EA034377B1

EA034377B1 - Способ обработки некруглых деталей с равномерно расположенными по окружности выступами

Info

Publication number: EA034377B1
Application number: EA201700567A
Authority: EA
Inventors: Александр Алексеевич Данилов; Виктор Алексеевич Данилов
Original assignee: Белорусский Национальный Технический Университет
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2020-01-31
Also published as: EA201700567A1

Abstract

Изобретение относится к области обработки материалов резанием и найдёт применение при изготовлении некруглых деталей с равномерно расположенными по окружности выступами, например валов профильных моментопередающих соединений, овальных деталей и т.п. Обработку некруглой поверхности на вращающейся заготовке осуществляют резцом, которому сообщают возвратно-поступательное движение, согласованное с вращением заготовки в соответствии с числом выступов некруглой поверхности, и движение подачи вдоль заготовки. Возвратно-поступательное движение резца осуществляют в плоскости, которую располагают под углом к плоскости вращения заготовки, при этом величину указанного угла задают в зависимости от заданной высоты выступов. Благодаря тому, что плоскость возвратно-поступательного движения резца устанавливают под определенным углом к плоскости вращения заготовки, обеспечивается возможность управлять высотой выступов и формой обработанной поверхности при неизменной амплитуде возвратно-поступательного движения резца, что упрощает реализацию и повышает универсальность предлагаемого способа обработки по сравнению с известным.

Description

Изобретение относится к области обработки материалов резанием и найдёт применение при изготовлении некруглых деталей с равномерно расположенными по окружности выступами, например валов профильных моментопередающих соединений, деталей профильных муфт и т.п.

Известен способ обработки некруглых деталей с равномерно расположенными по окружности выступами, согласно которому выступы обрабатывают последовательно фасонной фрезой, которой при обработке каждого выступа сообщают вращение вокруг своей оси со скоростью резания и прямолинейное движение подачи вдоль неподвижной заготовки [1, с. 6, рис. 3]. После обработки каждого выступа заготовку поворачивают вокруг своей оси для обработки следующего выступа. Недостатком этого способа является необходимость применения специальной фасонной фрезы в соответствии с формой обрабатываемых выступов и периодического поворота заготовки после обработки каждого выступа, что отрицательно влияет на точность и производительность обработки.

Известен способ точения некруглой поверхности с равномерно расположенными по окружности выступами, по которому заготовке сообщают вращение со скоростью резания, а резцу - движение подачи вдоль заготовки и гармоничное возвратно-поступательное движение в плоскости вращения заготовки с частотой, большей частоты ее вращения в число раз, равное количеству выступов некруглой поверхности [2]. Профиль некруглой поверхности с определенными числом и высотой выступов задают настройкой амплитуды возвратно-поступательного движения резца путем регулирования механизма, создающего это движение, например эксцентриситета кривошипно-шатунного механизма.

Недостатком известного способа являются неуниверсальность, так как вследствие гармонического закона возвратно-поступательного движения резца возможна обработка некруглых поверхностей только с синусоидальным профилем.

Известен также принятый за прототип способ обработки некруглых деталей с равномерно расположенными по окружности выступами, по которому заготовке сообщают вращение со скоростью резания, а резцу - движение подачи вдоль образующей некруглой поверхности и возвратно-поступательное движение в плоскости вращения заготовки, амплитуду и закон изменения которого задают в зависимости от высоты и формы выступов, например, посредством кулачкового механизма [3, с. 100, рис. 2.4, б].

Недостатком этого способа обработки является неуниверсальность и сложность реализации из-за необходимости настройки с требуемой точностью амплитуды возвратно-поступательного движения резца в зависимости от высоты выступов, что требует изготовления с соответствующей точностью для каждого типоразмера обрабатываемой детали специального кулачка.

Задачей настоящего предложения является устранение отмеченного недостатка способа прототипа, т.е. повышение универсальности и упрощение реализации.

Указанная задача решается за счет того, что по предлагаемому способу обработки некруглой детали с равномерно расположенными по окружности выступами, согласно которому заготовке сообщают вращение, а резцу относительное движение подачи вдоль нее и возвратно-поступательное движение, согласованное с вращением заготовки в соответствии с числом выступов поверхности, при этом возвратнопоступательное движение резца осуществляют под углом к плоскости вращения заготовки с постоянной для разной высоты выступов амплитудой, величину которой задают больше максимальной высоты выступов, а угол между плоскостью вращения заготовки и направлением возвратно-поступательного движения резца настраивают в зависимости от высоты выступов по формуле h а = arccos-p где α - угол между плоскостью вращения заготовки и направлением возвратно-поступательного движения резца;

l - амплитуда возвратно-поступательного движения резца;

h - высота выступов обработанной поверхности над вписанной в ее профиль окружностью.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что возвратно-поступательное движение резца осуществляют под углом к плоскости вращения заготовки с постоянной для разной высоты выступов амплитудой, величину которой задают больше максимальной высоты выступов;

угол между плоскостью вращения заготовки и направлением возвратно-поступательного движения резца настраивают в зависимости от высоты выступов по формуле h а = arccos-p где α - угол между плоскостью вращения заготовки и направлением возвратно-поступательного движения резца;

Отличие предлагаемого способа от известного обеспечивают получение технического результата в виде возможности управления высотой выступов обработанной некруглой детали при постоянной амплитуде возвратно-поступательного движения резца, благодаря чему повышается универсальность и упрощается реализация предлагаемого способа, а также обеспечивается возможность точной настройки

- 1 034377 высоты выступов. В частности, отличие, состоящее в том, что возвратно-поступательное движение резца осуществляют с постоянной для разной высоты выступов амплитудой, величину которой задают больше максимальной высоты выступов, позволяет упростить по сравнению с известным реализацию способа, так как исключается необходимость в замене кулачка, обеспечивающего возвратно-поступательное движение резца. Отличие, состоящее в сообщении резцу возвратно-поступательного движения под углом к плоскости вращения заготовки и возможности настройки этого угла в зависимости от высоты выступов обработанной поверхности по предложенной формуле, обеспечивает повышение универсальности предлагаемого способа, так как позволяет управлять высотой выступов обработанной поверхности и точностью ее профилирования без замены кулачка, создающего возвратно-поступательное движение резца.

