Інструмент для обробки обкаткою

1 Інструмент для обробки обкаткою, що містить у собі державку та встановлений на ній обкатник, який відрізняється тим, що державка інструмента оснащена поперечним пазом, яким вона розділена на передню частину і хвостовик, в передній частині встановлений обкатник, у пазу розташований механізм малих переміщень обкатника, а послідовно з механізмом малих переміщень встановлений датчик пружної деформації, які разом з обкатником, передньою частиною державки і хвостовиком стягнуті гвинтом, при цьому датчик включений у автоматичну систему управління механізмом малих переміщень 2 Інструмент для обробки обкаткою за п 1, який відрізняється тим, що державка оснащена виступом частково перетинаним поперечним пазом з встановленим у ньому механізмом малих переміщень 3 Інструмент для обробки обкаткою за п 1, який відрізняється тим, що датчик пружної деформації розташовано у хвостовику і встановлено на шайбу, притиснуту гвинтом О Винахід відноситься до галузі машинобудування, а саме до чистової обробки металів ВІДОМІ пристрої, які слугують для обробки поверхонь деталей машин обкаткою, наприклад пристрій для обробки плоских поверхонь віброобкочуванням, що містить у собі деформуючі кульки, розташовані ексцентричне відносно осі державки, зв'язаної з корпусом пристрою за допомогою зубчатої передачі Деформуючі кульки спираються на ряд кульок меншого діаметра, розташованих у сферичній виїмці державки [1] Недоліком аналога є нездатність пристрою компенсувати пружну деформацію технологічної системи і як наслідок не висока точність обробки ВІДОМІ пристрої для чистової обробки обкаткою, наприклад пристрій кулькової копіювальної розкажи для обробки отворів у чавунному гальмівному барабані, який прийнятий за прототип, що складається з корпуса, у якому пружно за допомогою пружини встановлена рухома державка в якій встановлені опорний підшипник і кулька У процесі оброки виникає зусилля обкочування, яке через кульку сприймає рухома державка За рахунок пружного встановлення рухомої державки у корпусі відбувається пружна деформація технологічної системи верстата і знижується точність обробки [2] Недоліком прототипу, також як і аналога є нездатність їх компенсувати пружну деформацію технологічної системи верстата у процесі обробки і не висока точність обробки В основу винаходу поставлена задача підвищення точності обробки і розширення області можливого використання шляхом застосування у конструкції інструмента елементів системи автоматичного управління процесом пружної деформації, і таким чином стабілізації розміру обробки і підвищення точності Поставлена задача вирішується завдяки тому, що державка інструмента споряджена поперечним пазом, яким вона розділена на передню частину і хвостовик, в передній частині встановлений обкатник, у пазу розташований механізм малих переміщень обкатника , а послідовно механізму малих переміщень встановлений датчик пружної деформації, які разом з обкатником, передньою частиною державки і хвостовиком стягнуті гвинтом, причому датчик включений у автоматичну систему управління механізмом малих переміщень, державка споряджена виступом, який частково пересіче 00 о ю 50821 ний поперечним пазом з встановленим у ньому механізмом малих переміщень, датчик пружної деформації розташовано у хвостовику і встановлено на шайбу, притиснуту гвинтом У процесі обробки деталі обкаткою відбувається постійна зміна зусилля обкочування, що призводить до зміни величини пружних деформацій технологічної системи верстата, а це призводить до зниження точності обробки Конструкції відомих пристроїв, наприклад [1] і [2], призначених для обробки заготовок обкаткою, не передбачають можливості управління точністю обробки, що призводить до зниження точності обробки обкаткою Застосування у запропонованій конструкції інструмента наступних конструктивних елементів державки, спорядженої поперечним пазом, який розділена на передню частину і хвостовик, в передній частині яком вона встановлений обкатник, у пазу розташований механізм малих переміщень обкатника, а послідовно механізму малих переміщень встановлено датчик пружної деформації, які разом з обкатником, передньою частиною державки і хвостовиком стягнуті гвинтом, датчика, включеного у автоматичну систему управління механізмом малих переміщень, державки спорядженої виступом, який частково пересічений поперечним пазом з встановленим у ньому механізмом малих переміщень, датчика пружної деформації, який розташований у хвостовику і встановлений на шайбу, притиснуту гвинтом - дозволяє стабілізувати зусилля обкочування, а значить стабілізувати пружну деформацію технологічної системи верстата у процесі обкатки, що підвищує точність обробки і розширює область їх можливого використання у гнучких переналагоджуваних системах Конструкція інструмента для обробки обкаткою з принциповою схемою замкненої системи автоматичного управління процесом обкатки проілюстрована графічним матеріалом Інструмент складається з корпуса обкатника 1, циліндричний отвір якого переходить у внутрішню сферичну поверхню однакового радіуса з отвором Деформуюча куля 2 - знаходиться усередині отвору на кульках 3 меншого діаметру, що заповняють порожнину між деформуючою кулею 2, отворами корпуса і кришкою 4, що утримує кут від випадіння Корпус 1 обкатника виступом входить у отвір державки 5 і закріплюється гвинтом 6 Державка 5 має поперечний паз, в якому встановлений механізм