Способ контурной обработки фасонных поверхностей

 

СПОСОБ КОНТУРНОЙ ОБРАБОТКИ ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, при котором инструменту и детали сообщают формообразующее перемещение, а детали перемещение задающей подачи с переменной скоростью, отличаюьщийс я тем, что, с целью стабилизации подачи по контуру, измеряют первую и вторую производные от формообразующего перемещения по текущей координате и изменяют задающую подачу обратно пропорционально измеренным производным. (Л / о эо in Гч| О :лэ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (u) А

3(5)) В 23 С 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3556241/25-08 (22) 24.12.82 (46) 15.04.84. Бюл. В 14 (72) Ю.В. Петраков (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (53) 621.941(088..8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 432985, кл. В 23 С 3/08, 1974. (54) (57) СПОСОБ КОНТУРНОЙ ОБРАБОТКИ

ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, при котором инструменту и детали сообщают формообразующее перемещение, а детали— перемещение задающей подачи с переменной скоростью, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью стабилизации подачи по контуру, измеряют первую и вторую производные от формообразующего перемещения по текущей координате и изменяют задающую подачу обратно пропорционально измеренным производным.

1085703

Изобретение относится к металлообрабОтке и может быть использовано при контурной обработке фасонных поверхностей на копировальных стан. :ках. 5

Известен способ копировальной обработки фасонных поверхностей, предусматривающий относительное формообразующее перемещение инструмента и детали при сообщении последней пе- 1О ременной скорости задающей подачи, при котором для стабилизации подачи инструмента по контуру вращение детали осуществляют с переменной скоростью так, что скорость при обработ- 15 ке выпуклых участков больше, чем при обработке вогнутых (1) .

Однако скорость задающей подачи изменяют в зависимости от кривизны (радиуса кривизны) . Это затрудняет . 20 широкое применение известного способа так как предопределяет его реализацию только устройствами программного изменения скорости после предварительного расчета управляющего .воздей-25 ствия по известным зависимостям.

Цель изобретения — стабилизация подачи инструмента по контуру обрабатываемой детали.

Поставленная цель достигается тем 50 что согласно способу обработки фасонных поверхностей цилиндрическим инструментом, при котором инструменту и детали сообщают формообразующее перемещение, а детали — перемещение задающей подачи, с переменной скоростью, измеряют первую и вторую производные формообразующего перемещения по текущей координате и изменяют задающую подачу Обратно пропор 40. ционально измеренным производным.

На фиг.1 представлена звездочка кулачкового дифференциала (выпукловогнутый профиль), на фиг.2 — кулачок распредвала (выпуклый профиль); на фиг.З вЂ” сопряженная деталь бесшпоночного соединения, на фиг.4,профиль цилиндрического кулачка токарного многошпиндельного автома50 та.

При обработке деталей на станках с системой формообразования в поляр.ных координатах, т.е. при вращении . детали вокруг некоторого технологи- 55

I ческого центра с угловой скоростью

:Юзадающей подачи и относительным формообразующим перемещении, подача инструмента по контуру определяется зависимостью

Ик "зч я ъ cosy (1) где Рк - текущий радиус кривизны, "и — радиус инструмента;

1 эц - текущий радиус эквидистанты центра инструмента; - угол давления в паре инструмент — деталь.

Знак "+" при обработке выпуклых профилей, знак "-" лри обработке вогнутых.

Из геометрических соотношений схемы формообразования имеем зи (+ 2 со5у эи Зи! ° где 151, — первая производная от формообразующего перемещения по текущей координате.

Кроме того, радиус кривизны эквидистанты

Р и к,и)э

"о1 эи 2 "эи- эи эи учитывая, что РКэ =Rq+ 4 и подставив зависимости (2) и (3) в (1), получим новую формулу для расчета скорости задающей подачи для получения стабилизированной нормативной подачи би на всех участках профиля иИэи+" эи

И= 1 зи кэи1 - "и(R H 2Rэи-1 эий и)

Аналогичную зависимость можно получить при схеме формообразования в декартовой системе координат. В этом случае скорость 4 перемещения по одной из координат является задающей подачей. Подача инстручента по контуру

"к Ч

Як+ач сова

Радиус кривизны эквидистанты """эи) къ

ЭИ

Подставив (6) в (5) с учетом приведенных выше соотношений, получим

Sg ling Кэи)

Ф

k" "эи) "и " и з .1085

Из анализа зависимостей (4) и (7) следует, что для получения постоянной подачи инструмента по контуру в обоих случаях необходимо изменять задающую подачи обратно пропорциональ" 5 но производным от формообразующего перемещения по текущей координате.

