Способ точения некруглых в попереч-hom сечении тел

Способ точения некруглых в попереч-hom сечении тел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистическйх

Республик

i > 8I8752 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.10.77 (21) 2533090/25-08 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13 (45) Дата опубликования описания 01.10.81 (51) М.Кл.з В 23 В 1/00

1осударствеииый комитет

С С С,Р по делам изобретеай и открытий (53) УДК 62,1.941.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Э. Донской и Г. Л. Ланда (71) Заявитель

Киевское специальное конструкторское бюро многошпиндельных автоматов

Министерства станкостроительной и инструментальной промышленности СССР

1 4 Ъ gjfp4 с

\ г

I (54) СПОСОБ ТОЧЕНИЯ НЕКРУГЛЫХ В ПОПЕРЕЧНОМ

СЕЧЕНИИ ТЕЛ

1 2

Изобретение относится к технологии обработки материалов резанием и может быть применено при обработке тел различной конфигурации в поперечном сечении, в том числе и граненых, на универсальных токарных станках и токарных многошпиндельных автоматах.

Известен способ точения некруглых в поперечном сечении тел резцовой головкой, которой сообщают движение подачи вдоль оси обрабатываемой детали и вращение с угловой скоростью, связанной определенным соотношением с угловой скоростью вращения обрабатываемой детали, в одноименном с вращением обрабатываемой детали направлении (1).

При точении указанным способом оси вращения резцовой головки и детали параллельны, отношение угловых скоростей пропорционально половине общего количества сторон обрабатываемой граненой детали и диагональные размеры деталей равны диаметральному размеру пары резцов.

Недостатком способа является невозможность получения профиля, значительно отличающегося от циклоидального, поскольку траекторией движения вершины резца при таком способе будет вогнутая или выпуклая гипоциклоида. Другие недостатки способа — значительные габариты инструмента при обработке крупных деталей; отсутствие плавности резания и повышенный износ резцов, как следствие значительной трансформации переднего и заднего углов в процессе обработки, малой длины контакта режущей кромки с деталью, резкого возрастания нагрузки до макоимума на вершину резца в момент врезания; повышенные требования относительно . жесткости и виброустойчивости привода вращения резцовой головки, испытывающей ударные нагрузки. Все это сужает технологические возможности за счет уменьшения диапазона изменения кривизны обрабатываемого профиля, Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет увеличения диапазона изменения кривизны обра20 батываемого профиля.

Для этого ось головки располагают в плоскости, параллельной оси обрабатываемой детали под углом скрещивания, пред25 варительно задают радиус вращения резцов, выбирают соотношение скоростей вращения детали и головки, обеспечивающее исходный профиль, максимально приближенный к заданному, в зависимости от

ЗО числа обрабатываемых граней по формуле

818752 о>о шр N где ао — угловая скорость тали; вр — угловая скорость цовой головки; вращения девращения резR(1+ cos ф) "р "О х=(Я+ а ) cosp>„t

R(1+созф) . R(1 — созе) (R a lsinp!pt . sin(p>„— >о)1+ з!и(!ор-!- >,)t, и х = 7, а, (cos p>;t — а;);

i=! (2) 40 и у = a;(sinp> t — а), i = l (3) О> Ш о!р - N х = (ag — ag) cos (ot;

y = (a — ap) sin 0>1. (4) где х, у — координаты точек профиля (траектории) в поперечном сечении детали, в прямоугольной системе координат, начало которой лежит на оси детали, ось абсцисс проходит через оси вращения детали и инструмента в плоскости поперечного сечения детали и направлена в сторону инструмента;

R — радиус окружности, описываемой вершиной резца; а — расстояние от оси детали до профиля поперечного сечения, .измеренное по оси абсцисс; и ар — угловые скорости вращения соответственно детали и инструмента;

t — время (параметр); ф — угол скрещивания между осью детали и осью вращения инструмента, при заданных координатах профиля, определяют уточненный радиус вращения резцов и угол скрещивания, обеспечивающие минимальную погрешность обработки.

