RU2822491C1 - Method of processing flat and curved surfaces of die tooling with correction of tool wear and machine errors - Google Patents

Method of processing flat and curved surfaces of die tooling with correction of tool wear and machine errors Download PDF

Info

Publication number
RU2822491C1
RU2822491C1 RU2023129268A RU2023129268A RU2822491C1 RU 2822491 C1 RU2822491 C1 RU 2822491C1 RU 2023129268 A RU2023129268 A RU 2023129268A RU 2023129268 A RU2023129268 A RU 2023129268A RU 2822491 C1 RU2822491 C1 RU 2822491C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cutter
cutting edge
changing
deviation
processing
Prior art date
Application number
RU2023129268A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дамир Тамасович Сафаров
Лейля Ринатовна Сафарова
Алексей Геннадьевич Кондрашов
Айрат Ибрагимович Фасхутдинов
Рустем Джамилевич Биктимиров
Original Assignee
Публичное акционерное общество "КАМАЗ"
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "КАМАЗ" filed Critical Публичное акционерное общество "КАМАЗ"
Application granted granted Critical
Publication of RU2822491C1 publication Critical patent/RU2822491C1/en

Links

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention can be used for final milling of flat and curved surfaces of tooling and parts of machines under condition of constancy of interaction of section of the main cutting edge and allowance. Method includes use of end cylindrical or conical cutters with working part, at least part of surface of which is made curvilinear. Prior to processing, flat sample is processed at constant angles of cutter inclination till preset maximum allowable wear is achieved. After treatment of each layer, height dimensions of the treated surface are measured at least at four points and a roughness parameter. Curvilinear surface of the article is processed with correction of the trajectory of working strokes of the tool along the normal to the processed section of the curvilinear surface for the current length of the cutting path.
EFFECT: higher precision of final milling.
1 cl, 7 dwg, 5 tbl

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для чистового фрезерования плоских и криволинейных поверхностей оснастки и деталей машин при условии постоянства взаимодействия участка главной режущей кромки и припуска. Например, поверхностей смыкания штампов, поверхностей разъемов картеров, блоков цилиндров двигателей внутреннего сгорания, поверхностей штампов листового материала.The invention relates to mechanical engineering and can be used for finishing milling of flat and curved surfaces of equipment and machine parts, provided that the interaction between the section of the main cutting edge and the allowance is constant. For example, clamping surfaces of dies, connector surfaces of crankcases, cylinder blocks of internal combustion engines, surfaces of dies of sheet material.

Известен способ изготовления винтов с контролем формы режущих кромок инструмента, включающий использование инструмента с формообразующими режущими кромками, контроль их формы, установку инструмента под углом и на расстоянии к заготовке винта с наложением необходимых кинематических связей на инструмент и/или заготовку для осуществления процесса резания, при этом используют инструмент с набором шаблонов для его формообразующих кромок, рассчитанных для нескольких параметров установки, проводят контроль формы режущих кромок инструмента по величине зазоров между шаблоном и режущими кромками, оценивают изменение формы режущих кромок по мере износа инструмента, после чего изменяют его установку или проводят предварительную коррекцию режущих кромок в соответствии с выбранными параметрами установки, затем осуществляют процесс резания с новыми параметрами установки инструмента. (патент РФ 2293625, МПК В23С 3/16 (2006.01), В23С 3/32 (2006.01), опубл. 20.02.2007). Способ позволяет проводить периодические подналадки инструмента за счет контроля изменения износа инструмента для обработки канавок винтов. К недостаткам способа можно отнести низкую точность определения величин коррекции наладочных параметров вследствие визуального контроля измерения формы режущей кромки инструмента в процессе его изнашивания.There is a known method for manufacturing screws with control of the shape of the cutting edges of the tool, including the use of a tool with shape-forming cutting edges, control of their shape, installation of the tool at an angle and at a distance to the screw workpiece with the imposition of the necessary kinematic connections on the tool and/or workpiece to carry out the cutting process, with In this case, they use a tool with a set of templates for its shaping edges, calculated for several installation parameters, control the shape of the cutting edges of the tool by the size of the gaps between the template and the cutting edges, evaluate the change in the shape of the cutting edges as the tool wears, and then change its installation or carry out preliminary correction of the cutting edges in accordance with the selected installation parameters, then the cutting process is carried out with new tool installation parameters. (RF patent 2293625, IPC V23S 3/16 (2006.01), V23S 3/32 (2006.01), published 02/20/2007). The method allows for periodic adjustments of the tool by monitoring changes in tool wear for processing screw grooves. The disadvantages of the method include the low accuracy of determining the correction values of adjustment parameters due to visual control of the measurement of the shape of the cutting edge of the tool during its wear.

Известен аппаратный метод контроля состояния режущих кромок однолезвийных, сборных многолезвийных и осевых инструментов в процессе однолезвийной и многолезвийной обработки, включающий измерение мгновенных значений электрического напряжения, выдаваемых измерительным преобразователем в виде электрического датчика, перевод их в цифровой сигнал с помощью аналого-цифрового преобразователя и сравнение их между собой. По относительным значениям сигнала вихретокового датчика, соответствующим каждой режущей кромке осуществляют оценку положения кромок, целостность, величину износа, осевые и радиальные биения (патент РФ 2320457, МПК В23В 25/06 (2006.01), B23Q 17/09 (2006.01), B23Q 17/22 (2006.01), опубл. 27.03.2008). Аналогичный способ измерения износа фрезы за счет ее перемещения в направлении износа до возникновения виброакустического сигнала акселерометра, установленного на калиброванном щупе (патент РФ 2594051 МПК B23Q 17/09 (2006.01), В23С9/00, (2006.01), опубл. 10.08.2016). Методы используются для повышения надежности и эффективности контроля состояния инструмента, но не применяются для дальнейшей компенсации для улучшения точности обработки.There is a known hardware method for monitoring the condition of the cutting edges of single-edge, prefabricated multi-edge and axial tools in the process of single-edge and multi-edge machining, which includes measuring instantaneous electrical voltage values produced by a measuring transducer in the form of an electrical sensor, converting them into a digital signal using an analog-to-digital converter and comparing them between themselves. Based on the relative values of the eddy current sensor signal corresponding to each cutting edge, the position of the edges, integrity, amount of wear, axial and radial runout are assessed (RF patent 2320457, IPC V23V 25/06 (2006.01), B23Q 17/09 (2006.01), B23Q 17/ 22 (2006.01), publ. 03/27/2008). A similar method for measuring cutter wear by moving it in the wear direction until a vibroacoustic signal from an accelerometer installed on a calibrated probe appears (RF patent 2594051 MPK B23Q 17/09 (2006.01), B23С9/00, (2006.01), published 08/10/2016). The methods are used to improve the reliability and efficiency of tool condition monitoring, but are not used for further compensation to improve machining accuracy.

Известны устройства слежения за формой обрабатываемой детали различной конструкции для станков с программным управлением. Например, устройство слежения за формой обрабатываемой детали в виде скобы с закрепленной опорой слежения в виде шаровой поверхности. Недостатком является влияние вибраций на регистрирующий элемент приспособления (патент РФ №2465104, МПК В23С 3/04, опубл. 27.10.2012), устройства с бесконтактным слежением посредством подачи сжатого воздуха в зазор между соплом и деталью. Способ регистрации фиксирует только значительные отклонения формы. Устройства позволяют получить измерительную информацию о форме обрабатываемых плоских поверхностей и не рассчитаны на применение при фрезеровании криволинейных поверхностей.There are known devices for tracking the shape of the workpiece of various designs for computer-controlled machines. For example, a device for tracking the shape of a workpiece in the form of a bracket with a fixed tracking support in the form of a spherical surface. The disadvantage is the influence of vibrations on the recording element of the device (RF patent No. 2465104, IPC V23S 3/04, published on October 27, 2012), devices with contactless tracking by supplying compressed air into the gap between the nozzle and the part. The registration method records only significant shape deviations. The devices allow you to obtain measuring information about the shape of the flat surfaces being machined and are not designed for use when milling curved surfaces.

Известен способ обработки деталей на станках с ЧПУ, позволяющий улучшить геометрическую точность, шероховатость и устранения концентров контурных поверхностей деталей из труднообрабатываемых материалов. Способ осуществляется коррекции, выполняемой по данным износа резца, величины шероховатости и пути резания, выявляемого в результате выполнения пробных ходов острозаточенным резцом на первой детали и серийной. (патент РФ 2220821, МПК В23В 1/00 (2000.01), опубл. 10.01.2004). Способ не предусматривает компенсацию по данным отклонений формы обрабатываемой поверхности и реализует коррекцию только для контурных поверхностей деталей.There is a known method for processing parts on CNC machines, which makes it possible to improve geometric accuracy, roughness and eliminate concentrations of contour surfaces of parts made of difficult-to-machine materials. The method is carried out by correction, carried out according to the wear of the cutter, the roughness value and the cutting path, revealed as a result of performing trial runs with a sharpened cutter on the first part and the serial one. (RF patent 2220821, IPC V23V 1/00 (2000.01), published 01/10/2004). The method does not provide for compensation based on deviations in the shape of the surface being processed and implements correction only for the contour surfaces of parts.

Известен способ обработки чистового фрезерования плоских поверхностей, при котором фрезеруют с наклоном фрезы в сторону выходных концов режущих кромок. (патент РФ 2137575, МПК В23С 3/00 (1995.01), опубл. 20.09.1999) Способ обеспечивает повышение качества обрабатываемой поверхности и производительности, но не предусматривает компенсации станочных погрешностей и износа режущих кромок фрезы в процессе фрезерования.There is a known method for processing finishing milling of flat surfaces, in which the cutter is milled with an inclination towards the output ends of the cutting edges. (RF patent 2137575, MPK V23S 3/00 (1995.01), published on September 20, 1999) The method improves the quality of the machined surface and productivity, but does not provide for compensation for machine errors and wear of the cutting edges of the cutter during the milling process.

Известен способ обработки лопатки блиска газотурбинного двигателя концевыми фрезами на станках с числовым программным управлением, включающий фрезерование профиля пера лопатки от вершины лопатки к радиусу перехода в ступицу, при этом съем металла ведут поочередно чередующимися со стороны корыта и спинки строками, измеренным по высоте пера лопатки, причем ширину первой строки выбирают меньшей или равной половине ширины последующей строки, а ширину последующих строк выбирают равной или меньшей ширины предыдущей строки из условия, что чередование не приводит к симметричному снятию металла со стороны корыта и спинки, за исключением обработки прикомлевого участка пера, и обеспечивает максимальную жесткость обрабатываемого пера лопатки, также в процессе обработки проводят промежуточный контроль погрешностей обработанной поверхности по совокупности опорных точек, полученных в результате определения контактным путем их фактических координат, по результатам которого осуществляют изменение базовой управляющей программы с учетом погрешностей случайного характера для обработки по скорректированной программе, при этом коррекцию управляющей программы и последующую обработку повторяют до достижения необходимой точности, причем указанную обработку осуществляют для каждой лопатки блиска. (патент РФ №2689476, МПК В23С 3/18 (2006.01), опубл. 28.05.2019). Способ позволят чередованием координатных измерений, расчетом значений коррекций инструмента и обработкой с найденными коррекциями улучшить геометрическую точность лопатки блиска газотурбинного двигателя. К недостаткам способа обработки следует отнести трудоемкость нахождения коррекций траектории инструмента, поскольку для их нахождения необходимо проводить чередующиеся координатные измерения лопатки с операциями длительного их фрезерования. Следует отметить, что компенсировать смещением траектории инструмента можно только систематические, а не случайные погрешности, как это заявлено в формуле данного изобретения.There is a known method for processing a blisk blade of a gas turbine engine with end mills on machines with numerical control, including milling the profile of the blade feather from the top of the blade to the radius of the transition to the hub, while the metal is removed alternately from the side of the trough and the back in rows measured along the height of the blade feather, wherein the width of the first line is chosen to be less than or equal to half the width of the subsequent line, and the width of subsequent lines is chosen to be equal to or less than the width of the previous line from the condition that the alternation does not lead to symmetrical removal of metal from the side of the trough and the back, with the exception of processing the butt section of the feather, and ensures the maximum rigidity of the blade blade being processed; also during the processing process, intermediate control of errors of the machined surface is carried out using a set of reference points obtained as a result of determining their actual coordinates by contact, based on the results of which the basic control program is changed taking into account random errors for processing according to the adjusted program, in this case, the correction of the control program and subsequent processing are repeated until the required accuracy is achieved, and the specified processing is carried out for each blisk blade. (RF patent No. 2689476, IPC V23S 3/18 (2006.01), published 05/28/2019). The method will allow, by alternating coordinate measurements, calculating tool correction values and processing with the found corrections, to improve the geometric accuracy of the blisk blade of a gas turbine engine. The disadvantages of the processing method include the complexity of finding tool path corrections, since to find them it is necessary to carry out alternating coordinate measurements of the blade with long-term milling operations. It should be noted that only systematic and not random errors can be compensated by shifting the tool path, as stated in the formula of this invention.

Известен способ фрезерования плоских поверхностей, включающий фрезерование поверхностей заготовки инструментом с цилиндрической производящей поверхностью и прямолинейной образующей, которому сообщают главное вращательное движение и поступательное движение подачи в направлении фрезерования, при этом инструменту сообщают дополнительное возвратно-поступательное движение подачи в направлении прямолинейной образующей инструмента с длиной хода, не превышающей разность между проекцией ширины фрезерования на плоскость, проходящую через ось инструмента и длиной рабочей части инструмента, при этом скорость возвратно-поступательного движения устанавливают с не менее чем восьмикратным превышением скорости указанного поступательного движения подачи инструмента в направлении фрезерования. (патент РФ №2626519, МПК В23С 3/00 (2006.01), опубл. 28.07.2017). Способ позволяет повысить стойкость инструмента за счет постоянного смещения режущих кромок относительно поверхности резания, но не предусматривает коррекции траектории его перемещения для компенсации износа режущих кромок инструмента и станочных погрешностей.There is a known method for milling flat surfaces, which involves milling the surfaces of a workpiece with a tool with a cylindrical generating surface and a rectilinear generatrix, to which the main rotational motion and translational feed motion in the milling direction are imparted, while the tool is provided with an additional reciprocating feed motion in the direction of the rectilinear generatrix of the tool with a stroke length , not exceeding the difference between the projection of the milling width onto the plane passing through the tool axis and the length of the working part of the tool, while the speed of the reciprocating movement is set with no less than eight times the speed of the specified translational movement of the tool feed in the milling direction. (RF patent No. 2626519, IPC V23S 3/00 (2006.01), published 07/28/2017). The method makes it possible to increase the durability of the tool due to the constant displacement of the cutting edges relative to the cutting surface, but does not provide for correction of the trajectory of its movement to compensate for the wear of the cutting edges of the tool and machine errors.

