CC BY
53
The scheme is resulted and cycle is considered of process gears of disk tools heads. Advantages of use disk tools heads are proved. The description of the modernized is horizontal.
Получено 19.01.09
УДК 621.99
Г.Т. Быков, инж., (4872) 33-23-10, tms@tsu.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ),
Н.Б. Дорохин, канд. техн. наук, проф., (4872) 33-23-10, tms@tsu.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ),
А.А. Майков, канд. техн. наук, доц., (4872) 33-23-10, tms@tsu.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ),
А.С. Ямников, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, (4872) 33-23-10, tms@tsu.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
ТОЧЕНИЕ НЕЖЁСТКИХ ЗАГОТОВОК МНОГОРЕЗЦОВЫМИ ГОЛОВКАМИ С ПОДВИЖНЫМ ЛЮНЕТОМ-ВИБРОГАСИТЕЛЕМ
Описывается модернизация многорезцовой головки для высокопроизводительного точения длинных труб. Для повышения точности обработки и виброустоочиво-сти процесса резания между резцами многорезцовой головки установлены подпружиненные виброгасителя. Конструкция последних позволяет регулировать жесткость закуепяения заготовки и демпфирующие способности технологической системы.
Ключевые слова: многорезцовая головка, виброустоочивость процесса резание.
На кафедре технологии машиностроения ТулГУ разработаны многорезцовые головки, позволяющие за один рабочий ход нарезать резьбу на закаленных заготовках или высокопроизводительно обтачивать длинномерные цилиндрические заготовки [1, 2].
В многорезцовых головках резцы располагаются в одной торцовой плоскости и имеют возможность перемещения в ради льном направлении по анаогаи с кулачками самоцентрирующего патрона. Така компоновка позволяет уравновешивать силы резани, действующие поперек оси заготовки, снижа систематическую погрешность формы обработанной детали в продольном направлении, вызванную прогибом оси. Однако, как известно из учения о жесткости технологически систем [3], при отсутствии натяга в технологической системе ее жесткость из-за наличия зазоров существенно снижается, вследствие чего возникают интенсивные вибрации, ухудшающие качество обработанной поверхности и снижающие стойкость режущих пластин. Это явление наблюдается ближе к середине длины заготовки, там, где её поперечна жёсткость минимаьна, и практически никогда не возникает около мест крепления.
Общая теория технологии машиностроения [3] в таких случая рекомендует использовать дополнительные опоры, в нашем случае - люнеты. Для устранения вибраций авторами было предложено рлместить в со-
седней торцовой плоскости, радом с плоскостью резания, в промежутках между резцами специальные люнеты-виброгасители. Осевая настройка люнета проводится таким образом, чтобы виброгасители, перемещающиеся синхронно с резцами, охватывали обработанную поверхность в сечении, наиболее близко расположенном к зоне резания.
Принцип действия виброгасителей основан на рассеивании энергии колебаний обрабатываемой детали за счет искусственно созданного сопротивления. В корпус виброгасителя 8 (рис. 1) вставлен по посадке H / h стакан 7, который имеет возможность перемещаться вдоль оси корпуса в пределах, ограниченных гайками 5 и 13. В стакане 7 размещена пружина 6 с прямоугольным сечением витка. Регулировка усилия пружины производится при помощи гайки 13 и поршня 11. Гайка 13 ввертывается в нажимную гайку 12, которая, в свою очередь, ввинчивается в корпус виброгасителя 8. При этом она деформирует резиновые кольца 10, создавая дополнительное трение на поверхности стакана.
19
18
20
2
1
Рис. 1. Конструкция виброгасителя
Контакт виброгасителей с обработанной поверхностью детали осуществляется шариками 1, опорами для которых являются фторопластовые диски 4, вкладываемые в стакан 7. Для удержания шарика преднаначен колпачок 2, навинчиваемый на стакан. Фетровое кольцо 3 предохраняет поверхность диска 4 от попадания мельчайшей стружки.
Шарики 1 непрерывно смазываются маслом, поступающим через отверстие диаметром 1 мм в диске 4 и через продольный па в резьбовой поверхности заглушки 20 из полости стакана 7. Последняя заполняется маслом, поступающим из бачка по резиновым трубкам 17 через дроссельное отверстие, обрауемое ниппелем 16 и винтом 18. Для предотвращения утечек масла служат уплотнительные кольца 9, 14, 15.
При возникновении вибраций в процессе обработки стакан 7 виброгасителя должен перемещаться внутри корпуса 8 со скоростью колеблющейся детали, преодолева сопротивление трения о внутреннюю поверхность корпуса, резиновые кольца 9 и 10, а также усилие пружины 6 и сопротивление истечению жидкости через дроссельное отверстие.
Как покааи испытания, предложенна конструкция виброгасетеля обеспечивает достаточно надежное гашение низко- и высокочастотных колебаний, возникающих при много су портной обработке.
