Способ токарной обработки со стружколоманием

 

Использование: в металлообработке, для изготовления деталей на автоматизированном оборудовании, в частности на станках с программным управлением. Сущность изобретения: нанесение стружкоразделительных канавок на поверхность резания заготовки осуществляют путем воздействия импульсов лазерного излучения, причем глубину канавок назначают кратной толщине срезаемого слоя, а длину назначают не более oWc l(t/slnф-п s ) ±п s ,stnp-где -cose, где t - глубина резания; S - продольная подача; р - главный угол в Плане; е - угол ориентации оси канавки; п - количество толщин срезаемого слоя, при этом ось канавки пересекает поверхность резания на расстоянии от обрабатываемой поверхности не более половины длины канавки. 1 ил.

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

1 (21) 4829966/08

{22). 29.05.90 (46) 07,06.92. Бюл. М 21 (7.1) Ижевский механический институт (72) А.И.Хватов (53) 621.933(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1196141, кл. В 23 В 1/00, 1985, (54) СПОСОБ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ СО

СТРУЖКОЛОМАНИ ЕМ (57) Использование: в металлообработке,. для изготовления деталей на автоматизированном оборудовании, в частности на стайках с программным управлением. Сущность изобретения: нанесение стружкоразделиИзобретение относится к металлообработке. и может использоваться для обеспе-. чения стабильного стружколомания на автоматизированном оборудовании, в частности на станках с программным управлением. .. Цель изобретения — повышение качества обрэботэйной поверхности путем импульсного лазерного воздействия на поверхность резания.

Цель достигается тем, что способ струж. коломэния включает нанесение стружкораэделительных канавок на поверхность заготовки путем воздействия импульсов лазерного излучения с последующей механической обработкой режущим инструментом, 5U 1738473 А1

2 тельных канавок нэ поверхность резания заготовки осуществляют путем воздействия импульсов лазерного излучения, причем глубину канавок назначают кратной толщине срезаемого слоя. а длину назначают не более .

Омакс =f(t/3lnф п 3 СОЗP) Йn 3 .; 3ln у ° щ е) соз, где t â€,глубина резания; $ — продольная подача; p — главный угол в плане; я — угол ориентации оси канавки; п — количество толщин срезаемого сЛоя, при этом ось канавки пересекает поверхность резания на рассто-. янии от обрабатываемой поверхности не более половины длины канавки..1 ил;

t при этом. стружкоразделительные канавки наносят на поверхность резания заготовки, а глубину формируемых стружкораэделительных канавок назначают кратной толщине срезэемого слоя, а длину назначают не более омзкс = f(— fl 8 щя p) + р К з п р . з sing rgb) сщ, 1 где дюкс — длина канавки, мм;

t — глубина резания, мм;

S — продольная подача, мм!об;; р- главный угол в плане, град.; е — угол ориентации оси канавки, град.;

n — количество толщин срезаемого слоя, укладывающихся по глубине канавки, 1738473 при этом Ocb канавки пересекает поверхность резания на расстоянии от обрабатываемой поверхности не более половины длины канавки.

На чертеже показан срезаемый слой ма- 5 териала заготовки с контурами вариантов положения стружкоразделительных канавок А, Б, В при различной. ориентации луча лазера. Соответственно: ! — перпендикулярно поверхности реза- 10 ния;

II — под углом я большим 90О (+ е);

III —. подуглом уменьшим 90 (-е ); а — толщина срезаемого слоя;

Ь вЂ” ширина срезаемого слоя; 15

di — длина канавки для различной ориентации луча лазера; !! — расстояние от обрабатываемой поверхности до оси канавки при различной ориентации луча лазера; 20

h — глубина канавки.

Способ осуществляется в следующей последовательности.

В зависимости от величины подачи S, глубины резания с и главного угла в плане 25 . р инструмента определяют размеры среэаемого слоя: толщину а и ширину b по формулам

a=S sin@ Ь=с/з!и р;

В соответствии с размерами срезаемо- 30

ro слоя задают глубину h канавки, кратной толщине а срезаемого слоя

h=a n, (1) где и — количество толщин срезаемого слоя; е — угол ориентации канавки; 35 наибольшую длину с!»кс канавки омакс= ((Ь вЂ” и ° 8 со$ ф) + и * а щ е) <

° cos е = ((— — n s . cos р) n s

t япр

"sin/ tgе) cosе, (2) 40 причем для обеспечения стабильного ломания стружки в месте нахождения канавки, ее фактическая длина d должна назначаться не менее половины ширины срезаемого 45 слоя, расстояние !! от обрабатываемой поверхности до точки пересечения оси канавки(оси луча лазера) с поверхностью резания не более половины длины d»«канавки.

