Способ точения некруглых в поперечном сечении тел

 

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к обработке некруглых в поперечном сечении тел типа кулачков распределительных валов двигателей внутреннего сгорания . Целью изобретения является повышение качества обрабатываемой поверхности за счет стабилизации условий обработки. Для этого берут чашечный резец с цилиндрической задней поверхностью и криволинейной передней с формой режущей кромки, определяемой уравнениями в цилиндрич.еской системе координат: R|, V() +1f ; Z Z/cos0-Y-tg6; t,(+Vn, где R,, Z,, (ff - радиус, высота и угол профиля чашечного резца в цилиндрической системе координат; RO - максимальный радиус профиля чашечного резца; О - угол наклона оси вращения чашечного резца в плоскости, проходящей через ось параллельно продольной подаче; iif - угол поворота детали; Z - координата контура чашечного резца; Y - образующая профиля детали в функции угла t ; V - угол давления между образующей профиля детали и контуром чашечного резца; Y - первая производная от образующей профиля детали по углу If, 5 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 23 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4059849/31-08 (22) 04.03.86 (46) 07.01.88. Бюл. № 1 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Ю.В.Петраков и И.И.Муратов (53) 621. 941. 1 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 416163, кл. В 23 В 1/00„ 1971. (54) СПОСОБ ТОЧЕНИЯ НЕКРУГЛЫХ В ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ ТЕЛ (57) Изобретение относится к области металлообработки, в частности к обработке некруглых в поперечном сечении тел типа кулачков распределительных валов двигателей внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение качества обрабатываемой поверхности за счет стабилизации условий обработки. Для э=ого берут ча„„SU„„1364396 А1 шечный резец с цилиндрической задней поверхностью и криволинейной передней с формой режущей кромки, определяемой уравнениями в цилин рической системе координат: R„= (К -У) + 2;

Z„=Z/cos0-1 tg8; V„=@+V„, где R„, ZÄ, (p„ — радиус, высота и угол профиля чашечного резца в цилиндрической системе координат; R — максимальный радиус профиля чашечного резца; 8— угол наклона оси вращения чашечного резца в плоскости, проходящей через ось параллельно продольной подаче; (p — - угол поворота детали; Z — - координата контура чашечного резца; Y --- -образующая профиля детали в функции yr- c ла Ю; V — угол давления между обра Ж зующей профиля детали и контуром чао шечного резца; Y — первая производная от образующей профиля детали по С углу <р. 5 ил.

1 136

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано при точении некруглых цилиндрических поверхностей типа кулачков распределительных валов двигателей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение качества обрабатываемой поверхности за счет стабилизации условий обработки.

На фиг.1 показано сечение плоскостью, перпендикулярной оси вращения детали при 0 =0 ; на фиг. 2 — вид А на фиг.1 при 8=--Оо; на фиг.3 — вид. Б на фиг.1 при повороте оси инструмента на угол 0; на фиг. 4 — график изменения скорости резания; на фиг. 5 изменение заднего угла.

Для реализации способа ось вращения чашечного резца 1 наклоняют в плоскости, перпендикулярной оси детали 2 на угол 1, и в плоскости, параллельной направлению подачи и содержащей ось вращения резца на угол 0 .

Таким образом, оси вращения чашечного резца и детали являются скрещивающимися прямыми. Чашечный резец ориентируют по угловому положению (координата g) в соответствии с угловым положением профиля детали. После этого деталь 2 и чашечный резец 1 приводят в синхронное вращение, последнему сообщают перемещение на требуемую глубину обработки и продольную подачу.

Режущая кромка чашечного резца обрабатывает поверхность детали всегда в точке контакта контура с фиктивным роликом радиуса R, центр 0 которого находится на прямой 0 „0 . Таким образом, пространственно-замкнутая кривая, образующая режущую кромку чашечного резца, определяется в цилиндрической системе координат с осью Z и началом координат в точке О. Максимальный радиус Е профиля чашечного резца соответствует обработке участка профиля детали с минимальным радиусом r . Профиль детали задан подъемом у плоского толкателя в функции полярного угла .

Из геометрических соотношений фиг. 1 и 2 видно, что Y=FD=FM+MD.

Величины FM u MD в функции известных параметров определяются следующим образом.

Из прямоугольного д О„ЕК: О„К=

«!

=(го+у) /cosV, поэтому FK= 01К -Q„F=

4396 2

= f(r +У) /cosV3-r . Из прямоугольнога

ЗСМК;

rä+÷

FM=FKcos a .=(— - -r )cos o((1) .I о cosV o

Из прямоугольника 8CLK К?

