Способ обработки сложных линейчатых поверхностей с переменной малкой

 

Изобретение относится к области механической обработки сложных линейчатых поверхностей с переменной малкой. Обработку осуществляют jHa , Buff А трехкоординатном станке с программным управлением. Деталь 1 устанавливают под углом 0 к плоскости стола станка, равным e-arccg-.. osIf +arctp(ccg;,-CE,tg|. . sinf.) J Гиакс. малка в i-м сечении и наибольшая из заданных малка; угол дуги между сечениями i-м и с наибольшей из заданных малкой. Угол наклона задают при помощи приспособления 4 в плоскости .У, которая повернута относительно плоскости Т, в которой необходимо получить наибольшую из заданных малок, на угол 5 arctg ccg| ;-tg;ii/tg|i, sin;. в I направлении увеличения малки. Обра (Л ботку ведут концевой фрезой 3. Способ позволяет повысить качество за счет того, что деталь 1 ориентирована таким образом, что поверхность имеет равные приведенные малки. 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУбЛИН

„„Я0„„1271 ©1 4 В 23 С 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ви/4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3922759/25-08 (22) 24.04.85 (46) 23.11.86. Бюл. Р 43 (72) А.И.Александров (53) 621.914.37(088.8) (56) Куницкий В.А. и др. Способ обработки деталей со сложными фасонными поверхностями на трехкоординатных фрезерных станках с ЧПУ. — Сб. тезисов докладов. Материалы Республиканской научно-технической конференции Повышение эффективности производства в машиностроении на основе применения технологического оборудования с ЧПУ". — Киев, 198д, с.100-103. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СЛОЖНЫХ ЛИНЕЙ,-ЧАТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ С ПЕРЕМЕННОЙ МАЛКОЙ (57) Изобретение относится к области механической обработки сложных линейчатых поверхностей с переменной малкой. Обработку осуществляют на трехкоординатном станке с программным управлением. Деталь 1 устанавливают под углом к плоскости стола станка, равным сг.

e arccg— А

cos jf +arccp(ccgp с р,/egg „„. sing))

1 где J,, J „«„— малка в i-м сечении и наибольшая из заданных малка; угол дуги между сечениями i-м и с наибольшей из заданных малкой. Угол наклона задают при помощи приспособления 4 в плоскости .У, которая повернута относительно плоскости Т, в которой необходимо получить наибольшую из заданных малок, на угол сЗ (cry, rgb /t:È ìàêñ sing) в направлении увеличения малки. Обработку ведут концевой фрезой 3. Способ позволяет повысить качество за счет того, что деталь 1 ориентирована таким образом, что поверхность имеет равные приведенные малки. 9 ил.

12716

Изобретение относится к машиностроению, а именно к механической обработке сложных линейчатых поверхностей с переменной малкой на трехкоординатных станках с числовым программным управлением.

Цель изобретения — повышение качества обработки эа счет ориентирования детали таким образом, "ro поверхность имеет равные линейные углы IO двухгранных углов между плоскостью стола станка и касательными плоскостями к обрабатываемой сложной поверхности, т.е. равные приведенные малки, На фиг.1 показано положение плос- 15 кости V, в которой располагают деталь под углом, относительно сечения Т детали с наибольшей малкой в плоскости стола станка; на фиг.2 наклонно установленная под углом к 20 столу станка деталь и вертикально расположенная концевая фреза„ вид сверху; на фиг.3 — вид А на фиг.2; на фиг.4 — вид Б на фиг.3 на фиг.5— сечение В-В на фиг.4; на фиг.б — се- 25 чение Г-Г на фиг.4; на фиг.7 — математическая модель предлагаемого способа; на фиг.8 — пример поворота на угол g системы координат Х ОУ относительно системы координат ХОУ при 30 реализации предлагаемого способа; на фиг.9 — пример расположения детали в системе координат Х ОУ при реализации предлагаемого способа.

- Деталь 1, имеющая конструктивные элементы 2, ограничивающие по высоте сложную с криволинейным контуром поверхность R типа переменной малки с верхним L и нижним G направляющими контурами и углом дуги f; между се- 40 чениями с заданными малками, устанавливается наклонно к плоскости стола станка. Угол наклона задают в плоскости V, повернутой относительно плоскости Т с наибольшей малкой на

45 угол, путем вращения детали из плоскости стола станка вокруг оси

М-М (фиг.1).

Обработку поверхности R ведут вертикально расположенной концевой фрезой 3 по верхнему Ь и нижнему G сов—

50 мещенным направляющим контурам. Проекции верхнего L и нижнего С направ— лящих контуров на плоскость стола станка накладываются с некоторым смещением с, (Лиг.2).

Угол наклона детали 1 задают между плоскостью стола станка H u плоскостью основания детали К с по79 Х е мощью приспособления 4. Обход ограничивающих по высоте конструктивных элементов 2 осуществляют перемещением фрезы 3 по координате 0Z, на необходимую величину (фиг.3).