Ближайшим аналогом выбран способ обработки криволинейных поверхностей заключающийся в том, что обработку осуществляют с использованием концевых цилиндрических или конических фрез с рабочей частью, по меньшей мере, часть поверхности которой выполнен криволинейной, причем обработку осуществляют фрезерованием участком криволинейной поверхности , удовлетворяющем условию , при этом определяют из соотношения:The closest analogue is the chosen method for processing curved surfaces, which consists in the fact that the processing is carried out using cylindrical or conical end mills with a working part, at least part of the surface of which is made curved, and the processing is carried out by milling a section of the curved surface , satisfying the condition , wherein determined from the ratio:

где - радиус кривизны нормального сечения рабочей части фрезы, проходящего через ось фрезы;Where - radius of curvature of the normal section of the working part of the cutter, passing through the axis of the cutter;

- радиус кривизны нормального сечения обрабатываемой поверхности, проходящей через ось фрезы; - radius of curvature of the normal section of the machined surface passing through the axis of the cutter;

- допуск на оребрение; - fin tolerance;

- подача на строку; - feed per line;

- текущий угол отклонения между осью фрезы и касательной плоскостью к обрабатываемой поверхности детали в точке касания фрезы и обрабатываемой поверхности детали; - the current angle of deviation between the cutter axis and the tangent plane to the machined surface of the part at the point of contact between the cutter and the machined surface of the part;

- максимальный угол отклонения между осью фрезы и касательной плоскостью к криволинейной поверхности фрезы. - the maximum angle of deviation between the axis of the cutter and the tangent plane to the curved surface of the cutter.

(патент РФ №2351441, МПК В23С3/16 (2006.01), В23С5/10 (2006.01), В23С5/14 (2006.01), опубл. 10.04.2009).(RF patent No. 2351441, IPC V23S3/16 (2006.01), V23S5/10 (2006.01), V23S5/14 (2006.01), published 04/10/2009).

Метод направлен на обеспечение обработки поверхностей строго определенным участком кривой по условию обеспечения величины допуска проектного положения профиля обрабатываемой поверхности. Способ обработки не учитывает влияния износа режущей кромки инструмента на конечную точность обработки поверхности заготовки.The method is aimed at ensuring the processing of surfaces in a strictly defined section of the curve according to the condition of ensuring the tolerance value of the design position of the profile of the surface being processed. The processing method does not take into account the influence of tool cutting edge wear on the final precision of workpiece surface processing.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение геометрической точности чистового фрезерования плоских и криволинейных поверхностей при условии постоянства взаимодействия участка главной режущей кромки и припуска за счет коррекции траектории перемещения инструмента, компенсирующей станочные погрешности и износ режущих кромок в периоде их стойкости.The technical problem to be solved by the invention is to increase the geometric accuracy of finishing milling of flat and curved surfaces, provided that the interaction between the section of the main cutting edge and the allowance is constant due to the correction of the tool path, compensating for machine errors and wear of the cutting edges during their service life.

Указанная задача решается тем, что в способе обработки криволинейных поверхностей концевыми цилиндрическими или коническими фрезами с рабочей частью, по меньшей мере, часть поверхности которой выполнена криволинейной с радиусом , до обработки штамповой оснастки послойно обрабатывают плоский образец под постоянным углами наклона фрезы до достижения заданного предельно допустимого износа, после обработки каждого слоя измеряют высотные размеры обработанной поверхности не менее чем в четырех точках и параметр шероховатости , рассчитывают величины отклонений базовой плоскости от настроечного размера отклонение от плоскостности , находят функции изменения отклонений обработанной поверхности по длине пути резания:This problem is solved by the fact that in the method of processing curved surfaces with cylindrical or conical end mills with a working part, at least part of the surface of which is made curved with a radius , before processing the stamping equipment, a flat sample is processed layer by layer at constant angles of inclination of the cutter until the specified maximum permissible wear is reached, after processing each layer, the height dimensions of the treated surface are measured at at least four points and the roughness parameter , calculate the deviations of the base plane from the adjustment size deviation from flatness , find the functions of changing the deviations of the machined surface along the length of the cutting path:

, ,

, ,

, ,

где - функции изменения отклонения базовой плоскости от настроечного размера для верхнего и нижнего участка режущей кромки фрезы;Where - functions for changing the deviation of the base plane from the setting size for the upper and lower sections of the cutting edge of the cutter;

- функции изменения отклонения от плоскостности для верхнего и нижнего участка режущей кромки фрезы; - functions for changing the deviation from flatness for the upper and lower sections of the cutting edge of the cutter;

- функции изменения шероховатости поверхности для верхнего и нижнего участка режущей кромки фрезы; - functions for changing surface roughness for the upper and lower sections of the cutting edge of the cutter;

- переменная длина пути резания; - variable cutting path length;

- массив значений длины пути резания соответствующих обработанным слоям на образце для верхнего и нижнего участка режущей кромки фрезы; - an array of cutting path length values corresponding to the processed layers on the sample for the upper and lower sections of the cutting edge of the cutter;

- массив значений отклонений базовой плоскости от настроечного размера всех обработанных слоев для верхнего и нижнего участка режущей кромки фрезы; - an array of deviation values of the base plane from the adjustment size of all processed layers for the upper and lower sections of the cutting edge of the cutter;

- массив значений отклонений от плоскостности всех обработанных слоев для верхнего и нижнего участка режущей кромки; - an array of values of deviations from flatness of all processed layers for the upper and lower sections of the cutting edge;

массив значений параметра шероховатости всех обработанных слоев для верхнего и нижнего участка режущей кромки фрезы; an array of roughness parameter values for all processed layers for the upper and lower sections of the cutter cutting edge;

- номера слоя для верхнего участка режущей кромки фрезы (); - layer numbers for the upper section of the cutting edge of the cutter ( );

измеряют с выбранным шагом прямолинейность перемещения суппортов станка по координатам Х и Y в пределах габаритов зоны обработки штамповой оснастки , , находят функцию изменения отклонений от прямолинейности перемещения суппортов станка по длине пути резания:measure with a selected step the straightness of movement of the machine supports along the X and Y coordinates within the dimensions of the processing area of the stamping equipment , , find the function of changing deviations from straightness of movement of machine supports along the length of the cutting path:

, ,

после чего криволинейную поверхность штамповой оснастки обрабатывают с коррекцией траектории рабочих ходов инструмента на величину по нормали к обрабатываемому участку криволинейной поверхности для текущей длины пути резания по следующей зависимости:after which the curved surface of the die equipment is processed with correction of the trajectory of the tool’s working strokes by the amount normal to the machined section of the curved surface for the current length of the cutting path according to the following dependence:

где - максимальное отклонение профиля криволинейной поверхности штамповой оснастки,Where - maximum deviation of the profile of the curved surface of the die equipment,

- минимальное отклонение профиля криволинейной поверхности штамповой оснастки, - minimum deviation of the profile of the curved surface of the die equipment,

. .

