Способ защиты инструмента от поломок
Изобретение относится к области обработки металлов резанием. Целью изобретения является повышение надежности защиты инструмента на всех участках его работы посредством учета схемы крепления инструмента и его вылета. В момент контакта сверла 1 с обрабатываемым материалом 2 упор 3, расположенный на пиноли 4, приводит в действие концевой выключатель 5. Сигнал от выключателя 5 приводит к срабатыванию предохранительной шариковой муфты 7. Муфта 7 взаимодействует со шпинделем 8 с заданным усилием прижима шариков, обусловленным критической для продольной устойчивости сверла 1 осевой силой Р. Осевую силу рассчитывают с учетом схемы крепления. По мере врезания сверла 1 в обрабатываемый материал муфта 7 получает большее усилие прижима к шпинделю 8 соответственно критической для продольной устойчивости сверла 1 осевой силе Р. Осевую силу рассчитывают по условию прочности , исходя из допустимых напряжений для инструментального материала и крутяш.его момента при резании. 4 ил. Ш (Л 4 ю
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (д) 4 В 23 В 47 24
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСК0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2I) 4139243/31-08 (22) 28.10.86 (46) 07.09.88. Бюл. № 33 (71) Владимирский политехнический институт (72) В. И. Денисенко и А. Х. Раздобреев (53) 621.952 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 256474, кл. В 23 В 47/24, 1968. (54) СПОСОБ ЗАШИТЫ ИНСТРУМЕНТА
ОТ ПОЛОМОК (57) Изобретение относится к области обработки металлов резанием. Целью изобретения является повышение надежности защиты инструмента на всех участках его работы посредством учета схемы крепления инструмента и его вылета. В момент контакта сверла 1 с обрабатываемым мате„„SU„„1421471 A 1 риалом 2 упор 3, расположенный на пиноли 4, приводит в действие концевой выключатель 5. Сигнал от выключателя 5 приводит к срабатыванию предохранительной шариковой муфты 7. Муфта 7 взаимодействует со шпинделем 8 с заданным усилием прижима шариков, обусловленным критической для продольной устойчивости сверла 1 осевой силой P. Осевую силу рассчитывают с учетом схемы крепления. По мере врезания сверла 1 в обрабатываемый материал муфта 7 получает большее усилие прижима к шпинделю 8 соответственно критической для продольной устойчивости сверла 1 осевой силе P. Осевую силу рассчитывают по условию прочности, исходя из допустимых напряжений для инструментального материала и крутящего момента при резании. 4 ил.
1421471
Изобретение относится к области обработки металлов резанием.
Цель изобретения — повышение надежности защиты инструмента на всех участках его работы посредством учета схемы крепления инструмента и его вылета.
На фиг. 1 изображена схема реализации способа защиты инструмента от поломок; на фиг. 2 — схема крепления сверла в момент его контакта с обрабатываемой поверхностью; на фиг. 3 — то же, после врезания режущей части сверла в обрабатываемую поверхность; на фиг. 4 то же, после врезания сверла на глубину, превышающую величину двух его диаметров.
Способ осуществляют следующим образом.
В момент контакта сверла 1 (положение 1) с обрабатываемым материалом 2 упор 3, расположенный на пиноли 4, приводит в действие концевой выключатель 5, сигнал от которого передается на преобразователь 6 тока, что приводит к срабатыванию предохранительной шариковой электромагнитной муфты 7, взаимодействующей со шпинделем 8, с заданным усилием прижима шариков 9, обсловленным критической для продольной устойчивости сверла 1 осевой силой Р, которую рассчитывают заранее с учетом схемы крепления (фиг. 2). После врезания режущей части 10 сверла 1 (положение 11) срабатывает концевой выключатель 11, который дает команду на преобразователь 6 тока, и муфта 7 получает большее усилие прижима к шпинделю 8 соответственно критической для продольной устойчивости сверла 1 осевой силе Р, рассчитанной для схемы крепления (фиг. 3). Аналогично увеличивается усилие прижима муфты 7 и шпинделя в положении III после врезания на длину более двух диаметров сверла (фиг. 4), при этом срабатывает концевой выключатель 12.
Схема крепления сверла на фиг. 2 соответствует работе стержня со следящей нагрузкой, при этом р = 0,488, на фиг. 3 — стержня с шарнирно опертым концом, где р, =
= 0,699, на фиг. 4 — стержня с заделанными концами, p. = 2. По мере врезания сверла 1 длина вылета 1 уменьшается, что наряду с изменением р. должно учитываться при расчете критической осевой силы P.
