Регистрация




Ссылка на сайт:
ЗАСТОСУВАННЯ КОНДУКТОРНИХ ВТУЛОК ДЛЯ СПРЯМУВАННЯ СТУПІНЧАСТИХ СВЕРДЕЛ В.Є. Карпусь, д-р техн. наук, професор; М.С. Іванова, аспірант,
Скачать файлы:
Застосування кондукторних втулок (КВ) для обробки отворів осьовими інструментами виключає необхідність розмічування або центрування отвору, дозволяє підвищити точність обробки за рахунок спрямування інструмента і попереджає зміщення його осі під час врізання. При спрямуванні по КВ величина зміщення осі інструмента залежить від довжини КВ, величини зазору між інструментом та втулкою, а також відстані між торцем КВ і оброблюваною заготовкою.

Комбінований осьовий інструмент (КОІ) спрямовують КВ по поверхні найбільшого ступеня, тому в цьому випадку на величину зміщення осі інструмента впливає також відстань між точкою контакту КОІ та КВ і торцем оброблюваної заготовки, що залежить від довжин ступенів менших діаметрів. Довжину КВ потрібно обирати з урахуванням умов забезпечення, з одного боку, необхідної точності оброблюваного отвору, а з іншого – довжини отвору, який обробляється ступенем більшого діаметра. Тому слід визначити умови доцільного використання КВ для спрямування КОІ.

ЗАСТОСУВАННЯ КОНДУКТОРНИХ ВТУЛОК ДЛЯ СПРЯМУВАННЯ СТУПІНЧАСТИХ СВЕРДЕЛ

 

В.Є. Карпусь, д-р техн. наук, професор;

М.С. Іванова, аспірант,

Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, м. Харків

 

 

Застосування кондукторних втулок (КВ) для обробки отворів осьовими інструментами  виключає необхідність розмічування або центрування отвору, дозволяє підвищити точність обробки за рахунок спрямування інструмента і попереджає зміщення його осі під час врізання. При спрямуванні по КВ величина зміщення осі інструмента залежить від довжини КВ, величини зазору між інструментом та втулкою, а також відстані між торцем КВ і оброблюваною заготовкою.

Комбінований осьовий інструмент (КОІ) спрямовують КВ по поверхні найбільшого ступеня, тому в цьому випадку на величину зміщення осі інструмента впливає також відстань між точкою контакту КОІ та КВ і торцем оброблюваної заготовки, що залежить від довжин ступенів менших діаметрів. Довжину КВ потрібно обирати з урахуванням умов забезпечення, з одного боку, необхідної точності оброблюваного отвору, а з іншого – довжини отвору, який обробляється ступенем більшого діаметра. Тому слід визначити умови доцільного використання КВ для спрямування КОІ.

Без спрямування зміщення осі ΔР двоступінчастого свердла під дією неврівноваженої складової радіальної сили  визначається за формулою (рис. 1) [1]:

 

,

 

де L1 та L2 – довжина першого та другого ступенів двоступінчастого свердла відповідно, м; Е – модуль пружності, Па; J1 и J2 – моменти інерції першого та другого ступенів КОІ відповідно, м4.

 

 

Рисунок 1 – Схема для розрахунку зміщення осі ΔР двоступінчастого свердла

 

Нами було проаналізовано зміщення осі двоступінчастих свердел діаметром першого ступеня d1 = 10 мм і загальною довжиною робочої частини Lр = 150 мм, а діаметри другого ступеня d2 змінювалися в діапазоні 11-20 мм через 1 мм, також змінювалася довжина першого ступеня L1 в діапазоні 10-100 мм через 10 мм.

На рис. 2 показано залежність величини зміщення осі ΔР цих інструментів під дією неврівноваженої радіальної сили  без спрямування по КВ від довжини першого ступеня інструмента при різних співвідношеннях діаметрів d2/d1.

Величини Smax, Sср, Smin на рис. 2 – максимальний, середній та мінімальний зазори, які визначаються посадкою спряження КВ та інструмента відповідно [2].

На рис. 2 видно, що КВ доцільно застосовувати у випадках, коли величина зміщення осі ΔР під дією неврівноваженої радіальної сили  більша, ніж величина зазору Sо між інструментом та КВ, наприклад, застосовуючи КВ із зазором Smin для двоступінчастих свердел з діаметрами ступенів d2/d1=11/10; 12/10; 13/10; 14/10; 15/10 та 16/10мм можна зменшити величину зміщення осі КОІ при будь-яких значеннях L1, а для свердел d2/d1=17/10; 18/10; 19/10 та 20/10 мм при L1 більше 40; 55; 60; 65 мм відповідно.

