книги / Обработка резанием с вибрациями книга

новлена гильза. В верхней и нижней частях гильзы установлены конусные бронзовые подшипники скольже­ ния 9 Подшипники со стороны подвески затягиваются на конус гайкой 10, а со стороны шкива — плиткой 12 и

винтами. На бронзовые подшипники опирается шпин­ дель 11, который связан с гильзой диафрагмой 16. Пе­

редавая вращение с гильзы на шпиндель, она позволяет ему перемещаться в осевом направлении. Диафрагма крепится к шпинделю шайбой 14 н гайками 15 Шкив 17 болтами 13 крепится к гильзе. Сверху на шпиндель насажена подвеска, состоящая из стакана 6, подшип­ ников 18 и втулки 8. Через шайбу и гайки подвеска

плотно соединяется со шпинделем. Подвеска с набором пружин 2, кольцом 3 и крышкой 4, болтами 5, 7 и на­

кладками крепится к корпусу траверсы. Подвеска свя­ зывает шпиндель с электродинамическим вибратором. Зазоры в подвесе недопустимы. Они выбираются под­ шлифовкой переходного кольца. Конструкция шпинделя прошла испытания на долговечность в течение непре­ рывной работы 280 ч.

Сила резания при испытаниях была заменена поджатием шпинделя через муфты пружиной с осевой си­ лой 20—25 кГ. При проведении испытаний через каж­ дые 50 ч работы производили разбор узла; при этом

контролировалось появление зазоров, замерялись вну­ тренние диаметры в бронзовых подшипниках в трех плоскостях в нижней, средней и верхней частях В те­ чение всего времени испытаний появление зазора в подвеске и износ в бронзовых подшипниках выявлен не был, что позволяет судить о достаточной долговечности узла

Для вибрационного сверления отверстий диаметром до 6 мм в деталях из труднообрабатываемых материа­

лов МВТУ им. Баумана разработав вибросверлильный станок с электрогидравлическим вибратором. Примене­ ние электрогидравлического вибратора для сообщения сверлу осевых вибраций вызвано тем, что мощность электродинамического вибратора, применяемого при вибрационном сверлении отверстий диаметром 1—2 мм,

оказывается недостаточной для сверления отверстий большого диаметра.

Производственное внедрение вибрационного сверле­ ния проводилось в 1960—1967 гг.; были внедрены

Результаты внедрения вибрационного сверления

как обычное сверление, например, отверстий диаметром 2,15 и 2,8 мм производилось с ручной подачей.

Ряд исследований вибрационного сверления в пос­ ледние годы проведен и за рубежом. Фирмой Boyar — Schuttz (США) исследовал и внедрен метод сверления с осевыми вибрациями, задаваемыми с помощью кулач­ ка (62]. Отмечается особая эффективность использова­ ния этого метода при обработке отверстий большой длины: возможна обработка отверстия диаметром 3,2 мм и длиной 32 мм в стальных деталях с подачей 0,05 мм/об при 5700 о61мин без вывода инструмента,

между тем как обычная обработка выполнялась с вы­ водами. Для вибросверления инструмент должен иметь более крутую спираль, а СОЖ необходимо подавать через тело сверла. Обработку материалов, склонных к повышенному наклепу, следует вести с меньшей скоро­ стью, но большей подачей; при этом во всех случаях скорость резания при вибросверлении на 30—40% пре­ вышает соответствующие значения для обычного реза­ ния, при этом улучшается чистота поверхности и точ­ ность обработки. Снижение износа сверл по передней и задней поверхностям и по перемычке за счет задания осевых вибраций было подтверждено исследованиями, проведенными в Болгарии [59] при обработке с часто­ той вибраций 100 гц с амплитудой до 100 мк плит из стали 10 (НВ 107) толщиной 6 мм. Сверление произво­ дилось быстрорежущими сверлами диаметром 1,8 мм.

Осевые вибрации задавались обрабатываемой детали электромагнитным вибратором.

Особые затруднения в производственных условиях вызывает обработка глубоких отверстии. Сверление и растачивание глубоких отверстий отличается от обра­ ботки обычных отверстий прежде всего необходимостью обеспечить принудительное надежное удаление стружки из отверстия и повышенными требованиями по уводу и другим показателям точности положения глубокого от­ верстия и его формы (конусность, разбор, овальность, огранка).

Учитывая это при использовании обычного резания у сверл дли глубокого сверления большого диаметра (бо­ лее 30 мм) предусматривается специальная заточка,

обеспечивающая дробление стружки как по ширине, так и но длине. У инструментов для сверления глубо­ ких отверстий малого диаметра специальной заточки для дробления стружки не делают, при этом оптималь­ ная форма стружки имеет гофрированную форму; ее получение обеспечивается вибрациями, возникающими в процессе резапия (см. гл. VI). Значительное улучшение операций глубокого сверления получается при примене­ нии вибрационного резания путем задания вынужден­ ных колебаний специальным» вибраторами. Этот метод, повышая стабильность обработки, связанную при глу­ боком сверлении прежде всего с надежным и устойчи­ вым дроблением и выносом стружки, создает благопри­ ятные условия для автоматизации этих операций, не требуя для ее выполнения специальных устройств по контролю за ходом обработки.

Освоение вибрационного сверления позволяет ре­ шить и другую задачу, связанную с чрезвычайно боль­ шими расходами на эксплуатацию смазочно-охлаждаю­ щих систем станков глубокого сверления. Получение стружки мелкодробленой формы позволяет не только заменить дорогостоящие СОЖ — сульфофрезол и вере­ тенное масло, но и при специальной доработке этого вопроса перейти на охлаждение распыленной эмульсией или сжатым воздухом.

