RU2167745C2

RU2167745C2 - Active cutter

Info

Publication number: RU2167745C2
Application number: RU99106250A
Authority: RU
Inventors: М.Г. Панин; Хэберле Йорг
Original assignee: Московский государственный технологический университет "СТАНКИН"
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2001-05-27

Abstract

FIELD: machine tool fittings, possibly for superfinish operations and for working superhard materials. SUBSTANCE: in order to simplify working of materials due to multidegree wide-band oscillations such as twisting oscillations, cutter includes body-holder to which preliminarily twisted bellows are welded. Piezopillar is placed inside body-holder. Free end of piezopillar supports through diamagnetic member blended washer terminated by magnet with core; coaxially through air gap thrust bearing made of magnet is mounted; it is secured together with diamagnetic member to said washer surrounded by winding. The last is placed inside screw-contact. Second contact of piezopillar is carbon-containing lubricant. Winding and piezopillar are connected in series or in parallel with two generators. EFFECT: enhanced working of materials. 3 dwg

Description

Изобретение относится к станкостроению, а именно к устройствам режущего инструмента, активизированного сложными виброколебаниями. The invention relates to machine tool industry, and in particular to devices of a cutting tool activated by complex vibrations.

Известен активный резец, содержащий державку-корпус, в которой вмонтированы колебательные контуры с питанием от двух генераторов (см. SU 1068236, B 23 B 37/00, 1984). An active cutter is known that contains a holder-case in which oscillatory circuits are mounted with power from two generators (see SU 1068236, B 23 B 37/00, 1984).

Недостатком данного устройства является отсутствие сложных виброколебаний на режущей кромке резца в момент обработки детали, что снижает частоту и производительность. The disadvantage of this device is the absence of complex vibrations on the cutting edge of the cutter at the time of machining, which reduces the frequency and productivity.

Задачей изобретения является разработка резца с многостепенными широкополосными виброколебаниями, в том числе и крутильными, на режущей кромке. The objective of the invention is to develop a cutter with multi-stage broadband vibrations, including torsional, on the cutting edge.

Поставленная задача решается тем, что в корпус-державку резца вварен предварительно закрученный сильфон, заканчивающийся режущей пластиной, внутри к торцу которого прикреплен пьезостолб из пластин, скрепленных между собой и заканчивающихся шихтованной шайбой, соединенной через диамагнетик с ферритовым магнитом в виде керна, висящего в зазоре соосно с корпусом-державкой, к подпятнику и ферритового магнита прокладки из диамагнетика, шихтованной втулки с обмоткой поверх нее, кроме того, эта обмотка помещена в диэлектрический винт-контакт, ввернутый в торец корпуса-державки. Контакт пъезоэлемента осуществляется пружинящим контактом через углеродную смазку. К обмотке и пъезостолбу подключают одновременно два генератора, при этом пъезостолб может включаться параллельно и последовательно. The problem is solved in that a pre-twisted bellows is welded into the tool holder, ending with a cutting plate, inside of which there is a piezo-column made of plates fastened together and terminated with a washer connected through a diamagnet to a ferrite magnet in the form of a core hanging in the gap coaxially with the holder body, to the thrust bearing and the ferrite magnet, spacers made of diamagnet, lined sleeve with a winding on top of it, in addition, this winding is placed in a dielectric screw-contact Screwed into the end-holder housing. The piezoelectric element is contacted by a spring contact through a carbon lubricant. Two generators are connected to the winding and the piezo column at the same time, while the piezo column can be connected in parallel and in series.

Проведенный патентно-литературный обзор существующих источников информации показал, что совокупность существующих признаков, изложенных в формуле изобретения и заключающихся в наличии комбинированного корпуса-державки резца с приваренным предварительно закрученным сильфоном, заканчивающимся штангой с режущей пластиной, внутри сильфона на стороне торца штанги укреплен пъезостолб, снабженный шихтованной шайбой, диамагнетиком и магнитным керном, висящим соосно с корпусом-державкой в зазоре к подпятнику-магниту, снабженному диамагнетиком и шихтованной втулкой, помещенной внутрь катушки винта-контакта, ввернутого в торец корпуса-державки, причем контакт пъезостолба подключен через пружинный контакт и углеродную дорожку через обмотку катушки и разделительный конденсатор к двум генераторам. A patent and literature review of existing sources of information showed that the combination of existing features set forth in the claims and consisting in the presence of a combined tool holder body with a welded pre-twisted bellows ending in a rod with a cutting plate, inside the bellows on the side of the end face of the rod is equipped with a pedestal equipped with lined with a washer, diamagnet and magnetic core hanging coaxially with the holder body in the gap to the thrust magnet equipped with a diamagnet teak and lined sleeve, placed inside the coil of the screw-contact screwed into the end of the holder body, the contact of the piezo-column connected through a spring contact and a carbon track through the coil winding and a separation capacitor to two generators.

Сформулированная формула изобретения, пути ее решения, а также средства, с помощью которых осуществлено решение, ранее не известны, следовательно, совокупность существенных признаков соответствует критерию "существенные отличия". The formulated claims, the ways of its solution, as well as the means by which the decision was made, are not previously known, therefore, the set of essential features meets the criterion of "significant differences".