 

 

Рисунок 2 – Зміщення осі двоступінчастого свердла без спрямування по КВ:
1 -
d2/d1 = 11/10;  2 - d2/d1 = 12/10;  3 - d2/d1 = 13/10; 4 - d2/d1 = 14/10;
5 -
d2/d1 = 15/10;  6 - d2/d1 = 16/10;  7 - d2/d1 = 17/10;  8 - d2/d1 = 18/10;
9 -
d2/d1 = 19/10;  10 - d2/d1 = 20/10

 

При спрямуванні двоступінчастого свердла по КВ сумарну величину зміщення осі  знаходимо за формулою

,

 ‑ зміщення осі, що виникає внаслідок наявності зазору Sо між інструментом та КВ, мм.

Найбільше значення  знаходимо з рис. 3:

де  ‑ відстань від торця кондукторної втулки до оброблюваної деталі, мм;

 ‑ довжина кондукторної втулки, мм;

 ‑ відстань між точкою контакту КОІ та КВ і торцем оброблюваної деталі, мм;

 ‑ відстань між точкою контакту КОІ та КВ і центром повороту осі інструмента (точка О), мм.

 

 

Рисунок 3 – Схема спрямування двоступінчастого свердла по КВ для визначення зміщення осі Δо

 

Оскільки відрізок СА дорівнює відрізку DB, як радіуси отвору КВ, кут ОСА= ODB = 90°, а також кути САО = DBO (як внутрішні перехресні кути при СА // ДВ), то трикутник СОА дорівнює трикутнику DOB. Отже, СО = DO (рис. 3б).

Таким чином, відстань  можна знайти:

 

.

 

Відповідно

.

 

Пружні переміщення осі ΔР під дією неврівноваженої радіальної сили інструмента, спрямованого по КВ, розрахуємо за формулою [1]:

 

де L7 – відстань від торця шпинделя до точки опори на КВ ступеня КОІ більшого діаметра, м;

Пружні переміщення осі , що виникають унаслідок наявності зазору Sо між інструментом та КВ, зменшуються зі збільшенням довжини КВ і зростають при збільшенні довжини першого ступеня (рис. 4).

Рисунок 4 - Вплив довжини КВ на зміщення осі  двоступінчастого свердла при довжині першого ступеня L5 = 10, 20, 30, 40, 50 мм

 

Зі збільшенням довжини першого ступеня двоступінчастого свердла при сталій довжині КВ зменшується довжина контакту КВ з поверхнею другого ступеня інструмента, а це призводить до зростання величини зміщення осі . Тому чим більша довжина першого ступеня, тим довшою повинна бути КВ для забезпечення необхідної точності обробки.

Розрахунки показали, що при обробці двоступінчастими свердлами з діаметрами ступенів d2/d1 = 11/10 та загальною довжиною робочої частини Lр = 150 мм доцільно використовувати КВ для додаткового спрямування КОІ з довжиною першого ступеня L1 32 мм (із зазором між свердлом та КВ Sср = 39 мкм) та L1 47 мм (Smin = 16 мкм), а для надійного спрямування КОІ діаметрами d2/d1 = 15/10 мм довжина першого ступеня не повинна перевищувати 22 мм.

Таким чином, застосовуючи КВ для спрямування двоступінчастих свердел можна суттєво зменшити пружні переміщення осі  залежно від геометричних параметрів інструмента, КВ та їх взаємного розташування і відстані між торцем КВ і заготовкою.

 

SUMMARY

 

This paper is devoted to determination of reasonable conditions of aligning bushing application for two step drills. The effect of two step drill geometric characteristics on processing accuracy is analyzed. The recommendations for impactful application of aligning bushings are given.

 

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1.     Карпусь В.Е. Определение величины смещения оси осевых инструментов под действием неуравновешенной радиальной силы / В.Е. Карпусь, М.С. Иванова // Прогресивні напрямки розвитку машино-приладобудівних галузей і транспорту : матеріали міжнар. наук-техн. конф. студ., асп. і молодих вчених. – Севастополь: СевНТУ, 2010. – С. 126-128.

2.     Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. Т.2 / под ред. А.М. Дальского,
А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова. – 5-е изд. – М.: Машиностроение-1, 2001. – 942 с.

 



Пожаловаться

Материал из рубрики: Кондуктор
5
рейтинг рассчитывается на оценке от 1 до 5

Мои другие материалы