Установка для исследования вибраций режущего инструмента Советский патент 1981 года по МПК B23B25/06 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИБРАЦИЙ РЕЖУЩЕГО Изобретение относится к станкостроению. Известна установка для исследования вибрации режущего инструмента, содержащая резцедержатель и связанные с корпусом пружинные элементы 1 Недостатком известной установки является относительно узкий диапазон исследований вибраций режущего инструмента. Цель изобретения - расширение диапазона исследований . Для достижения поставленной цели установка снабжена установленными на резцедержателе тремя коническими трубами, продольные оси которых рас положены взаимно перпендикулярно, при этом наибольшее основание каждой конической трубы прикреплено к резцедержателю, а наименьшее - связан с пружинным элементом. На фиг. 1 изображена установка, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг, 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1 на фиг. 4 сечение Г-Г на фиг. 2. Предлагаемая установка содержит корпус 1, резцедержатель 2, резец 3 три конические трубы 4, три пружинн элемента, выполненные в виде сменны .цилиндрических пружин 5-7. ИНСТРУМЕНТА На резцедержателе 2 установлены три конические трубы 4, продольные оси которых расположены взаимно перпендикулярно. Наибольшее основание каждой конической трубы 4 прикреплено к резцедержателю 2, а наименьшее - связано с цилиндрической пружиной. Пазы L и F на резцедержателе 2 предназначены для крепления резцов (проходных, расточных, отрезных, резьбовых и других), оправок, в которых устанавливаются сверла, зенкера, метчики и другой режущий инструмент. Установка работает следующим образом. Центр С массы резцедержателя 2 при резании может совершать в направлении осей координат X, Y и Z колебательные движения относительно положения статического равновесия: по дугам радиусов г , г и г, которые , соответственно, являютсн расстояниями между центром С массы резцедержателя 2 и д: инамическими осями.вращений ВД, КЕ, ММ проходящими через пружины 5и6, 5и7, 6и 7. Таким образом, при колебаниях резцедержателя 2 происходят изгибные деформации пружинных элементов 5-7,

которые выполняют роль упругих шарниров. Пренебречь кривизной дуг радиусов г , г2 и г и считать амплитуды колебаний резцедержателя 2 линейными можно в том случае, если величины этих амплитуд будут в 10, 100 и более раз меньше, чем величины указанных радиусов. Поэтому, чтобы расширить диапазон амплитуд, при которы возможно исследование вибрации режущего инструмента, конические трубы 4 выполнены максимальной длины (насколько это возможно из конструктивных соображений). Большая длина конических труб 4 необходима также для стопорения вредных крутильных колебаний резцедержателя 2 вокруг центра С , вносящих погрешности в результаты измерений линейных коле-. баний по осям. X, Y и Z . Стопорение этих крутильных колебаний обеспечивается следующим образом. При повороте резцедержателя 2 вокруг центра С на концах конических труб 4, .связанных с цилиндрическими пружинайи 5-7, возникают силы реакций связей. Они создают крутящие моменты препятствующие вращению резцедержателя 2 вокруг центра С Величина возможного поворота резцедержателя 2 относительно центра С будет тем меньше, чем больше длина конических труб 4 и жесткости на изгиб цилиндрических пружин 5-7.

Связь резцедержателя 2 с пружинными элементами 5-7 выполнена через конические трубы 4. Такая конструкция связей позволяет сделать их достаточно прочными при их минимальной массе.

Центры масс конических труб 4 расположены относительно близко к центру С массы резцедержателя 2, так как к нему трубы 4 прикреплены своими наибольшими основаниями. Поэтому, при составлении дифференциальных уравнений движения колеблющейся массы установки, величину колеблющейся массы можно рассматривать , как сумму величин масс резцедержателя 2 и конических труб 4.

Если же величина суммы масс конических труб 4 будет в 10 и более раз меньше величины массы резцедержателя 2, то. массой конических труб 4 можно пренебречь.

Вместо конических труб 4 к резцедержателю 2 могут быть прикреплены также трубыг продольные оси которых

прямолинейны, а наружные диаметры и площади сечений, начиная от резцедержателя 2, уменьшаются.

Вместо цилиндрических пружин 5 7 могут быть установлены также пластинчатые, круглые консольные балки, втулочные разрезные, сборные тарельчатые и другие пружины. Параллельно пружинам, внутри цилиндрических пружин допускается установка демпферов (резиновых, фрикционных, гидравлических и других).

Измерение параметров вибраций резцедержателя 2 выполняются стандартными приборами, широко применяемыми в экспериментальной технике.

На предлагаемой установке можно дровести работы с более глубокими и широкими научными исследованиями процессов возникновения и развития автоколебаний при механической обработке со снятием стружки, так как предлагаемая конструкция по сравнению с известными имеет резцедержатель с большим числом степеней свободы, широкий диапазон регулирования колеблющейся массы, жесткости и демпфирования, при высокой точности линейности перемещений по координатам.

Исследования на предлагаемой установке позволяют найти новые рекомендации по совершенствованию конструкций режущих инструментов и станков, отличающихся повышенной производительностью и точностью.

Формула изобретения

Установка для исследования вибраций режущего инструмента содержащая резцедержатель и связаннЕ е с корпусом пружинные элементы, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона исследований, установка снабжена установленными на резцедержателе тремя коническими трубами, продольные оси которых расположены взаимно перпендикулярно при этом наибольшее основание каждой конической трубы прикреплено к резцедержателю , а наименьшее - связано с пружинным элементом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тлустый Но Автоколебания в металлорежущих станках. К., 1956, с. 168, фиг. 97.

ы«

f,,.i«