The deep hole boring tool

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

A great number of parts which are used in in machine building industry contain deep holes. Its production requires a special tool with a large length-to-diameter ratio boring bar. The boring bar significantly changes its length during lengthy blanks processing. Therefore, natural frequency of the tool changes too. Deep hole boring is inevitably accompanied by the appearance of the resonance, when the forced oscillation frequency, dependent on the operating mode, multiples the natural oscillation frequency of the tool. There is another phenomenon accompanying the deep holes’ machining, called chatter. This kind of self-excited vibration can also lead to resonance. It causes various working errors to appear, the one hardest to reduce being the wall thickness variation, which is presented due to the tool axis deviation in relation to the axis of the hole. Authors suggested a boring bar equipped with gyroscopic stabilizer. It contains a frame mounted on the body of stabilizer by the means of cardan suspension, which provides two degrees of freedom for the gyroscope. The third degree of freedom is offered by the boring bars’ body. Gyroscopic stabilizer mounted inside the boring bar and behind the tool. Thus, when the boring bar starts to bend the frame simultaneously starts to swing and it achieves the lateral vibration suppression. The paper covers the proposed method of deep holes manufacturing. A structure of gyroscopic stabilizer for boring bars with a large length-to-diameter ratio is presented. The experimental stand for the study of the process of damping by the proposed method is described. Ninefold reduction of the amplitude of the resonant vibrations is achieved in the forced oscillations frequency range of 152...1100 rad/s for following values of the natural oscillations frequency of the tool model: rad/s, rad/s, rad/s, rad/s. It is established, that achieving lower values of the vibrations amplitude requires the tool to be maintained in a resonant or near-resonant state. It allows minimizing tool axis deviation and its consequences, which reduce the accuracy of the deep hole machining.

About the authors

A. Yu Gorelova

Volgograd State Technical University

Email: forasyoo@gmail.com
28, Lenin avenue, Volgograd, 400005, Russian Federation

M. G Kristal

Volgograd State Technical University

Email: crysmar@mail.ru
28, Lenin avenue, Volgograd, 400005, Russian Federation

References

  1. Троицкий Н.Д. Глубокое сверление. - Л.: Машиностроение, 1971. - 176 с.
  2. Ушаков А.И. Динамические процессы при обработке глубоких отверстий: дис. … канд. техн. наук: 01.02.05. - М., 1974. - 177 с.
  3. Обработка глубоких отверстий / Н.Ф. Уткин, Ю.Н. Кижняев, С.К. Плужников, А.А. Шаманин, Ф.М. Дроздов, Б.А. Немцев, Н.А. Бычков, В.Ф. Борзов. - Л.: Машиностроение, 1988. - 269 с.
  4. Минков М.А. Технология изготовления глубоких точных отверстий. - М.; Л.: Машиностроение, 1965. - 176 с.
  5. Костюкович С.С., Дечко Э.М., Долгов В.И. Точность обработки глубоких отверстий. - Минск: Вышэйшая школа, 1978. - 144 с.
  6. Отений Я.Н., Смольников Н.Я., Ольштынский Н.В. Прогрессивные методы обработки глубоких отверстий: монография. - Волгоград: ВолгГТУ, 2003. - 136 с.
  7. Горелова, А.Ю., Плешаков А.А., Кристаль М.Г. Методы повышения точности обработки глубоких отверстий // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2013. - № 7-2. - C. 363-370.
  8. Патент 2365471 Российская Федерация, МПК B 23 B 29/00. Резцедержатель, демпфирующий вибрации / П. Михик. - № 2006131554/02; заявл. 02.02.2005; опубл. 27.08.2009, Бюл. № 24. - 9 с.
  9. Патент 2298456 Российская Федерация, МПК B 23 B 29/02. Расточной инструмент / Н.А. Корюкина. - № 2005135279/02; заявл. 14.11.2005; опубл. 10.05.2007, Бюл. № 13. - 5 с.
  10. Патент 2421302 Российская Федерация, МПК B 23 B 35/00. Способ сверления глубокого отверстия в детали / С.Г. Комаишко, А.Г. Комаишко, Г.Н. Кулик, М.В. Моисей, С.К. Плужников, К.В. Суздаль, А.Ю. Тонконог; патентообладатель Открытое акционерное общество «Дефорт». - № 2010105941/02; заявл. 15.02.2010; опубл. 20.06.2011, Бюл. № 17. - 9 с.
  11. Patent DE 102004024170 A1, Int. Cl. B 23 C 5/00, B 23 C 9/00, B 23 B 29/12. Rotary mechatronical tool system for e.g. drilling process, has gyroscopic unit controlled depending on dynamic characteristic changes during chipping process, where axis of rotation of unit is identical to axis of rotation of tool / B. Aschenbach. - N DE200410024170; application 14.05.2004; date of publication 01.12.2005. - 4 p.
  12. Magnetorheological fluid-controlled boring bar for chatter suppression / M. Deqing, K. Tianrong, J.S. Albert, C. Zichen // Journal of Materials Processing Technology. - 2009. - Vol. 209, iss. 4. - P. 1861-1870. - doi: 10.1016/j.jmatprotec.2008.04.037.
  13. Matsubara A., Maeda M., Yamaji I. Vibration suppression of boring bar by piezoelectric actuators and LR circuit // CIRP Annals-Manufacturing Technology. - 2014. - Vol. 63, iss. 1. - P. 373-376. - doi: 10.1016/j.cirp.2014.03.132.
  14. Николаи Е.Л. Теоретическая механика. Ч. 3. - 2-е изд. - Л.; М.: ГОНТИ НКТП СССР, 1939. - 311 с.
  15. Полезная модель к патенту 152126 Российская Федерация, МПК7 B 23 B 29/00. Резцедержатель, демпфирующий вибрации / А.Ю. Горелова, А.А. Плешаков, М.Г. Кристаль; патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Волгоградский государственный технический университет» (ВолгГТУ). - № 2014147420/02; заявл. 25.11.2014; опубл. 10.05.2015, Бюл. № 13. - 2 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».