способ обработки сферических поверхностей отверстий
Классы МПК: | B23B5/40 для обработки внутренних или наружных сферических поверхностей |
Автор(ы): | Холмогорцев Ю.П., Захаров В.И., Сайбель П.Ф. |
Патентообладатель(и): | Акционерное общество "Уралтрак" (Челябинский тракторный завод) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1996-01-30 публикация патента:
20.10.1997 |
Использование: изобретение относится к механической обработке и может быть использовано при растачивании сферических поверхностей отверстий, имеющих торцовые выборки. Сущность изобретения: обработку производят дисковой многорезцовой головкой 3, ось вращения 2 которой располагают под углом к оси 1 вращения изделия. Частоту вращения многорезцовой головки 3 принимают больше частоты вращения изделия. Многорезцовую головку 3 вводят в обрабатываемое отверстие изделия через торцовые выборки в плоскости перпендикулярной плоскости, образованной осями изделия, и многорезцовой головки 3 в направлении по нормали к последней. Диаметр многорезцовой головки и угол между осями вращения последней и инструмента выбирают по определенным условиям. 5 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5
Формула изобретения
Способ обработки сферических поверхностей отверстий изделий в виде колец, имеющих торцевые выборки, непрофилированным инструментом, при котором изделие вращают вокруг его оси, а инструмент вводят в обрабатываемое отверстие до совпадения оси его вращения с центром обрабатываемой сферы, отличающийся тем, что в качестве инструмента используют дисковую многорезцовую головку, которой сообщают вращение вокруг ее оси, расположенной под углом к оси изделия с частотой большей, чем частота вращения изделия, а ее ввод в обрабатываемое отверстие осуществляют через торцевые выборки изделия в плоскости, перпендикулярной плоскости, образованной осями изделия и инструмента, в направлении по нормали к последней, при этом диаметр резцовой головки D выбирают из условияD = Dc
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093012/183.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093028/945.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093034/946.gif)
а угол
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093028/945.gif)
tg
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093028/945.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093034/946.gif)
где sin
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093034/946.gif)
Dс диаметр обрабатываемой сферы;
Н ширина сферической части обрабатываемой поверхности отверстия.
Описание изобретения к патенту
Предлагаемое изобретение относится к области механической обработки и может быть использовано при растачивании сферических поверхностей отверстий, например у колец шарниров, на универсальных станках фрезерной и токарной группы. В машиностроении, и в частности в тракторостроении, используются сферические шарниры для соединения с бульдозерным оборудованием. На фиг. 1-3 показано кольцо такого шарнира, поверхность отверстия которого имеет сферическую форму с диаметром Dс. На одной из торцовых сторон кольца выполнены симметричные выборки шириной В для установки в кольцо сопряженной детали с наружной сферой также диаметром Dс. Глубина выборок составляет половину ширины Н кольца. Диаметр выборок Dв несколько превышает диаметр Dс внутренней сферы кольца. Известен способ обработки фасонных, в том числе и сферических, поверхностей отверстий резцом, спрофилированным по дуге заданного радиуса сферы (см. например, Б.Е.Бруштейн, В.И.Дементьев, Токарное дело. Трудрезерв. изд, М. 1956). При этом способе изделие вращают вокруг оси обрабатываемого отверстия, а резец вводят в отверстие до центра обрабатываемой сферы и перемещают в направлении, перпендикулярном оси отверстия до получения сферы требуемого размера. Этот способ обработки имеет ряд существенных недостатков. Например, спрофилированный резец может производить сферу только заданного радиуса. Геометрическая форма обрабатываемой сферы полностью зависит от точности профилирования резца. В процессе работы инструмент быстро теряет заданный профиль. Это уменьшает точность изделия, ухудшает его качество и вызывает необходимость частой профильной правки инструмента. Известен способ, являющийся прототипом предлагаемого решения, который устраняет эти недостатки (см. авт.