Выполнение способа обработки криволинейных поверхностей концевыми цилиндрическими или коническими фрезами с рабочей частью, по меньшей мере, часть поверхности которой выполнена криволинейной с радиусом , с предварительной обработкой плоского образца фрезой под постоянным углом наклона до достижения заданного предельно допустимого износа, и измерениями указанных характеристик поверхности образца после обработки каждого слоя, измерениями прямолинейности перемещений суппортов станка в пределах габаритов зоны обработки штамповой оснастки в сочетании с выводом функций изменения отклонений обработанной поверхности с учетом отклонений от прямолинейности станка в пределах габаритов обработки штамповой оснастки по длине пути резания с последующей обработкой криволинейной поверхности изделия с коррекцией траектории рабочих ходов инструмента на рассчитанную по приведенным зависимостям величину позволит компенсировать влияние износа инструмента на различных участках режущей кромки и тем самым повысить геометрическую точность обработки.Performing a method for processing curved surfaces with cylindrical or conical end mills with a working part, at least part of the surface of which is made curved with a radius , with preliminary processing of a flat sample with a milling cutter at a constant angle of inclination until a specified maximum permissible wear is achieved, and measurements of the specified characteristics of the sample surface after processing each layer, measurements of the straightness of movements of the machine supports within the dimensions of the processing area of the stamping equipment in combination with the output of functions for changing the deviations of the machined surface taking into account deviations from the straightness of the machine within the dimensions of processing the die equipment along the length of the cutting path with subsequent processing of the curved surface of the product with correction of the trajectory of the tool's working strokes by the value calculated from the given dependencies will make it possible to compensate for the influence of tool wear in various sections of the cutting edge and thereby increase the geometric accuracy processing.

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что способ обработки плоских и криволинейных поверхностей при условии постоянства взаимодействия участка главной режущей кромки и припуска с коррекцией погрешности износа инструмента и станочных погрешностей имеет признаки, которые отсутствуют в аналогах, а их использование в заявляемой совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат.An analysis of known technical solutions in this field of technology has shown that the method of processing flat and curved surfaces, subject to the constancy of the interaction between the section of the main cutting edge and the allowance with the correction of tool wear and machine errors, has features that are absent in analogues, and their use in the claimed set of essential characteristics allows you to obtain a new technical result.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:The claimed technical solution is illustrated by drawings, where:

фиг. 1 - схема геометрических отклонений обрабатываемой плоской базовой поверхности;fig. 1 - diagram of geometric deviations of the processed flat base surface;

фиг. 2 - а) эскизы обработки, б) точки измерений высотных размеров образца и схема нахождения отклонений от прямолинейности;fig. 2 - a) processing sketches, b) measurement points for the height dimensions of the sample and a diagram for finding deviations from straightness;

фиг. 3 - область нахождения координат профиля обрабатываемого образца материала , концевой сферической фрезой без учета погрешности станка;fig. 3 - area where the coordinates of the profile of the processed material sample are located , spherical end mill without taking into account the machine error;

фиг. 4 - станок обработки изделий с плоскими и криволинейными поверхностями штампа;fig. 4 - machine for processing products with flat and curved die surfaces;

фиг. 5 - графики изменения станочных погрешностей в виде отклонений от прямолинейности перемещения, отклонений от прямолинейности фрезерного станка с ЧПУ;fig. 5 - graphs of changes in machine errors in the form of deviations from the straightness of movement, deviations from the straightness of a CNC milling machine;

фиг. 6 - график суммарных отклонений , плоской поверхности образца с учетом погрешностей станка до и после выполнения коррекции траектории перемещений концевой сферической фрезы.fig. 6 - graph of total deviations , flat surface of the sample, taking into account machine errors before and after correction of the trajectory of the ball end mill.

фиг. 7 - графики коррекций траекторий концевой сферической фрезы плоской поверхности штамповой оснастки: по пути резания в периоде ее стойкости.fig. 7 - graphs of trajectory corrections spherical end mill of the flat surface of the die equipment: along the cutting path during the period of its durability.

Способ обработки криволинейных поверхностей заключающийся в том, что обработку осуществляют с использованием концевых цилиндрических или конических фрез 1 с рабочей частью, по меньшей мере, часть поверхности которой выполнена криволинейной, причем обработку осуществляют фрезерованием участком криволинейной поверхности 2 радиусом . До обработки штамповой оснастки послойно обрабатывают плоский образец 3 под постоянным углами наклона фрезы до достижения заданного предельно допустимого износа, после обработки каждого слоя измеряют высотные размеры обработанной поверхности 4 не менее чем в 4 точках и параметр шероховатости , рассчитывают величины отклонений базовой плоскости 5 от настроечного размера , отклонение от плоскостности , находят функции изменения отклонений обработанной поверхности по длине пути резания:A method for processing curved surfaces, which consists in the fact that the processing is carried out using cylindrical or conical end mills 1 with a working part, at least part of the surface of which is curved, and the processing is carried out by milling a section of the curved surface 2 with a radius . Before processing the stamping equipment, a flat sample 3 is processed layer by layer at constant angles of inclination of the cutter until the specified maximum permissible wear is reached, after processing each layer, the height dimensions of the treated surface 4 are measured at at least 4 points and the roughness parameter , calculate the deviations of the base plane 5 from the adjustment size , deviation from flatness , find the functions of changing the deviations of the machined surface along the length of the cutting path:

, ,

, ,

, ,

где - функции изменения отклонения базовой плоскости от настроечного размера для верхнего и нижнего участка режущей кромки фрезы;Where - functions for changing the deviation of the base plane from the setting size for the upper and lower sections of the cutting edge of the cutter;

- функции изменения отклонения от плоскостности для верхнего и нижнего участка режущей кромки фрезы; - functions for changing the deviation from flatness for the upper and lower sections of the cutting edge of the cutter;

- функции изменения шероховатости поверхности для верхнего и нижнего участка режущей кромки фрезы; - functions for changing surface roughness for the upper and lower sections of the cutting edge of the cutter;

- переменная длина пути резания; - variable cutting path length;

- массив значений длины пути резания соответствующих обработанным слоям на образце для верхнего и нижнего участка режущей кромки фрезы; - an array of cutting path length values corresponding to the processed layers on the sample for the upper and lower sections of the cutting edge of the cutter;

- массив значений отклонений базовой плоскости от настроечного размера всех обработанных слоев для верхнего и нижнего участка режущей кромки фрезы; - an array of deviation values of the base plane from the adjustment size of all processed layers for the upper and lower sections of the cutting edge of the cutter;

- массив значений отклонений от плоскостности всех обработанных слоев для верхнего и нижнего участка режущей кромки; - an array of values of deviations from flatness of all processed layers for the upper and lower sections of the cutting edge;

массив значений параметра шероховатости всех обработанных слоев для верхнего и нижнего участка режущей кромки фрезы; an array of roughness parameter values for all processed layers for the upper and lower sections of the cutter cutting edge;

- номера слоя для верхнего участка режущей кромки фрезы (); - layer numbers for the upper section of the cutting edge of the cutter ( );

Измеряют с выбранным шагом прямолинейность перемещения суппортов станка 6, 7 по координатам Х и Y в пределах габаритов зоны обработки штамповой оснастки , , находят функцию изменения отклонений от прямолинейности перемещения суппортов станка по длине пути резания:The straightness of movement of the machine supports 6, 7 along the X and Y coordinates is measured with a selected step within the dimensions of the processing area of the stamping equipment , , find the function of changing deviations from straightness of movement of machine supports along the length of the cutting path:

, ,

после чего криволинейную поверхность штамповой оснастки 7 обрабатывают с коррекцией траектории рабочих ходов инструмента на величину по нормали к обрабатываемому участку криволинейной поверхности для текущей длины пути резания по следующей зависимости:after which the curved surface of the die equipment 7 is processed with correction of the trajectory of the tool’s working strokes by the amount normal to the machined section of the curved surface for the current length of the cutting path according to the following dependence:

где - максимальное отклонение профиля криволинейной поверхности штамповой оснастки,Where - maximum deviation of the profile of the curved surface of the die equipment,

- минимальное отклонение профиля криволинейной поверхности штамповой оснастки, - minimum deviation of the profile of the curved surface of the die equipment,

. .