Упрощение реализации предлагаемого способа достигается также и благодаря тому, что требуемая точность высоты выступов обеспечивается не за счет точности изготовления кулачка, а за счет настройки угла между плоскостью вращения заготовки и направлением возвратно-поступательного движения резца, что технически проще.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема точения некруглой цилиндрической поверхности с равномерно расположенными по окружности выступами;

на фиг. 2 - схема образования профиля этой поверхности.

Некруглую поверхность на заготовке 1 (фиг. 1), имеющую m равномерно расположенных по окружности выступов высотой h над вписанной в ее профиль окружностью радиусом r, обрабатывают резцом 2, которому сообщают возвратно-поступательное движение О₂, согласованное с вращением В₁ заготовки вокруг оси 3 в соответствии с числом выступов, так что за один оборот заготовки резцу сообщают m двойных ходов. При этом возвратно-поступательное движение О₂ резца осуществляют с постоянной амплитудой l в плоскости Р, которую устанавливают под углом а к плоскости N вращения заготовки 1. Величину амплитуды l задают больше максимальной высоты h выступов профиля обработанной поверхности над вписанной в него окружностью радиусом r.

Как следует из чертежа, высота образующихся выступов определяется по формуле h = I cos а, (1) где l - амплитуда возвратно-поступательного движения резца;

а - угол между плоскостью N вращения заготовки и плоскостью Р возвратно-поступательного движения резца.

Для формирования на обработанной поверхности выступов с заданной высотой h при постоянной амплитуде l возвратно-поступательного движения резца угол между плоскостью Р возвратнопоступательного движения резца и плоскостью N вращения заготовки задают, как следует из зависимости (1) по формуле h

а = arccos-.

(2)

В процессе обработки заготовке 1 сообщают вращение В₁ с частотой n₁ вокруг ее геометрической оси 3, а резцу 2 - движение подачи П₃ параллельно этой оси при обработке некруглой цилиндрической поверхности или под углом к этой оси при обработке некруглой конической поверхности.

Предлагаемый способ наиболее эффективен по сравнению со способом прототипом при обработке деталей с несколькими некруглыми поверхностями, имеющими выступы разной высоты, ввиду простоты перенастройки станка при переходе к обработке поверхности с другой высотой выступов.

Пример реализации способа обработки.

Требуется обработать вал с двумя некруглыми участками, имеющими по три равномерно расположенных по окружности выступа. Радиус окружности, вписанной в профиль первого участка, r₁= 32 мм; высота выступов на этом участке h₁ = 4,5 мм. Параметры некруглой поверхности другого участка: r₂= 36 мм; h₂ = 4,8 мм. Амплитуда возвратно-поступательного движения резца l = 5 мм.

При обработке первого участка детали угол между плоскостью Р возвратно-поступательного движения резца и плоскостью N вращения заготовки настраивают в соответствии с формулой (1) bi 4,5_* = arccos γ = arccos —= 26°.

Аналогично определяют и настраивают угол между плоскостью возвратно-поступательного движения резца и плоскостью вращения заготовки при переходе к обработке второго участка детали h? 4,8 . _г а₂ - arccos γ = arccos —= 16,5°.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет обрабатывать некруглые поверхности с разной высотой выступов и настраивать с требуемой точностью ее высоту без изменения амплитуды возвратнопоступательного движения резца, благодаря чему по сравнению со способом прототипом он проще в реализации и имеет более широкие технологические возможности.

Источники информации.

1. Шитиков А.Н. Проектирование сборных фасонных фрез для обработки наружного РК-профиля: автореферат дис.к.т.н., 05.03.01. - Тула, 2007.

2. Патент № 3302498 США, кл. 82-18, 1971.

- 2 034377

3. Данилов В.А. Формообразующая обработка сложных поверхностей резанием. - Мн.: Наука и техника, 1995. - 264 с.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ обработки некруглых деталей с равномерно расположенными по окружности выступами, согласно которому заготовке сообщают вращение, а резцу - относительное движение подачи вдоль нее и возвратно-поступательное движение, согласованное с вращением заготовки в соответствии с числом выступов поверхности, отличающийся тем, что возвратно-поступательное движение резца осуществляют под углом к плоскости вращения заготовки с постоянной для разной высоты выступов амплитудой, величину которой задают больше максимальной высоты выступов, а угол между плоскостью вращения заготовки и направлением возвратно-поступательного движения резца настраивают в зависимости от высоты выступов по формуле |л а = arccosp где α - угол между плоскостью вращения заготовки и направлением возвратно-поступательного движения резца;

l - амплитуда возвратно-поступательного движения резца;

h - высота выступов обработанной поверхности над вписанной в ее профиль окружностью.