устройство для виброгашения при токарной обработке

Формула изобретения

Устройство для виброгашения при токарной обработке, содержащее резцедержатель, в котором закреплен резец, жестко связанный посредством стержня с виброгасителем, выполненным в виде груза из ферромагнитного материала, размещенного на свободном конце стержня в электропроводном контуре с возможностью свободного перемещения, отличающееся тем, что между электропроводным контуром, грузом и выступающим из груза концом стержня образована кольцеобразная полость, заполненная взвесью мелкодисперсного ферромагнитного материала в жидкой среде.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частноти к металлообработке, и может быть использовано при токарной обработке деталей с постоянными и переменными режимами резания для гашения вибраций.

Известно устройство для виброгашения при токарной обработке, содержащее резцедержатель, в котором закреплен резец, жестко связанный с виброгасителем, выполненным в виде груза, установленного на свободном конце резца [1]

Недостатком известной конструкции является то, что точно рассчитать частоту вынужденных колебаний резца не представляется возможным, и массу груза для каждого конкретного случая обработки уточняют экспериментально по эффективности действия виброгасителя. При изменении частоты вынужденных колебаний, которые могут быть вызваны, например, изменением режимов резания при обработке торцовых поверхностей, эффективность действия виброгасителя снижается, из-за чего снижаются технологические возможности устройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для виброгашения при токарной обработке, содержащее резцедержатель, в котором закреплен резец, жестко связанный посредством стержня с виброгасителем, выполненным в виде груза из ферромагнитного материала, установленного на свободном конце стержня и размещенного в электропроводном контуре с возможностью свободного перемещения. При этом электропроводный контур выполнен из меди и жестко закреплен на резцедержателе [2]

Недостатком известной конструкции является то, что эффективность магнитного демпфирования низка из-за больших потерь на вихревые токи. В результате возникающее магнитное поле, противодействующее внешнему полю ферромагнетика, не может адекватно гасить колебания резца, а способно лишь их ослабить. В основном гашение вибраций происходит за счет подбора массы груза из ферромагнитного материала, что обуславливает узость диапазона эффективного действия виброгасителя.

Кроме того, по закону Фарадея, при уменьшении частоты вибрации и постоянной амплитуде эффективность такого устройства дополнительно снижается, что делает его пригодным только для гашения высокочастотных вибраций.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном устройстве для виброгашения при токарной обработке, содержащем резцедержатель, в котором закреплен резец, жестко связанный посредством стержня с виброгасителем, выполненным в виде груза из ферромагнитного материала, размещенного на свободном конце стержня в электропроводном контуре с возможностью свободного перемещения, между электропроводным контуром, грузом и выступающим из груза концом стержня образована кольцеобразная полость, заполненная взвесью мелкодисперсного ферромагнитного материала в жидкой среде.

Техническим результатом изобретения является расширение технологических возможностей устройства за счет увеличения диапазона частот эффективного действия виброгасителя.

Применение в устройстве для виброгашения при токарной обработке взвеси мелкодисперсного ферромагнетика в жидкой среде, обладающей свойствами менять свою вязкость при воздействии изменяющегося магнитного поля, позволяет увеличить диапазон частот эффективного действия виброгасителя и соответственно расширить технологические возможности устройства.

Сопоставительный анализ заявляемого решения и известного показывает, что заявляемое устройство для виброгашения при токарной обработке отличается тем, что электропроводный контур образует с грузом и выступающим из груза концом стержня кольцеобразную полость, которая заполнена взвесью мелкодисперсного ферромагнетика в жидкой среде.

На чертеже представлена конструкция заявляемого устройства для виброгашения при токарной обработке.

С резцом 1, закрепленным в резцедержателе 2, жестко соединен стержень 3, на свободном конце которого зафиксирован груз 4, выполненный из ферромагнитного материала. Груз 4 представляет собой источник магнитного поля, магнитные силовые линии которого пронизывают замкнутый электропроводный контур 5 из немагнитного материала, например, из меди. Груз 4 размещен на свободном конце стержня 3 в электропроводном контуре 5 с возможностью свободного перемещения. Электропроводный контур 5 через текстолитовую шайбу 6 закреплен на резцедержателе 2 и перемещается вместе с ним в направлении подачи. Между электропроводным контуром 5, грузом 4 и выступающим из груза 4 концом стержня 3 образована кольцеобразная полость, заполненная взвесью мелкодисперсного ферромагнитного материала в жидкой среде 7.

В заявляемом устройстве использовано свойство взвеси мелкодисперсного ферромагнитного материала в жидкой среде менять вязкость при воздействии изменяющегося магнитного поля.

Устройство для виброгашения при токарной обработке работает следующим образом. Когда переменная составляющая силы резания достигает своей максимальной величины и вершина резца 1 совершает перемещение вниз, груз 4, выполненный из ферромагнитного материала, погружается во взвесь мелкодисперсного ферромагнитного материала в жидкой среде 7, вызывая увеличение ее вязкости, что приводит к увеличению силы трения в зазоре между электропроводным контуром 5 и грузом 4.

Так как сила трения направлена против колебательной составляющей силы резания и увеличивается при ее возрастании, колебания гасятся.

Виброгашение при возникновении колебаний обеспечивается за счет магнитного демпфирования и за счет возникновения противодействующей силы трения, увеличивающейся при увеличении амплитуды колебаний резца.

Таким образом, при обработке деталей сложных форм на станках с ЧПУ за счет гашения колебаний резца стойкость инструмента повышается в 2-4 раза, что позволяет увеличить на 20-40% режим резания.