Содержание к диссертации
Введение
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВОПРОСОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФАСОННЫХ ДИСКОВЫХ ИНСТРУМЕНТОВ И АВТОМАТИЗАЦИИ ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ САПР. ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕЙ И ЗАДАЧ РАБОТЫ 9
2. РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДЯЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ВРАЩЕНИЯ И ИСХОДНОЙ ВИНТОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ 19
2.1. Анализ"структуры методов профилирования, обоснование целей, задач и структурі системы 19
2.2. Разработка модуля системы численного представления исходной винтовой поверхности 20
2.3. Разработка методов профилирования, базирующихся на численном представлении исходной винтовой поверхности 27
2.3.1. Представление профиля исходной поверхности, заданной совокупностью точек, в виде плавной линии 31
2.3.2. Выбор численного метода решения трансцендентного уравнения функции, представляющей в численной форме исходную поверхность, и ее исследование 34
2.3.3. Разработка модуля определения профиля производящей поверхности вращения по исходной винтовой поверхности, заданной в виде численной модели 40
2.3.3.1. Разработка модуля по определению профиля инструмента на базе схемы численного метода .40
2.3.3.2. Разработка модуля по определению профиля инструмента на базе схемы метода совмещенных сечений 49
2.3.4. Разработка модуля определения профаля исходной винтовой поверхности по заданному
профилю производящей поверхности вращения, заданной в виде численной модели »53
2.3.4.1. Разработка модуля определения профиля винтовой поверхности на базе схемы
численного метода 54
2.3.4.2. Разработка модуля определения профиля винтовой поверхности на базе схемы метода совмещенных сечений 60
2.3.5. Разработка модуля определения размеров срезаемого слоя на базе численного представления производящей поверхности 67
3. РАЗРАБОТКА И ИССІЩОВАНЙЕ СРЕДСТВ МЕХАНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ФОРМООБРАЗОВАНИЕ ВИНТОШХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДИСКОШМИ ИНСТРУМЕНТАМИ 78
3.1. Разработка способа, методики и конструкции прибора для определения профиля дискового инструмента для обработки винтовой поверхности 79
3.2. Разработка иисследование моделей с винтовыми поверхностями . 85
3.3. Определение параметров установки при определении профиля дискового инструмента для обработки винтовой поверхности 95
3.4. Определение точности профилирования 108
3.4.1. Факторы, оказывающие влияние на точность профилирования 108
3.4.2. Разработка критерия оценки точности профилирования НО
3.4.3. Определение влияния погрешности установки, выполнения и масштаба модели на точность профилирования 120
4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ВЙЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
РАБОТЫ 141
4.1. Фрезерование винтовых поверхностей деталей фрезами с заданным профилем 141
4.2. Правка фасонных абразивных кругов для шлифования винтовых поверхностей деталей 152
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 161
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 163
ПРИЛОЖЕНИЕ 175
- СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВОПРОСОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФАСОННЫХ ДИСКОВЫХ ИНСТРУМЕНТОВ И АВТОМАТИЗАЦИИ ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ САПР. ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕЙ И ЗАДАЧ РАБОТЫ
- Анализ"структуры методов профилирования, обоснование целей, задач и структурі системы
- Разработка способа, методики и конструкции прибора для определения профиля дискового инструмента для обработки винтовой поверхности
- Фрезерование винтовых поверхностей деталей фрезами с заданным профилем
Современное состояние и методологические аспекты вопросов проектирования фасонных дисковых инструментов и автоматизации их проектирования в условиях сапр. обоснование целей и задач работы
Специфика проектирования режущих инструментов, предназначенных для обработки винтовых поверхностей, обуславливает необходимость учета и вскрытия многочисленных связей между требованиями к их эксплуатации и производству, рассмотрения большого числа конструктивных и технологических вариантов.
Комплексное решение поставленных задач возможно только на базе широкого применения вычислительной техники и создания систем автоматизированного проектирования (САПР) инструментов.
В настоящее время известны разработки в области создания элементов САПР / 41, 44, 45, 89, 104, 108, 109, III /. В работах М.И.Юдикова / 108 /, М.А.Максимова / 51, 52 / сформулированы основы автоматизированного проектирования металлорежущих инструментов, определены главные направления развития и совершенствования. В частности, указывается, что САПР следует рассматривать как систему проектирования, основанную на применении современных математических методов и средств вычислительной техники.
Современные ЭВМ имеют большие возможности для автоматизации процессов проектирования, однако эффективность их зависит от метода проектирования, положенного в основу программы. Это обстоятельство указывает на необходимость дальнейшего совершенствования аналитических методов проектирования инструментов, которые должны отличаться большой универсальностью и общностью, необходимо, чтобы они комплексно учитывали широкий круг факторов, влияющих на процесс проектирования и конструкцию инструмента. Это отмечается в работах / 45, 85, III /. Кроме того, использование в СШР совершенных методов проектирования позволяет, в конечном итоге, не только получать конкретные эффективные решения, но и, что особенно важно, использовать разработанные системы для проведения научных исследований.
Таким образом разработка САПР вызывает необходимость в систематизации и анализе существующих методов проектирования инструментов для обработки винтовых поверхностей.
