Full Text

Метод блокирующих линий для нахождения параметров установки дисковых инструментов (ДИ) при формообразовании винтовых поверхностей (ВП) является универсальным, пригоден для любого профиля ВП, позволяет отыскать оптимальные параметры установки дисковых инструментов для их обработки [1-3]. Для расширения технологических возможностей профилирования дисковых инструментов при формообразовании ВП необходимо выявить и проанализировать влияние основных конструктивных элементов этих поверхностей на форму блокирующих линий и ограничений параметров установки, которые обеспечивали бы их полную обработку без подрезов, недорезов и образования переходных кривых. За основу был принят вариант ВП канавки с базовыми конструктивными размерами (рис. 1): наружный диаметр D = 50 мм; передний угол фрезы в торцовом сечении g = 15°; радиус дна канавки r1 = 5,2 мм; число зубьев Z = 8; глубина канавки h = 8 мм; величина фаски f = 1 мм; задний угол в точке С в торцовом сечении a = 15°; винтовой параметр Р = 25, угол наклона винтовой поверхности w = 45°. При этом диаметр инструмента и межосевое расстояние соответственно были приняты следующими: dао = 55,0 мм, аw = 48,5 мм [4, 5]. На рис. 2 представлены графики блокирующих линий для базового варианта с углом w = 45°. Рис. 1. Профиль винтовой поверхности с плавным поднутренным профилем Рис. 2. Блокирующие линии для поиска параметров установки ДИ при угле w = 45° Постановка задачи Проведя анализ формы графиков блокирующих линий (см. рис. 2) и ограничений на выбор параметров установки, можно заметить, что области между линиями и и для точек K и Е недостаточно широкие, параметры установки находятся в более узких пределах и это создает трудности при выборе их оптимальных значений. Область между линиями и для точки А имеет достаточные размеры, параметры y и e могут изменяться в широких пределах (см. рис. 2), и поиск их оптимальных значений представляет меньше трудностей. Следует предположить, что мнимое значение для точки А получается в том случае, если радиус кривизны в рассматриваемой точке r = ∞ (в расчетах принимаем r = 105), поэтому ограничения по второму условию формообразования отсутствуют. Параметры y и e имеют далеко не оптимальное значение, в особенности для точки Е (угол профиля по отношению к линии межосевого расстояния сопряженных поверхностей детали и ДИ = 12°). Для увеличения параметра необходимо уменьшить угол и, соответственно, угол что нежелательно, так как это вызовет уменьшение параметра y. Следовательно, для того чтобы добиться оптимальных параметров y и e, необходимо изменять другой параметр установки, а именно межосевое расстояние аw, которое зависит от диаметра дискового инструмента dао. Установлено, что изменение диаметра дискового инструмента приводит к расширению области между блокирующими линиями. Увеличение диаметра дискового инструмента приводит к увеличению угла y и не оказывает существенного влияния на угол e, а уменьшение диаметра инструмента приводит к расширению области между блокирующими линиями, что способствует более широкому выбору параметра e. Таким образом, для поиска оптимальных значений параметров установки необходимо проведение исследований конструктивных параметров винтовой поверхности [6, 7]. Основным параметром винтовой поверхности является угол наклона w винтовой канавки относительно оси. Через угол w можно определить винтовой параметр канавки по формуле где r - наружный радиус винтовой канавки, равный D/2, мм [8, 9, 10]. Исследования При проведении исследований влияния угла наклона w винтовой поверхности на форму блокирующих линий и ограничений на выбор параметров установки (ПУ) были приняты следующие значения угла w: 5°, 10°, 20°, 30°, 40°, 50°, 60°. На рис. 3-5 представлены графики блокирующих линий при формообразовании винтовой поверхности с базовыми конструктивными параметрами (см. рис. 1) для углов w, соответственно равных 10°, 30° и 60°. После проведения анализа графиков блокирующих линий получим следующие значения параметров установки e = 81°, y = 34° (см. рис. 3); e = 64°, y = 