Решаемая задача - повышение геометрической точности чистового фрезерования плоских и криволинейных поверхностей при условии постоянства взаимодействия участка главной режущей кромки и припуска за счет коррекции траектории перемещения инструмента, компенсирующей станочные погрешности и износа режущих кромок в периоде их стойкости.The problem being solved is to increase the geometric accuracy of finishing milling of flat and curved surfaces, provided that the interaction between the section of the main cutting edge and the allowance is constant due to the correction of the tool path, compensating for machine errors and wear of the cutting edges during their service life.

В качестве примера способа обработки плоских и криволинейных поверхностей штамповой оснастки с коррекцией погрешностей износа инструмента и станочных погрешностей рассмотрим фрезерование плоской поверхности концевой сферической фрезой. Для расчета коррекции инструмента применен метод вероятностного моделирования. Для его применения необходимо получить информацию о наиболее вероятном нахождении координат профиля. При таком подходе определяются вероятные максимальные и минимальные значения координат. Количество точек по длине пути резания для построения модели выбирается, исходя из требований к точности обработки.As an example of a method for processing flat and curved surfaces of die equipment with correction of tool wear errors and machine errors, let us consider milling a flat surface with a spherical end mill. The probabilistic modeling method is used to calculate the tool correction. To use it, it is necessary to obtain information about the most likely location of the profile coordinates. With this approach, the probable maximum and minimum coordinate values are determined. The number of points along the length of the cutting path for constructing the model is selected based on the requirements for processing accuracy.

На фиг. 1 приведена схема образования геометрических отклонений в процессе чистового фрезерования плоской поверхности сферической концевой фрезой. В начальной точке участка наклонной обрабатываемой поверхности формообразующий элемент в результате выхода в координаты начала рабочего хода имеет значение размера по координате .In fig. Figure 1 shows a diagram of the formation of geometric deviations during the finishing milling of a flat surface with a spherical end mill. At the starting point of the section of the inclined surface being processed, the forming element, as a result of reaching the coordinates of the beginning of the working stroke, has a size value along the coordinate .

В первые моменты резания радиальная сила отклоняет фрезу по оси Y от этого исходного положения на обрабатываемом участке поверхности в пределах величин , В процессе обработки поверхности образца из-за износа и вибраций фрезы положение точки контакта кромок фрезы изменяется в пределах значений , (фиг 3). Эти отклонения закономерно изменяются по длине пути резания l. В результате формируется поверхность образца с отклонениями размеров и профиля.In the first moments of cutting, the radial force deflects the cutter along the Y axis from this initial position on the machined surface area within the limits of , During processing of the sample surface, due to wear and vibration of the cutter, the position of the contact point of the cutter edges changes within the values , (Fig 3). These deviations naturally change along the length of the cutting path l. As a result, a sample surface with deviations in size and profile is formed.

Максимальная граница положения точек профиля обрабатываемой поверхности рассчитываются по длине пути резания, по следующей математической зависимости:The maximum position limit of the profile points of the machined surface is calculated along the length of the cutting path, according to the following mathematical relationship:

(1)(1)

где - функция изменения отклонений от прямолинейности подвижных модулей станка, мм.Where - function of changing deviations from straightness of the movable modules of the machine, mm.

- функция изменения отклонения базовой плоскости от настроечного размера для верхнего участка режущей кромки, мм, - function of changing the deviation of the base plane from the adjustment size for the upper section of the cutting edge, mm,

- функция изменения отклонения от плоскостности для верхнего участка режущей кромки, мм; - function of changing the deviation from flatness for the upper section of the cutting edge, mm;

- функция изменения шероховатости поверхности для верхнего участка режущей кромки, мм. - function of changing surface roughness for the upper section of the cutting edge, mm.

Минимальное отклонение профиля криволинейной поверхности штамповой оснастки при формообразовании нижним участком режущей кромки:Minimum deviation of the profile of the curved surface of the die equipment when forming with the lower section of the cutting edge:

(2)(2)

где - функция изменения отклонений от прямолинейности подвижных модулей станка, мм.Where - function of changing deviations from straightness of the movable modules of the machine, mm.

- функция изменения отклонения базовой плоскости от настроечного размера для нижнего участка режущей кромки, мм, - function of changing the deviation of the base plane from the adjustment size for the lower section of the cutting edge, mm,

- функция изменения отклонения от плоскостности для нижнего участка режущей кромки, мм; - function of changing the deviation from flatness for the lower section of the cutting edge, mm;

- функция изменения шероховатости поверхности для нижнего участка режущей кромки, мм. - function of changing surface roughness for the lower section of the cutting edge, mm.

Рассмотренный способ коррекции можно применить для переходов обработки криволинейных поверхностей с незначительной кривизной поверхности, концевыми цилиндрическими или коническими фрезами с рабочей частью, по меньшей мере, часть поверхности которой выполнена криволинейной при условии постоянства взаимодействия участка главной режущей кромки и припуска.The considered correction method can be used for processing transitions of curved surfaces with slight curvature of the surface, cylindrical or conical end mills with a working part, at least part of the surface of which is curved, provided that the interaction between the section of the main cutting edge and the allowance is constant.

За величину коррекции в каждом шаге траектории перемещения инструмента принимается разность между текущим значением координат положения точки и целевым его значением (серединой поля допуска на размерный показатель точности):The correction value in each step of the tool movement path is taken to be the difference between the current value of the point position coordinates and its target value (the middle of the tolerance field for the dimensional accuracy indicator):

(3)(3)

где - максимальное отклонение базовой плоскости от номинального положения плоскости образца.Where - maximum deviation of the reference plane from the nominal position of the sample plane.

- минимальное отклонение базовой плоскости от номинального положения плоскости образца. - minimum deviation of the base plane from the nominal position of the sample plane.

Рассмотрим пример обработки плоской поверхности концевой сферической фрезой (фиг. 2), с углом наклона оси к обрабатываемой поверхности 45°.Let's consider an example of processing a flat surface with a spherical end mill (Fig. 2), with an axis inclination angle to the machined surface of 45°.

Обработка выполнена на пятикоординатном фрезерном станке с ЧПУ Hedelius RS605 K20 с поворотным столом (фиг. 2а). Диаметр концевой твердосплавной сферической фрезы ф. Sandvik Coromant 8 мм. Вылет фрезы 70 мм. Закрепление фрез производилось в патрон Shunk TENDO E Compact. Биение инструмента в патроне составило величину 2-4 мкм. Параметры перехода фрезерования соответствуют заводским режимам n - 7900 об./мин.; S =2000 мм/мин; Sz=0,12 мм/зуб. Шаг строчки фрезерования 0,15 мм. Глубина фрезерования выбрана исходя из условий чистового фрезерования 0,15 мм. В качестве смазочно-охлаждающего средства применялся сжатый воздух (Р=6 атм.).The processing was performed on a Hedelius RS605 K20 five-axis CNC milling machine with a rotary table (Fig. 2a). Diameter of carbide ball end mill f. Sandvik Coromant 8 mm. The cutter reach is 70 mm. The cutters were fastened into the Shunk TENDO E Compact chuck. The tool runout in the chuck was 2-4 microns. The milling transition parameters correspond to the factory modes n - 7900 rpm; S =2000 mm/min; Sz=0.12 mm/tooth. The milling stitch pitch is 0.15 mm. The milling depth was selected based on the finishing milling conditions of 0.15 mm. Compressed air (P = 6 atm.) was used as a lubricant and coolant.

