Математическое моделирование технологических операций механической обработки поверхностей деталей лезвийными инструментами (Учебное пособите по курсу: математическое моделирование технологических опер (стр. 5 из 5)

где S0=1мм=const, принятое значение подачи при получистовой обработки.

Это обеспечивало шаговое равенство расположения контактных точек (КТ) на формируемой поверхности при сравнении различных способов обработки из принципиально-возможных, что позволяло сравнить однотипные операции, обеспечивающие одинаковую технологическую шероховатость поверхности.

Печать алгоритма предусматривает выход характеристик способа механической обработки для трех наиболее эффективных, из принципиально возможных, сравниваемых по производительности.

Блок-схема алгоритма поиска трех наиболее производительных схем формообразования заданной поверхности из принципиально возможных

Пример расчетного анализа на ЭВМ способов формообразования наружных поверхностей вращения деталей типа валов показал:

1) В случае формообразования точкой (из условия выбора кромки, как участка пересечения двух прямых линий, или существования малого радиуса К), наиболее эффективны три способа (рис. 8) а), б), В).

2) В случае формообразования прямой линией способы повторятся:

для случая а) Пр=45000 (кТ) для случая б) Пр= 10000 (кТ) для случая в) Пр=450000 (кТ)

3) В случае формообразования винтовой линией с углом подъема W=45° на радиусе фрезы R=2*Rc, получено три способа обработки на базе схемы - б);

а) оси фрезы и детали параллельны = 10000 (кТ)

б) находятся под углом скрещивания = 10000 (кТ)

в) находятся под углом скрещивания и фреза имеет ещё подачу вдоль своего вращения = 450000(кТ).

Таким образом, метод и алгоритм позволяют системно решить такую сложную задачу, как определение наиболее эффективных способов механической обработки из числа принципиально, - возможных. Алгоритм существенно облегчает работу в области повышения эффективности операций механической обработки, позволяет решить эту задачу на уровне изобретений.

Так схема обработке изображенная на фиг. в. Защищена была авторским свидетельством ещё в 1946 г. Схема б (1) составила предмет изобретения, а схемы 6(2) и 6(3) разработаны защищены авторскими свидетельствами при реализации описанного алгоритма на ЭВМ. Схема представленная на фиг. а известна как самая эффективная при формообразовании точкой.

РИС. 8 Наиболее эффективные схемы обработки наружных поверхностей вращения.

2.2. Определение наиболее эффективных способов механической обработки заданных поверхностей детали машин.

Ранее нами был рассмотрен поисковый алгоритм определения схем формообразования заданных поверхностей и выбора трех наиболее производительных, (с позиции кинематики формообразования), из принципиально (или теоретически) возможных. Алгоритм после сравнения схем формообразования и определения наиболее производительных предусматривает печать:

углов относительно положения систем координат детали и инструмента в соответствии с общей кинематической схемой формообразования, определяющих относительное положение предполагаемого инструмента в исходный момент формообразования;

форму режущей кромки инструмента при выборе на печать значений Х2=fз(р); Y2=f2(р); Z2=f3(р). (т.е. если это ломаная линия, расположенная от центра Оu на расстоянии R, то или Х2=Ru; или Y2=Ru в зависимости от исходного задания параметрического уравнения режущей кромки в системе инструмента ХuYuZu). (Второй пример: Х2=RsinA, Y2=RсоsA, Z2=Ра, следовательно режущая кромка винтовая линия на цилиндре или поверхности вращения с осью вращения соответствующей 02Z2 и т.д.)

равенство или неравенство радиуса или другого параметра инструмента, определяющего положение режущей кромки в системе X2Y2Z2 - К нулю.

Наличие движений, необходимых для формообразования, т.е. неравенство нулю сочетаемых из всех от одного до 6 движений: А, Б, F, Д, и Е, которое задается непрерывным вращением одного из заданных пространственных углов (A, B, Y), определяющих как относительное положение систем детали ХоYоZо и инструмента X2Y2Z2 в исходный момент формообразования, так и вращение промежуточной, несущей системы Х1Y1Z1 вокруг любой из трех осей координат;

Печать главного движения резания из существующих для найденной, наиболее эффективной схемы формообразования, например: А=Vр Б=Sкр D=Soz F=0 и т.д.