малих переміщень, виконаний у вигляді п'єзоелемента 7 У повздовжньому отворі, який виконаний у ТІЛІ державки, знаходиться гвинт 6, який притискує шайбу 8 до датчика зусилля 9, наприклад п'єзоелектричного, і з'єднує корпус обкатника 1 з державкою 5 Для запобігання провертання шайба 8 споряджена виступом, який заходить у виточку хвостовика 10 державки Система управління включає в себе задавальний пристрій 11, порівняльний пристрій 12, перетворювач 13 та механізм малих переміщень 7 (п'єзоелемент) У даній конструкції деформуюча куля 2 має можливість самовстановлюватись і незалежно від величини повздовжньої подачі виключає тертя ковзання у опорі Зусилля деформації передається на опорні кульки 3, які знаходяться у внутрішній сферичній поверхні корпуса 1, і розподіляється між ними нерівномірно найбільше навантажені кульки знаходяться по лінії дії сили РОБ У вершині сферичної поверхні отвору корпуса обкатника 1, найменш навантажені - у переходу від внутрішньою півсфери до циліндричною поверхні отвору корпуса обкатника В вершині півсфери знаходиться опорна кулька, яка передає максимальне зусилля від деформуючої кулі 2 на корпус 1 обкатника Перед початком обробки порівняльний пристрій 12 балансується спільно з датчиком 9 і задавальним пристроєм 11, а на п'єзоелемент 7 подається первинний сигнал від перетворювача 13 Значення сили обкочування РОБ-0 І вона не впливає на датчик 9 Попереднє зусилля Ргв, що реєструється датчиком 9, регулюється за допомогою гвинта 6 У порівняльний пристрій надходять сигнали від дії вихідної сили навантаження державки 5 інструмента Рвих-Ргв і сигнал постійної величини Рз=А, що видається задавальним пристроєм 11 У процесі обробки деталі 14 виникає сила обкочування РОБ, яка, діючи на інструмент, діє на датчик 9, що надсилає сигнал у порівняльний пристрій 12 Виникнувши, сила РОБ деформує технологічну систему верстата Одночасно у порівняльний пристрій продовжує наводити сигнал від заливального пристрою 11(Рз=А) Утому випадку, якщо сила РОБ І деформації технологічної системи верстата перевищують допустиме значення, яке встановлюється за допомогою задавального пристрою 11, сумарне зусилля на датчик 9 зменшується (Р^Ф Рвих, PZ-РГВ-РОБ) І датчик через порівняльний пристрій 12 надсилає сигнал у перетворювач 13, що в свою чергу посилає сигнал на механізм малих переміщень п'єзоелемент 7, який шляхом збільшення розміру Д розвертає корпус обкатника 1 і компенсує пружну деформацію технологічної системи верстата і стабілізує розмір обробки При увімкнені механізму малих переміщень 7 одночасно зі збільшенням розміру Д відбувається збільшення сили Ргв, доти, поки сумарне зусилля Pz, що діє на датчик 9, не стане дорівнювати вихідному Рвих: Рі=РГВ-Р0Б=РвИХ, О) де Ргв - зусилля, що створюється гвинтом 6, РОБ - технологічне зусилля, що виникає у процесі обробки, Рвих - вихідне зусилля, що створюється гвинтом 6, перед початком обробки Якщо у процесі обробки деталі 14, значення сили обкочування зміниться (збільшиться або зменшиться), а значить зміниться і деформація технологічної системи верстата, то перестане виконуватись умова (1) Зміну зусилля P s зафіксує датчик 9, сипиш з якого через порівняльний пристрій 12 і перетворювач 13 надійде у механізм малих переміщень 7, а він у свою чергу ВІДПОВІДНО (у бік зменшення або збільшення) почне корегувати величину Д, до ти, поки не буде виконуватись умова (1) Таким чином буде справедливим наступний вираз Pz=PrB-PoB=const=A (2) На основі (2) можливо стверджувати, що відбувається стабілізація пружної деформації техно 50821 логічної системи верстата (ДОБ- const), що призводить до підвищення точності обробки Також можливо стверджувати, що запропонована конструкція інструмента дозволяє мати порівняно більшу подачу, що забезпечує кочення кульок у опорі незалежно від режимів обробки, що значно підвищує СТІЙКІСТЬ інструмента і розширює область його можливого використання Простота конструкції і експлуатації обкатника дозволяє його широко застосовувати для обробно-зміцнюючої обробки не тільки ЗОВНІШНІХ, але і внутрішніх поверхонь з будь-якою траєкторією відносного руху деталі і інструмента Таким чином, інструмент, що пропонується для обробки обкочуванням у порівнянні з прототипом, дозволяє підвищити точність обробки, розширили область можливого використання і створює умови для підвищення продуктивності верстатного обладнання, завдяки використання у конструкції , що пропонується наступних конструктивних елементів, державки, спорядженої поперечним пазом, яким вона розділена на передню час14 4 1 2 3 5 7 тину і хвостовик, в передній частині якої встановлений обкатник, у пазу розташований механізм малих переміщень обкатника, а послідовно механізму малих переміщень встановлений датчик пружної деформації , які разом з обкатником, передньою частиною державки і хвостовиком стягнуті гвинтом, датчика, включеного у автоматичну систему управління механізмом малих переміщень, державки спорядженої виступом, який частково пересічений поперечним пазом з встановленим у ньому механізмом малих переміщень, датчика пружної деформації, який розташований у хвостовику і встановлений на шайбу, притиснуту гвинтом Джерела інформації 1 А с № 368994 (СССР) Устройство для обработки плоских поверхностей виброобкатыванием / В М Пестунов, - Опубл в БИ 1973, № 10 2 Справочник технолога-машиностроителя В 2-хт Т 2/ Под ред А Г Косиловой и Р К Мещерякова-М Машиностроение, -1985,-с 387 g 1 1 0 2