close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Формирование отображения следа инструмента при обработке заданного сечения винтовой поверхности дисковым инструментом..pdf

код для вставкиСкачать
Машиноведение и машиностроение
4. Пантелеев В.Л. Основы морской гравиметрии. М.: Недра, 1983.
256 с.
V.S. Kutepov
SOME SCHEMES OF DESINGS OF LOW-FREQUENCY STENDS
Problems are considered at construction of low-frequency stends of linear movings
for laboratory researches sea gravimeter.
Key words: dynamic tests, gravimeter, regular errors, the surface ship, the
sharnirno-level mechanism.
Получено 20.01.12
УДК. 621. 91
М.В. Ушаков, д-р техн. наук, проф., +7-903-658-83-43, imsda@rambler.ru
(Россия, Тула, ТулГУ),
А.В. Доронин, imsda@rambler.ru, +7-910-150-55-47 (Россия, Тула, ТулГУ),
П.В. Панков, магистр, +7-920-751-65-16,
pankof621761@rambler.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
ФОРМИРОВАНИЕ ОТОБРАЖЕНИЯ СЛЕДА ИНСТРУМЕНТА
ПРИ ОБРАБОТКЕ ЗАДАННОГО СЕЧЕНИЯ ВИНТОВОЙ
ПОВЕРХНОСТИ ДИСКОВЫМ ИНСТРУМЕНТОМ
Рассмотрена возможность графического формирования профиля обрабатываемой поверхности.
Ключевые слова: инструмент, винтовая канавка, графоаналитический метод.
В инструментальном производстве при обработке дисковым инструментом винтовых канавок на инструментах со сложной производящей
поверхностью встает задача определения их сечения - как элемент прогнозирования результатов обработки
Ориентируясь на существующие методы расчета винтовых поверхностей образованных дисковым инструментом [1, 2], можно отметить, что
для разработки расчетной модели, позволяющей определить след дискового инструмента в заданном сечении, наиболее целесообразно использовать
теоретическую расчетную модель, изложенную в [1, 2, 3]. В этом случае
след инструмента в трехмерном пространстве определяется параметрическим уравнением, зависящих от трех независимых параметров.
 x = f1 ( z a , t , v )

(1)
 y = f 2 (z a , t, v)
z = f (z , t, v)
3 a

277
Известия ТулГУ. Технические науки. 2012. Вып. 2
Данные уравнения определяют массив точек, находящихся в объемной области. Поверхность данного следа является полным отображением формируемой винтовой поверхности.
Для нахождения поверхности следа обычно решается уравнение касания:
N ⋅V = 0 ,
решение, которого, позволяет связать один из независимых параметров,
через два других:
t=F(Zu,V).
(2)
В этом случае уравнение (1), преобразуется в двухпараметрическое,
что соответствует описанию поверхности.
Для определения профиля любого сечения А данной поверхности,
его также задают в принятой системе координат в общей форме:
AX+BY+CZ+D=0,
(3)
что при совместном решении зависимостей(1,2,3), позволяет установить
связь между оставшимися независимыми параметрами:
Zu=Ψ(V).
(4)
В рассматриваемом сечении А, это соответствует описанию линии:
 x1 = U1 (V )

 y1 = U 2 (V )
(5)
являющейся следом обработанной поверхности (рис. 1).
Однако данный подход является очень сложным, особенно при обработке поверхностей, не допускающих движение «самих по себе». Это
связанно с возможным изменением практически всех параметров установки, и невозможностью установления явных зависимостей (2,4,5). Поэтому
для таких случаев приходится осуществлять перебор свободных параметров в заданных пределах для поиска сочетаний, удовлетворяющих данным
условиям. Следует отметить, что при таком подходе возможно получение
нескольких сочетаний параметров только для одной точки (до 8 согласно
[2]). Указанные условия затрудняют получение необходимого решения.
В тоже время при формировании профиля стружечных канавок на
концевых инструментах со сложной производящей поверхностью, имеющих значительные допуски на отдельные элементы, возможно упрощение
решения указанной задачи, за счет использования возможностей современных ЭВМ и ПК, и переходу от аналитического решения к графическому построению следа инструмента (рис.1).
278
Машиноведение и машиностроение
Рис. 1. Схема формирования расчетных зависимостей
При известном законе перемещения, формирование следа дискового инструмента в системе координат детали, можно описать зависимостями [3]:
 x = Ru [cos t ⋅ cos µ + cos ε ⋅ sin t ⋅ sin µ ] − ( zo + a ) ⋅ sin ε ⋅ sin µ + m ⋅ cos µ ,

 y = Ru [cos t ⋅ cos µ − cos ε ⋅ sin t ⋅ cos µ ] + ( zo + a ) ⋅ sin ε ⋅ sin µ + m ⋅ sin µ ,
 z = p ⋅ µ − R ⋅ sin ε ⋅ sin t − ( z + a ) ⋅ cos ε ,
(6)
u
o