В плоскости сечения В-В, проведенной перпендикулярно плоскости основания Н детали, угол между плоскостью основания Н детали и плоскостью стола станка равен „ „, причем меньшеО, и малку получают равной 0wn c (фиг 5)

В плоскости сечения Г-Г, проведенной перпендикулярно плоскости основания W детали, т.е. пл.сеч. Г-Г 3 пл.осн. И, (1) угол между плоскостью основания W детали и плоскостьюН стола станка равен Г;, причем P, меньше,a и малку получают равной ; (фиг.б).

Плоскость ACP — математическая модель плоскости стола станка 4 (фиг.7). Плоскость АВС вЂ” математическая модель плоскости W основания детали. Линия M-M -- линия перес.чения плоскости ACP и плоскости АВС (условная ось вращения детали из плоскости и стола станка на угол 9 . Угол

BDP — линейный угол двугранного угла .между плоскостями АВС и АСР, т.е. угол 0 наклона детали к плоскостиН стола станка. Плоскость BDP — плоскость Ъ, в которой задают угол наклона6 . Плоскость BCF — мгновенная плоскость обработки, касательная к сложной линейчатой с криволинейным контуром поверхности R в точке Б направляющего контура. Плоскость ABP плоскость сечения с заданной малкой (плоскость S, фиг.4), проведенная перпендикулярно плоскостям АВС и

BCF, т.е. пл ABP ) пл АВС; (2) пл.ABP ) пл.ВСР (3)

Отрезок ВК вЂ” перпендикуляр к плоскости АСР,, опущенный иэ точки В, т.е.

ВК L пл.АСР, (4) и является математической моделью линии фрезерования вертикально расположенной концевой фреэой.

Угол PBF — угол ;, дополняющий угол ABF до прямого, т.е.

I ABP == P ВЕ+ ABF =9 0 (5)

Угол ABD — угол поворота Я плоскости

ВПР, т.е. плоскости V, относительно плоскости АВР, т.е. плоскости S.

На основании условия (2) отрезок

АВ перпендикулярен отрезку ВС, так з 1271679 как оба отрезка принадлежат двум взаÂÐ сВР,. =--. (17) имно перпендикулярным плоскостям, т.е.

АВ 1 ВС. (6)

Отсюда следует, что прямоугольные треугольники АВС и ADB подобны, так как угол BAD общий. Значит, угол АСВ

Рассмотрев треугольник DBP, получим

ВР=РР срО . (18)

Рассмотрев треугольник ADB, получим

DP=AB icos g . (19)

Подставив формулу (! 9) в формулу (18), получим

ВР=АВ-cosg tpe (20)

Подставив полученную зависимость (20) в формулу (17), получим

tlap,,=cosg, сЩ (21)

HJIH с 0= срИ (22)

cos

Для граничных условий, когда заданы значения малок в нескольких сечениях и геометрия криволинейного контура сложной линейчатой поверхности через угол дуги ; при постоянном угле наклона 8 детали к плоскости стола станка, получим из равенства (22) Кроме того, отрезок AP перпендикулярен любой прямой, принадлежащей плоскости BFC и проходящей через точку Р, значит, AP 1 BF . (10) д

Треугольники ABP u BFP на основании условий (9) и (10) прямоугольные, поэтому они подобны, так как угол APB общий. Значит угол ВАР равен углу PBF и равен /";, т.е. ВАР= РВР= P(° (1 1)

На основании условия (3) отрезок BC перпендикулярен плоскости АВР, так как отрезок ВС принадлежит плоскости BCF л t ч / мд кс

=C

cosf (23) для сечения с наибольшей заданной малкой !" 0 и скР

cos(g+ Р;) (24). для сечения с заданной малкой )4

t повернутого на угол, относительно сечения с наибольшей малкой м иакс

Приравняв выражения (23) и (24), получим пропорцию

Проведя преобразования пропорции (25), получим равен углу ABD и равен "

На основании условия (4) плоскость BCF перпендикулярна плоскости

АРС, так как проходит через отрезок

ВК, т.е. пл.BCF 1 пл.АРС. (8)

Отрезок AF перпендикулярен плоскости BFC, так как является линией пересечения двух плоскостей (пл.АРС и пл.АВР), которые. перпендикулярны плоскости BCF. На основании условий (3) и (8) следует

AP 1 пл.BFC. (9) У

ВС L. пnл .BCF. (12)

Так как отрезок ВР принадлежит плоскости BCF, то согласно условию (12) отрезок BP перпендикулярен отрезку ВС, т.е.

BP1 ВС. (13)

Отрезок ВС и отрезок АВ определяют плоскость АВС, поэтому согласно условиям (12) и (13) отрезок BP перпендикулярен плоскости АВС, т.е.

BP l пл.АВС . (14) 10 !

20 савв-- --- — — - - —, (25) cos g соз(у+ P,.)

cos g tpP;=cos(g+ P;) tpp (26)

cosg.top;=(cosJ cos (h;—

-sing зиф;) tgp (27) Отрезок BD принадлежит плоскости

АВС, поэтому отрезок BP перпендикулярен отрезку BD, т.е.

BD 1. BP. (15) 50

На основании условий (4) и (15) треугольники DBP u BKP прямоугольные.

