27.03.2013
216.012.30c5

УСТРОЙСТВО ВИБРОСВЕРЛИЛЬНОЕ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для выполнения глубоких высокоточных отверстий. Устройство содержит сверло с конусным или цилиндрическим хвостовиком и рабочей частью, выполненной с возможностью введения в зону резания ультразвуковых колебаний. Между хвостовиком и рабочей частью сверла установлен волноводный резонатор комплексных колебаний, который выполнен полым, с двух- и более заходными винтовыми пазами на наружной поверхности. Внутри резонатора установлена направляющая ось, один конец которой жестко закреплен в теле хвостовика, а другой установлен в теле рабочей части сверла с возможностью продольного перемещения. Длина рабочей части сверла выполнена кратной длине полуволны продольных колебаний. Хвостовик сверла выполнен с наружными выступающими поясками, расположенными в узлах пучности продольных колебаний. Повышаются точность отверстий и производительность процесса сверления. 3 ил.
Основные результаты: Устройство вибросверлильное, содержащее сверло с конусным или цилиндрическим хвостовиком и рабочей частью, выполненной с возможностью введения в зону резания ультразвуковых колебаний, отличающееся тем, что оно снабжено установленным между хвостовиком и рабочей частью сверла волноводным резонатором комплексных колебаний, выполненным полым, с двумя и более заходными винтовыми пазами на наружной поверхности, содержащим внутри направляющую ось, один конец которой жестко закреплен в теле хвостовика, а другой установлен в теле рабочей части сверла с возможностью продольного перемещения, при этом сверло выполнено с длиной рабочей части, кратной длине полуволны продольных колебаний, а хвостовик выполнен с наружными выступающими поясками, расположенными в узлах пучности продольных колебаний.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для обработки глубоких высокоточных отверстий.

Известно устройство для обработки глубоких отверстий, содержащее виброшпиндель, выполненный в виде зубчатых венцов с размещенными между ними коническими шестернями-сателлитами, реализующий механизм вибрационного резания [1].

Недостатками данного устройства являются невозможность его использования при резании с колебаниями высокой частоты, трудность регулировки параметров обработки, сложность конструкции.

Известно устройство для глубокого сверления, выбранное в качестве прототипа, содержащее сверло и ультразвуковой привод, с помощью которого в зону резания вводятся ультразвуковые колебания (крутильные и продольные) с помощью магнитострикционного вибратора [2].

Недостатком данного устройства является использование энергоемкого и дорогостоящего внешнего источника вибраций с принудительным охлаждением, который обеспечивает продольные или крутильные колебания, причем сверло составляет одно целое с концентратором колебаний и с цилиндрическим или коническим хвостовиком.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности обработки глубоких отверстий с достижением следующих технических результатов: повышение точности обработки за счет снижения упругих деформаций технологической инструментальной системы и уменьшения увода сверла путем снижения сил резания в условиях обработки, подобных вибрационному резанию и за счет расширения возможности регулирования динамических параметров инструмента в широком диапазоне в процессе обработки со стабилизацией микропрофиля обработки поверхности, обеспечиваемого поддержанием на определенном уровне амплитуды и частоты колебаний; повышение производительности обработки за счет снижения времени настройки сверла на определенный режим обработки; расширение технологических возможностей за счет возможности изменения характера вибрационного резания.

Эта задача решается тем, что устройство вибросверлильное, содержащее конусный или цилиндрический хвостовик и рабочую часть сверла, выполненную с возможностью введения в зону резания ультразвуковых колебаний, снабжено установленным между хвостовиком и рабочей частью сверла волноводным резонатором комплексных колебаний, выполненным полым, с двух- и более заходными винтовыми пазами на наружной поверхности, содержащим внутри направляющую ось, один конец которой жестко закреплен в теле хвостовика, а другой выполнен подвижным в осевом направлении и установлен с зазором в теле рабочей части сверла, при этом длина последней кратна полуволне продольных колебаний, а хвостовик в сечениях, совпадающих с узлами пучности продольных колебаний, содержит наружные выступающие пояски.

