SU884884A1 - Способ обработки внутренних контуров - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к обработке металлов резанием при контурной обработке на фрезерных станках с программным управлением. Известны способы обработки внутренних контуров фрезой, при котором обработку ведут, по крайней мере, за два прохода, и обрабатывают радиусные сопр жени  в заданные по чертежу размеры на предпоследнем проходе 11. Известные способы имеют следующие недостатки. Обработка радиуса сопр жени  методом обката на предваритель ном проходе св зана с резкой сменой величины и направлени  силы резани  действующей на фрезу. Это затрудн ет выбор резани  на этом участке, снижает стойкость фрезы. На окончательном проходе применение способа не исключает резкого увеличени  дуг контакта режущей кромки фрезы с обрабатываемой поверхностью в радиусе сопр жени . Это ведет к искажению контура в результате упругих деформаций фрезы. Искажение тем больше, чем меньше разность радиусов сопр ж ни  и фрезы. В св зи с. этим при обработке вну ренних контуров известными способами наблюдаетс  искажение радиусных сопр жений, обработка недостаточно производительна, Цель изобретени  - повышение производительности и качества обработки. Поставленна  цельдостигаетс  тем, что обработку сопр жени  ведут фрезой с радиусом, равным радиусу сопр жени , которую перемещают на врезание по пр мой, параллельной биссектрисе угла между сопр гаемыми поверхност ми и смещенной от нее в направлении , противоположном действию на фрезу окружной силы резани  на величину равную деформации системы СПИД под действием этой силы, до пр мой, касательной к радиусу сопр жени  в точке пересечени  его вышеупом нутой биссектрисой, вывод т фрезу из радиусного сопр жени  по пр мой врезани , сообща  ей при этом ускоренную подачу, после чего обрабатывают окончательно сопр гаемые поверхности, причем, переход с одной на другую осуществл ют по окружности, касательной к сопр гаемым поверхност м и пр мой , параллельной упом нутой касательной и смещенной от нее в направлении действи  радиальной силы резани  на величину, равную деформации системы СПИД под действием этой силы . На фиг. 1 представлена схема деформации фрезы под действием равнодействующей силы резани ; на фиг 2.схема , иллюстрирующа  точку приложени  равнодействующей силы резани  и направление действи  ее составл ювдах при фрезеровании с глубиной резани , равной диаметру фрезы; на фиг. 3 - схема обработки радиусного сопр жени  пр молинейных участков, когда припуск снимают за два и более проходов; на фиг. 4 - схема формировани  сопр жени  под действием сил резани ; на фиг. 5 - схема обработки контура с переменным припуском в мес таквнутренних радиусных сопр жений. Предлагаемый способ заключаетс  в следующем. Как известно, точность контурной обработки на фрезерных станках с про граммным управлением на 85-90% определ етс  упругими перемещени ми концевой фрезы как наиболее податливого элемента системы СПИД. Деформаци  фрезы (фиг. 1) N -f-где Р - сила, приложенна  к фрезе; Е - длина фрезы до места приложени  силы; Ку- коэффициент жесткости фрезы завис щий от диаметра и материала фрезы. Величину усилий резани  определ  ют через окружную силу Рр , котора  дл  случа  фрезеровани  концевыми фрезами по стали ойб 074 -о86 РО 68t - Sf - г.В.Офр , (2) где t и В - глубина и ширина реза ни ; Z и D - число зубьев и диамет . фрезы; S. - подача на зуб. Произведение t. при равенстве t Офр обращаетс  в единиц и дл  случа  врезани  фрезы по пр мой в радиусное сопр жение, когда глубина резани  равна диаметру фрез РО 68-Z-B- (3) Равенство показателей степеней в личин t и ПФР в формуле (2) справед ливо дл  обработки любых материалов Величины Z и В в формуле (3) пос то нны дл  конкретного случа  обработки . Следовательно, величина , зависит от подачи на, зуб и  вл етс  ее функцией, т.е. Рд f(Sz) Таким образом,вы влена возможнос определ ть не только величину окруж ной силы резани  и деформации фрезы по формулам.(3). и (1), исход  из из вестных данных, но и получать нужны х значени  посредством выбора подаи на зуб или минутной подачи S.. S .n, (4) де п - число оборотов в ми-нуту. Известна технологические формулы адиальной составл ющей силы резани  - и равнодействующей силы резани  Р Py --bg-lbPo С5) ) где ft - угол между окружной и равнодействующей силами резани . Дл  концевых фрез tg/i 0,4. Из теории резани  известна зависимость угла контакта У от глубины фрезеровани  t 4J / t i/i , , ) где - - угол, определ ющий место приложени  суммарной силы резаКфр- радиус фрезы. 9ot Дл  случа  t Офр имеем Следовательно, окружна  сила направлена перпендикул рно линии Срезани  , а радиальна  сила Р. - вдоль линии (фиг. 2). Таким образом известно направление деформации инструмента и может быть определена ее величина. Пор док определени  подачи на врезание при условии известного числа оборотов, назначенного дл  всего контура , может быть следующим. При фрезеровании концевыми фрезами упругий отжим различных участков инструмента неодинаков (фиг. 1)., Расчет ведут по сечению П-П. Величину допустимой деформациифрезы Afi берут из услови  допустимого поднутрени  стенки контура Д ,т , т.е. отклонени  от ее вертикали, так как часть радиуса сопр жени  АВ (фиг. 4) на окончательном проходе не обрабатываетс , тогда имеют (8) (Ь-В) 1АнЗ В Подставив значение в формулу (1), выражают силу Р, приравнивают ее к правой части уравнени  (6), подставив в него значение Ро из уравнени  (3). Из полученного равенства определ ют значение подачи на зуб из услови  допустимого подреза Д с- ) (b-BPlVo fe frj Далее определ ют подачу на зуб из услови  получени  радиуса перехода RQJ на окончательном проходе в пределах допуска на радиус сопр жени , т.е. OK- HO-w- mQxCro) где сГ - допуск на радиус сопр же Из чертежа (фиг. 3) D о -. asind/ , ., RCK-ЯИО - ,.,,, () гдеЛ2 1)- величина деформации фр под действием радиальн силы; oL - угол между сопр гаемьом верхност ми. Из (11) с учетом (10) Cf(6inoL/2) 2