свид. N 1710194 МКИ B 23 B 5/40). По этому способу обработку сферических поверхностей производят непрофилированным резцом. Резец устанавливают на специальной оправке в резцедержателе с возможностью вращения пли поворота последнего вокруг оси, закрепленной на этой оправке. Оправку с резцом вводят в обрабатываемое отверстие до совпадения оси вращения резцедержателя с центром обрабатываемой сферы. С помощью специального шарнирного устройства резец поворачивают вокруг оси вращения резцедержателя. В результате этого вершина резца описывает окружность с радиусом определенной величины. Для получения радиуса требуемого размера изменяют вылет резца относительно оси вращения резцедержателя. При вращении изделия и вращении (повороте) резца получают требуемую сферическую поверхность отверстия. При этом частота вращения изделия, определяющая скорость резания, значительно выше частоты вращения резца, определяющей величину подачи. Недостатками этого способа являются необходимость шарнирных и поворотных устройств, низкая жесткость которых приводит к получению обработанной поверхности низкого качества. Точность геометрической формы обрабатываемой сферы во многом зависит от величины люфта в опоре оси вращения резцедержателя. Обеспечить увеличение производительности обработки сферических поверхностей отверстий при одновременном повышении качества стало возможным, используя способ обработки сферических поверхностей отверстий изделий в виде колец, имеющих торцовые выборки, непрофилированным инструментом, при котором изделие вращают вокруг его оси, а инструмент вводят в обрабатываемое отверстие до совпадения оси вращения с центром обрабатываемой сферы, при этом в качестве инструмента используют дисковую многорезцовую головку, которой сообщают вращение вокруг ее оси, расположенной под углом к оси изделия с частотой, большей, чем частота вращения изделия, а ее ввод в обрабатываемое отверстие осуществляют через торцовые выборки изделия в плоскости, перпендикулярной плоскости, образованной осями изделия и инструмента, в направлении по нормали к последней, а диаметр резцовой головки D выбирают из условияD = Dc
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093012/183.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093028/945.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093034/946.gif)
а угол
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093028/945.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093313/2093313-2t.gif)
где Dс диаметр обрабатываемой сферы;
H ширина сферической части обрабатываемой поверхности отверстия. На фиг. 1 показано изделие кольцо сферического шарнира со сферической поверхностью отверстия, обрабатываемое по предлагаемому способу; на фиг.2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 4 схема обработки сферической поверхности отверстия дисковой многорезцовой головкой по предлагаемому способу, а на фиг. 5 вид по стрелке k на фиг. 4. Для осуществления предлагаемого способа ось 1 отверстия изделия устанавливают под углом
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093028/945.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093313/8736.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093313/8736.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093313/8736.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093313/8736.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093109/176.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093028/945.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093313/8736.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093034/946.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093313/8736.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093109/176.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093028/945.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093034/946.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093313/2093313-3t.gif)
Подставляя вместо AO1 и OA их значения, получим выражение для диаметра резцовой головки. D = Dccos(
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093028/945.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093034/946.gif)
Найдем выражение угла установки
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093028/945.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093313/8736.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093109/176.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093028/945.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093313/8736.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093028/945.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093313/2093313-4t.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093012/183.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093034/946.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093012/183.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093034/946.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093313/2093313-5t.gif)
Поскольку
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093313/2093313-6t.gif)
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093313/2093313-7t.gif)
Обработка сферических поверхностей отверстий предлагаемым способом не требует специальных станков и приспособлений и может успешно осуществляться на универсальных станках, например, фрезерной группы. При этом многорезцовую головку устанавливают в шпинделе станка, а обрабатываемое изделие в патроне делительной головки, установленной на столе станка. Изделие, установленное в делительной головке, поворачивают на требуемый угол
![способ обработки сферических поверхностей отверстий, патент № 2093313](/images/patents/379/2093028/945.gif)
Класс B23B5/40 для обработки внутренних или наружных сферических поверхностей