Способ обработки винтовых поверхностей лопастей гребных винтов

 

Использование: при обработке материалов режущими инструментами, в производстве гребных винтов и подобных изделий. Сущность изобретения: лопасть гребного винта обрабатывают спрофилированным по радиусу г режущим инструментом.,ось которого скрещивают под углом с осью винтовой поверхности и располагают под углом к плоскости поворота лопасти вокруг вышеуказанной оси. Угол у и радиус г определяют по математическим зависимостям , в которые входят максимальный Умакс и минимальный умин - углы подъема винтовых линий, ограничивающих обрабатываемую винтовую поверхность лопасти, и ширина режущей части инструмента. Обработку осуществляют продольными строчками . При обработке скорость V резания в пределах строчки меняется от Умакс tfDn до Умин я: - г(1 - со8(Хмакс- УМИН ):2, где D - диаметр инструмента; п - число оборотов последнего. 2 ил. w Ё

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4835010/08 (22) 05.06.90 (46) 07.07.92. Бюл.%25 (71) Новополоцкий политехнический институт.им. Ленинского комсомола Белоруссии (72) B.À.Äà Hèëoâ (53) 621.924.6 (088.8) (56) Дружинский И.А; Методы обработки сложных поверхностей на металлорежущих станках. M-Л.: Машиностроение, 1965, с.39, 58.

Авторское свидетельство СССР

М 4180241, кл. В 24 В 19/14, 1984. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЛОПАСТЕЙ ГРЕБНЫХ ВИНТОВ (57) Использование: при обработке материалов режущими инструментами, в производстве гребных винтов и подобных изделий. Сущность изобретения: лопасть

Изобретение относится к обработке материалов режущими инструментами и найдет применение в производстве гребных винтов и им подобных иэделий.

Способы обработки винтовых поверхностей лопастей гребных винтов известны.

Они основаны на сообщении вращающемуся инструменту перемещения относительно лопасти по круговым или продольным строчкам (1). Согласно известному способу (2) обработку осуществляют продольными строчками спрофилированным по радиусу режущим инструментом, ось вращения ко(s1)s В 24 В 19/14, В 23 С 3/18 гребного винта обрабатывают спрофилированным по радиусу r режущим инструментом,ось которого скрещивают под углом с осью винтовой поверхности и располагают под углом к плоскости поворота лопасти вокруг вышеуказанной оси. Угол у и радиус г определяют по математическим зависимостям, в которые входят максимальный умакс и минимальный мин — углы подъема винтовых линий, ограничивающих обрабатываемую винтовую поверхность лопасти, и ширина режущей части инструмента. Обработку осуществляют продольными строчками. При обработке скорость V резания в пределах строчки меняется от Чмакс =,л. Оп до Чмин = K n(D г(1 - соз(гмакс гмин ):2), где

D äèàìåòð инструмента; п — число оборотов последнего. 2 ил. торого расположена в плоскости, перпендикулярной оси винтовой поверхности. В процессе обработки круг перемещают в плоскости, проходящей через ось изделия и образующую винтовой поверхности обрабатываемой лопасти, а деталь перемещают в направлении к кругу и поворачивают вокруг ее оси.

Недостатком известного способа является то, что в процессе обработки непрерывно изменяется скорость резания, так как инструмент контактирует с лопастью точками своей рабочей поверхности, располо1745526 женными на различных радиусах от оси его вращения, Это исключает возможность обработки на оптимальных режимах резания, что снижает стойкость инструмента и отрицательно влияет на качество обработки.

Целью изобретения является повышение производительности и качества обработки, а также стойкости инструмента за счет стабилизации скорости резания.

На фиг.1 приведена схема обработки; на фиг,2 — установка инструмента и контакт его с винтовой поверхностью лопасти.

Лопасть 1 гребного винта обрабатывают с профилированным по радиусу r режущим инструментом 2 (фрезой, шлифовальным кругом), ось3 которогоскрещивается под непрямым углом с осью 4 винтовой поверхности и наклонена под углом у к плоскости поворота лопасти вокруг оси

4, Величина радиуса профилирования r u угла наклона уоси 3 определяют по зависимостям

Ь г—

2 $in макс м н мин Фанаис (2)

2 где Ь вЂ” ширина режущей части инструмента; уМаКс И Умин — МаКСИМаЛЬНЫй И МИНИмальный углы подъема винтовых линий, ограничи вающих обрабатываемую поверхность лопасти.

