Способ обработки криволинейных поверхностей

Способ обработки криволинейных поверхностей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке деталей типа пазовых дисковых и цилиндрических кулачков. Цель изобретения - повышение стойкости инструмента при обработке пазов на указанных деталях. Обработку пазов в кулачках ведут цилиндрическим инструментом. Инструменту и заготовке сообщают относительное движение формообразования и вращение вокруг оси заготовки. Определяют нормативное значение скорости относительного движения вдоль обеих сторон паза в зависимости от кривизны последней в данный момент обработки. В процессе относительного движения формообразования угловую скорость относительного вращения изменяют, исходя из условия, чтобы значение скорости относительного движения было равно нормативному значению скорости вдоль той стороны паза, радиус кривизны которой в данный момент обработки больше. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1511014 (д11 4 В 23 С 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1

И : г

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ на фиг. 2 — схема обработки по пред.лагаемому способу.

Устройство обработки криволинейного паза (фиг. 1), реализующее описываемый способ, на торце заготовки 1 цилиндрическим инструментом 2 содержит планшайбу 3, предназначенную для установки на ней обрабатываемой заготовки 1 и жестко закрепленную на шпинделе 4 копировального суппорта

5 ° На шпинделе 4 жестко установлены червячное колесо 6 для вращения планшайбы 3 от червяка 7, соединенного с валом гидромотора 8, и два копира— профильный копир 9 и скоростной коГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4360936/31-08 (22) 07.01.88 (46) 30.09.89. Бюл. 11- 36 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) В.И. Каплин, В.И. Сивачек, Я.Н, Троицкий и Е.B. 111инкоренко (53) 621.914.37(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 432985, кл. В 23 С 3/08, 1977. ! (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ КРИВОЛИНЕЙНЫХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке деталей типа пазовых дисковых и цилиндрических кулачков.

Цель изобретения — повышение стойкости инструмента при обработке паИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке деталей, например пазовых дисковых и цилиндрических кулачков.

Цель изобретения — повышение стой.кости инструмента при обработке пазов на деталях, о

Цель достигается за счет того, что на участках с большой кривизной скорость относительного перемещения инструмента и заготовки не превьппает нормативного значения скорости.

На фиг. 1 — устройство, реализующее предлагаемый способ обработки

2 зов на указанных деталях. Обработку пазов в кулачках ведут цилиндриче-. ским инструментом. Инструменту и sa" готовке сообщают относительное движение формообразования и вращение вокруг оси заготовки. Определяют . нормативное значение скорости отибсительного движения вдоль обеих сторон паза в зависимости от кривизны последней в данный момент обработки.

В процессе относительного движения формообразования угловую скорость относительного вращения изменяют, исходя из условия, чтобы значение скорости относительного движения было равно нормативному значению скорости вдоль той стороны паза, радиус кривизны которой в данный момент обработки больше. 2 ил.

3 151101 пир 10. Профильный копир 9 спроектирован в соответствии с профилем обрабатываемого паза и предназначен для создания формообразующего движения ко-5 пировального суппорта 5 по направляющим станины 1 1 (копировальный механизм условно не показан),а скоростной копир 10 — для управления угловой скоростью вращения планшайбы 3 с 10 обрабатываемой заготовкой 1 посредством воздействия на дроссель 12 гидромотора 8.

На фиг. 2 представлена обрабатываемая заготовка 1 с криволинейным 15 пазом, боковые стенки которого АА и

СС формируются цилиндрическим инструментом 2 с радиусом R центр которого в процессе формообразующего движения от профильного копира 9 пере- 20 мещается по средней линии паза ВВ.

Средняя линия паза задана в полярной системе координат полярным углом !р. и соответствующим ему радиусом — вектором у; = ОВ;, начало которого находится в центре вращения обрабатываемой детали (x — индекс произвольной точки центра инструмента В .

1 на средней линии паза)

Способ реализуют следующим обра- З0 зом.

Обрабатываемой заготовке 1 с помощью гидромотора 8 задают вращение с угловой скоростью ы, а инструменту 2 сообщают взаимосвязанное с вращением заготовки формообразующее движение таким образом, чтобы в результате сочетания вращения обрабатываемой детали и формообразующего движения инструмента формировался, 40 криволинейный паз со средней линией

ВВ, ширина которого определяется диаметром инструмента.

Взаимное движение обрабатываемой заготовки 1 и инструмента 2 на 4 фиг, 2 показано с применением метода обращенного движения, в соответствии с которым обрабатываемой детали и инструменту 2 сообщено вращение вокруг оси О с угловой скоростью — а, равной по модулю, но противоположной по направлению фактической угловой скорости о вращения обрабатываемой детали. В результате этого обрабатываемая деталь ста-5 новится условно неподвижной,а инструмент своим центром совершает формообразующее движение вдоль средней линии ВВ паза и обрабатывает таким

4 4 образом внешнюю AA и внутреннюю СС паза.

