автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности обработки деталей с каналовой винтовой поверхностью за счет комплексного моделирования инструмента и технологической операции

Р Г Б ОЛ

ГЬсударс'-язец-гй! ионлтет Россійїсіша їолггацян ш • ."::с.":е::у обрс.?опаг!цг>

Г&ксогЬісй госудзрзгзггз’^З тйзпшаитгзежй узтаэркжт

"СТЯЕилГ '

:іШ S2I.9.02.001.2. На стопах рдаяяш

Чві^ст.’.’.соз Es:m> діпгпгогггі П0'3!22ЕЗ Cn^HSICCTH СБРІБОІШ ДЕТіЛШ С ІСАЕ^ІОКП

::гііс"с:ї шннршссіьз еі счзі кс:.ашз;снсго !:oj^poirJS*i ішісїїпша и тЕшашшшаш, опЕ-щгн

СпэЕшлгНоота: ■ ' - ■

05.Ш.0І - "Прсцгссн Й232Н»ГїЄїЖСа а фЯЙШ»-ТЄ2Я2ГїВСКО!1

СЙрабОТЕЯ, ЄТЗНХ2 з шк^румэвз" . . '

05.С3.08 - "7Є2ШЛЗГШ5 ЯСТСаНГГрСЗЕИЯ" •

Лс’гсзргсг^рз? ~sceepTsi»sx . '

на согїсхензг зчзноа стззвез кйцдіщзта тахшкеекш наук

йвсЬва ISB4 ;

Работа шшолиэнэ на кзфэдра "Инструментальная тэлазки й тмаыггерппс шделфсвзкаэ" Московского государственного тгашлотаческого уиквгрситста "Сташзш".

Научшй руководитель - доктор техпотеских туї;»

профессор Гречишников В.А. Офяцкалыше оппонента - . доктор техагласкш наук, л

профессор ЕЭДЬ .В.П.

' доктор техначоскюс наук,

доцент *ГіЕІЧЗНКО А.Е.

ВодуЕ2Я организация - ПФ "КакАЯкнструмаст* ДО Кгл^З

Защита состоятся 15 декабря 1934 г. н _______________ нз заседай;

СЕецааг^зй^жваязого совета К 053.42.05 ври Московско? госудзрсажеааоя технологическом унлггрсстете "СтаакЕн" по адрес;/ 103055, Иоскг-а, К-55, Вздясзоіша дорздгак., д. За.

С датагриахрай паяю озезкогсггьск е .би&хютеко ЕЬсковскоп государозпонпого гашоетгзгаесйого уншзэрсгшта •'СтаккшГ

Ваз отсаш ш доанэД работа, завэрегсшй пвчатьа, щкэта: вгнравать їзд гказаишьду адр;;су , ,

Аглсзрсфару-г раагхкан *45" шябг«я 1334 года • •

Учгкыа сзкр-'гарь ссецгглззтаозгЕнаго соната

К.т.н. дощат

Н.ГиПолякоь

л:ггх^птаг.тг. д-ЕГГ!-- СслзгггсЗ садэте! жаьлззстрсйЕШ в п;югу р’шочпоЛ этопс^гжл стслзтсл г^}"хгет:п его пфт*>:гг?гшшс-та, сгьпсйзсэ собзстагглат:: ::-'гя”с::"сгг)Л щ о'дада, иря .уяеда-чводп его .12рапзяо~‘!Гс-лы2?стг. Р>лг-:т ’^ птаЗ пядэчз ю'то дэс-¥зг^ь проеигерзагпг» реьтугоп» с?с'грг^?кга в погятггксе с про-ект^рсБзн^зм тезЕалзг.!'.’;.

. ШЗЬ ЕДЙ9Ж;. Шп?еажз> пф^ггезтссп прсцвссэ обработал дз тяяэЗ с хияидзгой гппгг^.^г 1 ££?:£рттаггьз за счет ак-лгекс-кого ко де^зровянтя регзп^эго тлт^ругапта л ■гезшлэглчрской сглэрз^т-:! с щп-..1эвэБ*га сг.ъгртз ^пж-'гтгар'кй грг^ггс:.

Ея/гетап гадтат п^блт'-с сзс'гл'гг з иот'жксэ гяз^геа. ш>-тпгтгсгсо’:! жешгх-о* г" -гс^о;! г^'чягдсстп з тааглд:-

:;"Д хгзгэрпюсгл Егг’хгттатт, 5гтсггг.":гг:!г1гч шт^ттггята гпосо-

фотг.зобрззосни^л,. рзарг^а'гю гэ'л::;г;::п нзстразгга ил НЕ'! огл-Сссгг^З сгс^-стаэ *5вгггз, плссггп:* чхсъг. '

ТТтатчпскчя г^~спгь Г-7~2ГЗл. ‘^•"-хзтоа рзгпзСотггг.’а п

-КПЗГЗр^.,.-2К7?.Л1£0 ПЗта.»Г-ЛХГ_ .

‘ - згг»? щгтаз^хх щ-щхт е<:п :г.т. ^тяр’зггзя рстлгз пп-стрЗ-дах та оСргг* зг.тг;г:зг :-—'.'ггк- -гог^тггггпсгп

- р-:г?п£:иггзя 2."~г;'’"'-и-г/лл1"пЗ црс’гтрх-* ■гэорэгл-

тзшга а :згльтьсс172.-:7:т1 •"?~г"п:'1гс^з'! пз;"^,

- ггр-»д;.т^»я,5 ^'^грт^гг'я Г’-Л пр"?''™ ггсгет.тл:

сл;г'1;~':лы'г: гягярглтсггх

Г2£Й£Ь, Г5пггг:т;-гг:! уз'^тл -д додоуа -врогрсгт* Тх2гг£-:Т11 в О ^-:г3.0.“”;? г^'пет’ ЛО ХЬ'еАЗ, т^птраль-шЗ гза^ра-хспт; Л.0 \г?, Сх*’? ‘'Кзхпг* (г. Дггйзрггз-

к'.’з т::?.?т), я •г”Г’т> гспх'.ъзуитс': я гсагрссс "гДс^-уай

"'Ггх'тх'кггя !г•'тэ^зтет;Г~,д, ~пг;трс:?:г,'.':, г"г-.т-.лт'ф^'тттгсг

стсзга я ;:••«’•>; "от?» ;> т,::-

^<&ПЗ "'.:.-.:^"*.;'г- ^.Зог» пс—’г^«г:=.. тг

сгс?^- гт.х г^гг’^г? Т.^-'с ;:л'. п:- “га у ля 'г.-гзггп г: ггг'ггтгч-/-

Е0& els” bTJw (г. їісгазі;, 1953, I£3*i),

кгйодш ^icSuDJnriia К2палзс':ро.>ш;£, и.‘тажирз'£уг&> стата: n шструкэва:’' Каіізйах-о е^лгзєгні-лєсгсго ігоівтута (1933, 1934), Всесоганал Еаучго-тсзшетескга сэ^ихзре "Нэклэ ivcoim-йфїактсвнпг коаструиц^ ра^*даго, isarpjttsmra к оснастка для ілгадаяескзі сбрабатіп гдїг;.^!;”, (г.Саает-Патарбург,

ДНіЛ, IS32), Воероссі^.зішй. ваучЕз-тегаетэс- кой мк^рзщ??.: "Научшй ио^хщь^л - црэгрг?;.:э Коїеарсші, (г.Каааш,,

1SS3), Рссщбл=ийї^зпз2 хіатчш-їеілстіаскоіі ка^ерещ-с?.: -"TesEOEJroiscir^ sj.afc-j:: проізі.о^2ї£а хэтааельсхг amcpavos к ^.:ггатс£й2", (ічКаза2.ь, 1S53). v -

П~/йг?~:птг.у% Пэ раауіьтатаїд раЗэтк сщ-йтловзо' плть научпаг райэт, юз-гчаз: 1 Паї- _х ССОР. ч

Ьтп'ліууту-; и обтг, рлПпт.3. Д:іасгрїаіші состоят ез еьэдй-шш» пята глав, осхгшзах елзодзв, спгска іггератїра е щею-хакзй. Работа Ешхгэиа ка 120 сараггздах гантаюшсшго твиста, содэр^л: 116 jssjHKOB, 8 та&гщ, сшісої; дшгературз ка 10/ шгхэшаашй, драга гасла ЩЕзадгна на SQ стр. Об,тг.'3 ойъек раОош 330 сграіЕЩ. ' ■ '

. ... • ' ШШШЖШШШ'

Ш обосшЕашкмгся шсгуадьшзть работы, дается

ео об^ая хграіггеркшші. ,■

2 дарг-ой глава дан анализ соврекэншто состошая шпро-са, сфорцулирозаш цэль s задачи Езсгэдовакпа. -

Взкїошз догерзшстп нзэхз свпоког праагаепне в у^кето«-строевзг. К детазаш с ггнтоваа швергаостыа относятся ое*-КІЇ pesjupa ППЗТфуКЭЯТЫ (СПЕрЗЛЬЕКЭ СВЗріЕЗ, КОНЦЭЕНЭ .фркс,

іатчшгз), ходотэ ееегш кэтаапорегаггрп станкоа, шаиы рухе-ьото упраалэпня rpysoisiz аЕ-гоьюО'ДЕЭЁ, рэтарз насосов я др. Для обработок кжгавай швзрхтасти отес деталей прзїзнявг-сл Енструизши со сгагааш прсфшэи фор^эобразук^го актанта Чдгскоадэ С5»за, ~шдЗоазльшэ вдута). Дея сх щюфзсфовднгш щс£эшш?с& раалачказ кэтода, которие іхшю свести к треп осппшггд грзгвшйз; кзтод врраалвй, кетод касзтелышх іі ізтод

сог,мещеяяих селений. Какдай ах этих методов wiser свои преимущества и недостатки. Однако они лишь определяют профиль инструмента, тогда как современное производство требует ре- ,, гения задачи повшезгдя' эффективности обработка деталей в ко?лшюксе. Нужно проектировать инструмент с учетом особенностей есйх параметров детали, связанных с винтовой поверхностью. а также технологии ее изготовления.

