Способ определения усилий резания при зубофрезеровании

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСИЛИЙ РЕЗАНИЯ ПРИ ЗУБОФРЕЗЕРОВАНИИ , при котором датчик, выполйеввый в виде режущего инструмента, установленного на тензометрической оправке, вводят в зацепление-с однозубой заготовкой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности , В качестве режущего инструмента исполь зуют трехзакодную червячную фрезу, у которой В нормальном сечепии профиль первого захода представляет собой прямоугольник шириной, равной ширийе периферийной кромки зуба фрезы, и высотой, равной высоте зуба фрезы, профиль второго захода имеет боковую и периферийные режущие кромки , равные соответствующим кромкам профиля зуба фрезы, а вторая боковая режущая кромка этого профилявыполнена перпендикулярно к периферийной кромке, профиль третьего захода представляет собой полный профиль зуба фрезы, а наружный диаметр заготовки ВЫПОЛНЯЮТ равным величине Зп1(п + 1), где m - модуль фрезы, п - натуральное число.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СоаМЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН зла i6 23 17/08,:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННМЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3498608/25-08

: (22) 04.10.82 (46) 23.01.84. Бюл. -№ 3 (72) Н. Н. Смирнов и А. 3. Сахаров (7l) Волгоградский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 621.91 (088.8) (56) 1. Ничков Л. Г. Усовершенствование зубообрабатывающего инструмента. М,, НИИМАШ, 1969, с. 68.

2. Сахаров Г. Н. и др. Силовые зависимое, ти при зубофрезеровании методом обкатки.

«Станки и инструмент», 19?2, № 7, с. ЗЗ (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСИ

ЛИЙ РЕЗАНИЯ ПРИ ЗУБОФРЕЗЕРОВА"

НИИ, при котором датчик, выполненный в виде режущего инструмента, установленного на теизометрической оправке, вводят в за„„SU„„1068264 А цепление.с однозубой заготовкой, отличающийся тем, что, с иелью повышения точности, в качестве режущего инструмента исполь зуют трехзахадную червячную фрезу, у которой в нормальном сечении профиль первого захода представляет собой прямоугольник шириной, равной ширине периферийной кромки зуба фрезы, и высотой, равной высоте зуба фрезы, профиль второго захода имеет боковую и периферииные режущие кромки, равные соответствующим кромкам профиля зуба фрезы, а вторая боковая режущая кромка этого профиля выполнена перпендикулярно к периферийной кромке, профиль третьего захода представляет собой полный профиль зуба фрезы, а наружный диаметр заготовки выполняют равным величине

Зт(п + l), где m — модуль фрезы, п — на- е туральное число.

1068264 ки; что невозможно осуществить с помощью известного устройства.

Целью изобретения является повышение точности измерений усилий резания, возникающих при независимой работе режущих кромок зуба червячной фрезы.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения усилий резания при зубофрезеровании, при котором датчик, выполненный в виде режущего инструмента, установленного на тензометрической оправке, вводит в зацепление с однозубой заготовкой, в качестве режущего инструмента используют трехзаходную червячную фре1у, у которой в нормальном сечении профиль

50

Изобретение отйосится к станкостроению а более конкретно к технике измерения усилий резания, возникающих при зубофрезеровании.

Известен способ определения усилий резания при зубофрезеровании отдельным зубом фрезы, при котором датчик с измери. тельным элементом в виде трапецеидальнога резца, вводят в зацепление с одноэубой заготовкой в виде вала, Процесс резания производится на токарном станке. Этот спо- Ю соб основан на моделировании процесса зубофреэерования на токарном станке, и поз= валяет, с определенной достоверностью, оценить усилия резания, возникающие в реальном процессе зубофрезерования (1J

Однако эти результаты весьма приблизительны, Кинематика зубофрезерования значительно отличается от токарной обработки, скорости режущих кромок инструмента относительно офрабатываемых поверхностей при таком моделировании отличаются от ре- 20 альных, что приводит к искажению получаем ы х реэ ул ьта то в.

Известен. также способ определения усилий резания при работе отдельными режущими кромками зуба червячной фреэы, в котором датчик с измерительным элементомрезцом, установленным на тенэометриче "кой оправке, вводят в зацепление с однозубой, заготовкой 12), Недостаток способа состоит в. том, что датчик, имея сходную с зубом фреэы кинематику, однако отличается по геометрйи, в частности задними углами, что влияет на точность измерений, Для регистрации усилий резания, возникающих на зубе фревы, резец необходимо перемещать вручную на величину, соответствующую положению зу- 35 ба фрезы в определенное время в процессе обкатки, что сказывается на точности изме рений.

