Способ вибрационного резания

 

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при обработке высоколегированных и конструкционных материалов Целью изобретения является повышение точности обработки за счет обеспечения устойчивого процесса резонанса. Для этого заготовку 1 приводят во вращение и производят формирование ее поверхности перемещаемым относительно заготовки режущим 2 инструментом 2 При этом в процессе обработки на режущей инструмент в направлении главного движения накладывают вынужденные высокочастотные или ультразвуковые колебания, измеряют текущее значение времени г резания в одном цикле колебаний инструмента и устанавливают его отношение к периоду Т вынужденных колебаний в пределах 0 г 0 2 Причем частоту вынужденных колебаний выбирают не равной и не кратной частоте колебаний инструмента под действием сил резания, а величину амплитуды А вынужденных колебаний определяют из математического выражения А 12 5 VQKP Т 10 J мкм где V окр - окружная скорость обрабатываемой поверхности 2 ил (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4669766/08 (22) 30.03.89 (46) 23.10.91. Бюл. N 39 (72) А. Т. Манько (53) 621.941,1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1210992, кл. В 23 В 1/00, 1984, (54) СПОСОБ ВИБРАЦИОННОГО РЕЗАНИЯ (57) Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использо: вано при обработке высоколегированных и конструкционных материалов. Целью изобретения является повышение точности обработки за счет обеспечения устойчивого процесса резонанса. Для этого заготовку 1 приводят во вращение и производят формирование ее поверхности перемещаемым относительно заготовки режущим

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при обработке высоколегированных и конструкционных материалов.

Целью изобретения является повышение точности обработки за счет обеспечения устойчивого процесса резания.

На фиг. 1 представлена схема резания по предложенному способу; на фиг. 2 — принципиальная схема устройства, реализующего предложенный способ. Способ вибрационного резания осуществляется следующим образом.

Заготовку 1 приводят во вращение и производят формирование ее поверхности перемещаемым относительно заготовки режущим инструментом 2, ... Ы „„1685609 А1 инструментом 2. При этом в процессе обработки на режущей инструмент в направлении главного движения накладывают вынужденные высокочастотные или ультразвуковые колебания, измеряют текущее значение времени т резания в одном цикле колебаний инструмента и устанавливают его отношение к периоду Т вынужденных колебаний в пределах 0 < т 0,2. Причем частоту вынужденных колебаний выбирают не равной и не кратной частоте колебаний инструмента под действием сил резания, а величину амплитуды А вынужденных колебаний определяют иэ математического выражения А= 12,5 V,

Ч акр. окружная скорость обрабатываемой поверхности. 2 ил.

При этом, в процессе обработки на режущий инструмент в направлении главного движения накладывают вынужденные вы- О сокочастотные- или ультразвуковые коле- ОО бания, измеряют текущее значение (Я времениt резания в одном цикле колеба- (. ний инструмента и устанавливают его от- -р ношение к периоду Т вынужденных колебаний в пределах 0 (т/Т 0,2, Причем, частоту вынужденных колебаний выбирают не равной и не кратной частоте колебаний инструмента под действием сил резания, а величину амплитуды А вынужденных колебаний определяют иэ математического выражения

A=-12,5%иср. Т . 10 мкм, 3 где Vox@. — окружная скорость обрабатываемой поверхности.

1685609

Пример реализации способа.

Заготовку 1 обрабатывают на станке с числовым программным управлением, в процессе которого микроЭВМ осуществляет измерения параметров и управление процессом через генератор F1 с вибра тором, который возбуждает высокочастотные или ультразвуковые колебания режущего инструмента 2 в направлении главного движения (для данного примера частоты &=20 кГц). Одновременно, микроЭВМ запускает синхронизатор F2 с частотой,,порядка 10 мГц, определяемой требуемой точностью ..измерений.

В промежутке времени т импульсы синхронизатора F2 коммутируются на земле.

На элементе "сложение по модулю 2"

Э1 выделяют пачки импульсов (количество импульсов в пачке пропорционально длительности тимпульса резания). Сигнал т поступает на вход элемента ЗИ ЗЗ, который пропускает на свой выход эти пачки при следующих условиях: — инструмент совершает движение навстречу вращению детали (F1="1"); — количество пачек импульсов не выше предельного (в рассматриваемом примере равно 16) из условия устойчивости процесса /Т 0,2.

Сигнал с выхода элемента "ЗИ" ЭЗ поступает на вход двоичного счетчика Э5, который производит подсчет количества импульсов в пачке. При достижении предельного количества пачек при одном измерении происходит следующее действие посредством элемента Э4; — логический "О" с выхода двоичного счетчика Э4 поступает на один из входов элемента ЭЗ, запрещает тем самым дальнейшее прохождение импульсов на вход счетчика Э5, при этом: — этот сигнал, запрещает прохождение импульсов от F1 с,частотой 20 кГц на выход элемента 2И ЭО:, и тем самым на вход счетчика Э4;, — этот. сигнал служит для инициации ввода данных в микроЭВМ. Данные для ввода в микроЭВМ снимаются с выходов двоичного счетчика 35, причем последняя, младшая тетрада, является дробной частью.

После считывания данных в микроЭВМ, из нее поступает запрос следующей порции данных, этим же сигналом сбрасываются счетчики Э4 и Э5.

МикроЭВМ обрабатывает сигнал по апгоритму О < т/Т 0,2 и, в зависимости от результата расчетов, выдает в систему ЧПУ команду исполнительному органу на отно5 сительное перемещение инструмента при отклонении от установленной величины резания или на продолжение обработки в случае отклонений в заданных пределах, Пример расчета.

10 В центрах токарного станка производят чистовое точение вала диаметром D=200 мм и длиной L=2000 мм, на следующих режимах резания: окружная линейная скорость обрабатываемой поверхности (расчетная) 15 Чокр.=150 мlмин; глубина резания 1=1,5 мм; подача S=0,3 мм/об., резец проходной

Т15К6; обрабатываемый материал — ст. 45.

Параметры вибрационного движения инструмента: частота механических высоко20 частотных или ультразвуковых колебаний f=12000 Гц, амплитуда колебаний

А=160 MK (А 12,5 Чокр Т 10

103

- 12,5 150 = 156,25 мкм.

12 103

Контролируемые параметры: г=16,43 10 с; — =16,43 10 12 10

ЗО

= 0,19716 < 0,2, Сравнение результата обработки с традиционным вибрационным резанием показывает повышение точности и чистоты 5 обработанной поверхности.

Формула изобретения

Способ вибрационного резания, включающий вращение заготовки и перемещение относительно нее режущего инст40 румента, на который в направлении главного движения накладывают вынужденные колебания с периодом Т, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества обработки, измеряют текущее значе- j

45 ние времени т резания, в одном цикле колебаний инструмента и устанавливают его отношение к периоду Т вынужденных колебаний в пределах О < г/Т S 0,2, при этом частоту вынужденных колебаний выбирают не равной и не кратной частоте колебаний инструмента, а величину амплитуды А вынужденных колебаний определяют из математического выражения

А=12,5Чокр. Т 10 мкм, з

55 где Чокр. — окружная скорость обрабатываемой поверхности.

1685609 данньц оп 38И

Фиг.Z

Составитель В.Золотов

Техред M.Ìîðãåíòàë

Редактор А.Зробок

Корректор M,ÌàêñL;ìèøèíåö

Производственно-издательский комбинат "Патент*, т. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3557 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5