где Ru=f(z0), ε=f(µ), p=f(µ), m=f(µ), a=f(µ) (рис. 2).
Следует отметить, что при обработке конкретного изделия не всегда следует использовать все возможные движения.
В качестве критерия оценки получаемой винтовой поверхности,
принимаются заданные конструктором сечения инструмента (нормальное,
осевое, торцовое), которые в принятой системе координат должны быть
представлены в форме (3).
В качестве отображения следа инструмента, в заданной секущей
плоскости предлагается его графическое формирование, прохождением
279
Известия ТулГУ. Технические науки. 2012. Вып. 2
через заданную плоскость массива торцовых сечений данного инструмента:
 R u i = f ( Z u i )
(7)

 Z ui = Z u 0 + ΔZ u (i - 1)
где i- номер сечения.
Каждое сечение инструмента протаскивается через контрольное сечение, и его след отображается другим цветом по отношению к фону на
экране компьютера. Наложение множества таких следов на экран, дает
достаточно четкую картину следа в заданном сечении (рис.2).
Рис. 2. Пример графического формирования следа инструмента
в торцовом сечении при профилировании конической развертки
с углом наклона стружечной канавки β=15 ˚
Контакт сечения инструмента с контрольной плоскостью определяется следующим образом:
- задается координатой Zu и определяется диаметр инструмента в
заданном сечении.
- в зависимостях (6) задается параметр µ.
-пересечение сечения инструмента с контрольным сечением, определяется подбором параметра t в пределах ± π с заданной точностью.
- полученные точки отображаются в графической среде на фоновом
цвете в виде пикселей окрашенных в другой цвет.
- перемещение сечения шага ∆µ, определяется изображением следа
сечения инструмента.
- меняя координаты Zu с шагом ∆Zu, набирается необходимое коли280
Машиноведение и машиностроение
чество сечений инструмента, для которых операция повторяется.
- результатом является графический след инструмента в заданной
контрольной плоскости (см. рис.2).
После этого можно произвести замеры полученного графического
объекта в графической среде (ПК КОМПАС). Точность графических изображений будет соответствовать разрешающей способности экрана, шагам
расчетов ∆Zu и ∆µ, а также точности нахождения параметра t (обычно достаточно высокое – менее 0,000001). Малые значения параметров ∆Zu и ∆µ,
увеличивают количество шагов расчета и время работы ЭВМ. Однако данные величины можно принимать в пределах ∆Zu=0,001 мм и ∆µ=
=0,0001 рад. В этом случае, время построения следа составит около 10 минут для ЭВМ с частотой работы 800 мГц, что возможно при проектных
расчетах.
Однако процесс может быть минимизирован за счет уменьшения
диапазонов перебора параметров. Так, например, ограничивая перебор параметра t положением точек отображения, не выходящих за диаметр обрабатывающего изделия, время формирования изображения можно сократить
до двух минут. В случае недостаточной точности отображения, связанной
с малой дискретностью экрана, возможно поэлементное отображение следа инструмента в принятом увеличенном масштабе.
Как указывалось выше, на стружечной канавке концевого инструмента, допуски достаточно широкие, поэтому предполагаемый графоаналитический метод определения профиля винтовой канавки при сложной
производящей поверхности, как графического изображения следа инструмента, можно считать вполне приемлемым.
Список литературы
1. Илюхин С.Ю. Каркасно-кинематический метод моделирования
формообразования поверхностей деталей машин дисковым инструментом:
дис. д-р техн. наук. Тула, 2002. 345 с.
2. Лашнев С.И., Юликов М.И. Расчет и конструирование металлорежущих инструментов с применением ЭВМ. - М.: Машиностроение, 1975.
391 с.
3. Потылицын С.В. Конструирование разверток с винтовыми
зубьями для обработки специальных конических отверстий: монография
/ О.И. Борискин [и др.]. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. 164 с.
M.V. Ushakov, A.V. Doronin, P.V. Pankow
DISPLAY GENERATION TOOL MARKS PROCESSING DEFINES A SECTION
HELICAL SURFACE DISK TOOL.
The possibility of forming a graphical profile of the workpiece.
Key words: tool, helical groove, graphical-analytical method.
Получено 20.01.12
281
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
6
Размер файла
539 Кб
Теги
заданного, сечение, винтовой, дисковых, pdf, отображений, инструменты, поверхности, след, обработка, формирование
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа