Obrabotka Metallov 2015 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (68) 2015 75 ОБОРУДОВАНИЕ. инструменты УДК 621.9.015 ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ А. Ю. ГОРЕЛОВА, аспирант, инженер-исследователь М. Г. КРИСТАЛЬ, доктор техн. наук, профессор ( ВолгГТУ, г. Волгоград ) Поступила 16 июня 2015 Рецензирование 3 июля 2015 Принята к печати 7 августа 2015 Горелова А. Ю.– 400005, г. Волгоград, пр. Ленина, 28, Волгоградский государственный технический университет, e-mail: forasyoo@gmail.com Обработка глубоких отверстий сопровождается вибрациями системы СПИЗ различного рода. Среди них выделяют резонансные вибрации, возникающие при кратности частоты вынужденных колебаний, зависящей от режимов обработки, частоте собственных колебаний инструмента. Они приводят к появлению погреш- ностей формы и размера отверстия. Для уменьшения амплитуды резонансных вибраций предложен метод обработки глубоких отверстий, заключающийся в использовании инструмента, оснащенного гироскопи- ческим стабилизатором. Предложен новый инструмент для обработки глубоких отверстий. Разработана и изготовлена экспериментальная установка для исследования процесса гашения колебаний инструмента по предложенному методу. Достигнуто уменьшение амплитуды резонансных колебаний в 9 раз при частотах вынужденных колебаний в диапазоне 152…1100 рад/с для частот собственных колебаний модели инстру- мента ω 01 = 9,41 рад/с, ω 02 = 9,55 рад/с, ω 03 = 9,99 рад/с, ω 04 = 10,11 рад/с. Установлено, что для достижения наименьшего значения амплитуды вибраций необходимо поддерживать систему СПИЗ в состоянии, близком к резонансному. Это позволит минимизировать увод оси отверстия и его последствия, снижающие точность обработки глубокого отверстия. Ключевые слова: расточной инструмент, гироскопический стабилизатор для инструмента. DOI: 10.17212/1994-6309-2015-3-75-81 Введение Многие изделия содержат глубокие отвер- стия (ГО), т. е. такие, у которых отношение дли- ны L к диаметру d превышает 10 ( L / d > 10), и для их обработки требуется применение специаль- ных технологических средств [1]. К таким изде- лиям относят: гильзы гидроцилиндров, ротора турбин, прокатные валы, гребные валы судов, стволы огнестрельного оружия, решетки ядер- ных реакторов [2]. Особенность обработки таких изделий со- стоит в том, что обрабатывающий инструмент (резцовая головка) закреплен на борштанге, длина которой превышает длину обрабатывае- мого отверстия. Различают три основные схемы обработки ГО: вращательное движение совер- шает инструмент, деталь либо инструмент при этом совершает встречное движение подачи; вращательное движение совершает деталь, ин- струмент либо деталь имеет движение подачи; инструмент и деталь совершают вращательное движение в противоположных направлениях, инструмент либо деталь имеют движение по- дачи. Обработку длинномерных массивных за- готовок чаще всего обрабатывают по схеме, где инструмент совершает поступательное движе- ние подачи, продвигаясь в глубь вращающейся заготовки. Таким образом, длина борштанги, находящаяся вне опор, увеличивается, что при- водит к изменению ее жесткости, а следователь- но, и частоты собственных колебаний системы СПИЗ (станок-приспособление-инструмент-за- готовка). Следствием этого является возникно- вение вибраций различного рода, что снижает точность изготовления глубокого отверстия.