В соответствии с размерами h, d»«xa- 50 навки определяют режимы импульсной работы лазера — энергию и длительность импульса, В соответствии с требуемой длиной стружки назначают период следования им- 55 пульсов по формуле т = - — ", д

Чреэ где - коэффициент усадки стружки;! стр — требуемая длина стружки;

Чрез — скорость резания;

h — глубина стружкоразделительной канавки, а — толщина резания.

Луч лазера фокусируют на поверхность резания заготовки.

Осуществляют процесс механической обработки, в ходе которой лазер перемещается вместе с резцедержателем или отслеживает своим лучом поверхность резания заготовки при установке на отдельной подставке, Размеры стружкоразделительной канавки глубина h, длина d»Kc угол е ориентации луча лазера (оси канавки) являются определяющими в достижении цели изобретения — достижение стабильного стружколомания при одновременном обеспечении качества обработанной поверхности.

Размеры канавки выбираются из условия, что луч лазера при однопроходной и многопроходной обработке, проходя через поверхность резания, не должен оставлять следы на формируемой обработанной поверхности. заготовки. Кроме того, режимы работы самого лазера, в частности энергия в импульсе, длительность его действия должны обеспечивать не только размеры канавки, но и требуемую длину стружки при назначении периода следования импульсов. При этом при одной и той же требуемой длине стружки период следования импульсов изменяется кратно отношению глубины стружкоразделительной канавки h к толщине срезаемого слоя а. Для снижения энерго- . затрат целесообразно назначать глубину h канавки кратную толщине резания а.

fl р и м е р. На токарном станке мод.

ИЖ-Т-400 осуществляется обработка заготовки иэ стали ЗОХГСА резцом из быстрорежущей стали с режимом резания: продольной подачей 0,3 мм/об.; глубиной резания 2 мм; скоростью резания 25 м/мин.

Геометрические параметры инструмента: передний угол Оо; задний угол 10О; главный угол в плане 45О.

Исходя иэ размеров срезаемого слоя: толщина а = 0,3 з!и 45 = 0,2 мм; ширины Ь

= 2/sin 15 = 2,8 мм; задаем глубину канавки

h = 0,2 5 = 1,0 мм, где n = 5 — Количество толщин среэаемого слоя, в которые проникает луч лазера; угол е ориентации оси канавки относительно поверхности резания назначаем e = 90, определяем наибольшую длину канавки по формуле (2): о»кс "- 1,8 мм; задаем расстояние I = 0,5 бмзкс = 0,9 мм; назначаем режимы импульсной работы ла1738473

6 зера для формирования стружкоразделительной канавки с размерами h - 1,0 мм, б

-1,8 мм.

Для получения стружки длиной 100 мм 5 назначаем период следования импульсов . по формуле (3):

Т = 0,04 мин.

При этом периоде следования импульсов обеспечивается стабильное стружколома- 10 ние с получением требуемой длины стружки в процессе механической. обработки заготовки.

Формула изобретения

Способ токарной обработки со стружко- 15 ломанием, согласно которому на обрабатываемуЮ поверхность заготовки наносят стружкоразделительные канавки путем воздействия на нее лазерным излучением с последующей механической обработкой 20 режущим инструментом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества обрабатываемой поверхности, стружкоразделительные канавки наносят на поверхность резания заготовки, причем глубины канавок назначают кратной толщине срезаемого слоя, а длину назначают не более бмакс =((y — — n ° 8 ° о еp) +.

«г n s sin p tg е) cos е, где t — глубина резания;

$ — продольная подача; р- главный угол в плане; е — угол ориентации оси канавки; . n — количество толщин.срезавмого слоя, при этом ось канавки пересекает поверхность резания на расстоянии от обрабатываемой поверхности не. более половины длины канавки.

Составитель А,Хватов

Техред М.Моргентал Корректор H.Êîðîëü

Редактор Н.Химчук

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

Заказ 1959 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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