Подставл ют значение .в (1) , выражают силу Р, приравнивают ее к правой части равенства (5), подставив в него .значение Р из уравнени  (3). Из полученного равенства определ ют значение подачи на зуб

т

S . J in) .

ZBe Sinol/2-tg-f

Из Двух значенийЗ и S2fj. выбирают меньшее, по которому производ т расчет деформации системы СПИД под действием сил РО и Р, величина деформации под действием окружной силы P(j определит смеш,ение С пр мой врезани  от биссектрисы (фиг. 3), по величине деформации Д от радиальной силы Ру, определ ют радиус перехода с одной сопр гаемой поверхности на другую на окончательном проходе.

Дл  Повышени  производительности обработки траекторию врезани  инструмента в радиус сопр жени  разбивают на два участка (фиг. 3). На первом подачу назначают максимально допустимую . На втором участке Н подачу определ ют по описанному выше и все. вычислени  ведут по этому участку.

.Величину участка Н устанавливают из расчета недопустимости зареза сопр гаемой поверхности, в направлении которой происходит деформаци  инструмента , по формуле

(pi-oil e J

Г- ° к ,С14)

где PQ-р - разность окружных сил на первом и втором участке;

d - угол между сопр гаемыми поверхност ми.

Формула получена из пр моугольного треугольника, в котором угол

Из трех значений длины участка Н выбирают большее.

Приведенна  выше методика поддаетс  алгоритмизации и может быть реализована на ЭВМ в режиме совмещени  с

расчетом управл ющих программ дл  станков с программным управлением, что и намечаетс  сделать в ближайшее врем .

Предлагаемый способ осуществл ют

следующим образом.

На предпоследнем проходе обработки контура 1 (фиг. 3) фрезу II перемещают по траектории III, удал   припуск 1ц и оставл   -припуск t под

чистовую обработку. Припуск t,, выбирают , исход  из общих технологических требований к чистовой обработке. Затем фрезу направл ют в точку 1, лежащую на пр мой IV, параллельной биссектрисе V угла между сопр гаемыми поверхност ми I и смещенной от нее в направлении, противоположном действию окружной силы Рр (фиг. 2), на величину С деформации системы СПИД под действием этой силы, причем расчет силы производ т по режимам резани  на участке Н. Далее фрезу по пр мой IV на максимально допустимой подаче посылают в точку 2, где производ т смену подачи до величины, обеспечивающей качественное получение

радиусного сопр жени  АВ. Затем фрезу направл ют по участку Н пр мой IV до пр мой VI, касательной к радиусу сопр жаьи  ® точке пересечени 

его биссектрисой. Выход фрезы из

точки 3 в точку 4, лежащую на траектории предпоследнего прохода, осуществл ют на ускоренной подаче, что также снижает врем  обработки.