На фиг. 2 показано три характерны* положения центра инструмента 2 в точках В,, В 2 и Вз соответственно на вогнутом, прямолинейном и выпуклом (по отношению к центру вращения детали О) участках средней линии паза, а также точки А; и Г;, в которых инструмент касается соответственно внешней AA и внутренней СС стенок паза.

Точки А; и С; лежат на общей нормали к средней линии паза, причем эта нормаль проходит через их общий центр кривизны Р; . Поэтому точки А. и Г! ! контакта инструмента со стенками паза будем называть сопряженными. Радиус кривизны средней линии в точках обозначен R g. = Р;В;. На прямоли1 нейном участке паза в точке В ради2 ус кривизны средней линии ранен бесконечности (R > = о) ° 2

Вектор V6. линейной скорости центра

1 инструмента В, касателен к средней линии паза. Он представляет собой векторную сумму вектора td р. скорости точки В. в переносном движении, 1 которое обусловлено вращением радиуса-вектора р. вокруг центра детали .3

О, и вектора линейной скорости ы х !!(с1 /Йс(, относительного движения, . обусловленного приращением радиусавектора у.. Поэтому линейная скорость центра инструмента вдоль средней линии паза по модулю равна

Ч, = Ы Р Р

Стенки паза эквидистантны его средней линии. Поэтому вектора Я и

S . скоростей подачи инструмента

1 вдоль внешней и внутренней стенок паза параллельны вектору V линейной скорости центра инструмента, Концы этих векторов лежат на прямой линии, проходящей через общий центр кривизны Р, средней линии и стенок паза, так как центр кривизны этих линий является одновременно и мгновенным центром вращения центра инструмента в его формообразующем движении относительно условно неподвижной детали, Из подобных треугольников с вершиной в центре кривизны Р; скорость подачи инструмента вдоль внешней и внутренней стенок паза, т.е. модули векторов S> и Б < с уче! l том выражения (1) записываются следующим образом:

1511014

RA; Кд; /у + (Й//d q) ; (2)

1 1 (SA Sc ) =S„(4) из (2) и (3) получаем обобщенное выражение для изменения угловой скорости вращения обрабатываемой детали

RcI

Ь;

С1

К S.

1 (.д

45 где ы.,—

55 макс (д (3) где Кя = P;A:,, R с = Г; С; — радиусы кривизны соответственно внешней и внутренней стенок паза в точках контакта с инструментом.

Из выражений (2) и (3) следует, что при постоянной угловой скорости

15 вращения обрабатываемой детали (Co = const) скорости S>,è S с. поД; С, дачи инструмента вдоль стенок паза будут переменными,так как изменяются значения геометрических параметров паза — редиуса-вектора о,, его производной (Йу/Щ), радиусы кривизны стенок R>., R c. и средней линии па I 1 за Rв.. Кроме того, для любого х-го I положения инструмента скорости его 25 подачи вдоль стенок паза будут больme вдоль той стенки паза, значение радиуса кривизны которой в точке контакта с инструментом больше. Например, при положении инструмента в точ- 3/, ке В„ скорость подачи инструмента вдоль внутренней стенки паза будет больше скорости подачи инструмента вдоль внешней стенки паза (S с. > S д. ), 1 1 так как радиус кривизны R внутренМ; ней стенки больше, чем радиус кривизны К д, внешней стенки паза в сопряженной точке контакта с инструментом.

Наоборот, при положении инструмента в точке Вз будет иметь место нера- 40 венство Бд ) Sc, так как R ) Кс .

3 39 з з

Исключением являются прямолинейные

J участки паза (положение инструмента в точке В ), где скорости подачи инструмента вдоль обеих стенок паза будут одинаковыми (л (в Б с ) так как радиусы кривизны средней линии и стенок паза на этих участках:. обращаются в бесконечность (R . -" R

/ 1 61.

=Rñ =" ) °

Изменение скорости подачи вдоль стенок паза обусловливает неравномерность нагрузки на инструмент.При малых нагрузках не полностью используются режущие свойства инструмента и обработка ведется с низкой производительностью. Большие нагрузки приводят к уменьшению периода стойкости инструмента или вызывают его поломку.

