Способ обработки поверхностей с регулярным рельефом

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для получения регулярного рельефа на трущихся поверхностях. например, масляных карманов. Цель изобретения - расширение технологи- , ческих возможностей за счет обработки масляных карманов на внутренних поверхностях с более широким диапазоном их размеров и частоты расположения . Обработку детали 1 ведут инструментом (оЬрезой) 2. Детали 1 и инструменту 2 сообщают относительную осевую 5 и круговую S подачи, которые определяют из соотношения SOC-SKP (.-S.l.K )-s;,,, где S,p 2 iTr arccos 1 - (R - r) + + (3r - R - t) + 4r(r - t) - : : 2R ( r2 + t2 + 2Rt -- 2Rr - - 2rt) - arccosd - b : 2R) :. Q , (puf.t

СОЮЗ СОБЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1329921

А1 (50 4 В 23 С 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 402316$/31-08 (22) 11.02.86 (46) 15.08.87. Бюл. 9 30 (71) Одесский политехнический институт (72) Г.В.Новак, А.B.Якимов и И.М.Буюкли (53) 621.914.37(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 948625, кл. В 24 В 7/02, 1980. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

С РЕГУЛЯРНЫИ РЕЛЬЕФОИ (57) Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для получения регулярного рельефа на трущихся поверхностях, например, масляных карманов. Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет обработки масляных карманов на внутренних поверхностях с более широким диапазоном их размеров и частоты расположения. Обработку детали i ведут инструментом (фрезой) 2. Детали 1 и инструменту 2 сообщают относительную осевую Я« и круговую $„ подачи, которые определяют из соотношения

S«S„ = (S„: Ñ8„, ) S„„, где S„

= 2» r jarccos (1 — t (8Rr (R — r) + " <" — — > < — "> — t 13:

jot (2R(R + r2 + tã +

2rt>j — агссоя (1 — Ь ю 2R » ю

2 . 2

13299

; z агссоз j1 — tIRRr(R — г) + (4К(3г-!

) — 4г(г + t) — t jI >R (!! +

+ rz + t + 2Rt — 2Rr — 2rt)), причем область допустимых S ограничена зависимостью b S„ S„

) ! а + S S при изменении м,к м.к. -! !

S в диапазоне от О до S„S„„ ко

\ и

Q S „и зависимостями b < 2 R—

-ES S -b; а Я S

)(р )) м )(, S S, j1: О,С С С при О, кр ., мк, С,С С й0,5, 1: 1 — О, С! С С при

21

О, C,С С О, )) прн S„ )! м,к. и а Я," где К, г — соответст =! венно радиусы детали и инструмента;

Z — число режущих лезвий инструмента (зубьев фрезы); а, Ъ, t — соответственно ширина (ширина зуба фрезы), длина и глубина масляного кармана; п — число каРманов, Я„, Я„„, Я„, соответственно площади внутренней поверхности деIàëè, единичного масляного кармана и суммарная, занимаемая масляными карманами; Е, О, С,, С, С вЂ” соответственно целая -и дробная части отношения длины окружности детали к S„, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для получения регулярного рельефа на трущихся поверхностях, например, масляных карманов.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет обработки масляных карманов на внутренних поверхностях с более широким диапазоном их размеров и частоты расположения.

На фиг. 1 представлена схема обработки, на фнг, 2 — схема для вывода зависимостей.

Обработку детали 1 с радиусом r производят инструментом (фрезой) 2 с радиусом R. При обработке детали сообщают вращение в линейной скоростью V,, а инструменту — вращение с линейной скоростью V . В результате детали 1 и инструменту 2 сообщается относительное движение круговой подачи со скоростью Я . Кроме того, инструменту 2 и детали 1 сообкр щают относительное движение осевой подачи со скоростью Я, .