После получения данной информации на печать ЭВМ можно изображать полученную схему формообразования по примеру графического исполнения кинематических схем резания, приведенного в работе Грановского Г.И.. Только с уточнением стрелки одного из показанных на схеме движений как главного рабочего или движения определяющего скорость резания.

2.3. Методика трансформации найденных схем формообразования в способы механической обработки.

Из анализа описания алгоритма поиска схем формообразования поверхностей инструмента и определения трех наиболее эффективных следует:

а) Инструмент не определен, но задан формой линии его режущей кромки и радиусом ее расположения если Ru=/0, а движение Б как вращательное есть Б=f(V), что выводится на печать ЭВМ.

б) Если радиус инструмента Ru=/0, а его кромки представлена линией окружности и при этом на печать выводится условие Б=/(V); А=f(V), то из этого следует, что схема формообразования соответствует точению, а инструмент. ротационный резец. В противном случае: Б=f(V), А=f (S - движения подачи). Процесс соответствует фрезерованию, а инструмент - фреза, что также предусмотрено алгоритмом.

Таким образом, трансформация схемы формообразования определенной на ЭВМ как наиболее эффективная весьма проста. Поскольку печать ЭВМ конкретизирует движения, выполняемые в процессе формообразования, устанавливает равенство или неравенство нулю Ru=0 (Ru=/0). Определяет форму режущей кромки инструмента как линии и только в случае режущей кромки как пересечение двух линий (резец с углами в плане) представляет ее точкой. Поскольку трансформация информации полученной с ЭВМ в способ является простым изображением процесса как схемы резания со словесной констатацией типа инструмента, к которым следует отнести:

а) Фреза (Б=f(V); Ru=/0)

б) Резец простой (А=f(V); Ru=0)

в) Резец ротационный (Б=/(V); Б=/0; Ru=/0)

г) Фреза с винтовым зубом при конкретном значении угла подъема ее винтовой линии режущей кромки - (W=бО° - например) f1(р)=Ru sin(рA);

f2(р)=Ru cos(рA); fз(р)=РA.

Наиболее сложные случаи трансформации схемы формообразования в способ механической обработки возникают при выводе на печать условий определяющих движение со скоростью, резания как результирующей, являющейся производной от двух выполняемых движений. Например: режущая кромка задана в виде винтовой линии с углом подъема от оси вращения лу=60° -произвольная величина. На печать выводится как самая производительная схема формообразования, эвольвентной поверхности прямозубого колеса схема содержащая три движения А=/0, Б=/0; Р=0. При их выполнении на скрещивающихся осях, когда угол поворота B=w, винта кромки инструмента. При этом скорость резания V=f(А и Б). В этом случае возникает несколько решений при трансформации схемы в способ формообразования. Чтобы избежать их требуется проанализировать процесс формообразования эвольвентной поверхности прямозубого колеса при задании линии кромки инструмента точкой и затем его кромки в виде окружности радиуса Ru.

Данная операция поможет установить те схемы резания, которые вытекают из первой сложной, с винтовой линией режущей кромки, при вращении которой существует переносное движение. Оно и будет найдено по величине если кромку представить точкой. Все схемы будут соответствовать зуботочению вдоль эвольвенты. Только в первом случае данное зуботочение будет осуществляться инструментом в виде фрезы, что легко устанавливается

Эскиз технологической операции на основании данной схемы может иметь следующий вид:

Литература

1.ЛашневС.И., Юликов М.И. Расчет и конструирование режущих инструментов с применением ЭВМ. М. 1975г.

2.КомаровВ.А. Некоторые вопросы теории формирования шероховатости поверхности в зависимости от технологических факторов обработки лезвийными инструментами. Кандидатская диссертация. М, ВЗМИ, 1978г.