Способ обработки поверхностей с регулярным рельефом Советский патент 1987 года по МПК B23C3/00 

: zarccos l - (R - r) + (3r - R - t) - 4r(r + t) - t : +

+ r + t + 2Rt - 2Rr - 2rt;) P чем область допустимых S ограни- чен.а зависимостью b - S S ;;

: а т: s s при изменении

Л М , Кi .

в диапазоне от О до S, : 21 S,, и зависимостями b 2 4R «.k.

- Е S,p-S,p- b; . s; :,

: S S:-s;, 1 : 0,C,, при 0,

r

CjCjC, eO,5, 1:1 - 0, C,CjC5 при

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для получения регулярного рельефа на трущихся поверхностях, например, масляных карманов.

Цель изобретения - расширение тех нологических возможностей за счет обработки масляных карманов на внутренних поверхностях с более широким диапазоном их размеров и частоты рас положения.

На фиг. 1 представлена схема обработки на фиг. 2 - схема для вывода зависимостей.

Обработку детали 1 с радиусом г производят инструментом (фрезой) 2 с радиусом R. При обработке детали сообщают вращение в линейной скоростью Удр, а инструменту - вращение с линейной скоростью В результате детали 1 и инструменту 2 сообщается относительное движение круговой подачи со скоростью S|. , Кроме того, инструменту 2 и детали 1 сообщают относительное движение осевой подачи со скоростью S.

Усредненные ширина а, длина b и глубина t единичного масляного кармана н отношение суммарной, занимаемой масляными карманами, площади к площади внутренней поверхности изделия заданы. Для конкретных условий

329921

О, С,,

0,;i при S S, s;;, :

5 a 51 S f где R, r - соответственно радиусы детали и инструмента; Z - число режущих лезвий инструмента (зубьев фрезы)-, а, Ь, t - соответственно ширина (ширина зуба фрезы), длина и глубина масляного .кармана,- п - число карманов} S, Sy.. SSj - соответственно площади внутренней поверхности детали, единичного масляного кармана и суммарная, занимаемая масляныг-ш карманами; Е, О, , С, Сз - соответственно целая и дробная части отношения длины окружн-ости детали к . 2 ил.

они могут быть определены экспериментально либо расчетным путем. Положим также, что обработка осуществляется фрезой с числом зубьев, равным Z, и шириной зуба, равной ширине масляного кармана а.

Полная площадь трущейся поверхности .

1-0

Sh 2 irRL.,

(1)

где L - длина детали.

Площадь,занимаемая масляными карманами, составляет

sl.K SM.K n.a-b, (2)

i t

где ,n - количество масляных карманов на внутренней поверхности

изделия.

п k,k2,(3)

где k, - количество масляных карманов на одном витке спирали, получаемой при относительном вращательном и поступательном движении фрезы и детали.

k 2 uR : S ,

где kj - количество витков. If ч

2. ос.

(4) (5)

Подставляя выражения (5) и (4) в выражение (3) и далее в выражение (2)получаем

h

s; ( : S,, S, ).S

.1-1

M.k.

С учетом полученного и выражения (1) окончательно получаем зависимость

кр

11 ,

.С

АЛ.к.

За время, равное времени поворота фрезы на шаг фрезы, вершина зуба фрезы проходит расстояние

: г .

За это же время деталь согласно определению круговой подачи поворачивается на дугу длиной Sj,p ,.

Учитывая, что S р и tmp пройдекр

ны за один и тот же промежуток времени, можно записать

(vi arccosCl - Bo/2R ),

р arccosd - Bj/2r -),

., arccosd - BV2R) .

Учитывая, что в процессе формирования единичного кармана зуб фрезы и деталь находятся в контакте одно н то же время и перемещаются по дугам окружностей с радиусами z и R соответственно со скоростями V

V,

Аег МОЖНО записать |5 .T-, R(6i - Ы, ) д,, .

Деля почленно, имеем Vier Rci - Rc,

(рр

и

20

V,

fP

г/5

с учетом выражения для получаем

В

oi

oi,

и/3

В

5

V

.R arccos(1-2)-R arccosd-)

Л9Г

fpг arccosd-r- -)

(7)

2 irr

V

срр

и V,

ТР

- соответственно скорости (линейные) детали и инструмента (фрезы).

Отсюда

Z

Удег

V,

TF

рассматривая йВО,А и дВОС (фиг.2), получаем

В 2R(1 - cos(ji), В 2г(1 - cosp), .В 2кЧ1 - cos oi,),

Отсюда получаем

,

30

35

40

Выразим величину В через величины R , г и t ,

Для этого выразим расстояние между осью фрезы О, и осью детали О (наладочный размер, определяющий глубину масляного кармана) через величины г, R, t и Bjj.

00, R - г + t.

00, можно определить также из рассмотрения Л ВОД и йВО, Д.

00, nR В,

В.

45

Приравнивая правые части,преобразуя и решая относительно В, получаем

2 8R rt-8Rr t+12Rrt -4R t -4Rt -4r t +4rt -t R +r -2Rr+2Rt-2rt+t Подставляя выражения (7) в выраже- 50 Исключение случае наложения .возние (6), получаем зависимость лы изобретения.

Из анализа соотношений формулы изобретения следует, что необходимо в области изменения 8,- имеются та-1 кие параметры, которые приводят к наложению масляных карманов друг на друга.

можно направленным варьированием параметрами инструмента и скоростью резания с проверкой отсутствия случаев наложения методом проб либо привле- 55 чением ограничительных зависимосг тей, приведенных в формуле изобретения. Последнее предпочтительнее.