Измерения высотных размеров обработанного образца выполнялись на высотомере ф. Mahr Digimahr 817 СМ, диаметр сферического наконечника 2,000 мм (рисунок 2 б) параметры шероховатости определялись мобильным профилографом М 400 ф. Mahr, В результате послойной обработки образца материала и измерений образца в девяти точках найдено изменение следующих отклонений:Measurements of the height dimensions of the processed sample were carried out using an altimeter f. Mahr Digimahr 817 SM, spherical tip diameter 2,000 mm (Figure 2 b) roughness parameters were determined by a mobile profiler M 400 f. Mahr, As a result of layer-by-layer processing of the material sample and measurements of the sample at nine points, a change in the following deviations was found:

- базовой плоскости от настроечного размера ;- base plane from the setting size ;

- от плоскостности ;- from flatness ;

- значений .- values .

Измерение износа фрезы по задней поверхности выполнялось на стереомикроскопе МБС 2. Measurement of cutter wear on the flank surface was carried out using an MBS 2 stereomicroscope.

В таблице 1 приведены рассчитанные по данным измерений отклонения от плоскостности, прямолинейности и параметра шероховатости Rz плоского образца материала. Table 1 shows the deviations from flatness, straightness and roughness parameter Rz of a flat material sample calculated from measurement data.

Таблица 1. Значения отклонений от плоскостности, прямолинейности и параметра шероховатости Rz образцов материала, обработанных концевой сферической фрезой под углом 45°.Table 1. Values of deviations from flatness, straightness and roughness parameter Rz of material samples processed with a ball end mill at an angle of 45°.

Путь резания
l
Cutting path
l
Отклонение базовой плоскости от настроечного размера
Deviation of the reference plane from the adjustment dimension
Отклонение от плоскостности
Deviation from flatness
ΔZ мин.ΔZ min. ΔZ макс.ΔZ max.
мm ммmm ммmm мкмµm ммmm ммmm 00 0,0000.000 0,0000.000 00 0,0000.000 0,0000.000 166,666166,666 0,00350.0035 0,0440.044 4,8424,842 -0,024-0.024 0,0310.031 333,332333.332 0,0070.007 0,0470.047 3,1263.126 -0,020-0.020 0,0340.034 499,998499,998 0,0250.025 0,0110.011 2,4352.435 0,0170.017 0,0330.033 666,664666.664 0,010.01 0,0360.036 1,9351.935 -0,010-0.010 0,0300.030 833,330833.330 0,0530.053 0,0310.031 4,4574,457 0,0330.033 0,0730.073 999,996999,996 0,0490.049 0,0180.018 3,6163.616 0,0360.036 0,0620.062 1166,6621166.662 0,070.07 0,0440.044 3,583.58 0,0440.044 0,0960.096 1333,3281333.328 0,0760.076 0,0400.040 3,7213.721 0,0520.052 0,1000.100 1499,9941499.994 0,0680.068 0,0290.029 5,5755.575 0,0480.048 0,0880.088 1666,661666.66 0,0740.074 0,1560.156 5,8945,894 -0,010-0.010 0,1580.158

На фиг.3 приведены границы максимального ΔZмакс. и минимального ΔZмин нахождения координат профиля образца материала по длине пути резания, рассчитанные по данным таблицы 1 по формулам (1) и (2) без учета погрешности подвижных модулей станка . Границы положения профиля волнообразно уменьшаются от величины 0,07 мм на 400 м пути до 0,03 мм на 800 м пути резания и увеличиваются до величины 0,06 мм при достижении на 1500 м. Затем наблюдается увеличение отклонения до 0,15 мм, что свидетельствует о потери точности процесса фрезерования. Нарастают и отклонения от плоскостности. Таким образом на длине в 1600 м. обеспечивается размерная точность в пределах ±0,15 мм.Figure 3 shows the boundaries of the maximum ΔZmax. and the minimum ΔZmin finding the coordinates of the profile of the material sample along the length of the cutting path, calculated according to the data in Table 1 using formulas (1) and (2) without taking into account the error of the movable modules of the machine . The boundaries of the profile position decrease in a wave-like manner from a value of 0.07 mm at 400 m of the cutting path to 0.03 mm at 800 m of the cutting path and increase to a value of 0.06 mm when reaching 1500 m. Then an increase in the deviation is observed to 0.15 mm, which indicates a loss of precision in the milling process. Deviations from flatness also increase. Thus, over a length of 1600 m, dimensional accuracy is ensured within ±0.15 mm.

В таблице 2 приведены экспериментальные данные измерений станочных погрешностей. Измерялись прямолинейность перемещения суппортов на длине обрабатываемого образца материала в направлении продольного и поперечного перемещения инструмента. Отклонение определяется по результатам измерений электронным щупом, установленным в шпиндель фрезерного станка с ЧПУ с ценой деления 1 мкм. Отклонения прямолинейности являются следствием износа направляющих суппортов фрезерного станка с ЧПУ (фиг. 4).Table 2 shows the experimental data for measuring machine errors. The straightness of the movement of the calipers along the length of the processed material sample in the direction of the longitudinal and transverse movement of the tool was measured. The deviation is determined by the results of measurements with an electronic probe installed in the spindle of a CNC milling machine with a division value of 1 micron. Straightness deviations are a consequence of wear on the guide supports of a CNC milling machine (Fig. 4).

На фиг. 5 приведены построенные по экспериментальным данным графики изменения отклонений от прямолинейности в зоне обработке образца. По оси Y график изменения прямолинейности имеет параболическую форму и на длине 250 мм изменяется на 0,025 мм. По координате X на длине 100 мм прямолинейность изменяется линейно на величину 0,010 мм. In fig. Figure 5 shows graphs of changes in deviations from straightness in the sample processing zone constructed from experimental data. Along the Y axis, the graph of changes in straightness has a parabolic shape and changes by 0.025 mm over a length of 250 mm. Along the X coordinate over a length of 100 mm, straightness changes linearly by 0.010 mm.

Таблица 2. Отклонения от прямолинейности суппортов станка в пределах габаритов рабочей зоны обработки изделия фрезерного станка.Table 2. Deviations from straightness of machine supports within the dimensions of the working area for processing the milling machine product.

Х, ммX, mm 00 5050 100100 150150 200200 250250 , мкм , µm 11 22 44 66 1212 2222 Y, ммY, mm 00 2020 4040 6060 8080 100100 , мкм , µm 1010 88 66 44 22 00

Таблица 3. Данные изменения координат вероятного нахождения границ профиля плоского образца материала с учетом погрешностей модулей станочной системы до и после проведения коррекции.Table 3. Data on changes in the coordinates of the probable location of the boundaries of the profile of a flat sample of material, taking into account the errors of the machine system modules before and after the correction.