Существующий уровень техники требует в ряде случаев оценить усилия резания, возникающие на каждой ирежущей икромке 40 зуба фреэы в отдельности и сравнить их сум-: му с усилиями, возникающими при их сов- местной работе, например, при выборе onтимальных схем резания и режимов обработпервого захода представляет собой прямоугольник шириной, равной ширине периферийной кромки зуба фрезы, и высотой, равной высоте зуба фрезы, профиль второго захода имеет боковую и периферийные режущие кромки, равные соответствующим кромкам профиля зуба фрезы, а вторая боковая режущая кромка этого профиля выполнена перпендикулярно. периферийной кромке, про филь третьего захода представляет собой полный профиль зуба фрезы, а наружный ди--. аметр заготовки выполняют равным величине 3m(n + 1), где m — модуль фрезы, ив натуральное число.

Повышение точности измерений усилий резания, возникающих на каждой из трех режущих кромок зуба фрезы, достигается тем, что способ позволяет без какого-либо моделирования, непосредственно на зубофрезерном станке в реальных условиях процесса зубофреэерования измерить усилия резания, возникающие при независимой работе каждой режущей кромки зуба. фреэы эа счет того, что .датчик содержит три группы измерительных элементов,. режущие кромки которых расположены на поверхности трехзаходиого червяка, поэтому кийематика работы датчика в процессе измерения идентична кинематике работы зубьев фре-. зы в реальном процессе зубофрезероваиия..

Измерительные элементы датчика,. составляющие три группы, в нормальном сечении представляют собой на первом заходе прямоугольник с шириной, равной ширине вер-. шинной кромки зуба фрезы, поэтому при прорезании первым заходом датчика единственной впадины однозубой заготовки в процессе резания участвуют только периферийные кромки первой группы измерительных элементов, и осциллограф зарегистрирует толь- ко усилия резания, соответствующие усилиям резания, возникающим при зубофреэеровании только на периферийных кромках зуба фрезы. На следующем обороте эту же впадину формирует второй заход датчика, измерительные элементы второй группы которого в нормальном сечении имеют профиль зуба фрезы, у которого одна боковая сторона перпендикулярна периферийной кромке, а значит в процессе резания участвуют только те боковые режущие кромки измерительных элементов датчика, которые соответствуют профилю фрезы с одной работающей режущей кромкой, при этом осциллограф зарегистрирует усилия резания, соответствующие усилиям резания, возникающим при зубофреэеровании на соответствующей боковой режущей кромке червячной фреэы. На третьем обороте эту же впадину формирует третий заход датчика, измерительные элементы третьей группы которого в нормальном сечении имеют полный профиль фреэы, таким образом; в процессе резания участвуют другие боковые режущие кромки, ко1068264. мой полачи Бросуществляется вручную. После включения главного движения п, в резании впадины одноэубой заготовки 5 на первом обороте принимает участие первый заход 6 датчика I, содержащего первую группу измерительных элементов, имеющих в нормальном сечении прямоугольник шириной, равной ширине вершинной кромки зуба фрезы, и высотой, равной высоте зуба фрезы.

Измерительные элементы первого захода 6 датчика 1 работают только периферийными режущими кромками, усилия резания соответствуют на них усилиям, возникающим на периферийных режущих кромках зубьев фреэы при их независимой работе. Возлействуя иа тенэометрическую оправку 2 через датчик l, они деформируют оправку, на которой каклееяы проволочные тензорезистрры, и образуют сигнал рассогласования. который, усиленный усилителем 3 будет зарегистрирован осциллографом 4. На втором обороте, прорезанную первым заходом 6 впадину; будет формировать второй заход 7 датчика l, содержащий измерительные элементы второй группы, имеющие в нормальном сечении профиль зуба фрезы, у которого одна боковая режущая кромка перпенли кулярна периферийной. Измерительные элементы второго захола 7 работают только режущкми кромками, соответствующими профилю фрезы, поскольку периферийная кромка первого захола уже сформировала впадину ка предыдущем захоле. Таким образом, на втором обороте заготовки 5 осциллограф ,4 по той же схеме зарегистрирует усилия резания, возникающие на олной боковой режущей кромке фрезы при ее независимой работе. На третьем обороте впадину обрабатывает третий saxon 8 латчика 1, солержащий . измерительные элементы третьей

: группы, имеющие в нормальном сечении полный профиль фрезы, т. е. ка третьем заходе