Усредненные ширина а, длина Ъ и глубина t единичного масляного кармана и отношение суммарной, занимаемой масляными карманами, площади к площади внутренней поверхности изделия заданы. Для конкретных условий они могут быть определены эксперимен. тально либо расчетным путем. Положим также, что обработка осуществляется фрезой с числом зубьев, равным Е, и шириной зуба, равной ширине масляного кармана а.

Полная площадь трущейся поверхности

Я)) = 2))ЯЛ.

4! где L — - длина детали.

Площадь, занимаемая масляными карманами, составляет

gSìк и

15 где k — количество масляных карманов на одном витке спирали, получаемой при относительном вращательном и поступательном движении фрезы и детали.

k =2М: S

° )(I) У

30 где 1 — количество витков.

Я,. где .n — количество масляных карманов на внутренней поверхности изделия.

20 п = k)kz (3) 1329921 в. = arccos(1 — В /2R ), P = arccos(1 — В /2r ), — ay ceo s (1

Учитывая, что в процессе формирования единичного кармана зуб фрезы и деталь находятся в контакте одно и то же время и перемещаются по дугам окружностей с радиусами z u R co10 ответственно со скоростями V u

ФГ

Ч,, можно записать (R Sop к ) мк

S и ос кр 8мк

1=

rP=V

К(Ы вЂ” м,) = V«, 15

Деля почленно, имеем

Чдет

20 ТГ

2 hr 2 . Pl

Вг В . R arccos(1- —,)-R arccos(1- —,) Де

2R 2R

Ч,р. r arccos (1 — —,)

В (7)

2r г

Выразим величину В„ через величиныRru

Для этого выразим расстояние между осью фрезы 01 и осью детали О (наладочный размер, определяющий глубину масляного кармана) через величины Г R t H Bp °

2 r

Ает <рр

Отсюда

00, = R — r + t ° (б) смотрения д ВОД и д ВО, Д.

40 г В . г Вв

4 4

В в

Вг о

Вг

2R (1 — созМ), 2r (1 — cos f3)

2R (1 — соя Ы,).

Отсюда получаем г 8R rt-8Rr t+12Rrt -4R t -4Rt -4r t +4rt

Ъ г 2 . г г е 2 z 3 4

В— о у+г -2Rr+2Rt-2rt+tz

Подставляя выражения (7) в выраже- 50 ние (6), получаем зависимость формулы изобретения.

Подставляя выражения (5) и (4) выражение (3) и далее в выражение (2),получаем

С учетом полученного и выражения (1) окончательно получаем зависимость

3а время, равное времени поворота фрезы на шаг фрезы, вершина зуба фрезы проходит расстояние

За это же время деталь согласно определению круговой подачи поворачивается на дугу длиной Я„

Учитывая, что S „ и t .пройдены за один и тот же промежуток времени, можно записать где Ч„ и V — соответственно скорости (линейные) детали и инструмента (фрезы).

2 кг Ч*е, кр z Ч рассматривая дВО, А и дВОС (фиг.2). . получаем

Из анализа соотношений формулы изобретения следует, что необходимо

i в области изменения S имеются та- кр кие параметры, которые приводят к наложению масляных карманов друг на друга.

С учетом выражения для о, ос, и 8 получаем

00, можно определить также из рас"

Приравнивая правые части, преобразуя и решая относительно В, получаем

Исключение случае наложения .возможно направленным варьированием параметрами инструмента и скоростью резания с проверкой отсутствия случаев наложения методом проб либо привлечением ограничительных зависимос-. тей, приведенных в формуле изобрете" ния. Последнее предпочтительнее.

Ограничительные зависимостив различных диапазонах изменения Sк отличны.

1329921

Для исключения случаев наложения масляных карманов, принадлежащих соседним виткам, S, должно быть таким, чтобы карманы следующего витка размещались между карманами предыдущего, т.е. расстояние в окружном направлении между ближайшими карманами соседних витков должно быть больше длины кармана. Математическая запись

10 данного условия имеет вид Ь 2и К— — Е S«» S„— В, где Š— отношение длины окружности детали к S» (целое число).

Следующим необходимым условием, дополняющим предыдущее, является несовпадение масляных карманов, при-. надлежащих виткам через один и более, т.е. произведение S, íà число масляных карманов, принадлежащих после20 дующим виткам и размещенных между соседними карманами исходного витка, должно быть больше ширины масляного кармана. Математическая запись этого дополнительного условия имеет вид

» S „„а

Б м.к

S ас

КР

0 С С С р 1 1 С2 ° а о 6 01 )

9 < 2 о в

1 — 0 С С С при О,С<С2(, 0,5, 112.3еае

Б

Здесь в правой части неравенства первый сомножитель равен осевой подаче {получен из первого соотношения формулы изобретения делением правой и левой частей на S ) . Второй сомно- 35 к<) житель - это число масляных карманов, принадлежащих послецующим виткам и размещенных между соседними карманами исходного витка. С„С С вЂ” отношение длины окружности детали к S

Ки, (дробное. число).

Предлагаемым способом цепесооб.разно наносить масляные карманы до финишной обработки, а в случае термообрабатываемых деталей — до термоБп (— Бм к

1=<

t I BRr (R-г) +г. (4R(3r-Rкр

2 (! К are< os 1

2R2 (R2+r2+tã +2Rt

t (8Rr(R-r)+t 4R (3» — R — t)-4»(r+t)-» ß » = »»» »».причем область допустимых значений

55 Б» ограничена зависимостью

В» S (Б и

kI) а (S м.к

В диапазоне изменения S„ от 0 до

Tl

S S а,«> S S что оче.ъ,ф<. . м«> «p >

1 видно исключает наложение масляных карманов на одном витке в направлении круговой подачи, и Б„ Б „ к л

Б . Последнее нера)«. п. венство исключает получение значений S e а, т.а. исключает наложение .ос масляных карманов в направлении осевой подачи, что проверяется непос редственной подстановкой в первое, соотношение формулы изобретения.

При S„> S„S, /a° ., Б". в силу м . к первого соотношения формулы изобретения S с а и возможно наложение карманов в направлении осевой подачи, Возможно наложение карманов, принадлежащих соседним виткам, либо через один и более. обработки с учетом припуска на финишную обработку. формула и з обретения

Способ обработки поверхностей с регулярным рельефом, при котором детали и инструменту сообщают относительные осевую и круговую подачи, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обработки масляных карманов на внутренних поверхностях с более широким диапазоном их размеров и частоты расположения, соотношения осевой Б и круговой

S„ подач определяют из соотношения

t)-4г(r+t)-t1(21 ь

"ñño$(1 2В )

Кс -2гt) 1329921 при изменении S в диапазоне от О ! n до S Sö „.,> S H зависимосh

1= 1 тями

В с 2М вЂ” ES S — В ,к к у

В м.к при Оэ С,СгСэ ° ° ° Оэ5 а кР

О у С 1 С С ° ° °

1 при О, С„С С ....3 0,5

П . - м,к

1=1 — coответственно площади внутренней поверхности

Вм.: а

1=1 при S « S„ изделия, единичного масляного кармана и суммарная, занимаемая масляными карманами, гдеR, r—15

Е,О,С,, С С1 ° ° °

20 а,Ь,t— ив

l м.ic

Составитель M.Êoëüáè÷

Техред Л.Сердюкова Корректор Е,Рошко

Редактор Н.Швыдкая

Тираж 974 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретения и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.. 4/5,Производственно-полиграфическое предприятие,. г. Ужгород, ул. Проектная, 4 соответственно радиусы детали и инструмента число р ежущих лез вий инс трумента (зубьев фрезы); соответственно ширина (ширина зуба фрезы), длина и глубина кармана; число карманов — соответственно целая и дробная части отношения длины окружности детали

Вкр