Из выражений (2) и (3) вытекает, что изменение скорости подачи инструмента вдоль стенок nasa можно парировать изменением угловой скорости у вращения обрабатываемой детали. По условию предельно допустимой нагрузки на инструмент и обработки без снижения производительности угловую скорость ы необходимо изменять так, чтобы большая из скоростей подачи инструмента вдоль внешней и внутренней стенок паза при обработке любой его i-ой точки была равна нормативному значению, которым задаются по справочникам режимов резания, Поскольку между скоростью подачи инструмента вдоль стенок паза и радиусом ее кривизны существует однозначная зависимость, определяемая выражениями (?) и (3), то сформулированное выше условие предохранения инструмента от перегрузки без снижения производительности эквивалентно такому изменению угловой скорости вращеййя обрабатываемой детали, при котором нормативному значению должна быть равна скорость подачи инструмента вдоль той стенки паза, где радиус кривизны в точке контакта с инструментом больше.

Приняв по условию предохранения. инструмента от перегрузки без снижения производительности большее значение подачи инструмента вдоль внешней Я д. или внутренней Я с. стенок

1 1 паза равным заданному нормативному значению S „ макс(Кд; В.с; ) в (5 значение переменной угловой скорости вращения обрабатываемой детали при i-ом положении инструмента, обеспечивающее равенство нормативному значению большей из скоростей подач инструмента вдоль стенок nasa> йс;)— значение большего иэ радиусов кривизны стенок паза в

i- и точке.

1511014

20 (7) Maze(R . R с;) R ь,+ R „

"Поэтому выражение (5) закона изменения угловой скорости враще" i ния обрабатываемой детали окончательно принимает следующий вид: 25

Ян (8) (1+8 В. . ) Р; +(7 <);

Закон (8) изменения угловой скоро- 30 сти вращения обрабатываемой детали реализуют в виде соответствующего профиля скоростного копира 10 по известной методике. Для этого по заданным полярным координатам Ч;, у; средней линии криволинейного паза об35 рабатываемой детали по выражению (8); вычисляют соответствующие значения г угловой скорости ь)„вращения обрабатыВаемой детали по вce контуру криво 4 линейного паза. Затем по расходной характеристике 0 = (а) с Учетом пере-, даточного отношения червячной передачи 6-7 (фиг,1) для каждого значения

ы; определяют требуемый расход жидкости О,, а последний .используют для расчета по характеристике h = h(0), дросселя 12 величины перемещения Ь,; управляющего элемента указанного дрос-, селя, Полученные значения h -, являются

Выражение (i) закона изменения угловой скорости вращения обрабатываемой детали в расчетных целях целесообразно преобразовать, представив радиусы кривизны стенок паза че5 рез радиус кривизны его средней линии RH и радиус R„,. инструмента

/ ; 8; - и

Rс. =:R . +. R„° (6)

1 где верхние знаки соответствуют выпуклому участку средней линии паза (точка В ), а нижние — вогнутому участку (точка В ). При таком представлении максимальное значение радиуса кривизны стенок паза равно сумме радиуса кривизны его средней

1 линии и радиуса инструмента . основой для расчета радиуса-вектора г. скоростного копира 10 для соотТ ветствующих углов ц ; поворота обрабатываемой детали 1. Этот расчет вы1 полняется по,чзвестной иэ теории механизмов и машин методике.

Скоростной копир 10 с профилем, спроектированный по описанной выше известной из теории механизмов и машин методике на основе выражения (8), путем воздействия на дроссель

12 гидромотора 8 изменяет угловую скорость вращения обрабатываемой детали 1 таким образом, что скорость подачи инструмента вдоль стенок паза равна заданному нормативному значению вдоль той стенки паза, где радиус кривизны в точке контакта с инструментом больше. При этом при повышении стойкости инструмента обработка ведется без снижения производительности по сравнению с предельно допустимой по нормативам резания, Формула изобретения

Способ обработки криволинейных поверхностей цилиндрическим инструментом за один пфэход, при котором последнему и заготовке сообщают относительное движение формообразования и вращение вокруг оси заготовки с изменением угловой скорости последнего, отличающийся тем,что, с целью повышения стойкости инструмента при обработке пазов в деталях. типа дисковых и цилиндрических кулачков,; определяют нормативное значе-. йие скорости относительного движения инструмента вдоль обеих сторон паза в зависимости от кривизны последних в данный момент обработки, и изменение угловоЦ скорости вращения производят иэ условия равенства значения скорости движения инструмента в данный момент обработки, нормативному значению скорости вдоль той стороны паза, радиус кривизны которой в данный момент обработки больше.

1511014

Фиг.

Составитель M. Кольбич

Техред А.Кравчук Корректор Т, Палий

Редактор М, Товтин

Тираж 831

Подписное

Заказ 5843/15

ВНИИПИ Государственного комитета,по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101