• в применении к деталям с винтовой поверхностьш эта задача в комплексе не решалась. Для ее решения в работе намечены задачи:

1. По рабочим чертежам конкретных деталей разработать математические модели конических кзналовнх винтовых поверхностей ’ рассматриваешх деталей с учетом допусков на профиль винтовой поверхности, которые составят исходные данные для проектирования режущих инструментов.

2. Енполнить моделирование структуры операции и содержания ее структурных элементов.

3. Выполнять систематизация признаков способа формообразова-!Шя канзловой визгговой поверхности резанием и составлявдих iiorpamoc?e& операций форшобрззоваз-ля.

4. Разработать методику построения огибаицей к семейству кривых, заданных в виде массива чисел на ЭВМ.

5. Моделирование процесса профилирования дискового инстру-

мента для обработки каналовнх винтовых поверхностей на основе метода совмещенных сечений с использованием средств ком-пыотершй графики. '

6. Разработка ?дгханической модели винтовой поверхности и элементов теории механической модели.

Во второй глава разработаны математические модели составной "арочной" винтовой поверхности винта рулевого управ- . ления автомобиля КамАЗ (рис. I) а метчика с винтовой -стружечной канавкой.

Рассматривается служебное назначение винта рулевого упрэвлэ- ния и технические требования, вытекащие из служебного назначения. У профиля винтовой канавки винта рулевого управления есть особенность: для получения беззазорного сое- .

Пяшо кОШШТЛ гр-эфиля ймло&й .кснабки указзг-ыя шхшг. пг*ЕТ

ШЕОПШ! й Ш&ЭН&С ПСЄЙ2Ж<

PecЛ. Нернагьвос сечение дорсгю качения ввато рулвзоге управхзлЕа осгсквбвся НаміЗ

/ /К. М*

! / W\^_____I

,/%vf і>г- /а ' V *

' \ , Пйвгаадь taejtas

\ сруаоДвючд

I. Нормальное сечвние конической каналсвей , винтеев! поворхивста дегчвка

дпиання гдуйгшд нэрэзки глста шЕолзяетея утйл^гззз'.'сцзйся от сергдяни к Еэрч^зрлк. На сргдне?.? «^гсттсг езюгз дстзсЛ 28 т.~л. г-аубткэ пзр5з:сх па С.05 т ганьг^, чем из :?раастс участках. Гдубяаа нзреша постепенно увелзтаваэтся в обе сторона, т.е. гонт С'-зет кате етезгескна, таг: и ц^алргкеехнз ;азстгс!.'

Поверхность дорозки КЗЧЭШ1Я ЕШГГЭ руг.е-всгс- управления г.яшю отпгста к состгняш.1 кэналевум ептонни поверхностям, т.к. обрззупцая кштоеой поверглоста нлзтэ рулЕтого упрзвлв— ЕЗЯ В НОКЙ-ТЬНС’Д сечешя является нрпвоЗ, СОСТОЯЦе2 ИЗ ДУГ трэ!' окрулгостей. Каналовая винтовая поверхность является, нггбс&ее взезгм частакм случаем крутишЗ нззтовой зоггериюс-та, когда плоскость круга Ъ является поргзальной пгос:сссты; Е2НТСВОЙ ЛИШЕ1, ОбраЗСВаПНОЙ ЦЕШГрСЧ 1фУГЭ Ь. Вектор п направлен по касательной тг птштовсй ,г.::та центра' С. Угол подъема винтсгса лшпп X образуется дикторе’! гг с £СЫ) СУ.

На рабочем чгртегк еттла задзго нсрг^зЕьгсг сечгпгг, что позволяет шмучить урапнеЕпв обрззупцеД бгегтоссЭ погерг»-авяи. Обрззущая состоит аз сопрягэнппс: гааду собой трзх дуг ОКруЗПОСТЗ&. Шдучзнвуэ ПЕКТОВуа иптергнс-сп> 5Т1^ы] считать СОГОКУТЕОСТЬЭ трэх КЗШЗЛ01Ж2 калеках: гзг?рцюста5. Уравнения составляется для всех трех утастасп, тзчата в аояадьгоа састеьэ кххтлргхзт, затем осуадстзхй'угсл ззр?год и яоорялгатцуэ сгстегду паргяа и окоттчз-лглио в коордзЕгзтпуа сзсте?лу датагл. В результате таяояязтея ссстемз урзинэшй; дяя опредБллгЕзя сбразулг,эй взетовоЗ ПОЗарХЕОСТН.

и» = -й <з1п а ~ X*. ~ Л

■ г;’ =- о 1 ' 2 ':

2? - (К -сод а - > >. соз к

* г .

гдг- - А - рэсстояизг »г;зду лшзлыгоЗ и гхоб^втй сястрыяас/ коср- дстезт (?лэзду центром иаргка з осы» Ергзвггя д?тглг:}. кя; X... Л». - тоордкизта пгятроя дут окруз’сгтей я ::оср.'&-кзтаой сгсткз г зря- ка; - радзус дуга: округаостг.. ’гл; >.

- угол квгя? л:загькпа :: гхпбгльпза с2сте.,2агп гх-ордгагт. »сяце1ж> реет::! зггду пздьгтга ел- ?опс.1 х~.х:л, ра?,.

При?г:з обрээугцг?! йзхгташе дегтя?:.г:с- г.ттг> пвлзчззг» ссс~ тззщга иазуоЕузэ лпз?пзшасть.

1 = ХН соз и - YN ain a sin \ sin v

Y = XS зіп v - YN aln a sin X соз v (2)

1*11

2 = Pu - Ztl l 1

Торцовое и осевое сечешш получатся ups совместном решении систеьы (2) и уравнений се кущ їх плоскостей 2=0 -(торцовое сечение) и Y-0 (осевое сечение), которые строятся

с учетом определенного допуска. г

Кратко рассматривается служебное назначений метчика, вцаус- каедаго ПФ "КаиДЭшструксеат'’’.- Рассматривается дпа варианта обрззущдх винтовой поверхности метчика - а) дуга округлости (коническая каналовая винтовая поверхность); О) сочетание отрезков пряж>й и дуг окружностей (коническая составная винтовая поверхность).

Даны три СЕСтеш координат, связанные с деталью: первая ло кальная системз координат 0 Ij 2.^, 'относительно которой ведется расчет точек, принадлежащих окрухности канзвки, с центром системы координат совпадает центр окружности канавки (рис.2.). Центр вто- рой системы координат лежит на оси детали и находится на расстоя- нии А от локальной систеш координат, которая' равна сукле радиуса сердцевины кэтчика и . радиуса образуэщеО окрушюети. Третья систе- ма координат является глобальной и повернута относительно KL-jmix двух на угол равный углу наклона винтовой стружечной канавки.

В результате всех преобразований следует уравнение образующей каааловой винтовой поверхности мэтчкнз:

Г X = Г-8ІТІ р.

/ г У = О

I Z = г.cos [і + А

Для получения координат точек нормального сечения в глобаль- ной координатной системе детали 0x1 z і и образования ВИЯТ0В02 по вэрхности необходимо выполнить преобразования координат и придать винтовое движение образующей окружности: х ~ <I.sin u) + Z’Cas w)• соз v Jy = (Х>зіп ы + Z-соз и)>.зш v {

z = fR. -ctg шJ• v - (X.cou uj - Z.ein w)

_SL

;y-• - угол с':Ті'~*яг~~£*\ к:::’™Гі, г' и -

угол "Г'Г'ПГ'топтгіт, п г.і"л:;:г;Л ігсг^р.’спсгтл, рл’І-

Таргсгн:? п ocr>rrj се~;;:г.іп rn.'jic:;гс:і тії'! с::г”ос'пі"'ї * І - : с,'с;і: :: (3) u yp'irr-:'”'" г-'-у-у- ут-гз;Z--Q -(70р;о;,Г’Г? си'”;гт"?) :: У-0 (пс<:.-у:^

В:гатс?.'зя c?iv~ '-*тк’2Я іг-,гі:"СП г :r-nru с :;г:::гігс:':і1 сос-тлд”:' ьл.ігогоУ ипиятяас';оґг-"гг,і-’п:и т:\, '•■;;> г.брлчугтря mc-mrrr го тольго гз дуіи окр^’і’сстч, ш :г гз пр?” ■•а.’г.тггэЛтшя УЧ-ЗТНСЗ ( |Ш| !-« І АР і > '(Р7С.З. ) . ДЛЛ оітр-?г/?.га~:т ИСЯрДЮТЗ? їсте*;: Сиргзузц?*. стралг'гг уг?г::?:г'л лл-?г.-"!?.г^я ііп.т'.т>* ;• ок-пу:'Є<остл, ccrrpr.vsrjf:-.* г'.’Г'ду ссСХІ. j | J'і "і j:■ * і" ;;:'лгргоЧ : ^Л' жтпс’ггг яо-і""^тсч .'’г.т'лог.гіло пт:?;:ч,^уг,';’ 7 елу";г;.

