Способ обработки точением поверхностей сложного контура



Способ обработки точением поверхностей сложного контура
Способ обработки точением поверхностей сложного контура
Способ обработки точением поверхностей сложного контура
Способ обработки точением поверхностей сложного контура
Способ обработки точением поверхностей сложного контура
Способ обработки точением поверхностей сложного контура

 


Владельцы патента RU 2422248:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (RU)

Способ относится к обработке контура, состоящего из фасонного и пересекающегося с ним прямолинейного участков, и включает перемещение токарного резца в плоскости, проходящей через ось детали. Для повышения плавности перемещения резца и повышения точности обработку обоих участков контура поверхности осуществляют перемещением резца с радиусом rB при вершине, обеспечивающим пересечение участков контура детали, непрерывно по одной траектории, общей для обоих участков, которую определяют по приведенному уравнению. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к области обработки резанием, в том числе на станках с ЧПУ, - точению токарным резцом сложных поверхностей, контур которых включает фасонный участок и пересекающийся с ним прямолинейный участок.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ, при котором резец совершает относительно вращающейся заготовки движение подачи по нескольким различным траекториям, определяемым отдельно для различных участков контура обрабатываемых поверхностей (Режимы резания для токарных и сверлильно-фрезерно-расточных станков с числовым программным управлением. Справочник. / Под ред. В.И.Гузеева. М. Машиностроение, 2005. 366 с. Стр.14-17).

Радиус при вершине резца назначают с учетом материала заготовки (Справочник. / Под ред. В.И.Гузеева. Стр.269-271).

Недостатком указанного способа обработки является необходимость дополнительных перемещений резца, требуемых для его перебега и врезания, по промежуточным траекториям, соединяющим различные траектории резца, соответствующие обработке разных участков контура (например, траектории между точками 17-18 и 18-19 и часть траекторий 16-17 и 19-20, - Справочник, стр.15, рис.2.1.2).

При этом направление движения резца резко меняется, нарушается плавность перемещения, возникают дополнительные динамические нагрузки в технологической системе.

Наличие промежуточных траекторий делает процесс перемещения резца и обработки соседних участков контура детали прерывистым и вносит дополнительные погрешности во взаимное расположение разных участков обработанного контура детали.

Другим недостатком известного способа является необходимость управляющей программы на станке с ЧПУ, которая включает разработку и обеспечение различных траекторий резца для разных участков контура.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, является исключение при обработке различных участков контура детали, - фасонного и прямолинейного, - различных траекторий, а также исключение промежуточных участков траектории движения токарного резца.

Данный технический результат достигается посредством того, что движение резца при обработке разных участков контура, - прямолинейного и фасонного, - осуществляют по одной, общей для обоих участков траектории, которая описывается одним математическим уравнением.

Способ осуществляют следующим образом.

Движение резца с радиусом при вершине rв осуществляют по траектории, которая имеет вид:

y=G·(-x)m+E,

где коэффициенты G и Е, а также показатель степени m - вещественные (действительные) числа, выбираемые в зависимости от формы и размеров заданного контура; указанная траектория является общей для всего контура и не меняется при обработке обоих участков контура детали. Промежуточные, переходные участки траектории отсутствуют.

При этом радиус rв при вершине резца принимают также с учетом заданного контура (в пределах, принятых для обработки точением токарным резцом).

Ось x совпадает с осью обрабатываемой поверхности детали и с осью ее вращения. В плоскости x y осуществляется движение резца по указанной траектории, обеспечиваемой системой ЧПУ станка или его кинематической схемой.

На фиг.1 показана схема обработки по предложенному способу. Деталь 1 обрабатывается резцом 2 с радиусом rв при вершине, который перемещается в процессе точения по траектории 3, образуя контур ABC обработанной поверхности детали. Контур состоит из фасонного участка 4 между точками А и В и прямолинейного участка 5 между точками В и С. При обработке резцом участков 4 и 5 резец перемещается по одной и той же траектории, определяемой приведенным выше уравнением.

