SU1745526A1

SU1745526A1 - Method of tooling propeller blade surfaces

Info

Publication number: SU1745526A1
Application number: SU904835010A
Authority: SU
Inventors: Виктор Алексеевич Данилов
Original assignee: Новополоцкий Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Белоруссии
Priority date: 1990-06-05
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1992-07-07

Abstract

Использование: при обработке материалов режущими инструментами, в производстве гребных винтов и подобных изделий. Сущность изобретени : лопасть гребного винта обрабатывают спрофилированным по радиусу г режущим инструмен- том.,ось которого скрещивают под углом с осью винтовой поверхности и располагают под углом к плоскости поворота лопасти вокруг вышеуказанной оси. Угол у и радиус г определ ют по математическим зависимост м , в которые вход т максимальный Умакс и минимальный умин - углы подъема винтовых линий, ограничивающих обрабатываемую винтовую поверхность лопасти, и ширина режущей части инструмента. Обработку осуществл ют продольными строчками . При обработке скорость V резани в пределах строчки мен етс от Умакс tfDn до Умин : - г(1 - со8(Хмакс- УМИН ):2, где D - диаметр инструмента; п - число оборотов последнего. 2 ил. w ЁUsage: in the processing of materials by cutting tools, in the manufacture of propellers and similar products. SUMMARY OF THE INVENTION: The propeller blade is machined with a cutting tool shaped along the radius r. The axis of which is crossed at an angle with the axis of the screw surface and positioned at an angle to the plane of rotation of the blade around the above axis. The angle y and radius r are determined by mathematical dependencies, which include the maximum Umax and the minimum min — the elevation angles of the helical lines bounding the machined helical surface of the blade, and the width of the cutting part of the tool. The processing is carried out by longitudinal lines. During processing, the cutting speed V within the stitch varies from Umax tfDn to Umin: - g (1 - co8 (Hmax - UMIN): 2, where D is the tool diameter; n is the number of revolutions of the latter. 2 or w.

Description

Изобретение относитс к обработке материалов режущими инструментами и найдет применение в производстве гребных винтов и им подобных изделий.The invention relates to the processing of materials with cutting tools and will find application in the manufacture of propellers and the like.

Способы обработки винтовых поверхностей лопастей гребных винтов известны. Они основаны на сообщении вращающемус инструменту перемещени относительно лопасти по круговым или продольным строчкам 1. Согласно известному способу 2 обработку осуществл ют продольными строчками спрофилированным по радиусу режущим инструментом, ось вращени которого расположена в плоскости, перпендикул рной оси винтовой поверхности. В процессе обработки круг перемещают в плоскости, проход щей через ось издели и образующую винтовой поверхности обрабатываемой лопасти, а деталь перемещают в направлении к кругу и поворачивают вокруг ее оси.Methods for treating propeller surfaces of propeller blades are known. They are based on the message of a rotating tool moving relative to the blade along circular or longitudinal lines 1. According to the known method 2, the processing is carried out with longitudinal lines of a radially shaped cutting tool, the axis of rotation of which is located in a plane perpendicular to the axis of the helical surface. During processing, the circle is moved in a plane passing through the axis of the product and forming the screw surface of the blade to be machined, and the part is moved in the direction of the circle and rotated around its axis.

Недостатком известного способа вл етс то, что в процессе обработки непрерывно измен етс скорость резани , так как инструмент контактирует с лопастью точками своей рабочей поверхности, располо2 сл ел ю оThe disadvantage of the known method is that during processing the cutting speed continuously changes, since the tool contacts the blade with points of its working surface, located 2 times

женными на различных радиусах от оси его вращени . Это исключает возможность обработки на оптимальных режимах резани , что снижает стойкость инструмента и отрицательно вли ет на качество обработки.on different radii from the axis of its rotation. This eliminates the possibility of machining at optimum cutting conditions, which reduces tool life and adversely affects machining quality.

Целью изобретени вл етс повышение производительности и качества обработки , а также стойкости инструмента за счет стабилизации скорости резани .The aim of the invention is to improve the productivity and quality of processing, as well as tool life by stabilizing the cutting speed.

На фиг.1 приведена схема обработки; на фиг,2 - установка инструмента и контакт его с винтовой поверхностью лопасти.Figure 1 shows the processing circuit; Fig, 2 - installation tool and its contact with the screw surface of the blade.