• в Я’;"*: і. с,;"7еі,':'і:'Т'-]-'ії,Л!і'г пргптпггд способа (f.oji—

fov^[?rrror.'~:n r"р;г:г;-’-.мг:, ;г:л синюю:*;;.!

.■.tore”.:;'1 соот.^'т-: ;;-: crr'f^x: itop-

?"'.гг;рглюзпті"'і, гч T.pcv.vrp'» ус7лт:~~::~ р:л»у~г:го -

і”;:''гр^?'?пта оїгго^іггз/г^г'і ой;:':'?;.ї::лг^'-:о'1 nn;::-' ■

Д.лл czfvra::™:?"!;'"! пр~:іп::пн тагніобз tfop.'rectfp ;гс-г:зн.тл ттгтюг.:а пінг.їртпглоГі ps.-vm"1'’ ;*"na?n,r-yavc.ri ііу'Д",гг!ї>л:;лг;> о ~г. нгіолаї'іг.еспої ог-'ргчіл'.і кзк с с‘гп7?г,-.ф-^ ствг.^уттигстл ЕЗЗКПГ*- 22?!'-"."ЕГІ Хп0.ФЖІ ГР."НТІІ П 2-ІШ1їїШІ!£ ІУ/1 ЛГЛ?І.ХИ-:ІІ. гзі^яггл Л-Ш ІЗІІІ^гШ-й/СДЕЙ '

йЙчЕШІіТІПЗ 2'"Г.!Г:17!2Г2 1;,'-:ГІІ.ГГГ-'І'' Ш‘!ШГі'ІРїШ її К5ШШТЯЙ fTStz £.'?2. ™!РЩЕ.1ТЇЇ}ГЙ VbvZ&iVJuL?-'

Е;;ч аюоауз:о;г«» ЕГ'' ” esucr^ ;'с_тг"’оСрл5опаіс:л

р.?сс.-л:і,грг.заетс.ч г.з irr.:z:7r-'? Зргс^реткггя кгпселзЗ. нрі’ерхпоспї и т-:опэт бить спеолттз im ч-)-пю^т іззрпрпгчссгсхг урозаях, иа-Ч'Дігн усгьпоез (рпз 4). ІІз урсідп устггаяа е^ста^ттзцру-їітся ет&г.згпке усхапзя Сйатропакп?. заготовка, сбаасэтзгкггпк:.-ГГГірГ V?Tp;i ЙУДУГ.СЙ ПСїЗертОТСП*. ПОСКОЛЬКУ 1^0р.струе:.’2і? ШВ-ір-їїтосїь ie:esT и;;ь аргїц.еіпг!і» шпоп'яг.п'га ікї у’їиіїіііпїь уаотгоь 0зззрсі5зп2я с обеспг'чет'гН Еозгаглоста прав;епгя т-о;;руг отой сси, т.к. от пзгр Оудгг зсгз.тсоїь іггбор Г!!ірі:аіггой ріл ,інз;щі?и '.ТІЇТРТтаГО^-ОШ Д!ГЛ:ЕІПШ іТор'лобргзолаїшя. .

Прапгки s*mro ліпг^;’г,'Л рзус.*^^7.л;?;лгсп па урувнк. р :-

’ї&£ 1ЮЗНЦЭЯ. Ш>Ш:ОЛЬТ!.у В Р0Г‘ЛЬПО С'/L .ЄС'ТТЗ>1ГДГ ЗТ2ІІЇЇЗ.І оио

P'EG, J. ЯврЯйЛЬТїіС сечекне K0S КЧв С8СТ«ЛЙ5Й

В»КТЄІ№<5 ЛьВПрХПСОЇС -"'ЗТЧ'Аа

Ксмп/]з<сная матрица систематизации признаков

споссооЭ Формоооразо5сния поЬерхнсстєй

Лсанхмя сйїзи пртадхй

Utvc ЬаирсСтю .

УгУ'ЛмГ -viiOP

"ет^х4:.!!

С о&сгсзчз-изм ггсгсгс-май пси (ишгля

«ХЛХОЗ —

Нз зэрзплгма ПттУт?'р°

;!ПГ.&Я йХЬрГ&ЗІЯ ШОТр

r-tn^”ia изкетігї і:і г.*зая зтззт-тмг»

Г кЬїзс 'йЙи“з-сг; ccr-crf r:j5 г.Тіїсгз Кикмя -ЛтгіУіг.т г--ЗлИСЗ О.

5'*^ЛТ^* ї^4* nc3i’v^Li гохг і-Ліглії! садгсЛ

г - 4 ' - - - .,_ - і

L оахгЕчэмм ccj Ёоош :г? маткчмл сси Ег

\

'а

Нзгі

ГйаВЗ Стюої

їкзтпукг.к

Ігаса

?ТЛХ?.~ ІЕ йз, СІЧДЛ*ІТЇІ і

і і

:-'~лЛа Vzrttess О&хгз*.^ Псстуг-яг

ПрдасахГ»^.^. с згггтгйнай йргіг^їг’Сздо ooj Гйотшге’онк №а

.l3T.vttr.™r&.-,c: йи*с*я I

'ГХП’У СО‘——"'S I . _. I

S-jO бякдигйлгго й. J

і

I

НзрФ.вш ftn. ’*;r?€"j їС~Л.іч 34- ■-<" ',

Припш*г?ыг с ззго-

IVcnStfSfr,

Птстігжиоє 53згь оа» Поот. гштек та

1 -■■■■ ■■■ — з

рол: ;c:,s:sJ2 czrii ь1 .я щs:u и гс-лк.»^ ' ■'“'Чй. \ 1 („■y.-.wl,. -i. ,. 1, . 1^ .‘i С)*|- ч. i- ,< jL- к, Ч I ' J ! ■ ■ 1 *

>< tii Lk! cz Eka:;v <;2 usrpjcaa и $cp;i riSnx .1 . ■ ? Гк-^CL Скр_1ЦХ-'-1 -СП

■ Cnxdir^y-rj .iii ps-ip IVCWSBS,

Gzy,x£pc&juj£i Глеи si p^2xt/jxn кЕ?.а 1 ’

<сз й <т~ ' Ршгджшга С© f . Ш сэра • № гг&р&м

s % Екй г,-и;:с.: ‘ V - * т»йШ,чз

Количсот&з ФОБ 00~ н*

1 i " . ■.:...

х !

с ё ё Рещщ] usorpyHai'a [гаж f . ч Шл*}сЬтъа чар ДисксСоя $р£эа • . i ■ 5821 6PS2 -

По/учсшя поОерхвдспъ Нсирзля лйая ВетоСстш&рхкзЕшь с ойси осыз . fipiima . S-fU,B,VRTi ,

Pec. Кемплзксная матрица оистоматазацаи прнзнакев способа формеебрааоновая поверхностей розаянон

•'2аг.г:/1?с:1 путь” геслотрлчп'стюго слзхз~:л гекизго ;7?:чг?-’’.V: :т го- /лч, то огдэжхо г:^7Ь"л*ггл; б^гпзяшпг отж.

(;г;:::-”лг:7::ллл. Глггрлое днллггг.л- - пргл^гл* ххстр/гопта, а

г.-..с;"э ;:г-^г:гэ податл оСяссо’та’зется за слог гзс’лтршы.—

псго олиллсля црлхзтелкзогэ ^ггг.т>тг.*л пггс'сг.л:» тлнруг сгоа*. ОСЛ Л 7Г’.!^'Га?-^1ПСХГТТ СОГЛЗСОЯЗНГ’О- го С 1/Т*:! Т1007УЛ"Т^ЛЬ:1"Г-:'

...., , ,,..."1Л э«элъ 0.гг_ Крсгэ тот, доллю Сть сйгспочепо с.пр>-углагс;'» шпогяллэ ссл язготашп отшзс:гггяьно гл-ппзаглдгя осйеоГг пэдз^гл, б:?? чего нкЕЗЗлгллю расс’гатшзть

27р~-;Л.Л•- ЛЛСТруЛЗП Г.';.

