RU2184013C2

RU2184013C2 - Method for forming spherical surfaces

Info

Publication number: RU2184013C2
Application number: RU2000113864A
Authority: RU
Inventors: А.В. Сутормин
Original assignee: Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева
Priority date: 2000-06-01
Filing date: 2000-06-01
Publication date: 2002-06-27

Abstract

FIELD: material cutting, namely, turret type milling of outer and inner surfaces of rotating blanks. SUBSTANCE: method for forming spherical surface by means of non-profiled tool comprises steps of subjecting blank and tool to rotation around their own axes; sharpening tool in such a way that to obtain tore surface at its rotation. Rotation axis of tool crosses rotation axis of blank by angle α>0, and both axes are arranged in the same plane. Spherical surface of one radius is formed segment-by-segment at each separate revolution of blank. EFFECT: enhanced quality of parts, increased efficiency due to working different-radius spheres by the same tool. 9 dwg

Description

Изобретение относится к механической обработке материалов резанием, а именно к карусельно-фрезерной обработке наружных и внутренних сферических поверхностей вращающихся заготовок. The invention relates to the mechanical processing of materials by cutting, namely to rotary milling of the outer and inner spherical surfaces of rotating workpieces.

Из патентной литературы известен способ обработки сферических поверхностей по авт. св. 588063, МКИ В 23 В 5/40, при котором заготовку вращают, а резец поворачивают, причем ось поворота резца располагают в одной плоскости с осью вращения заготовки под углом к последней и с возможностью поворота вокруг полюса обрабатываемой сферы. From the patent literature there is known a method for processing spherical surfaces according to ed. St. 588063, MKI B 23 V 5/40, in which the workpiece is rotated and the cutter is rotated, the axis of rotation of the cutter being placed in the same plane as the axis of rotation of the workpiece at an angle to the latter and with the possibility of rotation around the pole of the workpiece.

Недостатком этого способа является ограниченный диапазон радиусов обрабатываемой сферической поверхности и габаритов заготовки. The disadvantage of this method is the limited range of radii of the machined spherical surface and the dimensions of the workpiece.

Наиболее близким к предлагаемому способу по своей технической сути является известный способ расточки сферических поверхностей непрофилированным резцом, патент 2133656, МКИ В 23 В 5/40, в котором резец вращают вокруг оси, проходящей через центр сферы, с частотой, большей, чем частота вращения изделия, в радиальной плоскости сферы, образующей угол α>0,5B/R с осью обрабатываемого отверстия, и перемещают его в этой же плоскости до образования сферической поверхности заданного радиуса. Closest to the proposed method in its technical essence is the known method of boring spherical surfaces with a non-profiled cutter, patent 2133656, MKI B 23 V 5/40, in which the cutter is rotated around an axis passing through the center of the sphere with a frequency greater than the rotational speed of the product , in the radial plane of a sphere forming an angle α> 0.5B / R with the axis of the hole being machined, and move it in the same plane until a spherical surface of a given radius is formed.

Недостаток этого способа, также как и предыдущего, заключается в ограниченном диапазоне радиусов обрабатываемой сферической поверхности, кроме того, в недостаточной точности и качестве обработки, объясняемой наличием люфтов в опоре оси резцовой головки. The disadvantage of this method, as well as the previous one, lies in the limited range of radii of the machined spherical surface, in addition, the lack of accuracy and quality of processing, due to the presence of backlash in the support axis of the cutting head.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является расширение диапазона радиусов обрабатываемых внутренних и наружных сферических поверхностей, повышение точности и качества обработки. The problem to which the invention is directed, is to expand the range of radii of the machined internal and external spherical surfaces, increasing the accuracy and quality of processing.

Для решения поставленной задачи в способе формообразования сферической поверхности непрофилированным инструментом, при котором заготовке сообщают вращательное движение вокруг своей оси, а инструменту - вокруг его оси, инструмент затачивают из условия образования при его вращении торовой поверхности, оси вращения непрофилированного инструмента и заготовки располагают в одной плоскости с их пересечением под углом α>0, а сферическую поверхность одного радиуса образуют посегментно, за каждый отдельный оборот заготовки. To solve the problem in the method of forming a spherical surface with a non-profiled tool, in which the workpiece is rotationally rotated around its axis, and the tool is rotated around its axis, the tool is sharpened from the formation condition when the torus surface rotates, the rotational axis of the non-profiled tool and the workpiece are placed in the same plane with their intersection at an angle α> 0, and a spherical surface of the same radius is formed segmentwise, for each individual rotation of the workpiece.