На фиг. 1 изобра>кена пространственная схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 — та же схема в плоскости поперечного сечения (в радиальной плоскости) детали; на фиг. 3 — положение вершины резца в плоскости, проходящей через ось вращения инструмента и параллельной оси вращения детали; на фиг. 4— схема получения приближенных кривых многозвенным механизмом.

Для реализации предлагаемого способа ось О!О! инструмента 1 (фиг. 1) располагают в плоскости, параллельной оси 00 детали 2 под углом скрещивания ф Заданный профиль детали 2 делят на N участков

8, ограниченных точками сопряжения, а число m резцов 4 выбирают из соотношения

Радиус вращения каждого из резцов и угол скрещивания выбирают в зависимости т —,количество резцов в резцовой головке;

A — количество обрабатываемых граней, 5 определяют необходимое число резцов, а затем, решая систему уравнений, описывающих траекторию вершины резца в относительном движении, R(1 †co!)

cos(p! - -, p> )1; от заданного профиля,в соответствии с пр иведенным ниже уравнением. Рабочую часть резца выполняют в виде трехгранника с двумя пересекающимися режущими лезвиями 5.

Детали сообщают вращение с угловой

15 скоростью оо, а инструменту — вращение в одноименном направлении с деталью с угловой скоростью ор и продольную подачу S. Выбором отношения задают кри î вую исходного профиля — гипо-, эпициклоиду или окружность, наиболее приближающуюся к требуемой кривой. Требуемую кривую получают за счет коррекции исходной при .изменении угла скрещивания осей

|и радиуса вращения резца. Оптимальный угол схода стружки создают поворотом резца в гнезде перед закреплением.

Ниже приводится вывод уравнения кривой прн обработке предлагаемым способом.

Параметрические уравнения кривой, описываемой точкой М (фиг. 4), находящейся на конце звена и многозвенной системы при сочетании вращения звеньев с постоянными угловыми скоростями, имеют

35 и! где n — число подвижных звеньев;

45 а; — длина звена; о; — угловая скорость звена;

t — время (параметр); а; — угол начальной фазы.

50 В частном случае при и = 2 получают двухзвенную схему. Придав звеньям а и аз (фиг. 4) угловые скорости, соответственно равные о> и — о, приняв углы начальной фазы а — — О и а! = л, получают уравнения (2), (3) вида

818752 х2 (а аз) (a + a,) а" — аз

cus ф—

R(1+ cos g) а,=

2 (7) (8) R(1 — cos $ ) ад—

<1.0 М = L — Y,Î,.D, (6) х = а,соз,t — а,соз(юр — о,)1 — а,.cos(р + о,)t; у = — а,зяб,t — а.„з!п(<о, — а,)t + а,sin (+ u>,)t; (9) х = (R —. ; а )соза,t

R(1 + cos Я R(1 —. cos 6) соз(ар а,)t, соз(а + а,)1, R(1 + cos ф), R(1 — cos ф)

y = — (R + а )sin а,t з1п(" р o)t s> и(" р 1 >o) Возводя в квадрат и складывая уравнения (4), после преобразования получают уравнение эллипса в каноническом виде где а — аз . а,+а — соответственно малая и большая полуоси эллипса. — Из фиг. 2 видно, что траекторией движения резцов 4 в поперечном сечении (радиальной плоскости) детали является эллипс, описанный точной М, лежащей на радиусе — векторе р. Радиус 01D вращения резца проведен произвольно, а точка М получена проектированием точки D на радиальную плоскость детали, в связи с чем отрезок DM будет параллелен оси 0 Y . На радиусе О,й,выбрана точка О, равностоящая от точек М и D, через точку О, прове- дена прямая O L параллельно оси 01Y„откуда по построению, т. е..повороту на,некоторый угол отрезка

0 0 соответствует поворот в противоположную сторону на такой же угол отрезка о,м.