Кг:г'.’? райочгас ;*длл:ллл'у, г.з урогпь иолпц’.лг сррушлртвапц хзрахтерлзушлэ услзглп бззлропзнгя л згкрьплзпяг. ллсттл/.'-л-та, поскольку з дшхеол случай дда со0лцг,2Елл гсол лр..С7- г-:::лй л фор :лрусло;! гпт.с'рзпхзста гггогЗхолггга тс- 'голых-ллл-т'лль спр5,гг,ла1шлэ ппрзлэтрз 1глзтгу?лгжгаь, со л --лстло пл.Лл«;лропэтъ эго еслзлэпгй.

Получить тЕэрхпэсть глпгссой кгнзгки с задзшклз ра-ЛллльгГ"п пзраг.'-этрггя нэ цлзилщиттзс::о2 гддэрсшпста гашо лолг-ло ллл оярэ/.элэллсл рпетшЕлзпля явструт.2?птз оттося-‘плллу- ося заготоллз г: £орг.-"'руе*23 потзэршзста. Этот пшзнак

Р2ССЛ2ТО2В337СЯ ИЗ урОППО ЕЭрЭХОДЭ- ПгСЯШЬКУ 3 Г?тах* СДу-

лао рт^гавыгЛ рэс'зр' (гдуСкла кзнзлст) связан лэ только с ллр"''.этрл.лл пзк?ру?Х‘’^га, а лзллсл? л от пзстройсл станка, ;зто услоппэ такта л'>"'"‘л> бить указано.

Лзлге Еэдагяется группа прлвнллов, опргдовпЕзп условия по- лул-эллл лздлллого профлля капазкя. В об^ем случае про-?:.гт ллгопкн ггот Суть подучен ьлгбо вэршпноЗ (одной швг ~2с.:0~ллл:л) - тоточ- ше касплп® поверхностей инструмента и кггготсЛггд, ллбо как сглЗз- гдая поверхность двухдаражтри-лоскогэ сежйстза поверхностей рэ- застя, образуешх глав-гой рллулей жчзгжой (лксэйше касалле го-. верхностей ш-струлентз з заготовки). Характеристика профиля опр&- деля-■гася расшхогЕнгея главной резудеЗ кро?гкн. В данном случае она ргсгюлслаиа на 1шстру1«нтз. Наконец, сам иро-

флль образующей зсходшй шструг-евтальпоЛ поверхности опре-деляэтся как фушщлл угэ пзвгстннх услювнй базирования заго-

товкц, рабочы даа- аашй сгонка, паргі»тров усташжк: ш-струкаяга оттсктсльпо с-бра- Сатаваешй затотсыа и «Аор:ііфу-е»ео2 шверхшстс на станке, а так- гэ требований черїкга і: профало вэнговоа шверхкг»ста. ,

Последщай из празнзкзз - количество главных ргк/чок іфогдзк - ®оргаюбразущ>іг злэглав.уов - шгат іарактерласшіть группу шструкантов; в- дзяесу случае ш касет бать оар&,г> "г; как.лезнаЕный шструцапт - джковая фреза, так и абрса;:. ,.У-ііз всего ваагоплсзааого коепо сделать представ;, что способ фг>г/-’ооб гйродзнтія товэттюстз схядурт рассчгтгя-ь как соуокупяпсть уо.гот»тЗ Гуггятроряпир п оакпеть’птля зят,оу,.чшт: ошоїгшттн V. лкгвйгого тіясподдаззчі» гаотпукпк-

тгі оггпдтташогч) гкпл отпосггталько паготовг-ея. .с опту-) ::э.~эт-нсй кокбтпагету. кияэкптнчнскн соглпсопяжгях мэгду собой лгт.гаяитгЛ Дпіуообтаповаягф.. осутястпляэктге зяроторксД д д;-стоу?:энто^. '

Полученное прадставлэнг.з о способе форг^ошразованЕЯ позеодя- ет сЕстекатсзлровать составлящпе погрешностей кэ-рг^этров устававші шструїзшта отшсстельно обрабатывавши заготовка, которкэ форкарувгся ко шре Ешюлаенш! алекеагар-шгг дгЕзтз^С в опгриЦїїЗ. , .

Все состашхша52? шгреЕкзсте& .иогут бііть сгруппировали ио празнакаы: а) есходш:э состанлкзщхэ - погрешности сродств технического осЕалдаегя (станок, рэсуарзЗ пыструьзнт, присзхо-собяензз) и заготовки; б), шгрэсшэстг, как результат вшюл-1ВШ1 соответсгнугцэго элэйгнтагшго_действия; в} 'дазизчес-кве погрешности. Погрешдаств рассіатриаг-шся в трах декартова* системах кооряаыат: стайка, ниструи^яга к заготовки.

1 чвтрэг/гой глагэ вшолаэш шделцрозашэ процесса профили- рованал рецдаго шструкэнта и обработки винтових пошрхшстеЗ винта рулевого управления и г^тчкка дасковш шструглжтогл с привлечением средств кошьвтерной графакс, а ТЙІС2 ПрООКТСруШСЯ ДКСХОШЄ Шіструкентк как ДНЯ черновой, так в для честобоС обработал.

І&деларованае' выполняется в насколько этапов: I. Определенно координат точек есходного сече вил деталк. 2. Расчет

пзрз:*етроз усгагошся глс'груїгліггл огтснтелык) ойрабатазагмой гаготоптги. 3. Решеше прігдзй задачи прсфіяпровзтпія. і. Спрэ-дєхїпшб префгая pergt^ro Екотрутзнтл кзк огпбагс.э?1 сетгзЯ-стпа ісрпгах ?:этод?агя косткатераол! ігзтггатакя. 5. Дппрояси-гїгікія теоретгческого ирс^тхя дзскодого шструггнта тохпо-■лоппесха удрбакі профзлгм. 6. Кздалироззат» обработки впита рулевого управленая н ’«гінка дяспсксі шструкэлтом с учетом погрешностей, хзиявхенпнх ярл анализе операцій формообразования елнтоеой поверхности ;х-галл рэзанжм. 7. Опре-де- л?пае прсф.ия вгаггоБсЭ поверхности деталі как оггбазцей свойства кртших.

За основу ’«дэггронэпия процесса вроф^Кфовгшая рйзут,е-

ГО ЗЕСТруКОиТЗ ВЗЯТ ’«“ЇОД СОГУГ-Г,ЄВ;7ІІХ сччмпЯ, гозеолян^йі

пяап пплпяй прсфсль пзс^ру’.пага н является наглядали, что гогво-глет тогг.энсть сргдстпа ксг.^ьтп-ермо-! ірг?г*л:сі.

Ксходзно данішз дня профатзроплнгя гзструг^впга: - На-рузанй даокетр л°?агіг - І?; глуагіт.з грзфалл "етзла - Л; ход cmrmrot! лянял - Я; яоордпазт:! точел, пранадЕггаппх е.сяод,?о-ку сечется двталзг; угол конусности; гарагэтрл установка рэ-ауцего гатстругэста за стэшэ стпикггедьао сСрабатшзгешЯ заготовка, шгр?эппос-гь взраггтроз уегашзхя тзструг’эггга з трэбуекая точность обработка.

- С ао?.'о^ы! ?:это,~а сок.Ж£Єнеіх сечензй ощзе/^ляется се. гжСсгаа асходзкх сачензй дета®: слрозі$зроі?взвих з двг»*зт-рэжтоа сач'.&шз .тлстп^'ззга. " ■

S - /ІД.Я.СРЗ S

| г(С;* А__ - \(Ам - ГдСОГ - СчЧ-7-afiі є ~Z&(i).coa є Г

где 7л, Уд - яоор^пат*! ч-очйк тсрцргого cewpn;

- таяцеятргес© рясстсяаай, кж; є - угол скреп^взгтїл» рлд;

- ггорялсоглй п-;гс-р торієвого «їчпижі;

.>д - ргсстолттг.:- їТ;г.ч? сє’іле?jr*;

' 2д = Р‘<$,

1>р - шаг Езворзта тсрцрваго ц&чгнгл, пр>~И'::/л’:'с::

■ ратллаг 1-5с.

*'Ли: *ак Бй1г:и.1г^.> понэрлостс яа^гсл'ск кглйяески.-;.л, ю . , параметр ашгхевай тг^рля^стл является п&рэ;&»шю£., зссисязей от дтаютра коцуса:

, Р = <сЛ{; ш,

г.у- й» - яиргьии^И радцус конуса.

Сд.:ю-сэ к тюлучьдох.у сыкайству нэвоэодло зосгрзагь гхоавдуа кг ж:.! апгг&гяпссжг, так как сг&в&ггло из^уч^тси.