Claims (1)

1. При окончательном (чистовом) проходе фрезу II перемещают по траектори 1 VII эквидистантно обрабатываемому контуру I, затем переход с одной сопр гаемой поверхности на другую производ т по окружности , касательной к этим поверхност м и пр мой прилежащий к катету Н, а второй катет равен разности деформаций фрезы, под действием окружной силы на первом и втором участках врезани . Кроме этого, участок Н должен удовлетвор ть услови м прекращени  переходных процессов в системе СПИД, вызванных сменой подачи при переходе на второй участок. За врем  прохождени  инструмента по этому участку должно быть сделано не менее двух оборотов фрезы, т.е. .2, (бг) Врем  обработки участка должно быть не менее секунды, т.е. Н,, Ig-Смм (; VIII, параллельной касательной VI к радиусу сопр жени  1 точке пересечени  его биссектрисой и смещенной в направлении действи  радиальной силы Рр (фиг, 2) на величину Д, равную деформации системы СПИД под действием этой силы, определенной на участке Н. Затем продолжают дальнейшую обработку контура. Движениепо окружности RO« уменьшает дугу контакта режущей кромки фрезы с обрабатываемой поверхностью, что исключает искажение контура, а также позвол ет вести обработку фрезами после переточек. Рассмотрим подробнее получение радиусного сопр жени  (фиг. 4). При врезании в радиусное сопр жение АВ фреза под действием усилий резани  в конце движени  встает в по ложение не доход  до сопр жени  АВ на величину деформации Д. На окончательном проходе фреза двигаетс  вдоль контура А в по траек тории IV, причем-дуга контакта А К фрезы с обрабатываемым материалом по мере движени  уменьшаетс . Это исклю чает зарез контура АА . Возможен вариант обработки (фиг. 5), когда по контуру, кроме мест внутренних радиусных сопр жени . оставл ют равномерный припуск t, окончательный проход. К примеру, ко тур I предварительно обработан фрезой большего радиуса ,чем тре буетс  по чертежу детали. При обработке фрезой II, радиус которой равен радиусу сопр жени  АВ на первом проходе фрезу перемещают от одного радиусного сопр жени  к другому на холостом ходу, не каса с припуска, по траектории III на пр мую IV, по которой производ т вреза ние в радиусное сопр жение и выход на траекторию III аналогично первому варианту (фиг. 3), пока не будут обработаны все радиусные сопр жени  Второй (окончательный) проход VII аналогичен рассмотренному на фиг. 3 Повышение производительности обработки при обеспечении требуемой точности достигаетс  за счет сокращени  длины траектории движени  фрезы по сравнению с аналогичными решени ми , а также за счет увеличени  режимов резани  при обработке контура вследствие использовани  инструмента с максимально возможным диаметром . Кроме этого, улучшаютс  услови  работы фрезы в радиусном сопр жении , что повышает ее стойкость. . Формула изобретени  Способ обработки внутренних контуров фрезой, при котором обработку ведут, по крайней мере, за два прохода , и обрабатывают радиусные сопр жени  в заданные по чертежу размеры на предпоследнем проходе, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности, обработку сопр жени  ведут фрезой с радиусом , равным радиусу сопр жени , которую перемещают на врезание по пр мой, параллельной биссектрисе угла между сопр гаемыми поверхност ми и смещенной от нее в направлении, противоположном действию на фрезу окружной силы резани  на величину, равную деформации системы СПИД под действием этой силы, до пр мой, касательной к радиусу сопр жени  в точке пересечени  его вышеупом нутой биссектрисой, вывод т фрезу из радиусного сопр жени  по пр мой врезани , сообща  ей при этом ускоренную подачу, после чего обрабатывают окончательно сопр гаемые поверхности, причем переход с одной подачи на другую осуществл ют по окружности, касательной к сопр гаемым поверхност м и пр мой, параллельной упом нутой касательной и смещенной от нее в направлении действи  радиальной силы врезани  на величину, равную деформации системы СПИД под действием этой силы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 424672, кл. В 23 С 3/00, 1972.