На чертеже (см. а)) представлена схема резца. Резец содержит корпус-державку 1, к которому приварен предварительно закрученный сильфон 2, изнутри к торцевой стороне пъезостолба 5, сильфона 2 прикреплен пъезостолб 3, запаянный в последовательную (см. а)) или параллельную цепь (см. б),в)). На свободно висящем торце 5 пъезостолба 3 укреплены шихтованная шайба 4, набранная из тонкой электротехнической стали, далее через диамагнитную шайбу 5 укреплен ферритовый магнит 6 в виде керна, висящего соосно c корпусом-державкой в зазоре Δ по отношению к подпятнику 7 из ферритового магнита , укрепленного через диамагнетик 8 к шихтованной шайбе 9, вокруг шайбы 9 размещена обмотка 10. Подпятник 7, диамагнетик 8, шайба 9 и обмотка 10 укреплены в винте 11, являющемся контактом запитки резца. Углеродная дорожка 12 соединяет пъезостолб 3 с контактом-винтом 11. Углеродная дорожка 12 соединена пружинящим контактом 13 с диэлектрическим винтом 14 и пъезостолбом 3, спаянным контактами 15. К внешнему торцу 16 сильфона 3 приварена штанга 17 с режущей пластиной 18. Генераторы 19 и 20 включены к резцу согласно схемам б) или в). Конденсатор C1 - разделительный. The drawing (see a)) shows a diagram of the cutter. The cutter contains a holder body 1, to which a pre-twisted bellows 2 is welded, from the inside to the end side of the piezo-column 5, of the bellows 2 there is a piezo-column 3 sealed in a serial (see a)) or parallel chain (see b), c)). A loose washer 4 mounted on a thin electrical steel is mounted on a freely hanging end 5 of a piezo-column 3, then a ferrite magnet 6 is fastened through a diamagnetic washer 5 in the form of a core hanging coaxially with the holder body in the gap Δ with respect to the thrust bearing 7 of a ferrite magnet, through a diamagnet 8 to the lined washer 9, a winding 10 is placed around the washer 9. A thrust bearing 7, a diamagnet 8, a washer 9 and a winding 10 are fixed in the screw 11, which is the contact of the cutting tool. The carbon track 12 connects the piezo 3 to the screw terminal 11. The carbon track 12 is connected by the spring 13 to the dielectric screw 14 and the piezo 3, soldered by the contacts 15. A rod 17 with a cutting plate 18 is welded to the outer end 16 of the bellows 3. Generators 19 and 20 are turned on to the cutter according to schemes b) or c). Capacitor C1 - isolating.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При подаче импульсов от генераторов 19 и 20 запитывается обмотка 10 вместе с пъезостолбом 3. Обмотка 10 работает на низкой звуковой частоте, а пъезостолб - на ультразвуке. Причем предварительно закрученный сильфон 2 совершает еще и крутильные колебания. Эти колебания передаются на штангу 17 и режущую пластину 18. Пъезостолб 3 закреплен одной стороной к торцу 16 и висит в зазоре Δ, заканчивается шихтованной шайбой 4 из электротехнической стали. В момент подачи тока на электромагнит 10 между керном и подпятником 7 появляются силы левитации. Поэтому сильфон 3 совершает сложные колебания, в том числе и крутильные. Подключение пъезостолба возможно по схемам б) или в). Конденсатор C1 не пропускает низкочастотные колебания на пъезостолб. When applying pulses from the generators 19 and 20, the winding 10 is energized together with the piezo 3. The winding 10 operates at a low sound frequency, and the piezo-column operates on ultrasound. Moreover, the pre-twisted bellows 2 also performs torsional vibrations. These vibrations are transmitted to the rod 17 and the cutting insert 18. The piezo-column 3 is fixed on one side to the end face 16 and hangs in the gap Δ, and ends with a sheathed washer 4 made of electrical steel. At the time of supply of current to the electromagnet 10 between the core and the thrust bearing 7, levitation forces appear. Therefore, the bellows 3 makes complex vibrations, including torsional. Connection of the piezoelectric column is possible according to schemes b) or c). Capacitor C1 does not allow low-frequency oscillations to the piezole.

Применение резца на суперфинишных операциях облегчает обработку материалов. The use of a cutter in superfinishing operations facilitates the processing of materials.

Claims

An active cutter containing a holder-case, in which oscillatory circuits are mounted with power from two generators, characterized in that it is equipped with a screw-contact with a coil, a thrust magnet, a diamagnet and a lined sleeve located inside the coil, and welded to the holder-case a pre-twisted bellows, on the free end of which a rod with a cutting plate is placed, inside the bellows, on the side of the end of the rod, a piezo-column with a washer, a diamagnet and a magnetic core suspended by a coax is mounted but to the holder body with a gap relative to the said thrust bearing magnet, while the piezo-column is connected through a spring contact, a carbon track, the winding of the coil and a separation capacitor with two generators.