.•; т.-эдо .массива чисс-л. жзэтоку для построения охЧСЛид^ъИ лра-прудзологзалг, что точки зераезчешхя 1$шглх, на

^«’..аивчнз 1.алок рзеетешша друг от друга щкаадаехзу оп:За-£аИ '.того се-.^лдтва крдгяк. Согласи:} этого предаолоагш^й •••лтгро&ы алгоритм, зоаволяЕ/зИ изэтрогт^ с дощ’см-.,э£ пзг-ро^псть^ ирсфиъ содзЗатаа созг-глгрншг с&чгилй, ететраг з; оудзг прсфюльо ЕИСТрУ'^^ТГа. • •

Для пров.гр;сг гочиостк! полученного ир^’сля г..л!злля;:т кп.сшшгернув пиетиста оорьбэгю:, дрта^и пзлучеяшгу. к;сиз:;,; айдорукэгтои. При рс-шени: огал задачк учуиваются пбзчжы^к;-та гхара.-г-чрх! устакоь.й:. язструхеиха отаэсетальсо оЗрп&жяа-■ыс-Л гзготовж л зицрэкежлац-.^ тгэрэтгяеского профиля 1Л~ струкдогг гатшлгж&сгаГ удобз^ и

Яроек-пфовашс- иасгр^г.чяи сшюлтяклся Чрадг^о^п.*. ч; 7 с да? и.

1 пя?оЗ гтдпгд с цэдьа ».эде.зирм}гнм.ч иинхоыя. гавэретзе-п-и по у.?ра£1?& заданному за .оцу с &з1:сзг.-.е1ЛЬео £г;:х1ко*1 ш-п-и II :-.ч.*пс;рл-г-'1ггсш.но5 проверке построении! даг&штодс-••.т вып^тьы анализ конструкция кгаашчесмяс мэдзльй

-эгерпжста л пред.~ог£&на новая.

.'рэд/'тзгается • усхройстао под назаадаьм "Эталонная -.-.-.•т-зль''. но-гороэ обьспгчивает аок-таанисчь годехирозажля пг--г-тров с^итзаих поверхностей со воем".1 наперед заданной

• ;К-г-:!1М2 зрц улксжлзльгю ьигх)ио£ т ^чюстх тдалзровзотгя. :.д1.-;.лровг:-ш.' обеетачкгяс'гся па счет ьыЗоркг зазора лехду •■ 'нт-:кт^гл1 етварстагу ддсковсго алаггента к поворотного атаф-

та (рас. 5). Високая точность ггоделкрованпя обев^чивается гесткима допусками из изготовление всех деталей, входяпцл е механическую но де ль.

Суть моделирования закличается в том, что при известных значения диа?дэтрз контактного отверстая, поворотного гтл|?гг, рэсстоягшп мезду осями базового к поворотного ETKfTOB и толщины дискового элемента модель устанавливается на определенный угол наклона винтовой яші.

Для определения угла наклона винтовой лакгл неооходк?*:-сначала определить точка контакта поворотного сті'і'тг и «?}:■:<• них определить угол наклона винтовой поверхности (элшенты теорій механической модели). Из геометрической моделл (рис

6.) Еитекзет система из четырех нелинейных уравнений:

fi, f .cb-t}-[ ]= 0

/ (in-M‘X.i_-wcgs_§_ + t _ ц,,с03 ф —_ зіп ф _ q

f[ fi® ts ф------LLgZgg^e

І».СОЗ E

tp F - R..3Cn,<P • _ 0

„ • £G b O.S.h. (n-f,/ ~ u

Для решения этой систем метод Ньотона является неуд'*-бпш* и ненэдезашм, так как требуется построения якобигпг

системи и иеазвестяо поведения каэдого уравнения системы,

по;зэтому наиболее отачалытнк методам решения подооиой. системи является метод градиентного спуска» который позволяет свести систему уравнений (4) в одно ypaB.isir.te. . ’ •

Ребенке сястсіш позволяет стфэделить точке кслл’іт-і:г;-поворотного штафтэ с контактным отверстием дискового зл-г/ента я тем самим дать исходные ДЯ.'ВШЭ для ппргдг-льнля у; изііяолг кг>далфуе?«а птгтвоЯ ііотїєрхност»;.

Аналитическая связь коделтруегнгс угла наклона вжггогоГ: кзпаыся с утлои отыосателького разворота дискового элемента записывается в виде функции неявного влдз: ы-/(ц>). Ар-

- Хі

=0

(4)

о

-Iа-

з

Smy/ікс 5.' ГіоЕюроіїші штифт.

Рис. 5, "Зтаг.згшйя датоя," ь сЗар

У1 + ДУ

■

. \

\. X

1£7

К

Рас. б. Гаоуетрнчвская мздвль условий контакта поворотного зги^та и коитазстпого отверстия дискового элемента

гукент функция ф является -фунющей двух переменных: ($=?(в,(2 ); ГД& £ - Угол скре- щивашга между осями ШЕорот-ного а базового штифтов, рад; а„- дна- ?.ктр поворотного стлфтз. Аргумент е также является функцией: Л, п)1

где &> - радиус-вектор траектории движения оса контэктного отверстия, ;ад; К - толпзляа пластинка, мм; а - аоыер пластан-"£11 ■

Так, например при диаметре хюворотного штифта - 7.8 на, диаметре контактного отверстия - 8 мм, радиус-векторе траек-тор!га движения оса контактного отверстия - 15 мм, угол наклона визтсвса поверхности составляет 21 градус.

На базе модели предложены нас грумепты дая правки дяско-вих плпфовадьннх кругов обрабатывающих Бинтовые поверхности винта рулевого управления и метчика.

Значения параметров винтовой, поверхности правящего инструмента з сборе должны соответствовать со значениями параметров вантовой поверхности детали. Это обеспечивается за счет выбора соответствующего поворотного штифта. При правке шлифовального круга'осуществляется имитация операции шлифования винтовой канавки рассматривавших деталей и формируется профиль шлифовального круга. '

* ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ■ '

I. На осноеб теории винтовйх поверхностей построены математические модели? конических каналовнх винтовых повер-хиистеа рассматриваемых детаг^й с учетом доцускол на профиль Е::-?гоВ'>а поверхности, которые является исходными данные для гхггарованая регуцего инструмента.

■7. '.1з основа систематизация признаков способа $орюоб-. . ... ллл поверхности Енявлена логическая связь между зна-параметров получаемой винтовой поверхности и-аржзна-ч::--: способа формообразования.

3. Систематизированы составлявшие погрешности параметра установки режущего инструмента относительно заготовка и. ^гллзле на точность обработки заготовки реаугщм’-инструнэд—

4. R.njnCoTiHsa я irporpr.: ""to у',?агл?с?;Г5Гл r:j*jo^t:ca edc*-рэ**пгя iin 2?’! огсбог'эП twsflCTsa iqi’mrz, n:v;:tin?iz дискрет® в г.гдо raccmra тпсол пл: .рйвурр'гг.'пзос ьар"”л, алз-^тпескоэ

огг(За;г,.ег> к rornpri гр?,тягэ;:с~~''"1 г.сэтсдлгтл дгг.£-;>оре:г1^ллл1о'1 гесж'гр^зх прг’гппески г.С'Га?.::т.:;:о.

5. На ссгтсвэ аваглза суп,сствущтз тггхпютесдсгх х юделей создано и запатентована пошл колструиз^тл fr-jxanrwecxcit

ли гшторой госгргЕсста, а тахта патодзка п гатеиатэтесклЗ аггглрат (, 3xsf2v.ru теорза кэхапггаскоП_годй.Е1), которая г.югут ffi'i-n пр-'г-гнэш! д,1я гале-тлроззтл шпггоеос шзггргностеЛ с тс,purse 33,vsr::! ззксио'л пра катягг-лльсэ шсоксй тотгосг: н шсспзр:: эетэлыш! тахшэрка тзхдчзг£з.;х. т'-зтстгатяческпг г яд?-

G. !1'1 бзи-з пэгагтескоД. тгодэлл. йргдязгэпа псзстругсцзз: ~:с-?ру:">ктов (обье?.тах копиров) для ярзпзст пуг^овальшп кругов ебргОатшзаздях кашьаогкэ винтовое ШЕврхгаста дэтазэй.

• Ccroptjm пищ! Jlvi'S'Si 52 15.12 Угссапттг^т:

1. 1рэ-г_тзк:аз В.1., Плсь.теоз С.В., Чкйорггсоз Н.Д.. 5тал?з-гля датахь, Патепг СССР ‘I8I92D3, оц^бгавова 30.05;.S3 з сфз-ц"агьзез гйнкатпэ яоггкета РЭ т пагзЕггз а тоззрагл знака:,!,

uJ2C. -

2. Гречгнниксв В.А., Таг-йор^ссз П.А. Шструкээг для правки

нлтйов^лъного круга. обрз51кгпаг^го втщ’говую. поверхность гпгэ р/.-эва-го 1?7р-'>:1грпл'я автсгаШия КамАЗ. В сб. Автснзти-.'.•"л,с’я прог-.’т.зв'гс^лглт и зга^хогЕческах процессов, -Рлб.Ч-?дг.>. 1993.

2. Т'ррт.г.-зпг.сов Е.Д., Ч’эгбор^ссв К.А. ,4лгетаяв Й.Р., йазамов Д.Х. Ко:.гшэгяршза гэтод еовг'эг.ек'ЕЛ сечепнЗ для определг-ния &рсфз£» ;жсконого шстр^тйнта, сбрзбативгщего винтовые по-::грпг^стт1 датзлеД. В жх: Texravanrrecime пробйеин щхшзвод-ст::.з лэтзтелытлх апяаратев ;> дг^гатзлаа. Кпззнь, 1993, с.80.