Путь, lPath, l До коррекцииBefore correction После коррекцииAfter correction ΔZмаксΔZmax ΔZминΔZmin ΔZмаксΔZmax ΔZминΔZmin мm ммmm ммmm ммmm ммmm 00 0,0000.000 0,0000.000 -0,039-0.039 -0,039-0.039 166,66166.66 0,0100.010 0,0100.010 -0,029-0.029 -0,029-0.029 166,66166.66 0,0110.011 0,0660.066 -0,027-0.027 0,0270.027 333,33333.33 -0,010-0.010 0,0440.044 -0,052-0.052 0,0020.002 333,33333.33 0,0150.015 0,0690.069 -0,027-0.027 0,0270.027 499,99499.99 0,0270.027 0,0430.043 -0,033-0.033 -0,017-0.017 499,99499.99 0,0520.052 0,0680.068 -0,008-0.008 0,0080.008 666,66666.66 0,0000.000 0,0400.040 -0,045-0.045 -0,005-0.005 666,66666.66 0,0250.025 0,0650.065 -0,020-0.020 0,0200.020 833,33833.33 0,0430.043 0,0830.083 -0,045-0.045 -0,005-0.005 833,33833.33 0,0680.068 0,1080.108 -0,020-0.020 0,0200.020 999,99999.99 0,0460.046 0,0720.072 -0,038-0.038 -0,012-0.012 999,99999.99 0,0710.071 0,0970.097 -0,013-0.013 0,0130.013 1166,661166.66 0,0540.054 0,1060.106 -0,051-0.051 0,0010.001 1166,661166.66 0,0790.079 0,1310.131 -0,026-0.026 0,0260.026 1333,331333.33 0,0620.062 0,1100.110 -0,049-0.049 -0,001-0.001 1333,331333.33 0,0870.087 0,1350.135 -0,024-0.024 0,0240.024 1499,991499.99 0,0580.058 0,0980.098 -0,045-0.045 -0,005-0.005 1499,991499.99 0,0830.083 0,1230.123 -0,020-0.020 0,0200.020 1666,661666.66 0,0000.000 0,1680.168 -0,109-0.109 0,0590.059 1666,661666.66 0,0250.025 0,1930.193 -0,084-0.084 0,0840.084

Таблица 4. Регрессионные модели изменения геометрических показателей в периоде стойкости концевых сферических фрез с учетом погрешности станочных модулей.Table 4. Regression models of changes in geometric parameters during the service life of spherical end mills, taking into account the error of machine modules.

Обозначение функцииFunction designation ФункцияFunction Надежность аппроксимацииReliability of approximation R² = 0,9153R² = 0.9153

Таблица 5. Значения коррекций для плоской поверхности штамповой оснастки в периоде стойкости концевой сферической фрезыTable 5. Correction values for a flat surface of die equipment during the service life of a ball end mill

Путь резания, l мCutting path, l m 00 166,66166.66 333,33333.33 499,99499.99 666,664666.664 833,33833.33 999,996999,996 Величина коррекции
, мм.
Correction amount
, mm.
00 -0,0385-0.0385 -0,042-0.042 -0,06-0.06 -0,045-0.045 -0,088-0.088 -0,084-0.084
Путь резания, l мCutting path, l m 1166,661166.66 1333,331333.33 1499,991499.99 1666,661666.66 Величина коррекции , мм.Correction amount , mm. -0,105-0.105 -0,111-0.111 -0,103-0.103 -0,109-0.109

Данные изменения вероятных границ нахождения профиля приведены в таблице 3. Математические функции изменения погрешности станка приведены в таблице 4. На фиг. 6 приведены графики положения профиля обрабатываемой поверхности с учетом погрешностей подвижных модулей станочной системы. Графики построены через 166 м длине пути резания, что соответствует пути резания обработки поверхности образца изделия. Полученные границы изменения положения профилей дают возможность рассчитать величины коррекции программы с ЧПУ обработки поверхности по пути резания инструмента с учетом погрешностей износа инструмента, а также станочной системы. Величины коррекции приведены в таблице 5.These changes in the probable boundaries of the profile location are given in Table 3. Mathematical functions for changing the machine error are given in Table 4. In Fig. Figure 6 shows graphs of the position of the profile of the machined surface, taking into account the errors of the moving modules of the machine system. The graphs are plotted over a 166 m cutting path length, which corresponds to the cutting path of surface treatment of the product sample. The obtained limits for changing the position of the profiles make it possible to calculate the correction values of the CNC program for surface treatment along the cutting path of the tool, taking into account errors in tool wear, as well as the machine system. The correction values are given in Table 5.

На фиг. 7 приведены графики коррекции траектории , вычисленные по формуле (3), в таблице 4 приведена математическая функция коррекции по длине пути резания. При выполнении коррекции настройки на середину поля допуска геометрическая точность обрабатываемой поверхности улучшается от 1,22 до 1,62 раза по обрабатываемой поверхности (Ср увеличивается со значения 1,12 до 1,82 по максимальным значениям отклонений формы обрабатываемой поверхности, Ср увеличивается со значения с 1,74 до 2,14 по минимальным значениям отклонений формы обрабатываемой поверхности).In fig. 7 shows trajectory correction graphs , calculated using formula (3), Table 4 shows the mathematical correction function for the length of the cutting path. When adjusting the setting to the middle of the tolerance field, the geometric accuracy of the machined surface improves from 1.22 to 1.62 times along the machined surface (Cp increases from 1.12 to 1.82 according to the maximum values of deviations in the shape of the machined surface, Cp increases from the value c 1.74 to 2.14 according to the minimum values of deviations in the shape of the processed surface).

Решаемая задача - повышение геометрической точности чистового фрезерования плоских и криволинейных поверхностей при условии постоянства взаимодействия участка главной режущей кромки и припуска за счет коррекции траектории перемещения инструмента, компенсирующей станочные погрешности и износа режущих кромок в периоде их стойкости.The problem being solved is to increase the geometric accuracy of finishing milling of flat and curved surfaces, provided that the interaction between the section of the main cutting edge and the allowance is constant due to the correction of the tool path, compensating for machine errors and wear of the cutting edges during their service life.

Способ обработки плоских и криволинейных поверхностей фрезами со сферической режущей частью при условии постоянства взаимодействия участка главной режущей кромки и припуска может быть реализован на существующем оборудовании с числовым программным управлением с применением известных инструментов, что соответствует критерию «промышленная применимость».The method of processing flat and curved surfaces with cutters with a spherical cutting part, provided that the interaction between the section of the main cutting edge and the allowance is constant, can be implemented on existing equipment with numerical control using known tools, which meets the criterion of “industrial applicability”.

Claims (28)

