Способ комбинированной обработки резанием и поверхностно-пластическим деформированием Советский патент 1992 года по МПК B24B39/00 B24B39/04 

Изобретение относится к области совмещенной обработки резанием и поверхностным пластическим деформированием деталей неуравновешенным комбинированным инструментом и может быть использовано для отделочно-упрочняющей обработки поверхностей деталей машин.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому изобретению является способ комбинированной обработки резанием и поверхностно-пластическим деформированием, при котором детали сообщают вращение и перемещают неуравновешенный комбинированный инструмент вдоль

обрабатываемой поверхности, а черновой, чистовой резцы и деформирующий элемент вводят ь контакт с деталью последовательно, причем ввод в зону обработки чистового резца осуществляют после вступления в работу деформирующего элемента.

К недостаткам указанного способа совмещенной обработки следует отнести то, что после вступления в работу деформирующего элемента при обработке каждой деталинеобходимоосуществлятьпринудительную подналадку (оператором или исполнительным механизмом системы Автоматического регулирования) чистового резца и, тем самым осуществлять ввод чис« & VI

ч

W

«ОТ

тового резца в зону обработки. Это снижает надежность процесса обработки.

Цель изобретения - повышение надежности управления процессом обработки за счет исключения подналадки чистового резца.

В известном способе комбинированной обработки резанием и поверхностно-пластическим деформированием деталь вращают и последовательно обрабатывают черновым, чистовым резцами и деформирующим элементом комбинированного инструмента, причем обработку чистовым резцом начинают после вступления в работу деформирующего элемента. Согласно изобретению, деформирующий инструмент и чистовой резец располагают с диаметрально противоположных сторон детали в плоскости, перпендикулярной плоскости размещения чернового резца и проходящей через ось детали, при этом размер статической настройки чистового резца комбиниро- панного инструмента определяют из выражения .

М И+РДЛ,

где М - размер статической настройки чистового резца комбинированного инструмента, мм;

Н - размер динамической настройки чернового резца, мм;

Рд-радиальная составляющая силы деформирования, Н;

j - жесткость технологической системы в плоскости расположения чистового резца и деформирующего элемента, Н/мм,

Такое выполнение способа исключает необходимость принудительно.- .юдналад- ки чистового резца (так как чистовой резец входит в зону обработки автоматически, после вступления в работу деформирующего элемента). Это повышает надежность процесса обработки.

На фиг. 1 приведена схема осуществления предлагаемого способа до вступления в работу деформирующего элемента и чистового резца; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема осуществления способа после вступления в работу деформирующего элемента и чистового резца.

Для осуществления способа используют неуравновешенный комбинированный инструмент, содержащий корпус 1 и установленные в нем последовательно черновой резец 2, чистовой резец 3, деформирующий элемент 4. Деформирующий элемент 4 опирается на опору,5 и подпружинен пружиной 6.

Деталь 7 устанавливают в центрах, а корпус 1 неуравновешенного комбинированного инструмента закрепляют в резцедержателе станка. Черновой резец 2, чистовой резец 3 и деформирующий элемент 4 смещены в осевом направлении детали 7 один относительно другого на величину It и

5 2 (значения 11 и 2 выбирают из конструктив- ных соображений, исходя из условия обеспечения максимальной производительности обработки и исключения попадания стружки под деформирующий элемент). Чи0 стовой резец 3 и деформирующий элемент 4 располагают с диаметрально противоположных сторон детали 7, Черновой резец 2 устанавливают к детали 7 нормально плоскости 8, в которой размещены чистовой

5 резец 3 и деформирующий элемент 4, в противном случае при выходе из обработки чер- нового резца 2 будут иметь место значительные по величине упругие отжатия технологической системы, с направлением

0 на чистовой резец, что приведет к изменению величины снимаемого с детали 7 чисто- вым резцом 3 припуска и снижению точности обработки. При нормальном же расположении чернового резца 2 к плоско5 сти 8 имеющие место упругие отжатия в технологической системе (при выходе из зоны обработки чернового резца 2) направлены нормально к плоскости 8 расположения чистового резца 3, что даже при значитель0 ной величине упругих отжатий в технологической системе в момент выхода из зоны обработки чернового резца 2 обеспечивает минимальную величину изменения припуска на чистовом резце 3 и получаемая при

5 этом погрешность обработки на порядок меньше значения допуска на размер обрабатываемой поверхности,

До начала обработки вершину чистового резца 3 от линии центров 9 станка (раз0 мер статической настройки чистового резца 3) устанавливают на расстоянии, определяемом из выражения

М-Н+Рд/J,

где М - размер статической настройки чис- 5 тового резца комбинированного инструмента, мм;

Н - размер динамической настройки чернового резца, мм;

Рд- радиальная составляющая силы де0 форм1рования, Н;

j - жесткость технологической системы в плоскости расположения чистового резца и деформирующего элемента, Н/мм.