Лопасть 1 гребного винта обрабатывают с профилированным по радиусу г режущим инструментом 2 (фрезой, шлифовальным кругом), ось 3 которого скрещиваетс под непр мым углом с осью 4 винтовой поверхности и наклонена под углом у к плоскости поворота лопасти вокруг оси 4. Величина радиуса профилировани г и угла наклона у оси 3 определ ют по зависимост мThe propeller blade 1 is machined with cutting tool 2 (milling cutter, grinding wheel) along the radius g, the axis 3 of which intersects at an indirect angle with the axis 4 of the screw surface and is tilted at an angle y to the plane of rotation of the blade around axis 4. The radius of the profiling is r and the angle of inclination of axis 3 is determined by the dependencies

г g

2s|nJWc MHH 2s | nJWc MHH

(1)(one)

v . УМИН t Умакс 72v. Umin t umaks 72

(2)(2)

где b - ширина режущей части инструмента;where b is the width of the cutting part of the tool;

Умакс и умин максимальный и минимальный углы подъема винтовых линий, ограничивающихобрабатываемую поверхность лопасти.Umaks and umin maximum and minimum angles of ascent of the helix bounding the surface of the blade.

Обработку лопасти осуществл ют продольными строчками, дл чего инструменту сообщают перемещение S вдоль образующей 5 винтовой поверхности и согласованное с ним перемещение вдоль оси 4. Дл перехода к каждой последующей строчке лопасть поворачивают на ширину строчки вокруг оси 4. Зависимости (1) и (2) следуют из фиг.2. За врем обработки каждой строчки инструмент 2 контактирует с лопастью в наиболее удаленном от оси 4 сечении, ограниченном винтовой линией с углом наклона УМИН. в точке А, а в наименее удаленном сечении, характеризующимс умакс, в точке В. Точка О пересечени нормалей к пр мым с углами наклона умин и умакс определ ет положение центра окружности, по которой профилируют рабочую поверхность инструмента . Угол между пр мым ОА и 0В составл ет умакс - УМИН. поэтому при ширине режущей части инструмента, равной Ь, радиус г его профилировани выражаетс зависимостью (1).The blade is processed by longitudinal lines, for which the tool is informed by moving S along the spiral surface 5 and moving along axis 4 consistent with it. To go to each subsequent line, the blade is rotated by the width of the line around axis 4. Dependencies (1) and (2) follow from figure 2. During the processing of each line, tool 2 is in contact with the blade in the section most distant from the axis 4, limited by a helix with the angle of inclination of the UMIN. at point A, and in the least distant section, characterized by umax, at point B. Point O of the intersection of normals to right angles of inclination umin and maxima determines the position of the center of the circle along which the working surface of the tool is profiled. The angle between the direct OA and 0V is a max-umin. therefore, with the cutting width of the tool equal to b, the radius r of its profiling is expressed by the relation (1).

Изменение рассто ни от оси 4 инструмента до точек контакта его с лопастью и, следовательно, скорости резани будут минимальны , если точки А и В будут одинаковоThe change in distance from the tool axis 4 to its contact points with the blade and, consequently, cutting speeds will be minimal if points A and B are the same

удалены от оси 3, т.е. когда торцы инструмента будут одного диаметра. Это условие, как следует из фиг.2, выполн етс , если пр ма АВ наклонена к плоскости, перпендикул рной оси 4 винтовой поверхности, подremoved from axis 3, i.e. when the tool ends are of the same diameter. This condition, as follows from Fig. 2, is satisfied if the straight AB is inclined to a plane perpendicular to the axis 4 of the helical surface, under

угломby the corner

у arctg откудаhave arctg from

COS УМИН - COS Умакс Sin Умакс - УМИНCOS UMIN - COS Umaks Sin Umaks - UMIN

1515

vУмакс (УминvUmax (Umin

7272

Так как пр ма АВ параллельна оси 3 инструмента, то она должна быть наклонена к плоскости поворота лопасти под таким же углом.Since the straight AB is parallel to the axis 3 of the tool, it must be inclined to the plane of rotation of the blade at the same angle.

Изменение Ар радиуса контакта инструмента с лопастью при обработке каждой строчки предлагаемым способом (фиг.2) составл етThe change in Ap of the radius of contact of the tool with the blade during the processing of each line by the proposed method (FIG. 2) is

УминUmin

). (3)). (3)

/о/about

Др г (l-cos YDr. g (l-cos Y

тогда как при обработке известным способомwhereas when processed in a known manner

(1 -cos умакс)(4)(1 -cos umaks) (4)

Поэтому при обработке предлагаемым способом в пределах одной строчки скорость резани измен етс от /Макс -л Dn доTherefore, when processing by the proposed method within one line, the cutting speed varies from / Max-l Dn to

Умин (1-со5 акс мин) ,Umin (1-co5 ax min),

(5) при обработке известным от Умакс Оп до(5) when processing known from Umaks Op to