8 в резании участвуют только те режущие кромки измерительйых элементов, которые соответствуют другим боковым режущим кромкам фрезы, и осциллограф 4 зарегистрирует, усилия резания, соответствующие усилиям резания, возникающим на этих боковых режущих кромках зубьев фрезы при кх независимой работе. Для обеспечения описанной последовательности участия работы заходов 6 — 8 датчика I в формировании впадины однозубой заготовки 5 ее наружный диаметр Е4 = 3m(n + 1), где m — модуль фрезы; Il — натурально< число, т. е. равен диаметру такой заготовки при реальном зубофрезероваиии, у которой число зубьев на единицу больше числа, кратного числу заходов датчика, при этом условии всегда обеспечивается необходимый порядок-работы заходов датчика I.

Измерительное устройство для реализации способа (фиг. 1) состоит из фрезыдатчика I теизометрической оправки 2, усилителя 3, осцкллографа 4 и однозубой заготовки 5 и предназначено для определения усилий .резания при зубофрезеровании. Датчик солержит три группы измерительных эле30

45 торые соответствуют оставшейся режущей кромке фрезы, а осциллограф зарегистрирует при этом соответствующие усилия резания. Описанная последовательность участия трех групп измерительных элементов датчика в резании однозубой заготовки в процессе измерения усилий резания обеспечи-. вается тем, что наружный диаметр одкозубой заготовки Dn = Згп(п.+ I), где m модуль фрезы; n — натуральное число, т. е. диаметр выбирается таким, чтобы число зубьев заготовки, соответствующей реальному процессу эубофреэерования, было бы на единицу больше числа, кратного, числу заходов датчика, при таком условии всегда обеспечивается необходимый порядок работы заходов датчика.

На фиг. 1 показано устройство для реали» зации способа, общий вид; на фиг. 2 нормальное сечение з"рехзаходной червячной фрезы. ментов, режущие кромки которых расположекы на поверхности трехзаходкого червяка (фиг. 2). Измерительные элементы в нормальном сечении представляют собой иа первом заходе 6 прямоугольник шириной,.равной ширине периферийной кромки зуба фрезы, и высотой, равной высоте зуба фреэы, оии предназначены для регистрации усилий резании, возникающих при независимой работе периферийной кромки фрезы; ка втором заходе 7 — профиль зуба фрезы, у которого одна боковая режущая кромка пер" пекдикулярка к . периферийной, этот заход. предназначен для регистрации усилий, возкккающих при независимой работе режущей кромки фрезы, имеющей одинаковый с измерительным элементом профиль; на третьем захоле 8 — полный профиль фрезы, предназначенный для регистрации усилий, возникающих при независимой работе третьей кромки фрезы.

Для обеспечения необходимой последовательности работы заходов датчика однозубая заготовка 5 (фиг. 1) и имеет наружный диаметр D =Згп(п+ I), где m= модуль

- фрезы; п — натуральное число..

Способ осуществляется следующим образом.

После врезакия датчика 1 (фиг. 1) в одкозубую заготовку 5 механическую подачу Яр отключают и заготовку 5 обкатывают полных 3 оборота без подачи Ьр с тем, чтобы впадина была полностью сформирована. Затем ориентируют заготовку 5 и подводят к датчику 1, величина нредполагаеТаким образом, способ позволяет без моделирования, с высокой точностью опре1068264

Состаавтещ В. Влодавскид

Редактор Н. Пушненкова Техред И. Вааес Корректор А. Тяско

ЗаказЩЩ5/11 Тираж 72 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам наобфтейФ и от крытнй

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

Филиал ППП cllatem», r. Ужгород, ул. Проектная, 4 делить непосредственно йа зубофрезерном станке усилия резания, возникающие при независимой работе на.. каждой из трех режущих кромок зуба червячной фрезы. Он позволяет также зарегистрировать усилия резания при одновременной. работе всех трех режущих кромок зуба фрезы.

1равнение динамических характеристик, полученных при независимой работе и суммарной работе режущих кромок зубьев фрезы, позволяет судить о целесообразности той или иной конструкции фрезы и наметить пути модерниэации инструмента, а также оптимизировать режимы резания.

Все это позволяет сократить дорогостоя щие стойкостные н другие специальные ис:ледовавия и, следовательно, сохранить инструмент и материалы, используемые для нх проведения.

Для стойкостных испытаний одной конструкции фрезы на различных режимах резания необходима партия деталей иэ 120 щт.

Предлагаемый способ позволяет с высокой точностью определить нагрузки, а значит н характер износа на каждом зубе фрезы при различных режимах, используя толька одну-две заготовки.