4. Касьяноз С.Е., Чепборисов Н.&. Форгашзация признаков способэ формообразования поверхностей детзлэй ща обработке

рэосиази. В cd. квтт?227Щ5л врсЕзгодсгвгсея к ісїезхоїїіг:-■ieciES проїде сш» Взб.Чзгзіі, 1933

5. ЧємЗоргісаз к. А. Опрадзхэпгэ врофжт шстругзатш даясого--гр типа даіи обработки ussrasas: канавок дзтгхаїї с пр^наш^ц ЭБ;1. В сб: Носае юсошззф^екукшиэ конструкции раг^тдого ш- ■ струкэнта к оснастка для шхаЕаяэской обработал датадзі. C-[L:I332 - 52 с. .

S. Чег-йорисов Н.А. Ко£ЛЬ2яер=5е кодгягроважг вказошг. so--вгрхЕостей ос&црго вида. В сб: пагекрал Byuos --

прэгражг Еошжрсш. Казань, I9S3, 84 с.

ВВЕДЕНИЕ.6.

ГЛАВА I. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПРОФИЛИРОВАНИЯ ДИСКОВЫХ ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ И ИХ ВЗАИМОСВЯЗЬ О ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ.8.

1.1. Развитие теории профилирования инструментов для обработки винтовых поверхностей деталей.8.

1.2. Классификация винтовых поверхностей.10.

1.3. Метода профилирования дисковых инструментов для обра-ботки винтовых поверхностей деталей.14.

1.3.1 Метод общих касательных.14.

1.3.2 Метод общих нормалей.18.

1.3.3 Итерационное профилирование на основе метода нормалей .20.

1.3.4 Метод совмещенных сечений.24.

1.4. Цели и задачи работы.".28.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАНАЛОВОИ ВИНТОВОИ.

ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ.30. 2.1. Классификация круговых винтовых поверхностей.30.

2.2. Цилиндриче ска я каналовая винтовая поверхность.37.

2.3. Конические каналовые винтовые поверхности.41.

2.4. Служебное назначение винта рулевого управления автомобиля КамАЗ.44.

2.5. Составление уравнений и расчет профиля нормального сечения винта рулевого управления .48.

2.6. Построение номинальных профилей и полей допусков торцового и осевого сечений винта рулевого управления автомобиля

КамАЗ.57.

2.7. Служебное назначение метчика и составление уравнений номинального профиля нормального, торцового и осевого сечений винтовой стружечной канавки метчика.60.

2.7.1. Метчик с конической каналовой винтовой поверхность!)64.

2.7.2. Метчик с конической составной винтовой поверхностью .72.

2.8. Выводы.78.

ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОПЕРАЦИИ.79.

3.1. Формообразующие операции и их место в технологическом маршруте обработки деталей.79.

3.2. Моделирование содержания операции формообразования винтовой поверхности.82.

3.2.1. Описание модели структуры операции.85.

3.2.2. Описание ждали содержания структурных элементов операции.88.

3.3. Системное представление способа формообразования.93.

3.4. Анализ постоянных составляющих погрешностей обработки в операции формообразования.102.

3.4.1. Системы координат.103.

3.4.2. Группирование и дифференциация погрешностей обработки.105.

3.5. Выводы.116.

ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОФИЛИРОВАНИЯ РЕЖУЩЕГО

ИНСТРУМЕНТА И ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ С ВИНТОВОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ ПОЛУЧЕННЫМ ИНСТРУМЕНТОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ.118.

4.1. Профилирование дисковых инструментов на основе метода совмещенных сечений с использованием компьютерного моделирования .118.

4.1.1. Определение параметров установки режущего инструмента относительно обрабатываемой заготовки.121.

4.1.2. Совмещение исходных профилей винтовой поверхности детали на осевую плоскость с помощью кругового проецирования.124.

4.1.3. Нахождение огибающей семейства кривых.129.

4.1.4. Аппроксимация профиля инструмента .137.

4.1.5. Имитация обработки винтовой поверхности детали дисковым инструменте»« с использованием компьютерного моделирования.140.

4.2. Проектирование инструмента для черновой обработки.156.

4.2.1. Назначение геометрических параметров передней поверхности.156.

4.2.2. Расчет конструктивных элементов зуба и впадины фрезы. 159.

4.3. Проектирование инструмента для чистовой обработки.164.

4.4. Вывода.170.

ГЛАВА 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ.171.

5.1. Анализ механических моделей.171.

5.2. Описание "Эталонной детали" .172.

5.3. Элементы теории механической модели.177.

5.3.1. Постановка задачи.177.

5.3.2. Системы координат.181.

5.3.3. Определение координат точки контакта поворотного штифта и дискового элемента .164.

5.4. Методика измерений.196.

5.5. Моделирование процесса профилирования инструмента для обработки винтовой поверхности детали на механической модели.199.

5.5.Х. Винт рулевого управления автомобиля КамАЗ.199.

5.5.1.1. Методика измерения осевого и нормального сечений винта .201.

5.5.1.2. Методика измерения торцового сечения винта рулевого управления автомобиля КамАЗ.204.

5.5.2. Метчик с винтовой стружечной канавкой.210.

5.6. Применение "Эталонной детали".215.

5.6.1. Инструмент для правки шлифовального круга шшфупцего винтовую поверхность метчика .215.

5.6.2. Инструмент для правки шлифовального круга обрабатывающего винтовую поверхность винта рулевого автомобиля КамАЗ.216.

5.7. Вывода.222.

Детали с винтовыми поверхностями получили широкое распространение в автомобилестроении (рулевое управление, зубчатые передачи с винтовым зубом коробки скоростей и главной передачи в редукторе заднего моста), станкостроении (ходовые винты), авиастроении, в инструментальном производстве, и в медицине.

Для обработки деталей с винтовой поверхностью необходимо решить комплекс задач связанных с профилированием винтовой поверхности обрабатываемой заготовки, проектированием технологической операции и режущего инструмента.Решение этого комплекса задач позволит повысить эффективность процесса обработки детали дисковым инструментом.

Предлагаемая работа содержит комплекс математических, логических и механических моделей детали, технологической операции и режущего инструмента, анализ погрешностей обработки детали, выполненный на основе моделирования технологической операции.

В рамках тематики диссертации были сделаны сообщения за научно-технических конференциях в Санкт-Петербурге "Новые высокоэффективные конструкции режущего инструмента и оснастки для механической обработки деталей" (март 1992), в Казани, "Научный потенциал Вузов - программе "Конверсия" (январь 1993), в Казани "Технологические проблемы производства летательных аппаратов и двигателей" (декабрь 1993), получен Патент СССР на изобретение "Эталонная деталь" (май 1993), написаны две статьи в межвузовском сборнике "Автоматизация производственных и технологических процессов".

Результата работы были заслушаны и одобрены ш гас^дажлх кафедры "Инструментальная техника и компьютерное моделирование" псковского государственного технологического университета "СТАНШГ, кафедры "Технология машиностроения, металлорежущие станки и инстру ш нты" Камского иолате хничес-кого инс титу та (г. Набережные Челны).

Результаты работы внедрены в лаборатории резания центральной лаборатории резания технологического центра Акционерного общества КамАЗ, производственной фирма "КамАЗинструмент", в частной фирме "Квант", применяется в учебном процессе кафедрой "Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты" Камского политехнического института.

Работа выполнялась с Т'ЗЭС по ТЯ94 гг. под руководством доктора технических наук, профессора Гречишникова Владимира Андреевна на кафедре "Инструментальная техника и компьютерное моделирование" Московского государстве нного технологию ского у ниверситета " Станк.ин ".

Помощь 1фи выполнении диссертационной работы оказывали кандидат технических наук, доцент Касьянов Станислав Владимирович и кандидат технических наук, доцент Сморкалов Николай Васильевич.

Техническую помощь при выполнении работы оказывали инженер кафедры "Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты" Камского политехнического института Пятаева Вероника Кирилловна и студенты Ахметшин й.Р, Низааюв А.Х., Тилинин A.B., Козар A.B., Булавин А.В, Шматков A.A. Автор приносит им свою глубокую благодарность.

основные вывода.

1. На основе теории винтовых поверхностей построены математические модели конических каналовых винтовых поверхностей рассматриваемых деталей с учетом допусков на профиль винтовой поверхности, которые являются исходными данными для проектирования режущего инструмента.

2. На основе систематизации признаков способа формообразования поверхности выявлена логическая связь между значениями параметров получаемой винтовой поверхности и признаками способа формообразования.

3. Систематизированы составляющие погрешности параметров установки режущего инструмента относительно заготовки и влияющие на точность обработки заготовки режущим инструментом.

4. Разработана и программно реализована методика построения на ЭВМ огибающей семейства кривых, заданных дискретно в виде массива чиссл или рекуррентных формул, аналитическое определение огибающей к которым традиционными методами дифференциальной геометрии практически невозможно.

5. На основе анализа существующих механических моделей создана и запатентована новая конструкция механической модели винтовой поверхности, а также методика и математический аппарат (элементы теории механической модели), которые могут быть применены для моделирования винтовых поверхностей с заранее заданным законом при максимально высокой точности и экспериментальной проверки полученных математических моделей.