65,7° (см. рис. 4); e = 32,5°, y = 178,9° (см. рис. 5). Анализируя форму графиков блокирующих линий и ограничений на выбор параметров установки, можно заметить, что при малых углах w диапазон действительных значений находится в более узких пределах и это создает трудности при выборе оптимальных значений параметров установки. Рис. 3. Блокирующие линии для поиска ПУ при w = 10° Рис. 4. Блокирующие линии для поиска ПУ при w = 30° Рис. 5. Блокирующие линии для поиска ПУ при w = 60° Так, при угле w = 10° (см. рис. 3) для точек А и K верхняя граница графиков соответствует следующему значению углов t: 10°, 26°, 28°. При угле w = 5° аналогичные значения t составляют 4°, 16°, 16°. Это приводит к затруднению выбора параметров e и y и значительному уменьшению углов | |,| |. Кроме того, меняется характер линий для точек K и Е, так как значения в этих точках при увеличении угла t снижаются более интенсивно, чем аналогичные значения при w = 45°. И наоборот, значения в точке А при малых углах t возрастают более интенсивно, чем при больших. При больших углах w наблюдается обратная картина. Так, при угле w = 60° (см. рис. 5) значения в точке А при увеличении углов t возрастают медленнее, чем при w = 45°, и находятся в большем диапазоне углов t, чем при w = 10°. Значения в точке K также уменьшаются при изменении t от 0° до 20°, а далее увеличиваются. Область между линиями и заметно сужается. Это приводит к тому, что параметр e при w = 60° находится в более узких пределах. На рис. 6 представлена зависимость параметров установки e и y от угла наклона w винтовой поверхности с плавным поднутренным профилем. Из графика следует, что при возрастании угла w от 5° до 60° параметр y увеличивается, а параметр e уменьшается. Это объясняется тем, что с увеличением w уменьшается винтовой параметр Р, так как они связаны формулой а следовательно, согласно зависимостям [2] , уменьшаются значения при уменьшении t в узловых точках, что приводит к уменьшению параметра e и, соответственно, к увеличению y. Однако незначительное уменьшение параметра e приводит к резкому увеличению параметра y, особенно это происходит при больших значениях угла w. Рис. 6. Зависимость параметров установки e и y от угла наклона w Рис. 7. Зависимость углов |tA|, |tK|, |tE| от угла наклона w На рис. 7 представлена зависимость углов | |, | |, | | в узловых точках от угла наклона w. Изменение углов | |, | |, | | от угла w носит достаточно сложный характер, так как угол w оказывает влияние не только на параметры установки e и y, но и на значения параметра в точках А, K, Е. Как следует из рис. 7, наиболее оптимальных параметров установки можно достичь лишь при углах w, значения которых в пределах 10° < w < 15° и 55°< w < 60°. В этих пределах достигается примерное равенство углов t в точках А, K, Е. Однако следует учитывать, что при больших углах w параметры установки находятся в очень узких границах. Заключение 1. Проведенные исследования показали, что угол наклона винтовой поверхности w оказывает значительное влияние на форму блокирующих линий и ограничений на выбор параметров установки дисковых инструментов, обрабатывающих винтовые поверхности. При изменении угла w возникают затруднения при выборе оптимальных параметров установки y и e из-за слишком узких границ их существования. 2. Установлено, что при возрастании угла наклона винтовой поверхности w параметр установки y увеличивается, а параметр e уменьшается, при этом незначительное уменьшение параметра установки e приводит к резкому увеличению параметра y, особенно это происходит при больших значениях угла наклона w. 3. Изменение углов профиля t в узловых точках профиля носит достаточно сложный характер. Наиболее оптимальные значения параметров установки и примерное равенство углов t в узловых точках профиля можно достичь лишь при углах w в пределах 10° < w < 15° и 55° < w < 60°.

About the authors

V. K Perevoznikov

Perm National Research Polytechnic University

References

Statistics

Views

Abstract - 52

PDF (Russian) - 33

Refbacks

• There are currently no refbacks.