способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем
Классы МПК: | B23C3/16 обработка рабочих поверхностей двойной кривизны |
Автор(ы): | Амбросимов С.К., Стежкин М.Г. |
Патентообладатель(и): | Липецкий государственный технический университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-07-16 публикация патента:
20.07.2003 |
Изобретение относится к области машиностроения, изготовлению штампов и пресс-форм. Способ осуществляют инструментом в виде тела вращения с торовой производящей поверхностью, которому сообщают два одновременных поступательных нелинейно согласованных движения формообразования и вращательное движение подачи. Для расширения технологических возможностей и повышения качества обработанной поверхности вращательное движение подачи осуществляют в плоскости, перпендикулярной плоскости поступательных движений, которые осуществляют нормально и параллельно к базисной плоскости и нелинейно согласуют с вращательным движением подачи для периодического касания инструментом обрабатываемой поверхности одновременно в двух точках на противоположных сторонах профиля, причем в моменты касания противоположных сторон профиля вращательное движение подачи реверсируют, при этом торовую производящую поверхность выполняют с радиусом кривизны, меньшим минимального радиуса кривизны, а диаметр инструмента - большим ширины обрабатываемого профиля. 6 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6
Формула изобретения
Способ обработки вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем сечения инструментом в виде тела вращения с торовой производящей поверхностью, которому сообщают два одновременных поступательных нелинейно согласованных движения формообразования и вращательное движение подачи, отличающийся тем, что вращательное движение подачи осуществляют в плоскости, перпендикулярной плоскости поступательных движений, которые осуществляют нормально и параллельно к базисной плоскости и нелинейно согласуют с вращательным движением подачи для периодического касания инструментом обрабатываемой поверхности одновременно в двух точках на противоположных сторонах профиля, причем в моменты касания противоположных сторон профиля вращательное движение подачи реверсируют, при этом торовую производящую поверхность выполняют с радиусом кривизны, меньшим минимального радиуса кривизны, а диаметр инструмента - большим ширины обрабатываемого профиля.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для обработки сложнопрофильных деталей вогнутой формы с изменяющимся в сечении профилем, например рабочих поверхностей штампов и пресс-форм. Известен способ программной обработки многокоординатным формообразованием скульптурных поверхностей деталей [1] с.153...157. Однако этот способ может быть использован только для обработки открытых сложнопрофильных деталей, не имеющих пересекающихся участков поверхностей с небольшими радиусами сопряжений. Кроме того, возникают проблемы точности формы профиля (главной режущей кромки) при изготовлении таких инструментов с изменяющейся кривизной по профилю производящей поверхности. Наиболее близким аналогом является способ обработки сложных криволинейных поверхностей инструментом, телом вращения, с криволинейной производящей поверхностью и с четырьмя нелинейно согласованными формообразующими движениями [2], одно из которых вращательное и располагается в плоскости образующей инструмента. Обработку производят инструментом с двумя коническими и торовой радиусной поверхностью. Обработку каждой выпуклой или прямолинейной стороны профиля производят одноименной стороной профиля инструмента, а вогнутого сопрягаемого участка профиля детали - радиусным торовым, обработку осуществляют с тремя одновременными нелинейно согласованными формообразующими движениями, лежащими в одной плоскости профилирования, причем одно из них, вращательное, осуществляется таким образом, чтобы прямолинейная образующая инструмента была последовательно касательна к каждой точке обрабатываемого выпуклого участка профиля, а два других определяли условия обката. Однако этот способ не позволяет качественно обрабатывать поверхности, криволинейный профиль которых образован вогнутыми участками. Способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем сечения инструментом, телом вращения, с торовой производящей поверхностью, которому сообщают два, одновременных нелинейно согласованных движения формообразования и вращательное движение подачи, отличающийся тем, что вращательное движение подачи осуществляют в плоскости, перпендикулярной плоскости поступательных движений, а поступательные движения, нормальные к базисной плоскости и параллельные ей, нелинейно согласуют с вращательным движением таким образом, что инструмент периодически и одновременно касается обрабатываемой поверхности в двух