=СК sin(Ы,+Ч), где СК=СЕ-ЕК=

=у -(r, +у)tgV. По построению KL=MD, поэтому

Ю= ((у -(г +у) tgVPsin(a(+V) . (2)

10 Подставаляя (1) и (2) в исходное уравнение получаем

rî+

Y=(— - — г ) cos a(,+(y-(r,+у) tgg»

asian(I, +V), После проведения алгебраических преобразований получаем более удобную формулу

V=(ycosV"(г,+y)sinV7sine узinV (r +y) cosV) cos йо, (3)

Ъ

Аналогично можно получить формулу для расчета координаты Z контура резца: Z=CD=CL-DL; из пРямоУгольного

dCKL: CL=CKcos(o(,+V), по построению

DL=KN из прямоугольного dFMK: KN=FK>

»sin of, . С учетом приведенных ранее зависимостей и преобразований получаем о

Х=(усоЗЧ (r +y) sinV) cosdр+ (4)

+fr,-ysinVi-(г +у)cosV)sin a

Из геометрических соотношений фиг. 2 видно, что профиль чашечного

З5 резца в плоскости, перпендикулярной оси его вращения, определяется в полярной системе координат из

R = и

40 (5) у = g + arctg — —.

h R -Y о

В формулах (5) и (6) Y=dY/й V» я0 у=пуИ,Р. Таким образом, профиль чашечного резца определяется перемещением плоского толкателя (образующей профиля детали) в функции угла

Максимальный радиус R режущей кром5 ки чашечного резца задается из условия неподрезания его профиля: Ко 1

-d ч/dP +Y.

Приведенные выше зависимости получены из геометрических соотношений

Здесь угол связан с исходным угломР (полярной координатой профиля

45 детали, заданного плоским толкателем) зависимостью

4 =I3+arctgfy/(r,+y+R)) . (6) 3 13 при 6=0 . Из соотношений фиг. 3 видо но, что при e/0 изменяется координао та Е„=С D à OD =OD=Y, Построения фиг. 3 проведены исходя из условия, что чашечный резец должен контактировать с деталью в точке линии СС параллельной направлению подачи S

Из прямоугольного йИЭ"С :

Z„=C Ncos В, (7) с

Кроме того, ND =С Nsine; С N=C И-NM=

=Z-NM; ON=7-С Ns inc. Иэ прямоугольного dOMN: MN=ONsin8=(Y-С Из1пд) sine.

Отсюда С N=Z-Ysin9+С Nsin 8 и, подставляя найденное выражение С N в формулу (7), окончательно получаем

Я I

Z = — — -У 80. (8)

cosa

Определяем зависимости для углов резания и скорости резания при 8=0

Из фиг. 1 следует, что углы резания, передний и задний в главной секущей плоскости, изменяются в функции угла tP поворота детали о =а(+arctg(y/(r +y+R)) . (9)

Скорость резания V может быть определена по зависимости

r +(dr/d ) г+R(dV/d P) (10) 64396 4 обработки позволяют выбрать оптимальное значение R=-100 мм. При этом скорость резания изменяется по профилю в соответствии с графиком III на фиг.2 (V „ 25 м/мин, V „„ 8 M/MHH) а угол о резания в соответствии с графиком III на фиг.3 (диапазон изменения +6,6 ).

Предлагаемый способ может быть реализован на токарных станках при их незначительной модернизации, заключающейся в установке вращающегося резцедержателя, кинематически связан15 ного со шпинделем.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет обрабатывать методом ротационного точения некруглые цилиндрические поверхности без движения формообразования со значительной стабилизацией условий резания по профилю. Кроме того, обеспечивается значительное повышение стойкости инструмента эа счет увеличения угла за25 острения и многоразовое использование инструмента после его переточек по передней поверхности.

Формула изобретения

30 где ц — частота вращения детали;

r — радиус профиля детали (r= оу) У

По зависимостям (9) и (10) строят графики фиг.4 и 5, характеризующие изменение скорости V резания и заднего угла a(резания при точении кулачка распределительного вала двигателя ВАЗ-2108. Линиями I обозначены графики при R= w. Видно, что скорость

V резания изменяется от 55 до 5 м/мин на вершине кулачка, т.е. диапазон изменения скорости в этом случае максимальный. Угол резания o(остается постоянным по всему профилю e - =о,. Линиями II обозначены графики V u при R=O ° При этом диапазон изменения скорости V резания минимальный 5 м/

/мин, а диапазон изменения угла составляет +34 . Появление отрицательных значений угла на некотором участке профиля означает невозможность обработки кую очка резцом, выставленным под углом a(„=15 . Очевидно, что опримальное решение будет при

04R (®. Расчеты по приведенным зависимостям с учетом влияния скорости V резания и углов резания на качество

Способ точения некруглых в поперечном сечении тел, при котором детали сообщают вращательное движение, а чашечному резцу с некруглой

З5 режущей кромкой — продольную подачу и вращательное движение вокруг оси, скрещивающейся с осью вращения детали, отличающийся тем,,что, с целью повышения качества обра40 батываемой поверхности за счет ста,билизации условий обработки, берут чашечный резец с цилиндрической задней и криволинейной передней поверхностями с формой режущей кромки, 45 определяемой уравнениями в цилиндри ческой системе координат

R =

Z„=Z/cos8-Y

tge;

rAe R n> Z„; о радиус, высота и угол профиля чашечного резца в цилиндрической системе -координат;

55 максимальный радиус профиля чашечного резца;

1364396 — угол наклона оси вращения чашечного резца в плоскости, проходящей через

5 ось параллельно продольной подаче; — угол поворота детали; — координата контура чашечного резца;

Y — образующая профиля детали в функции угла у;

Ч вЂ” угол давления между

И образующей профиля детали и контуром чашечного резца;

Y — первая производная от образующей профиля детали по углу

1364396

V м/мун

70 с, гра7 i

Составитель В.Золотов

Редактор В.Бугренкова Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга

Заказ 6520/8 Тираж 879 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий

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

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