6. На базе механической модели предложены конструкции инструментов (обьемных копиров) для правки шлифовальных кругов обрабатывающих каналовые винтовые поверхности деталей.

1. Автомобили КамАЗ 6x6. Инструкция по эксплуатации,1. Внешторгиздат, М.,1980

2. Адмакии М.А., Адмакина О.Н. Акпамбетов.А.М., Имитационная модель систем инструментального обеспечения. В кн: "Новые высокоэффективные конструкции режущего инструмента и оснастки для механической обработки деталей. ДЦНТП, С-П, 1992.

3. Беляев В.Г. Основы теории, расчет и исследование винтовых механизмов качения металлорежущих станков. Диссертационная работа на соискание ученой степени доктора технических наук, Москва, 1979.

4. Ва лакшин Б. С. Основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 1969. 559 с.

5. Болдин Л.М., Сергеев А.Н. Моделирование поверхностей формируемых в процессе автоматизированной обработки заготовок сложной формы концевыми фасонными фрезами. Известия Вузов. Машиностроение. М.: N 6, 1990.

6. Борисов A.M. Автоматизация решения вопросов формообразования винтовых поверхностей дисковыми инструментами. Диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата технических наук, Тула, 1982

7. Воробьев В.М. Профилирование фрез для изделий с винтовыми канавками, издательство Московского станкоинструмента льного института, 1962

8. Воробьев В.М. Профилирование фрез для изделий с винтовыми канавками. Диссертационная работа ва соискание ученой степени кандидата технических наук, Мосстанкин, 1950.

9. Воронов В.Н., Кузнецов В.И. Новые конструкции винтового инструмента и оснастки для формообразования резьб. В кн:

10. Новее высокоэффективные конструкции режущего инструмента и оснастки для механической обработка деталей. С-П, 1992.

11. Вяткин Г.П. Метод нормалей доя решении задач огибания, Сборник "Прикладная геометрия и инхвнврнвя rpâgnfcè",!!LI6 II,,1973г

12. Гавршюв Ю.В. Аналитическое исследование формообразования винтовых канавок дисковыми инструментами, Диссертационная работа на соискание ученой степеш кандидата технических наук, ^Челябинск, 1975

13. Геллер ЮгА. Иногрументальннв стали. II.: Металлургия. 1983

14. Грёчишиков~В.А. Автоматизированное проектирование режущего инструмента как срёдство сокращенного его расхода. "Станки и инструменты" N 2 1988

15. Гречишников В.А., Щербаков В.Н. Подсистема автоматизированвето проектирования режущих инструментов. "Стайки и инструменты" H I 1967

16. Гречишников В.А. Профилирование инструмента для обработки винтовых поверхностей деталей по методу совмещенных сечений., Мосстанкин, 1979

17. Гречишников В.А.» Кирсанов Г.Н. Проектирование дисковых1. С • 'инструментов для обработки винтовых поверхностей. "Машиностроение", 1978, N10.

18. Гречишников В.А.,Катаев A.B. »Петухов D.E. »Щербаков В.М., Эталонная деталь. Авторское свидетельство СССР N 975334, M., 1981.

19. Гречишников В.А., Касьянов C.B., Чемборисов H.A. Эталонная деталь, Патент СССР 1819206, Официальный бюллетень комитета Российской Федерации по патентам и товарным знакам N 20 от 30.05.93.

20. Гречишников В.А. Моделирование систем инструментального обеспечения автоматизированных производств, М., Обзорная информация ВНИИТЭМР, 1983, выпуск 4, сери в

21. Гречишников В.А., Кцрсашв Г.Н., Катаев A.B., Щербаков В.Н., Тарасов A.B., Свмофалов В.И. Автоматизированное проектирование режущего инструмента, М-, Мосстанкин, 1984

22. Гречишников В.А. Некоторые вопросы профилирования инструмента для обработки винтовых поверхностей, Диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата технических наук, Мосстанкин, 1964

23. Гречишников В.А. Повышение эффективности проектирования й эксплуатации инструмента для механообработки не основе системного моделирования. Диссертационная работа на соискание ученой степени доктора технических наук, Мосстанкин, 1989

24. Гречишников В.А. я др., Руководство по курсовому проектированию металлорежущегоинструмента, М., "Машиностроение", 1986

25. Гречишников В.А. и др. Металлорежущие инструменты, М., "Машиностроение *,J989

26. Гречишников В.А. и др. Основы научных исследований « „ области проектирования ж эксплуатации режущего инструмента. М., Мосстанкин, 1990

27. Гречишников В.А. Система автоматизированного провктировашя режущего инструмента. " Об. Автоматизированные системы проектирования и управления. Серия 9, выпуск 2, М., ВШШТЭМР.

28. Гречишников В.А., Чвмборисов H.A. Йютрумэнт для. правки шлифовального iqpyra обрабатывающего винтовую поверхность винта рулевого управления автомобиля КамАЗ. В ки: "Автоматизация твхгологических и производственных Процессов"1. H. Челны, 1993

29. Грувер M., Згамерс Э. САПР и автоматизация производства. М., "Мир", 1987

30. ДружинсквйЬ И.А. Метода обработки слохшх поверхностей на . металлорежущих станках. М-Л "Машиностроение", 1965

31. Дружинский И. А. Современные метода механической обработки гребных винтов. Д.: Издательство оргсудпрома, 1947

32. Единая система технологической документации. Справочное пособие, М., Издательство стандартов, 1992

33. Журавлев В.Н. »Николаева О.И. Машиностроительные стали. М., "Машиностроение ",198133. №оземцев Г.Г. Проектирование металлорежущих инструментов М., Машиностроение",1984

34. Исаев А.И. Процесс обработки поверхностного слоя при обработке металлов резанием, 1955

35. Калиткин H.H. Численные метода. II. : Наука, 1978.

36. Касьянов C.B. Машинное описание технологической-характеристики инструментов, в книге: "Новые технологии механической обработки", Киев, 1992, с. 61-62.

37. Касьянов C.B., Чемборисов H.A. Формализация признаков сгосо-ба формообразования поверхностей деталей при обработка резанием. В кн: Автоматизация технологических и производственных процессов:- Н.Челны, 1993.

38. Катаев A.B. Автоматизация конструирования сложных инструментальных поверхностей. "Станки и инструменты** К I, 1989

39. Ковальчук D.H., Букин В.А., Глаговский Б.А. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента., И., Машиностроение., 1984.

40. Колчпн Н.И. Аналитический расчет шюских и пространственныхзацеплений, II., Машгиз, 1949

41. Корнейчук H.Ii. СнлаЙвд в теории приближения., II., Наука., 1984.

42. Кирсанов Г.Н. Профилирование инструментов с винтовой исходной инструментальной поверхностью для обработкивинтовых поверхностей. "Вестник машиностроения."^ 1977, N 7.к

43. Кирсанов Г.Н. Развитие некоторых вопросов теории-инструмента. "Вестник машиностроения", 1978, N 9.

44. Кирсанов Г.Н. Проектирование инструментов. Кинематические^4 1метода. Мосстанкин, II., 1976, 69 с.

45. Кирсанов Г.Н.,Ласточкин С.С. Расчет профиля дискового.инструмента для обработсга винтовых поверхностей "Станки иинструменты", N 5,1980

46. Краснова Н.В. Взаимосвязь геометрических параметровповерхностей детали и инструмента при сопряженно—профильной4обкатке. В кн: "Прогрессивные методы обработки деталей летательных аппаратов и двигателей", Казань, 1978

47. Краснова Н.В. Модульный принцип построения алгоритмов в расчетах по лопаткам газотурбинных двигателей.-В ~ кн: Прогрессивные метода обработки деталей летательных аппаратов -я двигателей. Казань, 1980 -с. 21-26.

48. Краснова Н.В. Исследования и разработка метода отображения криволинейных поверхностей в моделировании процессов формообразования деталей аэродинамического профиля. В кн:

49. Техшдогичеокне проблеш производства летательных аппаратов, я двигателей. Казань, 1993 с. 41.

50. Краснова Н.В. К вопросу формирования математической модели закрученных поверхностей деталей аэродинамического профиля. В к£: "Технология производства и прочность деталей летательных аппаратов и двигателей", Казань, 1980

51. Краткий словарь по фиюсофии под ред. Блаубарга И.В., 11., Политиздат, 1982

52. Кузнецов О.П., Адельсон-ВельскиЙ Г.М. Дискретная математика для иняенера.М.: Энергоатомиздат, 1988 480 с.

53. Лазебник И.О. Метод исследования зацеплений и формообразования поверхностей. "Станки и инструменты" N 10 1987

54. Лашнев С.И. Вопросы профилирования ревущих инструментов для обработки винтовых поверхностей изделий. Диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата технических наук, Тула,1954

55. Лашнвв С.И., Бликов И. И. Расчет и конструирование металлорежущего инструмента с применением ЭВМ, II ., "Машино-строение", 1975

56. Лашнев С.И. ,Шнков М.И. Проектирование режущей частя инструмента с применением ЭВМ,II., Машиностроение, 1980

57. Литвин Ф.Л. Теория зубчатых зацеплений. М.,"Наука".,1968.

58. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1982,. 320 с.

59. Лопатин С.А. Расчет профиля дискового инструмента для обработки винтовых поверхностей "Станки и инструмента" N 10, 1979

60. Лпкшнн В.С. Теория винтовых поверхностей в проектированиирежущих инструмвэтов,М. ,"Машишютроениэн,1968

61. Макаров В.Л., Хлобыстов В.В. Сшшйн-аппроксимация функций. М., Высшая школа/ 1983.

62. Маргулис Д.К.,Штраус В.А.»Гаврилов D.B. Расчет профиля дискового инструмента для обработки винтовых поверхностей "Станки и инструменты",N I, 1976

63. Мосталнгин Г.П. »Толмачевский H.H. Технология машиностроения. М.,"Машиностроение% 1990.

64. Ординарцев-И.А., Филиппов Г.В., Шевченко А.Н., Онишко А.В,t Сергеев А.К. Справочник инструментальщика Л.,"Машиностроение" 1987

65. Петухов D.E. Проектирование производящей инструментальной и исходной поверхности на основе методов машинного моделирования. Диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата технических наук, Мосстанкин, 1985

66. Петухов D.E. »Гречишников В.А. Эталонная деталь. Авторское свидетельство СССР N 75I58I, М.,1978

67. Плашивцев В.В. Профилирование фасонных фрез для обработки винтовых канавок. ,Куйбышев, 1978

68. Политехнический словарь. Гл.редактор И.И.Артоболевский. М., , изд-во Советская энциклопедия, 1976

69. Радзевич С.П. Рациональное ориентирование сложной поверхности детали на стола маогокоординатного станка с ЧШГ. Известия Вузов. Машиностроение. М.: N 2, 1990.

70. Радзевич С.П. Основное допущение в теорий формообразования поверхностей резанием. В кн: "Прогрессивные методы обработки деталей летательных аппаратов и двигателей?*, Казань, 1987 »

71. Радзевич С.П. Профилирование фасонного инструмента для обработки сложных поверхностей на многоопврационных станках с

72. ЧПУ "Станки и тг,трумат*™*м кг ? тода

73. Рздзевич С.П. Формообразование сложных поверхностей на станках с ЧПУ. Киев, "Вица школа", Т99Т

74. Увдроилч. 0.11. Об обр^ошшш регулярного микрорельефа цри обработке деталей, ограниченными поверхностями сложной форми. Сообщении 1. Мшзостии Ву1юв. Машиностроение. М.: N 5, 1985.

75. Радзевич С.П. Об образовании регулярного мггет^лрлтх.ол« т™ обработке деталей, ограниченными поверхностями сложной формы. Сообщение ?. Известия м^ттяя^-рроение. М.: N 9» 1985.

76. Ракитов Д.И. Марксистко-ленинская философия. М.:Политиздат, 1988. 431 с.

77. Родин П.Р. Основы теории црооитиршшшш штшиюрижущДО-. инструментов,Москва Киэв,Машгиз, 1960

78. Годин П.Р. Исследование геометрических параметров спиральных сверл. Диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата технических наук, МД.ТИ, 1У48.

79. Родин П.Р. Металлорежущие инструменты., Киев, "Вица школа",

80. Родин П.Р. Основы формообразования поверхностей резанием., Киев, "Вища школа", 1977.

81. Родин П.Р., Гавская И.О., Ляпин Д.В. Геометрическое моделирование условий работы режущих инструментов, В кн: "Новые высокоэффективные конструкции режущего инструмента и оснастки для механической обработки деталей" Санкт-Петербург, с 54, 1992

82. Романов В.Ф. Расчет пальцевых и дисковых фрез для обработки ииитошх поверхностей. "Сташш. и инструменты " N Ь 1ЗД&3

83. Романов В.Ф., Авакян В.В. Правка, и профилирование абразивного, алмазного и эльборового инструмента. II., Машиностроение,- 1976.

84. Савельев А.В.,"Плоские кривые", Издательство физико-математической литературы, И.: 1960

85. Сахаров Г.Н. Обкаточные инструменты. М., Машиностроение, 1972.

86. Сморкалов Н.В. Исследование процесса зубошлифования долбяков червячными кругами. Диссертационная работа на соискание ученой степени кандидата технических наук., Москва, 1360.

87. Тарасов А.П. Фасонные ВДезн с оптимальными параметрамирежущей части. Диссертационная работа на соискание ученойстепени кандидата технических наук., II., 1988, 265 с.

88. Таратынов О.В. и другие. Проектированиеи расчет металлорежущего инструмента на ЭВМ,II.,"Высшая школа", 1991

89. Турчак Л.И. Основы численных методов. II.,"Наука", 1987.

90. Трент Е.М. Резание металлов. II., Машиностроение., 1980.

91. Цепков А.В, Перевозников В.И., Николаев В.С. Оптимизацияпараметров установки инструментов обрабатывавших винтовые стружечные канавки. " Ставки и инструменты" N 6, 1990.

92. Цвпков A.B. Профилирование затылованных инструментов, М., Машиностроение, 1979

93. Цвис D.B. Профилирование режущего обкатного инструмента., М., Машгиз., 1961.f

94. Холл А. Опыт методологии для системотехники. М. .Советское, рада, 1975

95. Хокс Б. Автоматизированное проектирование и производство И., "Мир", 1991

96. Чарнко Д.В. Основ», выбора технологического процесс^ механической обработки, М., Государственное научно-техничес-кое издательство машиностроительной литературы.,1963, 316 с.

97. Чвмборисов H.A. Компьютерное моделирование винтовых, поверхностей общего вида. В кн: "Научный потенциал Вузов -программе "Конверсия"., с. 84, Казань, 1993.к

98. Щеголькой^ H.H. Итерационное профилирование дисковых инстру-ментов для обработки винтовых поверхностей с использованиемметода нормалей. "Станки и инструменты" N 6, 1991

99. Юаусов Ф.С. Формообразование сдожаопрофильных поверхностейшлифованием, 11., "Машиностроение", 1987

100. Шиков М.И., Горбунов Б.И., Колосов Н.В. Проектирование ж производство режущего инструмента, М., Машиностроение, 1987

101. Бликов М.И. Система проектирования режущего инструмента М., Издательство ВЗМИ, 1969.10?. Ящерицын П.Я, Еременко М.Л, Жигалко Н.И. Основы резания материалов и режущий инструмент. "Вышейшая школа" Минск, 1981.

102. Программа расчета профиля нормального сечения винта рулевого управления ж расчет номинального профкля.

103. Расчет профиля нормального сечения винта рулевого управления с учетом допуска.

104. Программа и расчет профиля торцового сечения винта рулевого управления.

105. Црограама и расчет профиля осевого сечения винта рулевого управления.

106. Програжв ж расчет нормального, осевого и торцового сечений винтовой стружечной канавки метчика с каналовой конической винтовой поверхностью.

107. Црограмаа и расчет нормального, осевого ж торцового сечений винтовой стружвчной канавки метчика с составной конической винтовой поверхность!).

108. Примеры формализации ж систематизации прививков способа формообразования винтовых поверхностей на разных станках.

109. Результаты расчета погрешностей параметров установки режущего инструмента относительно обрабатываемой заготовки.

110. Результаты расчета прогиба заготовки, возникающей под дейстниим силы резания щи фрезеровании.

111. Пакет програж для расчета профиля инструмента по заданному щифми детали.

112. Точки профиля фрезы для обработки цилиндрической части винта рулевого управления.

113. Точки профиля фрезы для обработки винтовой стружвчной канавки

114. Пакет програмя для расчета профиля детали по заданномупрофили инструмента.

115. Результаты моделирования обработки виетовой поверхности винта рулевого управления автомобиля КамАЗ дисковой фасонной фрезой.

116. Результаты моделирования обработки винтовой стружечной киидвки метчика дисковой фасонной фрезой.

117. Профиль фрезы для обработки винта рулевого управления с положительным передним углом.

118. Црофшь фрезы для обработки винтовой поверхности метчика с положительным передним углом.

119. Црограмма расчета конструктивных параметров фрезы.

120. Результаты расчета конструктивных параметров фрезы для обработки винта рулевого управления.

121. Результаты расчета конструктива« параметров фрезы для обработки метчика с винтовой стружечной канавкой.

122. Выбор абразивного материала и марки шлвфовального круга для обработки винтовой канавки винта рулевого управления.

123. Выбор абразивного материала и марки шлифовального круга для обработки винтовой канавки метчика.

124. Программа ревлизущая элементы теории механической модели.

125. Сводная таблица результатов расчета программ*, реализулцэй элементы теории винтовой поверхности.

126. Результаты расчета зависимости угла наклона винтовой линяя от угла разворота дискового элемента для второго варианта механической модели.

127. Результаты обработки денных, подученных при механическом профилировании инструмента, обрабатывающего винтовую канавку винта рулевого управления автомобиля КамАЗ.

128. Патент ССОР на изобретение 1819206.

129. Описание изобретения к Патенту 1819206.