Форма фасонного участка 4 длиной L может быть различной и может быть задана уравнением либо координатами точек. В частности, участок 4 может быть задан в форме дуги окружности с радиусом R.

Прямолинейный участок 5 между точками В и С характеризуется длиной l, линия ВС может быть перпендикулярна оси детали.

Фасонный участок 4 контура детали 1 пересекается с прямолинейным участком 5 в точке В (фиг.1 и фиг.2). Пересечение линий АВ и ВС означает, что касательная к линии АВ, проведенная в точке В, пересекается (не совпадает) с прямой ВС.

Путем изменения радиуса rв резца возможно также, если это требуется, обеспечить сопряжение участков 4 и 5 промежуточным переходным участком с переменным радиусом кривизны ρ (фиг.3). При этом переходный участок контура с радиусом ρ и участки 4 и 5 обрабатывают при движении резца по одной и той же траектории 3 (фиг.1), без наличия переходных участков траектории резца.

Диаметр детали d, отнесенный к какой-либо точке контура ABC, например, к точке С (фиг.4), при одном и том же контуре ABC, не влияет на форму траектории (I). При изменении d и неизменном контуре ABC в уравнении (I) меняется только значение Е: ее величина изменяется на половину изменения величины d. В связи с этим один и тот же контур ABC может быть получен при одной форме траектории движения резца при разных диаметрах детали и, кроме того, контур ABC может быть частью более общего контура детали, например, контура ABCD (фиг.4).

Численные значения G, E, m, rв рассчитывают в зависимости от формы и размеров заданного контура детали.

Способ проверен при обработке на станке с ЧПУ поверхности с прямолинейным и фасонным участками контура, пересекающимися в граничной точке В (фиг.2).

По специальной компьютерной программе предусмотрено проверочное сравнение заданного контура с фактическим, получаемым при движении резца по рассчитанной траектории. Фактический контур рассчитывают с использованием теории огибающих семейства окружностей с радиусом rв резца. Если фактический контур отличается от заданного более чем допустимо (30-50% от заданных допусками на контур отклонений), производится коррекция величин G, m, rв.

Примеры построения фактического контура

Пример 1. Значения параметров траектории резца:

G=-7; m=0,05; E=0; rв=2.

На фиг.5 траектория резца (ее часть) показана пунктиром, размеры на осях - в мм.

Обработанный контур, являющийся огибающей семейства окружностей резца, показан на фиг.5 сплошной линией. Огибающая имеет сложную форму с рядом особых точек, появляющихся в связи с изменением положения характеристической (формообразующей) точки на окружности с радиусом rв.

Фактическая обработанная резцом поверхность ограничена линиями 4 и 5, пересекающимися в точке В. Внутри линий 4 и 5 находится обработанная деталь 1.

Инструмент перемещается по плавной, непрерывной траектории, определяемой одним и тем же для обоих участков контура уравнением с вышеприведенными параметрами и не имеющей дополнительных промежуточных участков на перебег и врезание.

(Аналогичный случай показан на фиг.2.)

Пример 2. Траектория инструмента - та же, что в примере 1, с теми же параметрами G=-7; m=0,05; E=0 (часть траектории показана пунктиром, линия 3, фиг.6; размеры - в мм). Траектория - общая для обоих участков контура. Радиус при вершине резца имеет величину: rв=0,5 мм.

Сопряжение линий 4 и 5 обработанного контура детали в данном случае осуществляется по плавной кривой с радиусом кривизны ρ.

(Данный случай аналогичен показанному на фиг.3).