Снабжение сверла резонатором позволяет реализовать условия резания, подобные вибрационному резанию, за счет использования в качестве источника ультразвуковых колебаний зоны контакта инструмента и обрабатываемой детали с передачей комплексных колебаний инструменту через зону стружкообразования. Здесь энергетическим источником колебаний является сам процесс резания - энергия разрушения металла.

Выполнение двухзаходных и более винтовых пазов позволяет проводить черновую и чистовую обработку одним инструментом с оптимальными амплитудой и частотой колебаний инструмента для каждого вида обработки за счет возможности настройки на разные резонансные частоты зоны стружкообразования, обусловленные материалом обрабатываемой детали и режимом резания.

Встраивание направляющей оси позволяет свободно совершать продольные и крутильные колебания и дает возможность повысить изгибную жесткость.

Длина режущей части сверла выбирается из условия обеспечения стабильности возбуждения высокочастотных комплексных колебаний режущего клина и по длине кратна полуволне продольных колебаний.

Наружные выступающие пояски, установленные в узлах пучности продольных колебаний, обеспечивают силовое замыкание сверла в гнезде шпинделя.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3. На фиг.1 приведено вибросверлильное устройство для сверления глубоких отверстий, общий вид; на фиг.2 приведена форма продольных колебаний инструмента с указанием места расположения зон контакта хвостовика в узловых точках; на фиг.3 - пример развертки для технологического изготовления наклонных винтовых пазов волноводного резонатора.

Устройство вибросверлильное для обработки глубоких отверстий содержит хвостовик 1, рабочую часть 2, волноводный резонатор 3, имеющий два или более винтовых паза 4. Рабочая часть сверла и хвостовик соединены направляющей осью 5, один конец которой жестко закреплен в теле хвостовика 1, а второй вставлен в тело рабочей части сверла 2 с возможностью продольного перемещения. Хвостовик 1 может быть выполнен коническим или цилиндрическим (на фиг.1 последний обозначен пунктиром) с двумя поясками фиксации 6, расположенными в узлах пучности продольных колебаний. Длина рабочей части 2 сверла кратна полуволне продольных колебаний. При изготовлении винтовых пазов 4 их радиус определяется по формуле

R=Lкр/2=Cсд/2f,

где L - длина волны крутильных колебаний, Ссд - скорость распространения сдвиговых волн в стали, f - собственная частота колебаний волнового резонатора.

Собственная частота сверла определяется по формуле

F=1/(2π)[c/Jm]1/2,

где Jm - момент инерции рабочей части инструмента,

c - крутильная жесткость волноводного резонатора.

Паз с большим радиусом используется на черновых операциях с более низкой резонансной частотой колебаний и большей амплитудой колебаний. Паз с меньшим радиусом используется на чистовых операциях с более высокой частотой и меньшей амплитудой. Частота возмущений, возникающих в зоне стружкообразования за счет высокочастотных волновых сдвиговых колебаний в обрабатываемом материале, должна быть равна собственной частоте резонатора 3 или являться одной из гармоник собственной частоты колебаний инструмента.

Устройство работает следующим образом. Резонатор 3 предварительно настраивают на резонансный режим относительно переменной возбуждающей силы в зоне стружкообразования с учетом обрабатываемого материала и технологических режимов. Закрепленному в узловых точках смещений продольных колебаний сверлу сообщают движения вращения и продольной подачи. При врезании рабочей части сверла 2 в заготовку вследствие упругости резонатора 3 с винтовыми пазами 4 происходит закручивание режущей части под действием сил резания. За счет упругой усадки волноводного резонатора 3 происходит продольное смещение режущей части сверла. Вследствие импульсных, релаксационных процессов в зоне стружкообразования происходит раскручивание и продольное смещение режущих клиньев в первоначальное положение. При совпадении собственной частоты рабочей части сверла и частоты волновых процессов в зоне стружкообразования происходит усиление амплитуды комплексных высокочастотных смещений режущей части.