Обработку лопасти осуществляют продольными строчками, для чего инструменту сообщают перемещение S вдоль образующей 5 винтовой поверхности и согласованное с ним перемещение вдоль оси 4. Для перехода к каждой последующей строчке лопасть поворачивают на ширину строчки вокруг оси 4, Зависимости (1) и (2) следуют из фиг.2. За время обработки каждой строчки инструмент 2 контактирует с лопастью в наиболее удаленном от оси 4 сечении, ограниченном винтовой линией с углом наклона умин. в точке А, а в наименее удаленном сечении, характеризующимся умакс, в точке

В. Точка О пересечения нормалей к прямым

С УГЛаМИ НаКЛОНа Ум: н И yMQKc ОПРЕДЕЛЯЕТ положение центра окружности, по которой профилируют рабочую поверхность инструмента. Угол между прямым ОА и OB составляет умакс. — умин. поэтому при ширине режущей части инструмента, равной Ь, радиус r его профилирования выражается зависимостью (1).

Изменение расстояния от оси 4 инструмента до точек контакта его с лопастью и, следовательно, скорости резания будут минимальны, если точки А и В будут одинаково

5 удалены от оси 3, т.е. когда торцы инструмента будут одного диаметра. Это условие, как следует из фиг.2, выполняется, если прямая АВ наклонена к плоскости, перпендикулярной оси 4 винтовой поверхности, под

10 углом (I

$1 n yM3KC уМ« откуда

15 макс Фомин

Так как прямая АВ параллельна оси 3 инструмента, то она должна быть наклонена к плоскости поворота лопасти под таким же углом.

20 . Изменение Лр радиуса контакта инструмента с лопастью при обработке каждой строчки предлагаемым способом (фиг.2) составляет

25 Р-r (< -000 (З)

2 тогда как при обработке известным способом

Ap= r (1 — cos умакс) (4)

Поэтому при обработке предлагаемым способом в пределах одной строчки скорость резания изменяется от Чмакс =л Оп до

35 Чмин= КП 0 — 2Г 1 — COS " " 2 (5) при обработке известным от Чмак = л 0п до

Чмин =z n(O — 2r(1 соз ум„,)), (6)

П р.и м е р. Обрабатываемая винтовая поверхность лопасти гребного винта ограничена винтовыми линиями, имеющими yrЛЫ НаКЛОНа Умин -15о, MaKc=60о. ДИаМЕтР фрезы О = 200 мм, ширина режущей части Ь

-50 мм. Нормативная скорость резания Ч =

=100 мlмин, подача $ - 300 ммlмин. Частота вращения инструмента при нормативной скорости резания

v 1000 105

00 и - — Π— = щ) — 160 мнн..

Для обработки предлагаемым способом инструмент профилируют по радиусу, значение которого задают по зависимости (2):. о о 65мм.

2 1 60 — 15

1745526

Ось вращения инструмента устанавливают под углом у к плоскости поворота лопасти, величина которого в соответствии с (1) составляет 37,5 .

В процессе обработки инструменту сообщают вращение вокруг своей оси с частотой n = 160 мин и перемещение вдоль

-1 образующей со скоростью 300 мм/мин. Переход к каждой следующей строчке осуществляют поворотом лопасти вокруг оси гребного винта.

При перемещении инструмента вдоль строчки он контактирует с лопастью точками, отстающими на разные расстояния от оси его вращения, вследствие чего фактическая скорость резания изменяется непрерывно от Чмакс = 100 мlмин до Чму=

60о — 15

=10 z 160(200-2 65(1 - cos ))=

=95,6 м/мин.

Таким образом, скорость резания изменяется менее чем на 5 .

Для сравнения, при обработке известным способом скорость резания изменяется от Чмакс 100 м /мин до Чмин=

=10 л 160(200-2 65(1-cos60 ß-67,9 м/мин, т.е. на 32, что исключает возможность реализации нормативного режима резания, создает переменные условия работы инструмента.

Предлагаемый способ обработки винтовых поверхностей обеспечивает стабилизацию скорости резания в пределах всей обрабатываемой поверхности. Благодаря этому по сравнению с прототипом обеспечивается возможность оптимизации условий обработки и реализации наивыгоднейших режимов резания. Тем самым предлагаемый способ позволяет повысить производительность и качество обработки, а также стойкость инструмента.

Формула изобретения

5 Способ обработки винтовых поверхностей лопастей гребных винтов, при котором обработку ведут инструментом, профилированным по радиусу, которому сообща- ют вращение и подачу вдоль образующей

10 винтовой поверхности, а лопасти — поворот вокруг оси гребного винта, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки, а также стойкости инструмента за счет стабилиза15 ции скорости резания, инструмент размещают под углом к плоскости поворота лопасти, при этом величину угла и радиус профиля инструмента определяют по зависимостям

Ь

r—

25 макс мин

2 где у- угол наклона оси вращения инструмента к плоскости поворота лопасти;

) макс и мин максимальный и мини30 мальный углы- подъема винтовых линий, огран ичи вающих обрабатываемую винтовую поверхность лопасти;

r — радиус профилирования инструмента:

35 Ь вЂ” ширина режущей части инструмента.

1745526

Составитель B.Äàíèëîâ

Редактор Т.Зубкова Техред- М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 2353 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101