Детали 7 сообщают вращение и переме5 щают неуравновешенный комбинированный инструмент с подачей S вдоль обрабатываемой поверхности. Первым в работу вступает черновой резец 2, снимал с поверхности детали 7 установленный на обработку припуск, При прохождении комбинированным инструментом пути I (h+l) в работу вступает деформирующий элемент 4, нагружая технологическую систему усилием деформирования Рд. Возникающие при этом упругие сжатия в плоскости расположения чистового резца 3 и деформирующего элемента 4 определяются из выражения

,

где Y - величина упругих отжатий технологической системы в плоскости расположения чистового резца и деформирующего элемента;

Рд-радиальная составляющая силы деформирования;

j - жесткость технологической системы в плоскости расположения чистового резца и деформирующего элемента.

Поскольку вершина чистового резца 3 до вступления в работу деформирующего элемента 4 (в соответствии с величиной размера статической настройки чистового резца) была удалена от поверхности 10, формируемой на детали 7 черновым резцом 2, на величину Y, то при нагружении детали 7 усилием деформирования вершина чистового резца 3 автоматически выходит на уровень полученной ранее поверхности 10. При этом принудительной подналадки чистового резца 3 не требуется. Одновременно черновой резец 2 и деталь 7 при вступлении в работу деформирующего элемента 4 удаляются друг от друга на величину упругих отжатий технологической системы. На поверхности детали формируется ступенька высотой Y. При дальнейшем перемещении комбинированного инструмента вдоль обрабатываемой поверхности на величину I-), чистовой резец срезает с детали 7 ступеньку, т.е. припуск величиной Y, обеспечивая высокие точностные параметры обработки.

Пример. Обработку валов на станке мод. 16К20Ф1 (прокат, исходная точность 12 квалитет, сталь 45 (НВ 200-208) диаметром 73 мм и длиной 400 мм). Материал режущей части резцов Т15К6. В качестве деформирующего элемента использовали шариковый накатник с диаметром шарика 12 мм, Жесткость j технологической системы составляла 4000 Н/мм,

Режимы обработки:

Скорость вращения детали 60-120 м/мин;

Осевая подача комбинированного инструмента 0,08-0,25 мм/об;

Глубина резания черновым резцом 0,4-1,5 мм;

Радиальная составляющая силы дефор- мирования Рд 800 Н; мм; мм;

Размер динамической настройки чернового резца 35 мм.

Размер статической настройки опреде- ллли из выражения 800

4000

35,2 мм.

Обработанные детали имели 9 квзлитет точности и шероховатость поверхности

,63-0,32 мкм. Наработка процесса совмещенной обработки на отказ возросла в 3-4 раза. При этом обеспечивалась высокая точность обработки детали без осуществления подналадки чистового резца после

вступления в работу деформирующего элемента. Обработку деталей осуществляли методом автоматического получения размера. Предлагаемый способ имеет высокую надежность.

Формула изобретения

Способ комбинированной обработки резанием и поверхностно-пластическим деформированием, при котором деталь вращают и последовательно обрабатывают

черновым, чистовым резцами и деформирующим элементом комбинированного инструмента, причем обработку чистовым резцом начинают после вступления в работу деформирующего элемента, о т л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения надежности за счет исключения подналадки чистового резца, деформирующий инструмент и чистовой резец располагают с диаметрально противоположных сторон детали в

плоскости, перпендикулярной плоскости размещения чернового резца и проходящей через ось детали, при этом размер М статической настройки чистового резца комбинированного инструмента определяют из

выражения:

-, мм

где Н - размер динамической настройки чернового резца, мм;

Рд- радиальная составляющая силы деформирования;

j - жесткость технологической системы в плоскости расположения чистового резца и деформирующего элемента, Н/мм.

-JLA.

nogepttytno ф .

c

8

/I

4

Сущность изобретения: детали сообщают вращение и перемещают неуравновешенный комбинированный инструмент вдоль обрабатываемой поверхности, а черновой и чистовой резцы и деформирующий элемент вводят в контакт с деталью последовательно, причем ввод в зону обработки чистового резца осуществляют после вступления в работу деформирующего элемента. При этом чистовой резец и деформирующий элемент располагают с диаметрально противоположных сторон детали, черновой резец устанавливают к детали нормально плоскости размещения чистового резца и деформирующего элемента, а размер статической настройки чистового резца комбинированного инструмента определяют из выражения M H+Pg/j, где М - размер статической настройки чистового резца комбинированного инструмента; Н - размер динамической настройки чернового резца; Рд - радиальная составляющая силы деформирования; j - жесткость технологической системы в плоскости расположения чистового резца и деформирующего.элемента. 3 ил. С

Т

Фиг.З