кольцевой рамки 13, запрессованной в державку 2 и изолированной от нее втулкой 14 из диэ- лектрического материала и кольцом 15.

Резец работает следующим образом.

Перед началом работы устанавливается зазор между ярмом 8 и силовым магнитом 6, которые, взаимодействуя между собой посредством силового магнитного поля, создают усилие, противоположное осевой составляющей силы резания. Положение ярма фиксируется гайкой 16, Связь между параметрами магнитной цепи и условиями

обработки описывается формулой

Pv

Воом мом Sn

2U§

pdt 6rJS7

+ 1мГ

где Ру - осевая составляющая силы резания:

Во - магнитная индукция;

SM - площадь поперечного сечения магнита;

1м - длина магнита;

/Ю - магнитная постоянная ;

I з - длина рабочего зазора ;

в0 - магнитная жесткость.

Величина рабочего зазора между магнитом 6 и ярмом 8 может быть рассчитана по формуле

в8зЈ|,ЛФу -yt/0ig,ebSn

3 (Ьм + 21м)

исходя из условия Ру - Румакс

Величина настроечного усилия Румакс взаимодействия ярма 8 и магнита 6 может быть определена экспериментально или рассчитана по формуле

45РУ з (

- ху

+ С).

где 1з - заданная глубина резания;

Е - модуль упругости материала; I - момент инерции заготовки,

I - длина детали;

X - расстояние от переднего центра до рассматриваемого сечения:

С - эмпирический коэффициент, учиты- вающий конкретные условия обработки.

В процессе работы резца по всей длине происходит упругий прогиб вала из-за его неравномерной жидкости, что приводит к уменьшению глубины резания и силы резания Так как силовая магнитная цепь, состоящая из магнита 6 и ярма 8, настроена на максимальное значение силы резания, то происходит движение штока 9 с ярмом 8 и режущей части 1 резца в сторону обрабаты- ваемой детали до установления баланса сил, чем достигается стабилизация фактической глубины резания по всей длине детали.

Возникающие в процессе обработки вибрации приводят в движение режущую часть 1 и взаимодействующий с ней шток 9 с закрепленным на нем магнитом 12. При возвратно-поступательном движении силового магнита 12 в кольцевой медной рамке 13 по правилу Ленца возбуждается электри- ческий ток, обусловливающий возникновение магнитного поля, препятствующего движению магнита 12. Чем выше виброскорость и амплитуда колебаний режущей части 1, тем магнитное поле рамки сильнее, а следовательно, выше эффективность гашения вибраций.

Процесс обработки вязких материалов сопровождается образованием сливной стружки и вибрациями, вызывающими воз- вратно-поступательное движение режущей части 1. За счет разности деформаций, возникающих под действием колебательной составляющей силы резания, в верхней части плоскопараллельной пружины 3 и ее

середины происходит относительное движение стружкоЛома 5 и режущей части 1 и, как следствие, дробление образующейся сливной стружки.

Формула изобретения,

1.Резец, содержащий державку, соединенную посредством упругого элемента с режущей частью, взаимодействующей с уп- ругодеформируемым узлом через шток демпфирующего узла, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обработки нежестких валов за счет адаптации резца к изменяющимся условиям обработки, упругодеформируемый узел выполнен в виде постоянного силового магнита, жестко соединенного с державкой, и ярма, установленного на штоке с возможностью осевой регулировки относительно указанного магнита, при этом демпфирующий узел выполнен в виде постоянного силового магнита, размещенного на штоке, vt медной втулки, соединенной с державкой, а упругий элемент выполнен в виде плоскопараллельной пружины.

2.Резец поп. 1,отличающийся тем, что в резец введен стружколом, соединенный с плоскопараллельной пружиной со стороны передней поверхности режущей части.

Использование: в машиностроении, в частности в металлообработке. Сущность изобретения: резец содержит режущую часть 1, состоящую из режущей пластины 4 и державки 2, которые соединены между собой плоскопараллельной пружиной 3, в верхней части которой размещен стружко- лом 5. В полости державки 2 расположены упругодеформируемый и демпфирующий узлы. Упругодеформируемый узел выполнен в виде постоянного силового магнита 6, жестко закрепленного в полости державки 2 и изолированного от него втулкой 7, и ярма 8, закрепленного с возможностью осевой регулировки на штоке 9, который установлен в направляющих втулках 10 и 11. Возникающие в процессе обработки вибрации приводят в движение режущую часть 1 и шток 9 с закрепленным на нем магнитом 12. При возвратно-поступательном движении магнита 12 в кольцевой медной рамке 13 возбуждается электрический ток, обусловливающий возникновение магнитного поля, препятствующего движению магнита 12. Рамка 13 запрессована в державку 2 и изолирована от нее втулкой 14 из диэлектрического материала и кольцом 15. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. (Л С

16