точках, расположенных с противоположных сторон профиля, причем в моменты касания противоположных сторон профиля вращательное движение подачи инструмента реверсируют, при этом радиус кривизны торовой производящей поверхности выполняют меньшим минимального радиуса кривизны, а диаметр инструмента большим ширины обрабатываемого профиля. Предлагаемый способ позволяет расширить технологические возможности обработки элементов сложнопрофильных деталей типа канавок, ручьев штампов и пресс-форм универсальным инструментом с торовой производящей поверхностью на станках с ЧПУ, а также повысить качество обрабатываемой поверхности за счет уменьшения действительных передних и задних углов при косоугольном резании. На фиг.1, 2, 3 показаны последовательные схемы обработки поверхности, на фиг. 4 - вид в плане на участок окончательно обработанной поверхности, на фиг. 5 - алгебрологическое представление инструмента, на фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.2 к расчету траектории движения инструмента. Обработку поверхности 1 (фиг.1) осуществляют инструментом 2 телом вращения с торовой производящей поверхностью, радиус кривизны которой r выполняют меньшим минимального радиуса rп, а диаметр инструмента D большим максимальной ширины В поперечного сечения сложнопрофильной канавки (ручья). Обработку производят на 4-координатных станках с ЧПУ, фрезерных или шлифовальных, с непрерывно осуществляемым вращательным движением стола, например ИР500ПМФ4. Инструменту сообщают главное движение![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208023/969.gif)
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208023/969.gif)
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208023/969.gif)
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208023/969.gif)
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208005/948.gif)
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208005/948.gif)
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208005/948.gif)
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208005/948.gif)
1. Составляется алгебрологическая формула обрабатываемой поверхности fд с использованием функций Рвачева [3]. 2. Составляется алгебрологическая формула производящей поверхности инструмента. Для инструмента с торовой производящей поверхностью она имеет вид (фиг.5):
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208502/2208502-2t.gif)
где
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208502/2208502-3t.gif)
fП1 = z-z1, fП2 = z-z2 - уравнения прямолинейных участков профиля инструмента;
операция
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208502/2208502-4t.gif)
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208502/2208502-5t.gif)
операция
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208502/2208502-6t.gif)
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208502/2208502-7t.gif)
3. Определяются координаты всех точек инструментальной поверхности в области оперативного пространства, которое определяется областью, ограниченной шестью взаимно перпендикулярными плоскостями, параллельными осям 0XИ, 0YИ, 0ZИ. 4. Определяются новые координаты точек инструмента (хИ", уИ",zИ"), после поворота на угол
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208005/948.gif)
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208174/981.gif)
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208005/948.gif)
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208502/2208502-8t.gif)
5. Определяются координаты точек инструмента (хИ", yИ", zИ") после перемещения его по оси OZИ на величину
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208005/948.gif)
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208005/948.gif)
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208174/981.gif)
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208016/697.gif)
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208502/2208502-9t.gif)
![способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем, патент № 2208502](/images/patents/262/2208502/2208502-10t.gif)
Точки касания двух сторон профиля определяются методом фильтрации, то есть определения их принадлежности разным множествам по их относительному расположению в системе координат детали. Точки касания M1 и M1" определяют граничные точки, в которых осуществляется реверс инструмента. Источники информации
1. Формообразование сложных поверхностей на станках с ЧПУ./ Радзевич С. П. - К.: Выща школа, 1991. - 192 с. 2. Патент 2167746. Способ обработки криволинейных поверхностей./ Амбросимов С. К. , Петрухин А.А; Липецк. техн. ун. т. Опубл. 27.05.2001. Бюл. 15. 3. Рвачев В.Л. Теория R-функций и некоторые ее приложения. - Киев: Наук. думка. 1982. - 551 с.
Класс B23C3/16 обработка рабочих поверхностей двойной кривизны