Источники информации

1. Авторское свидетельство №457548, B23B 35/00, 06.03.75.

2. Д.Кумабэ. Вибрационное резание. - М.: Машиностроение, 1985, с.287-291.

Устройство вибросверлильное, содержащее сверло с конусным или цилиндрическим хвостовиком и рабочей частью, выполненной с возможностью введения в зону резания ультразвуковых колебаний, отличающееся тем, что оно снабжено установленным между хвостовиком и рабочей частью сверла волноводным резонатором комплексных колебаний, выполненным полым, с двумя и более заходными винтовыми пазами на наружной поверхности, содержащим внутри направляющую ось, один конец которой жестко закреплен в теле хвостовика, а другой установлен в теле рабочей части сверла с возможностью продольного перемещения, при этом сверло выполнено с длиной рабочей части, кратной длине полуволны продольных колебаний, а хвостовик выполнен с наружными выступающими поясками, расположенными в узлах пучности продольных колебаний.
УСТРОЙСТВО ВИБРОСВЕРЛИЛЬНОЕ
УСТРОЙСТВО ВИБРОСВЕРЛИЛЬНОЕ
УСТРОЙСТВО ВИБРОСВЕРЛИЛЬНОЕ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 21 items.
20.01.2013
№216.012.1cd4

Ручной инструмент-электрод для электрохимического полирования металлов

Изобретение относится к области электрохимической обработки металлов и может применяться для ручного электрохимического полирования различных деталей, в том числе с пространственно-сложными поверхностями. Ручной инструмент содержит корпус из диэлектрического материала, закрепленный в нем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472874
Дата охранного документа: 20.01.2013
10.02.2013
№216.012.240d

Привод электрогидравлический

Изобретение относиться к электрогидроприводам и может быть использовано в станкостроении. Привод включает в себя электрический привод, насосную станцию, гидролинии с установленными на них клапанами прямого и обратного действия, силовой гидроцилиндр, при этом электрический привод содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474731
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.04.2013
№216.012.3401

Уплотнение гидравлического и пневматического цилиндра двухстороннего действия

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для уплотнения гидравлических и пневматических приводов прямолинейного поступательного перемещения. Уплотнение содержит две уплотнительные камеры, выполненные в виде конических усеченных трубок, вывернутых наизнанку вовнутрь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478856
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.04.2013
№216.012.377d

Вибратор электрогидравлический

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в машиностроительной, строительной, химической и др. отраслях промышленности. Вибратор электрогидравлический содержит возвратно-поступательный насос, всасывающую и напорную гидролинии с установленными в них клапанами прямого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479758
Дата охранного документа: 20.04.2013
10.09.2013
№216.012.670f

Способ обработки тел вращения

Способ включает базирование заготовки в расположенных по ее длине самоцентрирующих опорах и сообщение продольной подачи резцу. Для повышения точности обработки базирование заготовки при черновой ее обработке ведут по вписанной окружности, а при чистовой - по описанной. Самоцентрирующие опоры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492030
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.71ff

Токарный станок

Токарный станок предназначен для обработки осесимметричных заготовок и содержит переднюю и заднюю бабки, станину с направляющими, поперечные и продольный суппорты и самоцентрирующие люнеты с зажимными вращающимися роликами. Для расширения технологических возможностей и повышения точности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494840
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.11.2014
№216.013.0493

Устройство для токарной обработки

Изобретение относится к устройствам для токарной обработки маложестких осесимметричных деталей типа «вал». Технический результат - повышение точности токарной обработки за счет самовыравнивания сил резания на резцах. Это достигается за счет того, что устройство для токарной обработки содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532569
Дата охранного документа: 10.11.2014
20.02.2015
№216.013.295c

Внутренний самоцентрирующий люнет

Люнет содержит направляющую, предназначенную для установки в центрах станка, и опорные ролики. Для повышения геометрической точности наружных поверхностей вращения, обеспечения стабильности форм и размеров путем повышения равностенности получаемых изделий он снабжен корпусом, установленным с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542045
Дата охранного документа: 20.02.2015
27.02.2015
№216.013.2d29

Способ стабилизации геометрических параметров маложестких валов

Изобретение относится к способам термосиловой обработки маложестких осесимметричных деталей типа «вал». Для повышения качества деталей осуществляют статическое силовое воздействие на вал в процессе полного цикла термообработки, который разделяют на подциклы, при этом один конец вала закрепляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543029
Дата охранного документа: 27.02.2015
10.06.2015
№216.013.50cb

Инструмент-электрод для электрохимического полирования пространственно-сложных поверхностей

Изобретение относится к области электрохимической обработки металлов и может применяться для электрохимического полирования пространственно-сложных поверхностей. Инструмент содержит корпус из диэлектрического материала, закрепленный на нем инструмент-электрод, подключаемый к отрицательному...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552204
Дата охранного документа: 10.06.2015
Showing 1-7 of 7 items.
20.01.2013
№216.012.1beb

Отопительно-вентиляционная система пассажирского помещения (кабины водителя) автотранспортного средства

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Отопительно-вентиляционная система пассажирского помещения автотранспортного средства содержит корпус отопителя и корпус вентилятора, сообщенный посредством соединительного воздуховода с корпусом отопителя. Полость отопителя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472641
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1bf2

Многослойное армированное виброшумодемпфирующее покрытие панели кузова автотранспортного средства

Изобретение относится к многослойным армированным виброшумодемпфирующим покрытиям (МАВШП), предназначенным для снижения структурного шума тонколистовых панелей кузова автотранспортных средств (АТС). МАВШП панели кузова состоит из армирующего слоя, вязкоэластичного слоя, адгезионного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472648
Дата охранного документа: 20.01.2013
10.03.2013
№216.012.2d9d

Устройство для ремонта деталей с открытыми поверхностными дефектами

Изобретение может быть использовано для ремонта деталей, имеющих открытые поверхностные дефекты типа раковин, трещин, прогаров. Ограждение выполнено из термостойкого материала с поперечным сечением в форме эллипса, описывающего контур дефекта на поверхности изделия, снабжено крышкой с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477208
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.03.2013
№216.012.2d9f

Устройство для автоматизированной ультразвуковой упрочняющей обработки

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для финишной отделочно-упрочняющей обработки поверхностей с использованием энергии ультразвуковых колебаний. Устройство содержит корпус, акустическую систему, состоящую из преобразователя, соединенного с волноводом, на торцевой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477210
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.04.2013
№216.012.3388

Способ получения ингибирующих составов для защиты углеродистых сталей в кислотной среде

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в солянокислой среде и может быть применено в энергетике, металлургии, машиностроении при кислотной обработке металлических поверхностей оборудования и изделий, а также в нефте- и газодобывающей промышленности. Способ включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478735
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.04.2013
№216.012.35de

Ультразвуковой диспергатор проточного типа

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано для кавитационной обработки тяжелых топлив или жидких пищевых продуктов, приготовления высококачественных водо-топливных эмульсий для дизелей, топок ТЭЦ и котельных; обеззараживания питьевой воды и жидких продуктов питания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479343
Дата охранного документа: 20.04.2013
20.05.2013
№216.012.4016

Многослойная акустическая структура обивки кузова автотранспортного средства (варианты)

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. По первому варианту, многослойная акустическая структура обивки кузова автотранспортного средства содержит лицевую несущую и монтажную части. Лицевая несущая часть выполнена из сплошного слоя акустического материала. Структура...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481976
Дата охранного документа: 20.05.2013

Похожие РИД в системе