1. Способ обработки точением поверхности заготовки со сложным контуром, состоящим из фасонного и пересекающегося с ним прямолинейного участков, включающий перемещение токарного резца в плоскости, проходящей через ось детали, отличающийся тем, что обработку обоих участков контура поверхности осуществляют перемещением резца с радиусом rB при вершине, обеспечивающим пересечение участков контура детали, непрерывно по одной траектории, общей для обоих участков, которую определяют по уравнению:
y=G·(-x)m,
где х, у - плоскость, в которой осуществляют перемещение резца, причем ось х совпадает с осью детали;
G=-7, m=0,05.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что резец перемещают по траектории, обеспечивающей сопряжение фасонного и прямолинейного участков контура детали по плавной кривой линии с переменным радиусом кривизны.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться для автоматической балансировки в составе замкнутой технологической системы металлорежущего станка при резании заготовки с технологическим дисбалансом, а также для других неуравновешенных роторных систем.

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при обработке фасонных поверхностей заготовок на токарных станках с высокими требованиями к качеству поверхности.

Изобретение относится к способам комбинированной обработки материалов, в частности трибоэлектрохимическим способам сверления хрупких диэлектриков. .

Изобретение относится к области механической обработки деталей из металлов и сплавов резанием и, в частности, может быть использовано при токарной обработке трудно обрабатываемых материалов.

Изобретение относится к композиции металлических сплавов, а именно к износо-, эрозионно- и химически стойкому материалу на основе вольфрама, легированному углеродом, причем углерод в пересчете на полный вес материала составляет от 0.01 вес.% до 0.97 вес.%.

Изобретение относится к металлообрабатывающему станку с ЧПУ, в частности к токарному станку с ЧПУ. .

Изобретение относится к технике обработки материалов резанием и может быть использовано при токарной обработке конструкционных и труднообрабатываемых, в частности нержавеющих и жаропрочных, сталей с целью снижения энергоемкости, а также повышения стойкости инструмента и улучшения формы поверхности.

Изобретение относится к станкостроению, а именно к быстроходным токарным станкам с полым шпинделем, на которых возможна обработка длинных цилиндрических деталей небольшого диаметра, например труб, валов, осей, при их подаче в зону обработки через полый шпиндель.

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в металлорежущих станках сверлильно-фрезерно-расточной группы для выполнения сверлильно-фрезерно-расточных и токарных операций на вращающемся столе.

Изобретение относится к области обработки резанием - точению резцом с круглей кромкой поверхностей сложного контура, состоящего из фасонного участка и пересекающегося с ним прямолинейного участка

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено при обработке жаропрочных сплавов резанием

Изобретение относится к обработке резанием металлов и полупроводников и может быть использовано в процессах строгания, токарной и фрезерной обработки, сверления, распиливания и др

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к испытаниям смазочно-охлаждающих технологических сред, используемых при резании металлов

Изобретение относится к обработке материалов лезвийными и абразивными инструментами; целесообразно применять для экспресс-оценки обрабатываемости различных материалов, в том числе новых марок сталей и сплавов, наплавленных материалов, металлополимерных и композиционных материалов, а также традиционно применяемых сталей и сплавов в изменяющихся условиях резания (значительное повышение скорости резания, существенно дисперсная структура материала)

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к станкам токарной группы, предназначенным для эффективной обработки гибких заготовок

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при измерении температуры на контактных участках режущего инструмента в процессе обработки заготовок различных марок сталей и сплавов

Изобретение относится к режущей пластине призматической формы, причем режущая пластина имеет верхнюю и нижнюю поверхности, расположенные параллельно друг другу и связанные с помощью четырех перпендикулярно расположенных к ним боковых поверхностей, из которых две противоположные боковые поверхности имеют выступы и впадины, которые вместе с верхней и нижней поверхностями образуют режущие кромки, а две остальные противоположные боковые поверхности являются плоскими и расположены параллельно друг другу

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам механической обработки сложных поверхностей, и может быть использовано для обработки изделий с криволинейными поверхностями по программе или по жесткой кинематической связи системы СПИД станка, при этом в качестве механической обработки может быть применено фрезерование, точение, шлифование и т.д
Наверх