Ограничительные зависимостив различных диапазонах изменения S. отличны.

в диапазоне изменения S S. 5;.„. : а f s:... . S

.2:sL...

1.1

кр

.p

что очевидно исключает наложение масляных карманов на одном витке в направлении круговой подачи, и

vs:

м. и.

п

и

л«

/и. п.

Последнее неравенство исключает получение значении

S а, т.е. исключает наложение

.ос .масляных карманов в направлении осевой подачи, что проверяется непос- редственной подстановкой в первое .соотношение формулы изобретения

1329921 6

от о до Для исключения случаев наложения масляных карманов, принадлежащих соседним виткам, S должно быть таким, чтобы карманы следующего витка 5 размещались меяоду карманами предьщу- щего, т.е. расстояние в окружном направлении между ближайшими карманами соседних витков должно быть больше длины кармана. Математическая запись 0 данного условия имеет вид b 2 ii R -. - Е В, где Е - отношение

S

кр «Р

длины окружности детали к S,. (целое число).

Следующим необходимым условием, t5 дополняющим предьщущее, является несовпадение масляных карманов, принадлежащих вцткам через один и более, т„е. произведение S, на число масляных карманов, принадлежащих после- дуюш.им виткам и размещенных между соседними карманами исходного витка, должно быть больше ширины масляного кармана. Математическая запись этого дополнительного условия имеет вид

S

S«,K /а. 1

M. к.

в силу

первого соотношения формулы изобретения S

ос

а и возможно наложение

карманов в направлении осевой подачи, Возможно наложение карманов, принадлежащих соседним виткам, либо через один и более.

а

Здесь в правой части неравенства первьй сомножитель равен осевой подаче (получен из первого соотношения формулы изобретения делением правой и левой частей на S, ) . Второй сомножитель -.это число масляных карманов, принадлежащих последующим виткам и

jразмещенных между соседними карманами исходного витка. С, , - отношение длины окружности детали к S (дробное, число).

Предлагаемым способом делесооб,разно наносить масляные карманы до финишной обработки, а в случае термо, обрабатываемых деталей - до термокр.

3„

Ос

-Si

м,ц. ;

Для исключения случаев наложения масляных карманов, принадлежащих соседним виткам, S должно быть таким, чтобы карманы следующего витка 5 размещались меяоду карманами предьщу- щего, т.е. расстояние в окружном направлении между ближайшими карманами соседних витков должно быть больше длины кармана. Математическая запись 0 данного условия имеет вид b 2 ii R -. - Е В, где Е - отношение

кр «Р

длины окружности детали к S,. (целое число).

Следующим необходимым условием, 5 дополняющим предьщущее, является несовпадение масляных карманов, принадлежащих вцткам через один и более, т„е. произведение S, на число масляных карманов, принадлежащих после- дуюш.им виткам и размещенных между соседними карманами исходного витка, должно быть больше ширины масляного кармана. Математическая запись этого дополнительного условия имеет вид

0

5

0,0,,. . о 0,5

при 0,С,, , .. 0,5.,

обработки с учетом припуска на финишную обработку.

Формула изобретения Способ обработки поверхностей с. 35 регулярным рельефом, гфи котором детали и инструменту сообщают относительные осевую и круговую подачи, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обработки масляных карманов на внутренних поверхностях с более широким диапазоном их. размеров и частоты расположения, со40

отношения осевой S

сс.

и круговой

ь подач определяют из соотношения

м.к

«f-v-of fi .(R--r)+t 4R(3r 2 R arccos )-4r(r+t)-t

-2Rt -2rt)

-a

z arccos 1 (R-r)+t 4R (3r - R -- t)4r(r+t)-M 2R(R +r +t -i-2Rt 2Rt -2rt)

R-t)-4r(r+t)-t

-2Rt -2rt)

-arccos(1 причем область допустимых значений

ограничена зависимостью

В

9 -f kp i; -

. а. У: s

«.к

S в диапазоне от О

п I 51 S и зависимосi I

15

R, г - соответственно радиусы

детали и инструмента . Z - число режущих лезвий ИНСТ-румента (зубьев фрезы);

,b,t - соответственно ширина Е,0,С,, (ширина зу5а фрезы), длина и глубина кармана; п - число карманов,.Ч

С С,...

в 2fR - - в;

.кр

.р

при О, С,,.., 0,5

при О, CiC.,Cj... $ 0,5

i i

SMK соответственно площади внутренней поверхности

изделия, единичного масляного кармана и суммарная, занимаемая -масляными карманами.

- соответственно Целая и дробная части отношения длины окружности детали

кр

Редактор Н.Швццкая

Составитель М.Кольбич

Техред Л.Сердюкова Корректор Е.Рошко

Заказ 3521/15 Тираж 974Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретения и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие,, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для получения регулярного рельефа на трущихся поверхностях. например, масляных карманов. Цель изобретения - расширение технологи- , ческих возможностей за счет обработки масляных карманов на внутренних поверхностях с более широким диапазоном их размеров и частоты расположения. Обработку детали 1 ведут инструментом (оЬрезой) 2. Детали 1 и инструменту 2 сообщают относительную осевую 5 и круговую S подачи, которые определяют из соотношения SOC-SKP (.-S.l.K )-s;,,, где S,p 2 iTr arccos 1 - (R - r) + + (3r - R - t) + 4r(r - t) - : : 2R ( r2 + t2 + 2Rt -- 2Rr - - 2rt) - arccosd - b : 2R) :. Q , (puf.t