Анализ"структуры методов профилирования, обоснование целей, задач и структурі системы
Методические принципы, положенные в основу разработанных методов профилирования фасонных инструментов и, в частности, для обработки винтовых поверхностей деталей, являются едиными / 36, 49, 50, 85 /. В разработке методик профилирования фасонных инструментов условно можно выделить два этапа /40, 50 /. Первый - получение аналитических зависимостей в виде уравнений, описывающих координаты точек, принадлежащих исходной поверхности относительно производящей поверхности. Второй - разработка аналитических методов решения полученных уравнений, на основе внутренних функциональных взаимосвязей сопряженной пары с целью определения из полученной совокупности точек на исходной поверхности тех, которые принадлежат производящей поверхности инструмента.
Современные системы автоматизированного проектирования фасонных режущих инструментов построены на аналитических зависимостях, полученных с использованием указанного методического подхода к их разработке. В результате вид методики профилирования как совокупности формул для расчета профиля инструмента определяется типом инструмента и формой обрабатываемой поверхности. Таким образом при создании систем автоматизированного проектирования фасонных инструментов необходимо предварительно выполнять большой объем аналитической работы для получения зависимостей, позволяющих спрофилировать инструмент,
В то же время возможности современных ЭЕМ позволяют решать творческие задачи / 3 / и, в частности, формирование как отдельных этапов разработки методики профилирования, так и выполнение всей работы, необходимой для синтеза методики профилирования фасонных режущих инструментов в целом. Основой для этого могут служить указанные общие принципы построения методов профилирования.
Разработка способа, методики и конструкции прибора для определения профиля дискового инструмента для обработки винтовой поверхности
Определение профиля инструмента с помощью механических средств моделирования основано на рассмотренной во второй главе схеме графического метода совмещенных сечений. Достоинство данной схемы по сравнению с другими известными схемами заключается в том, что она обеспечивает получение профиля сопряженной инструментальной поверхности даже в том случае, когда сопряженные профили не имеют общих нормалей.
На основании анализа схемы графического метода совмещенных сечений был разработан способ определения профиля дискового инструмента с помощью прибора, оригинальность и новизна которого подтверждена авторскими свидетельствами /19, 13 /
На рис, ЗЛ приведена схема разработанного способа определения профиля инструмента для обработки винтовой поверхности с помощью прибора. Для профилирования используется модель I с винтовой поверхностью идентичной винтовой поверхности обрабатываемой детали. Профилирование производится с помощью мерительного инструмента 2, в качестве которого может использоваться индикатор часового типа или датчик с ценой деления 0,001-0,01 мм и диапазоном измерения 10-50 мм. Мерительный инструмент устанавливается на раме 3, которая может качаться вокруг оси 0И- 0И .
Положение осей 0и0ии 0 0 определяется относительным положением осей инструмента и детали, которое Характеризуется теми же установочными параметрами, что и при расчете, а именно: є - углом скрещивания; f- углом, характеризующим положение точки скрещивания; ш - межооевым расстоянием.
Способ определения профиля заключается в том, что мерительным инструментом определяют координаты профиля винтовой канавки в различных сечениях, положение которых задается угловым положением рамы 2. Затем все положения рамы совмещаются поворотом вокруг оси 0И 0И, а профиль инструмента получается как огибающая результатов измерений при различных положениях рамы.
class4 ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ВЙЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
РАБОТЫ class4
Фрезерование винтовых поверхностей деталей фрезами с заданным профилем
Решение задачи о возможности обработки фасонной винтовой поверхности фрезой с заданным профилем представляет не только научный, но и большой практический интерес, так как позволяет сократить номенклатуру необходимого инструмента и в некоторых случаях отказаться от проектирования и изготовления специальных канавочных фрез. Наиболее сложной из указанного класса задач является определение возможности обработки винтовой поверхности концевой фрезой. На примере решения этой задачи ниже рассмотрен алгоритм определения возможности обработки цилиндрической винтовой поверхности с заданным торцевым сечением. Цель алгоритма - определить параметры установки сО ,& , (L, ъ и диаметр Ъ концевой фрезы (рис. 4.1), при которых возможно получение винтовой поверхности с заданным торцевым сечением при установленном минимальном отклонении профиля о .
В случае, если такая обработка невозможна при установленном о , то определяются параметры установки, обеспечивающие достижение минимально возможного отклонения профиля OmLrt.
На рис. 4.1 приведена схемартановки концевой фрезы диаметром d относительно обрабатываемой детали.
В исходном положении ось концевой фрезы располагается вертикально и пересекает ось обрабатываемой детали под прямым углом, а торец фрезы совмещен с горизонтальной плоскостью, проходящей через ось заготовки. Установка фрезы заключается в перемещении фрезы вдоль своей оси Я,У на расстояние &, и в вертикальной плоскости перпендикулярно собственной оси по ОХ на расстояние % , затем - повороте вокруг горизонтальной оси Q,X на уголок и в заключении - повороте заготовки вокруг вертикальной оси ОУ на yronfi . Перечисленные параметры используются для непосредственной установки концевой фрезы и обрабатываемой детали на станке. Однако в расчетной схеме определения профиля винтовой поверхности при известном профиле инструмента используются только три параметра: угол скрещивания- ; межосевое расстояние-АЛ , а также величина, характеризующая положение точки скрещивания; для случая обработки винтовой поверхности концевой фрезой эту величину определяет расстояние от точки скрещивания до Іот точкийересечения межосевого перпендикуляра осью фрезы ; .) ее торца.
