СПОСОБ ОБРАБОТКИ РЕЗЦОМ С КРУГЛОЙ РЕЖУЩЕЙ КРОМКОЙ ПОВЕРХНОСТЕЙ СЛОЖНОГО КОНТУРА Российский патент 2011 года по МПК B23B1/00 

Изобретение относится к области обработки резанием - точению резцом с круглей кромкой поверхностей сложного контура, состоящего из фасонного участка и пересекающегося с ним прямолинейного участка.

Наиболее близким к заявленному изобретению является известный способ обработки сложных поверхностей, при котором резец совершает относительно вращающейся заготовки движение подачи по траекториям, которые рассчитываются отдельно для каждого из участков контура обрабатываемых поверхностей и затем соединяются промежуточными траекториями, с учетом врезания и перебега при обработке каждого участка. («Режимы резания для токарных и сверлильно-фрезерно-расточных станков с числовым программным управлением». Справочник. Под ред. В.И.Гузеева. М.: Машиностроение, 2005. 366 с., с.14-17).

При этом траектории движения резца для обработки отдельных участков контура различны.

Вершина токарного резца имеет некоторое округление по радиусу r_в, величину которого назначают с учетом материала заготовки и характера обработки, в интервале от 0,5 до 2 мм (справочник под ред. В.И.Гузеева, с.269-271).

Недостатком указанного способа обработки является необходимость дополнительных перемещений резца, требуемых для его перебега и врезания, по промежуточным траекториям, соединяющим различные траектории резца, соответствующие обработке разных участков контура (например, траектории между точками 17-18 и 18-19 и часть траекторий 16-17 и 19-20, - справочник под ред. В.И.Гузеева, с.15, рис.2.1.2).

При этом направление движения резца резко меняется, нарушается плавность перемещения, возникают дополнительные динамические нагрузки в технологической системе, удлиняется общая длина траектории.

Наличие промежуточных траекторий делает процесс перемещения резца и обработки соседних участков контура детали прерывистым, что вносит дополнительные погрешности во взаимное расположение участков обработанного контура детали.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является исключение различных, в том числе, дополнительных, переходных участков траектории резца при обработке различных участков контура поверхности детали, фасонного и прямолинейного.

Данный технический результат достигается тем, что в способе обработки точением поверхности заготовки со сложным контуром, состоящим из фасонного и пересекающегося с ним прямолинейного участков, включающем перемещение резца с круглой режущей кромкой в плоскости, проходящей через ось детали, согласно изобретению обработку фасонного и прямолинейного участков контура осуществляют перемещением токарного резца непрерывно по одной траектории, общей для разных участков, которую определяют по уравнению:

где х, y - плоскость, в которой осуществляется перемещение резца, причем ось х совпадает с осью детали;

G=-10, W=-5, Е=3, m=0,05, q=0,1.

Технический результат достигается также тем, что резец перемещают по траектории, параметры которой совместно с радиусом кромки резца выбирают из условия обеспечения плавного сопряжения фасонного и прямолинейного участков контура.

Технический результат достигается также тем, что используют резец с режущей кромкой в форме окружности с радиусом 0,5-15 мм, выполненный с возможностью принудительного или свободного вращательного движения режущей кромки вокруг центра окружности этой кромки.

Движение резца по указанной траектории обеспечивается системой ЧПУ станка или его кинематикой.

Способ представлен на фиг.1-3, на которых показано перемещение резца относительно заготовки.

Фасонная поверхность детали может быть задана координатами точек фасонного участка 1 контура, расположенного между точками e и d, или уравнением, или дугой окружности (фиг.1).

Прямолинейный участок 2 контура между точками a и d может иметь, в частности, линию, нормальную к оси х детали; точка а может быть расположена на оси х (как на фиг.1) или отстоять от нее на некотором расстоянии - в зависимости от заданного контура.

Участки 1 и 2 контура пересекаются в точке d. Способ осуществляют следующим образом.

Резец с перемещается по указанной выше траектории 3 (фиг.1), одной и той же для обоих участков контура, непрерывно и без промежуточных переходных участков.

Контур детали образуется как огибающая семейства окружностей с радиусом r кромки 4 резца. Теоретическая огибающая имеет форму в виде линии abcde.

Участок bc (а также db и cd) образуются не за счет дополнительных, промежуточных перемещений и траекторий резца, а в результате изменения положения формообразующей точки на кромке резца при выбранной траектории и при определенном радиусе r.

Фактический контур обработанной поверхности ограничен линиями ad и de.

На фиг.2 показана часть того же контура, что и на фиг.1, в большем масштабе.

Радиус кромки, наряду с параметрами траектории, играет важную роль для получения требуемой формы контура и сопряжения (или пересечения) участков 1 и 2

Численные значения G, Е, m, r_в рассчитывают в зависимости от формы и размеров заданного контура детали. Также предусмотрено сравнение заданного контура с фактическим, получаемым при движении резца по рассчитанной траектории. Фактический контур рассчитывают с использованием теории огибающих семейства окружностей с радиусом r.

Наличие значительного числа переменных параметров в уравнении траектории и возможность изменения радиуса г в широком диапазоне (0,5-15 мм) обеспечивает получение при обработке по данному способу разнообразных форм контура.

Примеры.

На фиг.1 показана часть контура, который получен при обработке резцом с радиусом кромки r=8 мм, при его перемещении по траектории с параметрами: G=-10; W=-5; m=0.05; q=0,1; E=3.

На фиг.3 показан контур ае, полученный при тех же параметрах траектории 3, что и контур на фиг.1, но при другом радиусе кромки резца: при r=1 мм. Изменение радиуса резца в данном случае дает возможность обработать контур с плавным сопряжением участков 7 и 2 по кривой с радиусом кривизны ρ.

В обоих примерах прямолинейный и фасонный участки контура обработаны при перемещении резца по одной общей траектории, без переходных промежуточных траекторий.

Способ позволяет исключить дополнительные переходные траектории резца на соединение, врезание и перебег; делает возможным более плавное, без резкого изменения направления, перемещение резца; устраняет прерывистость движения при обработке разных участков контура и связанные с этим дополнительные погрешности их взаимного расположения; не требует использования разных программ на станке с ЧПУ для перемещения резца по различным и промежуточным траекториям

Способ включает перемещение резца в плоскости, проходящей через ось детали. Для повышения производительности и точности обработку фасонного и прямолинейного участков контура осуществляют при перемещении токарного резца по одной траектории, общей для разных участков и определяемой по приведенному уравнению. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ обработки точением поверхности заготовки со сложным контуром, состоящим из фасонного и пересекающегося с ним прямолинейного участков, включающий перемещение резца с круглой режущей кромкой в плоскости, проходящей через ось детали, отличающийся тем, что обработку фасонного и прямолинейного участков контура осуществляют перемещением токарного резца непрерывно по одной траектории, общей для разных участков, которую определяют по уравнению:

где х, y - плоскость, в которой осуществляется перемещение резца, причем ось х совпадает с осью детали;
G=-10, W=-5, Е=3, m=0,05, q=0,1.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что резец перемещают по траектории, параметры которой совместно с радиусом кромки резца выбирают из условия обеспечения плавного сопряжения фасонного и прямолинейного участков контура.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют резец с режущей кромкой в форме окружности с радиусом 0,5-15 мм, выполненный с возможностью принудительного или свободного вращательного движения режущей кромки вокруг центра окружности этой кромки.