Способ обработки плоских и криволинейных поверхностей штамповой оснастки с коррекцией износа инструмента и станочных погрешностей, заключающийся в том, что обработку осуществляют с использованием концевых цилиндрических или конических фрез с рабочей частью, по меньшей мере часть поверхности которой выполнена криволинейной, причем обработку осуществляют фрезерованием участком криволинейной поверхности , отличающийся тем, что до обработки штамповой оснастки послойно обрабатывают плоский образец под постоянным углом наклона фрезы до достижения заданного предельно допустимого износа, после обработки каждого слоя измеряют высотные размеры обработанной поверхности не менее чем в четырех точках и параметр шероховатости , рассчитывают величины отклонений базовой плоскости от настроечного размера , отклонение от плоскостности , находят функции изменения отклонений обработанной поверхности по длине пути резания:A method for processing flat and curved surfaces of die tooling with correction of tool wear and machine errors, which consists in the fact that the processing is carried out using cylindrical or conical end mills with a working part, at least part of the surface of which is made curved, and the processing is carried out by milling a section of the curved surface , characterized in that before processing the stamping equipment, a flat sample is processed layer by layer at a constant angle of inclination of the cutter until the specified maximum permissible wear is reached, after processing each layer, the height dimensions of the treated surface are measured at at least four points and the roughness parameter , calculate the deviations of the base plane from the adjustment size , deviation from flatness , find the functions of changing the deviations of the machined surface along the length of the cutting path: , , , , , , где - функции изменения отклонения базовой плоскости от настроечного размера для верхнего и нижнего участка режущей кромки фрезы;Where - functions for changing the deviation of the base plane from the setting size for the upper and lower sections of the cutting edge of the cutter; - функции изменения отклонения от плоскостности для верхнего и нижнего участка режущей кромки фрезы; - functions for changing the deviation from flatness for the upper and lower sections of the cutting edge of the cutter; - функции изменения шероховатости поверхности для верхнего и нижнего участка режущей кромки фрезы; - functions for changing surface roughness for the upper and lower sections of the cutting edge of the cutter; - переменная длина пути резания; - variable cutting path length; - массив значений длины пути резания соответствующих обработанным слоям на образце для верхнего и нижнего участка режущей кромки фрезы; - an array of cutting path length values corresponding to the processed layers on the sample for the upper and lower sections of the cutting edge of the cutter; - массив значений отклонений базовой плоскости от настроечного размера всех обработанных слоев для верхнего и нижнего участка режущей кромки фрезы; - an array of deviation values of the base plane from the adjustment size of all processed layers for the upper and lower sections of the cutting edge of the cutter; - массив значений отклонений от плоскостности всех обработанных слоев для верхнего и нижнего участка режущей кромки; - an array of values of deviations from flatness of all processed layers for the upper and lower sections of the cutting edge; [Rz i ] - массив значений параметра шероховатости всех обработанных слоев для верхнего и нижнего участка режущей кромки фрезы; [Rz i ] - array of roughness parameter values for all processed layers for the upper and lower sections of the cutter cutting edge; - номера слоя для верхнего участка режущей кромки фрезы (); - layer numbers for the upper section of the cutting edge of the cutter ( ); измеряют с выбранным шагом прямолинейность перемещения суппортов станка по координатам Х и Y в пределах габаритов зоны обработки штамповой оснастки , , находят функцию изменения отклонений от прямолинейности перемещения суппортов станка по длине пути резания:measure with a selected step the straightness of movement of the machine supports along the X and Y coordinates within the dimensions of the processing area of the stamping equipment , , find the function of changing deviations from straightness of movement of machine supports along the length of the cutting path: , , после чего криволинейную поверхность изделия обрабатывают с коррекцией траектории рабочих ходов инструмента на величину по нормали к обрабатываемому участку криволинейной поверхности для текущей длины пути резания по следующей зависимости:after which the curved surface of the product is processed with correction of the trajectory of the tool’s working strokes by the amount normal to the machined section of the curved surface for the current length of the cutting path according to the following dependence: где - максимальное отклонение профиля криволинейной поверхности штамповой оснастки, которое определяют из условия:Where - maximum deviation of the profile of the curved surface of the die equipment, which is determined from the condition: , в котором , in which - функция изменения отклонений от прямолинейности подвижных модулей станка, мм; - function of changing deviations from straightness of the movable modules of the machine, mm; - функция изменения отклонения базовой плоскости от настроечного размера для верхнего участка режущей кромки фрезы, мм; - function of changing the deviation of the base plane from the setting size for the upper section of the cutting edge of the cutter, mm; - функция изменения отклонения от плоскостности для верхнего участка режущей кромки фрезы, мм; - function of changing the deviation from flatness for the upper section of the cutting edge of the cutter, mm; - функция изменения шероховатости поверхности для верхнего участка режущей кромки фрезы, мм. - function of changing the surface roughness for the upper section of the cutting edge of the cutter, mm. - минимальное отклонение профиля криволинейной поверхности штамповой оснастки, которое определяют из условия: - minimum deviation of the profile of the curved surface of the die equipment, which is determined from the condition: , в котором , in which - функция изменения отклонения базовой плоскости от настроечного размера для нижнего участка режущей кромки фрезы, мм; - function of changing the deviation of the base plane from the setting size for the lower section of the cutting edge of the cutter, mm; - функция изменения отклонения от плоскостности для нижнего участка режущей кромки фрезы, мм; - function of changing the deviation from flatness for the lower section of the cutting edge of the cutter, mm; - функция изменения шероховатости поверхности для нижнего участка режущей кромки фрезы, мм. - function of changing the surface roughness for the lower section of the cutting edge of the cutter, mm.
RU2023129268A 2023-11-13 Method of processing flat and curved surfaces of die tooling with correction of tool wear and machine errors RU2822491C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2822491C1 true RU2822491C1 (en) 2024-07-08

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1255304A1 (en) * 1984-10-30 1986-09-07 Radzevich Stepan P Method of machining complex surfaces
US5087159A (en) * 1990-09-20 1992-02-11 A. S. Thomas, Inc. Method of using end milling tool
RU2351441C2 (en) * 2006-10-24 2009-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" Method of detail treatment
RU2557381C2 (en) * 2013-11-28 2015-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Измираль" Method for active control of linear dimensions during processing of product, and device for its implementation
RU2016113800A (en) * 2016-04-11 2017-10-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) METHOD FOR MILLING CONCAVE SURFACES OF COMPLEX FORM

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1255304A1 (en) * 1984-10-30 1986-09-07 Radzevich Stepan P Method of machining complex surfaces
US5087159A (en) * 1990-09-20 1992-02-11 A. S. Thomas, Inc. Method of using end milling tool
RU2351441C2 (en) * 2006-10-24 2009-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" Method of detail treatment
RU2557381C2 (en) * 2013-11-28 2015-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Измираль" Method for active control of linear dimensions during processing of product, and device for its implementation
RU2016113800A (en) * 2016-04-11 2017-10-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) METHOD FOR MILLING CONCAVE SURFACES OF COMPLEX FORM

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9229442B2 (en) In-process compensation of machining operation and machine arrangement
KR102559309B1 (en) Method and device for measuring Changsung machining tools
CN112008124B (en) Automatic milling method for precision hole
Graham et al. Fabrication of micro-dimpled surfaces through micro ball end milling
Chaubey et al. Analysis and multi-response optimization of gear quality and surface finish of meso-sized helical and bevel gears manufactured by WSEM process
Gdula Adaptive method of 5-axis milling of sculptured surfaces elements with a curved line contour
RU2822491C1 (en) Method of processing flat and curved surfaces of die tooling with correction of tool wear and machine errors
US20160116269A1 (en) Component measurement system having wavelength filtering
Hou et al. Electrode wear prediction and offline compensation for micro-EDM drilling through-hole array using geometry simulation
CN103286517B (en) Ultrasonic metal surface processing device for blade
JP6333391B2 (en) Method and machine for measuring and forming the outer target contour of a workpiece by grinding
CN113385984A (en) Cutter radial run-out identification method, device, terminal and storage medium
JP2011011295A (en) Fine recessed part working method and fine recessed part working machine
CN113478034B (en) Wire cutting processing method
Linovsky et al. Investigation of the accuracy of gears produced by electrical discharge machining
RU2818545C1 (en) Method of planing nonlinear surfaces of thin-walled parts of bladed machines and tool for its implementation
Kozlov et al. Performance increase of precision volumetric milling on NC machines based on frame-accurate control
CN114444297B (en) Method for predicting surface morphology of threaded workpiece in whirlwind milling
Straka et al. Improving of geometric precision in the manufacture of circular holes using technology WEDM
Dyadya et al. Simulation of the machined surface after end milling with self-oscillations
JP7233791B1 (en) Cutting device and positional relationship identification method
Piteľ et al. Research of Geometric Accuracy of Circular Holes Machined by Wire EDM Technology
JP2024524448A (en) Method for compensating for tool deflections in machining a workpiece and machine tool therefor - Patents.com
Majda et al. Accuracy and repeatability positioning of high-performance lathe for non-circular turning
JP2024021827A (en) Method for measuring effective diameter of ball screw, and screw grinding machine using the same