Исследование вибрационного сверления глубоких от­ верстий в жаропрочных материалах производилось при обработке в заготовках из стали ЭИ827 глухих отвер­ стий диаметром 4,5 мм и глубиной 45 мм. Лабораторная

уостановка для вибрационного глубокого сверления была

чзвстотах вибраций сверла вращение шпинделю 6 сооб­ щается через клиноременную передачу 4 от электродви­ гателя постоянного тока б типа МИ32Та, питаемого от

э-тяектромашинного усилителя. На шпинделе крепится

3£ ажимное приспособление 7 с кондукторной втулкой, в

некотором размещаются детали — цилиндрические загото'овки диаметром 35 мм и длиной 35 мм. В приспособ-

л« (нии они устанавливались эксцентрично, что позволили

снабженном шпоночной канавкой по всей длине, может п мредвигаться зубчатое колесо 9 со скользящей шпон­ кой. От колеса 9 получают вращение колесо 10 и кони­

ческая пара //; на входном валу этой пары посажен эксцентриковый кулачок 12. Элементы 9—12 располо­

жены уже на суппорте. Эксцентриковый кулачок, врацдаясь, заставляет через ролик 13 перемещаться в осе­

вком направлении золотник гидроусилителя. Непрерыв-

ны. При осевых перемещениях золотника открываются каналы для подачи масла в рабочие полости гидроуси­ лителя; благодаря этому поршень гидроусилителя от­ слеживает перемещение золотника [3, 7]. Таким обра­ зом, эта система жестко синхронизирует частоту коле­ баний сверла и число оборотов шпинделя. Необходимое соотношение между частотой колебаний и числом обо­ ротов шпинделя получается подбором зубчатых колес 1

и3. Амплитуда колебаний золотника, а следовательно,

исверла определяется эксцентриситетом кулачка 12.

При проведении экспериментов по установлению влияния параметров вибросверления на процесс реза­ ния использовались винтовые сверла из стали Р9К5 диаметром 4,5 мм. Они имеют повышенную жесткость

за счет увеличенной площади поперечного сечения и минимальной длины рабочей части, при этом вылет сверла из патрона равнялся 40 мм. Геометрия заточки:

а —14°, 2ф= 125°±2С, ■ф=65°±29. Учитывая повышенную толщину, производилась подточка перемычки до 0,75± ±0,05 мм.

При работе сверлами из быстрорежущей стали по­ дача сульфофрезола производилась через наклонные отверстия во втулке специального люнета под давле­ нием 20 атм. Такая подача гарантирует надежное

охлаждение и смазку сверла при вибрационном свер­ лении на глубине до трех диаметров. Исходя из этого, сверление быстрорежущими сверлами производили на глубину не более 10 мм при диаметре сверла 4,5 мм.

При работе сверлами, оснащенными пластинами твер­ дого сплава (см. рис. 50), подача жидкости производи­ лась в зону резания через центральный канал в сверле под давлением 100— 150 атм, а в сверло — через гибкий

шланг, присоединенный к штуцеру в штоке гидроусили­ теля. Сверла крепились в цанговом патроне, размещен­ ном в штоке поршня гидроусилителя. Результаты экс­ периментального исследования на этой установке дей­

Промышленное внедрение полученных в результате этих исследований рекомендаций проводилось на дета­ лях типа втулок из материала ЭИ929, ЖС6КП, на опе­ рации сверления отверстия диаметром 4,7 мм и длиной 75 мм. Оптимальные режимы резания и вибраций были

повысить производительность обработки в несколько раз с одновременным улучшением чистоты поверхности до 7-го класса и уменьшением ногрешностей формы по­ лучаемого отверстия.

Учитывая достигнутые. результаты на основе конст­ рукции лабораторной установки, МВТУ им. Баумана была разработана промышленная конструкция станка ВС-IV для сверления глубоких отверстий диаметром до 6 мм в труднообрабатываемых материалах {рис. 102).

Станок выполнен по схеме горизонтального сверления (рис. ЮЗ). Деталь 1 кренится в патроне шпинделя и вращается вместе с ним, а сверло 2 закреплено в суп­

порте, имеет движение подачи и вибрирует.

Станок имеет следующие основные узлы: переднюю бабку, мдслостанцию, вибратор, механизм подачи. Виб­ ратор, укрепленный на суппорте, представляет собой следящий гидроусилитель с механическим заданием колебаний золотнику от эксцентрика. Отдельный элек­ тродвигатель 4 через сменную пару зубчатых колес 5 вращает эксцентрик (двойной) 6. Эксцентрик через ро­

лик сообщает при вращении золотнику гидроусилите­ ля, колебания, весьма близкие к гармоническим. Для правильной работы вибратора ролик золотника, постоянно прижимается к эксцентрику пружиной 3. Ча­

стоту колебаний вибратора можно регулировать сменой

жаропрочных материалах производится сверлами из быстрорежущей стали. При этом для удаления струж­ ки сверло приходится вручную периодически выводить из отверстия; жидкость подается через люнетную втул­ ку. Такая конструкция сверла и схема подачи СОЖ обеспечивали удовлетворительные условия обработки глубокого отверстия только лишь до глубины 15— 18 мм. Было установлено, что сверла из быстрорежу­

щей стали могут работать в течение более или менее приемлемого периода стойкости (3—6 мин) при крайне низких режимах резания: и=3,5ч-4,2 м}мин и подачах до 10—12 MMfMm. Увеличение производительности