Эти треугольники подобны, так как угол BPK общий. Значит, угол BDP ра: вен углу PBK и равен О, т.е. 55 BDP=ePBK=8. (16)

Рассмотрев треугольник АВР, получим

s1n7 s1n 1; tpf1

=cosg(costi tp1 «сдр;)! (28)

s1n3 созе; ся!»„„, -rgb. — — =tpg= — — —.-- — — - — - - -; (29)

COS g S1Пф ° tPPg yg f=arctg(ctp ф,. . . (30) сяР; с ис. з1Ч

Подставляя значение угла поворота иэ формулы (30) в формулу (24) полччим

12 71679 б ного направляющего контура, в котоPbIX C0IIPHrGIoTCH C HHM ОграНИЧИВающиЕ по высоте конструктивные элементы, и точек, которыми ограничивается рабочий ход фрезы. Границу рабочего хода задают с учетом рассчитанного смещения на величину .

Значения ординат точек У1, У и т.д. пересчитывают по формуле

У" =У cose где () — рассчитанный по формуле (32) угол наклона.

11

Пересчитанные значения ординат У,, и

У2 и т.д. используют вместе со значениями абсцисс Х,, Х2 и т.д. (абсциссы не пересчитывают) для расчета управляющей программы.

Программу перемещения по координате OZ задают как функцию от пере»

20 мещения по координате ОУ

Л)» со() где — перемещение (количество элементарных перемещений) по координате;

25 перемещение (количество элементарных перемещений по координате ОУ 7.

На.участках, где имеются ограничивающие по высоте конструктивные элементы, вводят соответствующую коррекцию в программу перемещения по координате 0Z. Например, если эквидистанта сложной линейчатой поверхности ограничена основанием высотой с, то перед рабочим ходом вдоль эквидистанты вводят коррекцию на величину t

tà1 сф- — — — — — ---- "-- сos (P+arссg(сrg1;

tg )"; сп м„„„sing, (31) 5 верхности, рассчитыван)т величину увеличения рабочего хода фрезы вдоль верхнего направляющего контура (при этом ; =0) или для нижнего направляющего контура (при этом Р, равно углу дуги на30 правляющего контура). На величину рассчитанного увеличения рабочего хода 6 продлевают в сторону увеличения малки верхний и в сторону уменьшения малки нижний направляющие кон- Зб туры обрабатываемой детали соответст венно. При этом выдерживают такую же кривизну, как и на соответствующем участке направляющего контура (т.е. у края детали)., r

cos0 ирГ

Й-arctg- (32) ипг, co»11, +arctic(ctgp,- — — -- - - —.---) j

ts г„„ a(np, Для реализации предлагаемого способа необходимо выполнить следующие операции.

С заданной проекции контура сложной линейчатой поверхности типа переменной малки графическим способом замеряют значения угла 1 дуги между сечениями с наибольшей малкой и малкой (и; . Используя полученное значение угла ; и значения заданных малок, находят по формуле (30) угол поворота, а по формуле (32) угол Q наклона детали к плоскости стола станка.

По формуле 6.=h tgÎ, sin(3+, Ь;), где h — высота обрабатываемой сложной линейчатой с криволинейным контуром поНа графическом изображении контура сложной с криволинейным контуром поверхности детали строится система координат ХОУ. Ось ОУ этой системы параллельна перпендикуляру, а ось ОХкасательной к криволинейному контуру в точке, в котором задана наибольшая малка. Строят там же систему координат Х ОУ, повернутую на угол " относительно системы координат ХОУ в сторону увеличения малки.

В повернутой системе координат

Х ОУ замеряют координаты нескольких точек направляющего контура детали: (Х,, У1); (Х, У ) и т.д. Причем замеряют координаты точек криволинейОбработку детали ведут на трех"0 координатном станке концевой фрезой по управляющей программе, записанной для системы координат (Х У"Z).

Формула изобретения

Способ обработки сложных линейчатых поверхностей с переменной малкой на станках с ЧПУ, при котором обработку ведут концевой фреэой, которую

50 перемещают по трем координатам относительно,цетали, причем последнюю устанавливают под углом к плоскости стола станка, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьппения кау честна обработки, угол наклона детали . к плоскости стола станка определяют по формуле

1271679 =>«tg си 1

cos(p;+arctg(ctgр; — — — - ° =, )!

- иХ. где О -"угол наклона детали к плос- и задают его в плоскости разверну5

У кости стола станка; той от плоскости, проходящей через

1;—

; — угол дуги мелщу сечениями сечение детали с наибольшей малкой детали с наибольщей малкой перпендикулярно плоскости основания и i-м сечением; детали, в направлении увеличения мал„; значения малки в i-м сече- ки на угол нии и наибольшей малки со-, tgf; ответственно, иакс в п0

1271679,Фиакс

1271679

Г-Г фиг. б! 271679

Составитель М.Кольбич

Редактор О.Бугир Техред Н.Глущенко Корректор E.Ðîøêî

Заказ 6283/ 15 Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул.Проектная, 4