Умин П - 2r(1 -COS Умакс). (6)Umin P - 2r (1 -COS Umaks). (6)

Пример. Обрабатываема винтова поверхность лопасти гребного винта ограничена винтовыми лини ми, имеющими углы наклона умин 15°, Умакс 60°. Диаметр фрезы D - 200 мм, ширина режущей части b - 50 мм. Нормативна скорость резани V 100 м/мин, подача S 300 мм/мин. Частота вращени инструмента при нормативной скорости резани Example. The screw surface of the propeller blade is machined and bounded by screw lines with tilt angles min 15 °, Umax 60 °. The diameter of the milling cutter D is 200 mm, the width of the cutting part b is 50 mm. Standard cutting speed V 100 m / min, feed S 300 mm / min. Tool rotation speed at standard cutting speed

« ЮОО-У 1000; 105 1СП -1 п „в ;г-200 °160мин “YuOO-U 1000; 105 1СП -1 п „в; г-200 ° 160 min

Дл обработки предлагаемым способом инструмент профилируют по радиусу, значение которого задают по зависимости (2):For processing by the proposed method, the tool is profiled along the radius, the value of which is set according to (2):

г мм.g mm.

2 sin2 sin

60° - 15е60 ° - 15th

Ось вращени инструмента устанавливают под углом у к плоскости поворота лопасти, величина которого в соответствии с (1) составл ет 37,5°.The axis of rotation of the tool is set at an angle y to the plane of rotation of the blade, the value of which in accordance with (1) is 37.5 °.

В процессе обработки инструменту сообщают вращение вокруг своей оси с частотой п 160 и перемещение вдоль образующей со скоростью 300 мм /мин. Переход к каждой следующей строчке осуществл ют поворотом лопасти вокруг оси гребного винта.During processing, the tool is reported to rotate around its axis at a frequency of n 160 and move along the generatrix at a speed of 300 mm / min. The transition to each subsequent line is carried out by rotating the blade around the axis of the propeller.

При перемещении инструмента вдоль строчки он контактирует с лопастью точками , отстающими на разные рассто ни от оси его вращени , вследствие чего фактическа скорость резани измен етс непрерывно от Умакс 100 м/мин до VWHWhen moving the tool along the stitch, it contacts the blade with points that are at different distances from its axis of rotation, as a result of which the actual cutting speed changes continuously from Humax 100 m / min to VWH

10ten

г3 - - - 2 -65(1 - cos 60° г. 15° ) g3 - - - 2 -65 (1 - cos 60 ° g. 15 °)

95,6 м/мин. 95.6 m / min.

Таким образом, скорость резани измен етс менее чем на 5%.Thus, the cutting speed changes by less than 5%.

Дл сравнени , при обработке известным способом скорость резани измен етСЯ ОТ Умакс -100 М/МИН ДО VMHHFor comparison, when processing in a known manner, the cutting speed varies from Umaks -100 M / MIN TO VMHH

103 Л - 2 -65(1 - cosGO0) 67,9 м/мин, т.е. на 32%, что исключает возможность реализации нормативного режима резани , создает переменные услови работы инструмента. 103 L - 2 -65 (1 - cosGO0) 67.9 m / min, i.e. by 32%, which excludes the possibility of implementing the standard cutting conditions, creates variable conditions of the tool.

Предлагаемый способ обработки винтовых поверхностей обеспечивает стабилизацию скорости резани в пределах всей обрабатываемой поверхности. Благодар этому по сравнению с прототипом обеспечиваетс возможность оптимизации условий обработки и реализацииThe proposed method of processing helical surfaces ensures the stabilization of the cutting speed within the entire surface to be treated. Due to this, in comparison with the prototype, it is possible to optimize the processing and implementation conditions

00

5five

Claims

The most favorable cutting modes. Thus, the proposed method allows to increase the productivity and quality of processing, as well as tool life. The invention of the method of processing screw surfaces of propeller blades, in which processing is carried out with a tool profiled along a radius, which is reported to rotate and feed along the generative screw surface, and the blades rotate around the axis of the propeller, in order to improve performance and quality machining, as well as tool life by stabilizing the cutting speed, the tool is placed at an angle to the plane of rotation of the blade, while the angle and radius of the tool profile This is determined by dependencies.

Umin + Umaks

2 sin

where y is the angle of inclination of the axis of rotation of the tool to the plane of rotation of the blade;

UMZKS and umin - the maximum and minimum angles of ascent of the helix lines bounding the helix surface to be machined;

g - tool profiling radius;

b - the width of the cutting part of the tool.

te /

2