На фиг. 1 показана схема обработки наружной сферической поверхности любого радиуса; на фиг.2 - схема обработки внутренней сферической поверхности любого радиуса; на фиг.3 - частный случай обработки, когда ось вращения инструмента перпендикулярна оси вращения заготовки; на фиг.4-6 - посегментная обработка сферической поверхности с R_сф=const; на фиг.7- схема получения сферической поверхности; на фиг. 8, 9 - форма заточки инструмента (резца, фрезы) для обработки сферических поверхностей.In FIG. 1 shows a processing diagram of an outer spherical surface of any radius; figure 2 - diagram of the processing of the inner spherical surface of any radius; figure 3 is a special case of processing when the axis of rotation of the tool is perpendicular to the axis of rotation of the workpiece; figure 4-6 - segmented processing of a spherical surface with R _sf = const; Fig.7 is a diagram of a spherical surface; in FIG. 8, 9 - the shape of the sharpening tool (cutter, milling cutter) for processing spherical surfaces.

Для формообразования внутренних и наружных поверхностей любого диаметра согласно изобретению необходимо, чтобы:
кромка режущего инструмента 1 затачивалась радиусом R из условия образования при вращении вокруг оси 2 торовой поверхности 3;
ось 4 вращения заготовки 5 должна находиться в одной плоскости с осью 2 вращения инструмента 1 и пересекаться с ней под углом α>0;
инструмент 1 и заготовка 5 должны вращаться;
радиус получаемой сферы R_сф должен быть больше:
а) внутреннего диаметра тора 3 (для образования наружной сферической поверхности);
б) наружного диаметра тора 3 (для образования внутренней сферической поверхности).For shaping the inner and outer surfaces of any diameter according to the invention, it is necessary that:
the edge of the cutting tool 1 was sharpened with a radius R from the conditions of formation during rotation of the torus surface 3 around axis 2;
the rotation axis 4 of the workpiece 5 should be in the same plane with the rotation axis 2 of the tool 1 and intersect with it at an angle α>0;
tool 1 and workpiece 5 must rotate;
the radius of the resulting sphere R _sf should be greater than:
a) the inner diameter of the torus 3 (for the formation of the outer spherical surface);
b) the outer diameter of the torus 3 (for the formation of the inner spherical surface).

Определим условия, от которых зависит радиус получаемой сферы. We define the conditions on which the radius of the resulting sphere depends.

Предположим, что нам необходимо образовать сферу постоянного радиуса R_сф=const, при этом средний диаметр инструмента
D=2R_ин=const,
радиус заточки инструмента r= const, следовательно, угол β для данных условий так же является постоянной величиной
R_сф=L-r,
где L = A/cosβ - расстояние между центрами сферической поверхности заготовки 5 и инструмента 1; А - расстояние от центра сферы до центра радиуса инструмента
R_сф= A/cosβ-r;
A=В+r,
где В - расстояние от центра получаемой сферы до торца инструмента.Suppose that we need to form a sphere of constant radius R _sf = const, while the average diameter of the tool
D = 2R _yn = const,
tool sharpening radius r = const, therefore, the angle β for these conditions is also a constant
R _sf = Lr,
where L = A / cosβ is the distance between the centers of the spherical surface of the workpiece 5 and tool 1; A is the distance from the center of the sphere to the center of the radius of the tool
R _cf = A / cosβ-r;
A = B + r,
where B is the distance from the center of the resulting sphere to the end of the tool.

Следовательно, при условии R_сф=const, величина радиуса сферы не зависит от угла наклона оси инструмента, а зависит от положения торца инструмента относительно центра получаемой сферы (размер В). В зависимости от радиуса получаемой сферы точка касания К инструмента с заготовкой перемещается по радиусу инструмента.Therefore, under the condition R _sf = const, the radius of the sphere does not depend on the angle of inclination of the axis of the tool, but depends on the position of the end of the tool relative to the center of the resulting sphere (size B). Depending on the radius of the resulting sphere, the touch point K of the tool with the workpiece moves along the radius of the tool.

Для получения сферической поверхности с постоянным R_сф инструмент выставляют под углом α и делается один оборот заготовки, в результате чего образуется сегмент сферы. Далее, изменив угол α, производится еще один оборот и так далее до получения полной сферической поверхности, количество проходов зависит от диаметра инструмента.For a spherical surface with a constant R _sp expose tool at an angle α and is made one revolution preform resulting in a sphere segment. Further, changing the angle α, one more revolution is made and so on until a full spherical surface is obtained, the number of passes depends on the diameter of the tool.

Использование предлагаемого способа формообразования сферической поверхности непрофилированным инструментом позволит повысить качество обрабатываемой детали и производительность. Благодаря форме режущей кромки, одним и тем же инструментом можно обрабатывать сферы различных радиусов. Using the proposed method of forming a spherical surface with a profiled tool will improve the quality of the workpiece and productivity. Due to the shape of the cutting edge, it is possible to process spheres of various radii with the same tool.

Claims

A method of forming spherical surfaces with a non-profiled tool, including informing the workpiece of rotational movement around its axis, and with the non-profiled tool around its axis, characterized in that the non-profiled tool is sharpened from the formation condition when the torus surface rotates, the rotational axis of the non-profiled tool and the workpiece are intersected and positioned in one plane, and a spherical surface of one radius is formed segmentwise, for each individual turn ovki.