Введение к работе
Актуальность темы,
Борфрезы, которые согласно данным проф. И.И, Семенченко, являются прародителями современных фрез, широко используются в современном машиностроении на операциях механизированной зачистки различных поверхностей,
В конце 20 века в производстве твердосплавных борфрез произошла переориентация с т. н. «чёрных» борфрез, зубья которых изготавливались быстрорежущими фрезами малых (до 10 мм) диаметров с использованием специальных приспособлений и станков на пластифицированных заготовках, на «светлые», у которых зубья шлифуются «по целому» на заготовках, имеющих заданную твердость и форму.
В настоящее время оборудованием для изготовления борфрез являются заточные полуавтоматы с ЧПУ, имеющие от 4 до 5 управляемых координат. Программный комплекс, необходимый для обслуживания такого оборудования, при изготовлении фасонных борфрез в России отсутствует.
В качестве инструментов при формировании режущей части тв ер до сплавных фасонных борфрез применяются алмазные круги, диаметр которых изменяется от 60 мм до 150 мм.
Длительное время (с 1980 г. по 1993 г,) в России не выполнялись исследования, связанные с изготовлением борфрез, а зарубежные технологии и методы конструирования носят характер ноу-хау.
Государственные стандарты на борфрезы (ГОСТ 18945 - 73, ГОСТ 22134-76, ГОСТ 22158-76) до настоящего времени не корректировались, и это сделало практически невозможным их использование, а также приемку изготавливаемой продукции
Винтовые поверхности зубьев борфрез относятся к аксиально - радиальным поверхностям переменного шага и для их изготовления необходимо но классификации проф. С. И. Лашнева решить т, и. кинематическую задачу. Ее суть в том, чти, базируясь на чертеж борфрезы, необходимо определить профиль шлифовального круга и траекторию его перемещения, обеспечивающую изготовление инструмента с заданны Vi Эта задача применительно к фасонным борфрезам не решена. Она осложняется тем, что современные борфрезы используют не только одинаковые (длинные) зубья, но и зубья, разделённые на группы, которые обеспечивают эффективное резание в центральной зоне инструмента, у его вершины.
Не менее значимыми оказались задача технологического обеспечения формирования зубьев и разработка программного продукта для подготовки управляющих программ (УП) к станкам с ЧПУ.
Таким образом, задача формирования режущей части фасонных борфрез с использованием шлифовально-заточных станков с ЧПУ является актуальной для инструментального производства России.
Цель работы.
Совершенствование процесса проектирования и изготовления фасонных борфрез с применением шлифовальяо-заточных станков с ЧПУ, Поставленная цель требует решения следующих задач:
- обобщения форм производящих поверхностей борфрез с целью создания единой математической модели их проектирования и изготовления с помощью дисковых шлифовальных кругов;
- решения кинематической задачи формирования длинных и групповых зубьев на режущей части борфрез и разработки программного продукта для подготовки УП;
- исследования режимов эксплуатации заточных станков с ЧПУ с целью рационального назначения контурных подач, определения рациональных закономерностей изменения основных и зависимых параметров, применения СОЖ, способов правки шлифовальных кругов и способов шлифования;
- построения 3D моделей борфрез и их каркасов с целью проверки правильности конструкций инструментов и управляющих программ.
Методы исследования.
В диссертации использовались положения дифференциальной геометрии, векторного анализа, теории изготовления винтовых поверхностей. Численное и графическое моделирование выполнялось с использованием лицензионного программного комплекса Pro/Engineer фирмы «Parametric Technology Company», сертификат на использование которого имеет автор данной работы. АВТОР зашншает:
- обобщённую математическую модель режущей части борфре-зы, обеспечивающую получение заданных передних и задних углов и учитывающую кинематику шлифовально-заточных станков с 4ПУ;
- методику комплексного проектирования и изготовления фасонных борфрез с обычными и групповыми зубьями на заточных станках с ЧПУ;
- систему коррекции контурных подач в зависимости от условий ъема припуска прн шлифовании зубьев «по целому»;
- методологию использования 3D моделей борфрез и их каркасов, построенные в системе Pro/Engineer для проверки правильности конструкции борфрез и управляющих программ для их изготовления,
Научная новизна работы.
Заключается в разработке методологии комплексного проектировании и изготовления фасонных борфрез с обычными и "групповыми4 зубьям if на чаточных станках с ЧПУ? учитывающей:
- условия профилирования гашгговых поверхностей аксиально -радиального переменного шага;
- закономерности изменения основных и зависимых параметров, характеризующих конструкцию режущей части борфрез.
- кинематические особенности и технологические ограничения зашчных полу автоматов.
Практическая ценность.
Заключается в разработке отечественного программно-методическою комплекса но проектированию и изготовлению фасонных борфрез. адаптированного к заточным полуавтомаїам с ЧПУ мол. ВЗ-392Ф4, ВЗ-452Ф4 производства Белоруссии,
Реализация работы.
Результаты данной работы внедрены на ОАО «Серпуховской инструментальный завод ТВИН 1 ОС» и используются при производстве борфрез с обычными зубьями с 2002 г, а с "групповыми1 зубьями v 2005 гг