Исследования эксплуатационных и технологических возможностей универсаьной опытно-промышленной головки для многосуппортной то-карно-копироваьной обработки проводились при установке ее на стаже мод. 1К62. Испытания осуществлялись при обработке заготовок по копиру с профилем под стволы охотничьих ружей. Заготовка устанавливаась в центрах по обычной схеме, но с увеличенным вылетом пиноли и удлиненным задним центром (рис. 2).
315
Э
Рис. 2. Схема опытной установки для многорезцового точения
В случае наичия вибраций при обработке тремя резцами установка в головку еще трех резцов (даже с настройкой ж в зоне виброустойчивости) не приводила к прекращению вибраций.
Испытания шестирезцовой головки покааи, что с увеличением количества одновременно работающих резцов имеет место тенденция к увеличению погрешностей диаметраьных рамеров и взаимного расположения поверхностей (биения). Для устранения погрешностей взаимного расположения поверхностей при обработке нежестких деталей (в данном
случае при установке в центрах заготовок, у которых кп = 1 /3 >15...20)
следет применять трёхрезцовую обработку с использованием подвижного люнета-виброгасителя. Внешний вид такой установки и обработанной детали показан на фото (рис. 3).
Рис. 3. Внешний вид установки для многорезцового точения
Отрабатывалась методика настройки виброгасителей в головке, определены оптимальные величины усилит пружин и радиальных отжатий стаканов виброгасотелей при вхождении опорных шариков в контакт с обработанной поверхностью детали, исследовалось изменение влияние ра-личных настроек резцов на уменьшение погрешностей диаметральных размеров и величин первоначального биения заготовок.
Настройка виброгасителей проводилась после настройки резцов на обрабатываемый рам ер, выполняемой по специальной методике. Затем в конус шпинделя станка устанавливалась оправка, имеющая на другом конце закрепленную и обточенную в требуемый размер бронзовую втулку.
Рамер бронзовой втулки определялся по формуле
где 3 - диаметр обработки, мм; Рр - величина радиаьного отжатия стакана виброгасителя при вхождении опорных шариков в контакт с обработанной поверхностью детали, мм.
Исштания покали: исправляемость исходных погрешностей (величина уточнения биения Єр) возрастает с увелиением радиаьного отжа-
тия Рр. При усилии пружины 6 (см. рис. 1) в интервле 1000...1200 Н ре-
комендуемый диапазон величин радиальных отжатий составляет ôp =0,2 ... 0,4 мм. Настройка виброгасителей по бронзовым втулкам проводилась с использованием щупов. Биение бронзовой втулки при этом не должно превышать 0,03 мм.
Наилучшие показатели по достижимой точности обработки имеют настройки резцов, близкие к схеме наружного зенкерования.
Погрешности диаметраьных рамеров при обработке партии ваов в количестве 25 штук длиной l = 35d, установленных в центрах станка, при биении заготовок от 1,5 до 3,5 мм не превысили допуска 10-го кваи-тета точности; продольна погрешность формы на дине 500 мм составила 0,02...0,03 мм; погрешность формы в поперечном сечении не превышаа 10-15 мкм, шероховатость поверхности Rz =20...30 мкм. Величина уточнения биения в середине длины обтачивания Sô=5.
Обработка проводилась пи следующих режимах резания: глубина резания tmax = 3 мм; tmjn = 1,5 мм; подача Sмн =0,95 мм/об; число оборотов n =950 об/мин; скорость резания V =84 м/мин. Настройка резцов Ar « Аг2 « 0,1 мм; A/i « Al2 » -0,1 мм. Материа- сталь 50А.
Таким обраом, введение в конструкцию многорезцовой головки подвижного люнета-виброгасителя позволяет обрабатывать с высокой производительностью нежесткие детаи, имеющие значительные погрешности взаимного расположения поверхностей и достигать пи этом точности обработки в пределах 9... 10 кваитетов.
Список литературы
1. Коганов И.А., Дорохин Н.Б., Шпанов В.В. Схемы резания и анализ действующих сил пи многосуппортной токарной обработке // Технология машиностроения. Вып. 36. Исследования в области технологии механической обработки и сборки машин. Тула : ТПИ, 1974. С. 3-7.
2. Прогрессивна технология обработки винтовых поверхностей и резьб / А.С. Ямников [и др.]. Тула : Изд-во ТулГУ, 2008, 233 с.
3 . Основы технологии машиностроения: учебник для вузов / А.С. Ямников [и др.]. Тула : Изд-во ТулГУ, 2006. 269 с.
G. Bykov, N. Dorochin, A. Ma/ikov, A. Yamnikov
Processing of nonrigid meta/ preparations by too/ heads with set of cutters with application of a mobi/e lunette and the shock-absorber
The description of modernisation of a too/ head with the big number of cutters for high-efficiency processing of /ong pipes is resu/ted. For increase of accuracy of processing and vibrating stabi/ity of process of cutting between cutters of a too/ head shock-absorbers with use of springs are insta//ed. The design of the /ast a//ows to adjust rigidity of fastening of preparation and to raise stabi/ity of techno/ogica/ system to vibrations.
Получено 19.01.09