Концевой выключатель 13 необходим для работы с учетом разрушающей силы. Настройка на разрушающий крутящий момент осуществляется с помощью подпружиненного шарика 14, входящего в продольный паз 15 муфты 7. Если осевое усилие резания превысит допустимое значение, то шарики 9 устанавливаются между шпинделем 8 и муфтой
7, подача сверла 1 прекращается. При повышении крутящим моментом при резании разрушающего крутящего момента шарик 14 выходит из продольного паза 15 и прекращается вращение сверла 1. Преобразователь 6 тока для каждого типоразмера сверла 1 настраивают по условию прочности, что не позволяет дать на муфту 7 ток большей силы, чем обеспечивает условие прочности. Осевую силу P по условию прочности рассчитывают исходя из допустимых напряжений для инструментального материала и крутящего момента при резании или же устанавливают на основе экспериментов. При таком способе обеспечивается сначала предельно допустимая сила на сверле, равная критической силе для продольной устойчивости, а в конце процесса резания равная разрушающей силе по условию прочности инструментального материала.
Расчетную формулу для критической по продольной устойчивости сверла осевой силы получают следующим образом.
20 где Мкр — крутящий момент;
Р0 — осевая сила;
Š— модуль упругости материала стержня;
1 — момент инерции стержня; ц — коэффициент приведения длины; — длина стержня.
Из этого выражения получают
30 л Е1 М ко
РО= 2 (цt) 4ЕI
Чтобы перейти к сверлу, принимают мо дуль упругости средним из модулей упруЗ5 гости при растяжении и сжатии, а в качестве момента инерции принимают величину, полученную из известного соотношения для естественно завитых стержней, Т тг
2
40 ин
Где Iмакс и 1мин — максимальныЙ и минимальный моменты инерции поперечного сечения сверла. ,цля получения точного решения осевая
45 сила и крутящий момент должны быть приведены к сечению минимального разреза в соответствии с формулами
0 = (— m+m cps — ) + — sin ; со 2М
mPD ш
СО3 кЦ Я 1П 2 . Г где P — осевая сила при сверлении;
М вЂ” крутящий момент при сверлени и;
D — диаметр сверла; ь — угол наклона стружечных канавок сверла;
m — отношение осевой силы, приходящейся на главные лезвия, к суммарной осевой силе на сверле.
1421471 формула изобретения
+ sio -и-и — — = О.
20M . го 102т2Е1 г
Обозначают
16000EI 2 где m—
D—
30 ю—
Е—
35 М—
ВНИИПИ Заказ 4367/1О Тираж 880 Подписное
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
После их подстановки в формулу для осевой силы
Р(1 — m+m cos +) + sin М =" Е г р г — д2 — — (М вЂ” — sin — ) .
1 1 — япсо mPD . о 2
4EI cos со 2 2
Преобразуют полученное соотношение
l р2 m D ° 2(ll
2 2
0) 16000EI in>+P (1 — m+m сов
В = 1 — m cos — — М .1 — mD sin— (О 1 — sin 444 2 4%ЕТсоз (о Z 1 — sin 20М . ц> 1Ол Е1 С™ 40 Icos и + Р п|п— а получают расчетное уравнение в окончательном виде АР + BP + С = О. Способ защиты инструмента от поломок при глубоком сверлени и посредством предохранительного устройства, чувствительные элементы которого настраивают на величину критической для продольной устойчивости инструмента осевой силы, отличаюи4ийся тем, что, с целью повышения надежности защиты инструмента, величину усилия срабатывания чувствительных элементов увеличивают в процессе врезания инструмента в соответствии с величиной критической для продольной устойчивости инструмента осевой силы, при этом последнюю определяют по зависимости АР2+ ВР+ С = О, где P — критическая осевая сила; А, В, С вЂ” коэффициенты, определяемые из соотношений = tent"D" з;п И fb000 E I B=1 — m+ m cos — — М m mDsin ; 400EIcos со M2 ((— siocs 20M,„ш (Оп EI 25 40 спппп + D и п -I отношение осевой силы, приходящейся на главные лезвия инструмента, к осевой силе на сверле; диаметр сверла; угол наклона стружечных канавок сверла; модуль упругости материала, из которого выполнено сверло; момент инерции поперечного сечения сверла; крутящий момент, действующий на сверло; коэффициент приведения длины; длина вылета сверла.