Рассматривая отрезки 0 0 и О М соответственно как звено а, связанное с радиусом .вращения резца и вращающееся вокруг центра О, с угловой скоростью ар и звено а, вращающееся с угловой скоростью — ор, что следует из (6), вокруг центра О, в этих уравнениях

a > — — а + аз+ а = R+ a, (10) где a> — расстояние между осями вращения детали и инструмента, измеренное в радиальной плоскости детали;

Выведенные уравнения (11) определяют профиль детали в поперечном сечении.

Задаваясь значениями координат точек профиля х, у, угловыми скоростями соц, и решая уравнения (11) относительно R u ф,,получают радиус вращения резцов и угол скрещивания между осями детали и инструмента, обеспечивающие минимальную погрешность обработки. заключают, что движение радиуса — вектора эллипса,р определяется совокупным вращением звеньев а и as в соответствии е уравнением (4). .Значения а, ая и угла g определяют по фиг, 2, 3:

Таням образом,,профиль детали формируют посредством сочетания сложного вращательного движения звеньев а и а, (инструмент) и простого вращательного двирп жения звена а, (делитель).

Траектория вершины резца в относительном движении может быть определена, если заменить реальную схему условной, затормозив деталь и придавая всем звеньям

25 системы угловую скорость, равную по величине и обратную направлению скорости детали.

У полученной трехзвенной системы угловые скорости звеньев а, (звено, соеди30 няющее центры вращения О и 01 по фиг. 2), а, и а, будут соответственно равны: — а ., р о (+Ð 1 о)

Параметрические уравнения искомой кривой в соответствии с уравнениями (3)i

55 при n = 3; а = 0; а — — а — — л будут иметь следующий вид:

a — расстояние от центра детали до наружного профиля, измеренное на отрезке а>.

Подставив в уравнения (9) значения а из равенства (10) и а, азиз уравнений (8), получают

Формула изобретения

Способ точения некруглых в поперечном сечении тел резцовой головкой, которой сообщают движение подачи вдоль оси обрабатываемой детали и вращение с угловой

50 скоростью, связанной определенным соотношением с угловой скоростью, вращения обрабатываемой детали, в одноименном с вращением обрабатываемой детали на818752 вр — угловая скорость вращения рез5 цовой головки;

m — количество резцов в резцовой головке, о а, N х = (R + а )cos ю,t

R(1 + cos ф) R(1 — cos ф)

cos (мр — а,)t cos(" +".И у = — — (R+ а )sin u>,t

R(1 —,— cos )) . R(1 — созф) 2

sin(,) t + р О

s (ð + о а И где х, у — координаты точек профиля (траектории) .в поперечном сечении детали, в прямоугольной системе координат, начало которой лежит на оси детали, ось абсцисс, проходит через оси вращения детали и инструмента в плоскости поперечного сечения детали и направлена в сторону инструмента;

R — радиус окружности, описываемой вершиной резца; а — расстояние от оси детали до ЗО профиля поперечного сечения, измеренное по оси абсцисс; правлении, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет увеличения диапазона изменения кривизны обрабатываемого профиля, ось резцовой головки располагают в плоскости, параллельной оси обрабатываемой детали под углом скрещивания, предварительно задают радиус вращения резцов, выбирают соотношение скоростей вращения детали и головки, обеспечивающее исходный, профиль, максимально приближенный к заданному, в зависимости от числа обрабатываемых граней по формуле где ао — угловая скорость вращения детали;

N — количество обрабатываемых граней; определяют необходимое число резцов, а затем, решая систему уравнений, описывающих траекторию вершины резца в относительном движении, too, co р — угловые скорости вращения соответственно детали и инструмента;

t — время (параметр); — угол сирещивания между осью детали и осью вращения инструмента. при заданных координатах профиля, определяют уточненный радиус вращения резцов и угол скрещивания, обеспечивающие минимальную погрешность обработки.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Патент Германн,и № 58174, кл. 49, опублнк. 1890.

818752 фиг.1

Составитель Н. Сидорова

Техред И. Заболотнова

Редактор Г. Бельская

Корректор С. Файн

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 570/520 Изд. № 380 Тираж 1148 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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