Спосіб обробки зовнішніх полігональних поверхонь та пристрій для його реалізації

1. Спосіб обробки зовнішніх полігональних поверхонь, що полягає в поєднанні узгоджених обертальних рухів заготовки навколо осі оброблюваної полігональної поверхні та різцевої головки навколо своєї осі, а також руху подачі, причому осі різцевої головки і оброблюваної полігональної поверхні паралельні між собою, а також руху подачі, який відрізняється тим, що різцева головка здійснює додатковий обертальний рух навколо осі оброблюваної полігональної поверхні, з можливістю обробки зовнішньої полігональної поверхні у вигляді сліду неперервної замкненої циклоїдальної кривої. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що оброблювана полігональна поверхня в поперечному перерізі описується системою параметричних рівнянь як функція часу: w ìx( t ) = e × cos(( e - w3 ) × t ) + R × cos((wr - (w e - w3 )) × t ) , í w î y( t ) = e × sin(( e - w3 ) × t ) - R × sin((wr - (we - w3 )) × t ) де x(t) і y(t) - координати точок траєкторії вершин різців в поперечному перерізі оброблюваної полі 40164 зми поздовжньої подачі та обертання різцевої головки навколо своєї осі. Такий спосіб забезпечує обробку зовнішніх полігональних поверхонь у вигляді слідів відрізків сімейства подовжених епіциклоїд. При цьому зберігаються три суттєви х недоліки: неможливість обробки зовнішнього полігонального профілю, спряженого з внутрішнім полігональним профілем, отримуваним за допомогою способу [1], наявність ударів під час обробки зовнішньої полігональної поверхні внаслідок періодичного врізання та виходу різців з матеріалу заготовки і переривчастості отримуваного полігонального профілю, а також неможливість обробки зовнішніх полігональних поверхонь на нерухомих заготовках. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення способу обробки зовнішніх полігональних поверхонь та пристрою для його реалізації шляхом того, що різцева головка здійснює додатковий обертальний рух навколо осі оброблюваної полігональної поверхні, з можливістю обробки зовнішньої полігональної поверхні у вигляді сліду неперервної замкненої циклоїдальної кривої, що забезпечує розширення технологічних можливостей обладнання, зниження рівня ударів в процесі обробки, підвищення стійкості інструменту і точності оброблюваних спряжених поверхонь. Пристрій для реалізації даного способу додатково оснащений механізмом для обертання різцевої головки навколо осі оброблюваної полігональної поверхні, причому вісь різцевої головки знаходиться всередині оброблюваної полігональної поверхні, а вершини різців спрямовані до осі головки. Вирішення поставленої задачі досягається тим, що в результаті поєднання узгоджених обертальних рухів заготовки навколо осі оброблюваної полігональної поверхні, різцевої головки навколо своєї осі та осі оброблюваної полігональної поверхні вершина кожного різця описує навколо заготовки твірну у вигляді неперервної замкненої циклоїдальної кривої - гіпотрохоїди. При цьому траєкторія вершин різців в поперечному перерізі оброблюваної полігональної поверхні описується системою параметричних рівнянь як функція часу: ìx(t ) = e × cos(( e - w3 ) × t ) + R × cos(( r - (we - w3 )) × t ) w w , (1) í y(t ) = e × sin(( e - w3 ) × t ) - R × sin(( r - (we - w3 )) × t ) w w î де x(t) I y(t) - координати точок траєкторії вершин різців в поперечному перерізі оброблюваної полігональної поверхні; е - відстань між осями різцевої головки та оброблюваної полігональної поверхні; we - кутова швидкість обертання різцевої головки навколо осі оброблюваної полігональної поверхні, we =const; w 3 - кутова швидкість обертання заготовки навколо осі оброблюваної полігональної поверхні, w 3 =const; t - час; R - радіус кола, що про де m - кількість граней оброблюваної полігональної поверхні. Утворення зовнішньої полігональної поверхні відбувається при переміщенні твірної, яка описується системою (1), вздовж напрямної, яка паралельна осі z оброблюваної поверхні, з поздовжньою подачею s. Твірна, яка описується системою (1), ідентична твірній, що використовується при обробці внутрішніх полігональних поверхонь, наприклад, в способі [1], що підвищує точність обробки зовнішніх поверхонь, спряжених з внутрішніми. Введення додаткового обертального руху інструменту навколо осі оброблюваної полігональної поверхні дозволяє виконувати обробку зовнішньої полігональної поверхні при нерухомій заготовці (наприклад, на свердлильних верстатах), що розширює технологічні можливості обладнання. В процесі обробки зовнішньої полігональної поверхні різальні кромки інструменту постійно зрізують припуск, завдяки чому відсутні періодичні врізання та виходи різальних елементів з матеріалу заготовки, що приводить до зниження рівня ударів при обробці та підвищення стійкості інструменту. Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображено принципову схему способу обробки зовнішніх полігональних поверхонь; на фіг. 2 - схему формування зовнішньої полігональної поверхні; на фіг. 3 - еквівалентну кінематичну схему пристрою для обробки зовнішніх полігональних поверхонь, оснащеного різцевою головкою; на фіг. 4 - схему пристрою для обробки зовнішніх полігональних поверхонь, оснащеного обертовими лезовими або абразивними інструментами та механізмом для їх примусового обертання. Спосіб обробки зовнішньої полігональної поверхні полягає в одночасному обертанні заготовки 1 та різцевої головки, що складається з корпусу 2 та закріплених в ньому різців 3 з вершинами, розміщеними по колу радіусом R, а також при поздовжній подачі s різцевої головки відносно заготовки. При цьому обертання заготовки відбувається навколо осі оброблюваної полігональної поверхні з кутовою швидкістю w d , а різцевої головки навколо своєї осі з кутовою швидкістю wr та навколо осі оброблюваної полігональної поверхні з кутовою швидкістю we . Осі різцевої головки і оброблюваної полігональної поверхні паралельні і віддалені в просторі на відстань е. Пристій для реалізації даного способу містить різцеву головку, утворену корпусом 2 та різцями 3, механізми її обертання навколо своєї осі та навколо осі оброблюваної полігональної поверхні (відповідно 4 та 5), а також механізм поздовжньої подачі 6. Обертання різцевої головки навколо своєї осі з кутовою швидкістю wr та осі оброблюваної полі ходить через вершини різців; wr - кутова швидкість обертання різцевої головки навколо своєї осі, wr =const. Співвідношення частот обертання різцевої головки і заготовки визначається залежністю: wd - we m -1 = , wr m гональної поверхні з кутовою швидкістю we , а також рух подачі S здійснюються одночасно та примусово від джерел механічної енергії (на схемі не показані). Заготовка 1 може бути нерухомою або обертатися з кутовою швидкістю w d . (2) 2 40164 Конструкція пристрою дозволяє виконувати регулювання величин R і е (механізми регулювання не показані). Пристрій для високопродуктивної обробки зовнішніх полігональних поверхонь оснащений обертовими лезовими або абразивними інструментами 7, розташованими в корпусі 8. В корпусі також розміщений механізм 9 приводу обертових інструментів. Осі обертових інструментів розміщені по колу радіусом R'=R+r, (3) де r - радіус обертового лезового, або абразивного інструменту. Осі корпусу і оброблюваної полігональної поверхні паралельні і віддалені в просторі на відстань е. В процесі обробки зовнішньої полігональної поверхні корпус 8 здійснює примусові обертання навколо своєї осі з кутовою швидкістю wr та осі оброблюваної полігональної поверхні з кутовою швидкістю we , а також поздовжню подачу S від джерел механічної енергії (на схемі не показані). Інструменти 7 отримують примусове обертання за допомогою механізму приводу 9 від джерела механічної енергії (на схемі не показано) з такою кутовою швидкістю, що забезпечує необхідну швид кість різання. Заготовка 1 може бути нерухомою або обертатися з кутовою швидкістю w d . Система (1) параметричних рівнянь задовольняє будь-якому співвідношенню величин R і е. Зовнішній полігональний профіль, що наближається до правильного багатокутника з криволінійними ділянками, утворюється при таких співвідношеннях величин R і е (залежно від парності сторін): при парній кількості сторін R 1 R 1 = , (4) e 90o 1 - cos m -1 при непарній кількості сторін o 180 R 1 m , = × (5) e 2 180 o 1 + cos m Джерела інформації 1. А.с. № 47221 (Республіка Болгарія). Метод и инструмент за обработване на многостенни отвори / А.А. Вачев, Ю.Н. Кузнецов, С.Л. Алексиев, Й.Т. Максимов, И.П. Пищалов. Бюл. № 6, 1990. 2. Дружинский И.А. Ме тоды обработки сложных поверхностей на металлорежущих станках. M.: Машгиз, 1961. - С. 320, рис. 186. 1 - cos Фіг. 1 3 40164 Фіг. 2 Фіг. 3 Фіг. 4 4 40164 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5