Так, при обработке фасонных поверхностей с небольшими углами подъема профиля можно пренебречь величиной

Я „. С достаточной для практических целей точностью можно пользоваться зависимостями бн н

Ц .. е

+ "и " ивэи

"Эи+ "и- о зи

При обработке профилей относительно небольшим инструментом можно пренебречь величиной к „. Кроме того, учитывая, что при обработке со схемой формообразования в полярных координатах углы давления, как пра- . о вило, не превышают 60, получим и 54 - . Ч бн

Следует отметить, что в зависимости от конкретных условий обработки формулы (8) и (9) могут быть упрощены. Например, при шлифовании кулачков распредвала практически любого двигателя внутреннего сгорания радиус инструмента всегда значительно больше величины подъема профиля, чем определяется малость углов давления.

Поэтому можно принять R и = +H+R, 40 где Ро — радиус начальной окружности кулачка. Воспользовавшись зависимостью (8), получим н д "- (10), 45

" o зи где Н вЂ” объем. профиля.

Приведенные выше зависимости ана«

Y литически показывают связь между требуемым законом изменения задаю- . 50 щей подачи и производными от формообразующего перемещения по текущей координате. Видно, что эта зависимость имеет характер обратной пропорциональности. Таким образом, ука- 55 эанные отличия предлагаемого способа ,обеспечивают постоянство подачи инструмента по профилю. Кроме того, 703 обеспечивается простота и универсальность устройств для реализации, в качестве которых теперь может быть использован следящий привод, входное воздействие которого формируется в соответствии с предлагаемым способом.

Для реализации способа инструменту

1 сообщают перемещение резания, а детали 2 (либо инструменту) сообщают перемещение формообразования.,Непрерывно измеряют производныейэ, и изменяют скорость задающей подачи обратно пропорционально измеренным производным. На фигурах линиями

Aq@ и Ц и обозначены первая и вторая производные, подача инструмента по контуру при постоянной задающей подаче Ян показана линией 5 . Видно, что она непостоянна и изменяется в широком диапазоне. Для стабилизации подачи в соответствии с предлагаемым способом задающую подачу необходимо изменять согласно линии Q . Графики, представленные на фигурах, построены по результатам расчета на ЭВМ и отражают действительное соотношение параметров. Например, при шлифовании кулачков распредвала автомобиля "Жигули" шлифовальным. кругом Ц = 300 мм. можно применять подачу 5н 20 м/мин.

При этом Я и изменяется от 0 на затылке кулачка (при 0эц = 315 мм) до

+100 мм/рад на подъеме (при0зц =

= 316 мм) и до -15 мм/рад на вершине кулачка (при R y 321,4 мм) . Непрерывно измеряя эти величины, необходимо изменять задающую подачу M =

= 22 1/с,й „.„ 3 1/с,(д„,д„ = 47 1/с соответственно.

Предлагаемый способ может быть реализован на копировальных, гидрои электрокопировальных станках путем модернизации их приводов подачи. Модернизация заключается в замене привода на следящий, управляющее воздействие zovopoio формируется согласно предлагаемого способа. Для этого может быть использован как простейший аналоговый преобразователь скорости или ускорения, так и мини-3ВМ, произl водящая расчет по предлагаемым зави- . симостям.. При использовании способа. отпадает необходимость расчета и программирования закона изменения подачи для каждого нового профиля.

Таким образом, использование способа на копировальных станках обеспечит повышение производительности и ка1085703 чества за счет более равномерной загрузки инструмента на всех участках профиля. Кроме того, устройства задаю. щей подачи, работающие по пг здлагаемому способу, обладают широкой универсальностью и не требуют переналадI

6 ки при изменении профиля детали.Использование способа на станках с ЧПУ позволит существенно уменьшить объем работ, связанных с программированием, за счет этого будет получен значительный экономический эффект.

1085703

Рие 4 авааы Зла ГАЗО/10 тр 10З7 Подиви

Филиал ППП "Патаат", и .Уагород, ул. Проектная, 4