Способ обработки винтовых поверхностей лопастей Советский патент 1993 года по МПК B23C3/18 

Изобретение относится к способам обработки резанием и найдет применение в машиностроении при изготовлении лопастей гребных винтов, турбин и др.изделий.

Целью изобретения является повышение производительности без ухудшения качества обработки.

На фиг. 1, изображена кинематическая схема обработки винтовой поверхности лопасти: на фиг. 2 - установка фрезы относи- тельно лопасти в цилиндрическом сечении; на фиг. 3 - установка фрезы относительно образующей винтовой поверхности лопа- .сти; на фиг. 4-схема образования межстрочечных гребней.

Обработку винтовой поверхности лопасти 1 производят торцовой фрезой 2, ось 3 вращения которой устанавливают в плоскости, нормальной к образующей 4 винтовой поверхности и в плоскости, параллельной

этой образующей и пересекающейся под углом у с осью 5 винтовой поверхности.

Обработку осуществляют круговыми строчками постоянной ширины, для чего при обработке каждой строчки лопасти i сообщают вращение В вокруг оси 5, а фрезе 2 согласованное с ним поступательное перемещение П вдоль этой реи. Для перехода к следующей строчке фрезу перемещают вдоль образующей винтовой поверхности 4 на расстояние, равное ширине строчки и изменяют угол у по зависимости

АУ агсГ975 1гЩ}-аг 2 Если при переходе от одной строчки к другой величина R уменьшается (как показано на фиг. 1), то угол у увеличивают на Ду, при возрастании R угол у уменьшают на Ау..

2

00

о ел

4V

Зависимость для Л у получена следующим образом. Известно, что угол а подъема винтовой линии цилиндрического сечения радиусом R винтовой поверхности постоянного шага Н определяется по формуле . . .

Н

o-arctg

(2)

При переходе к следующей строчке значение R изменяется, на величину Ь, поэтому соответственно а принимает новое значение, равное.

Н

arct927T(R+b)Для сохранения неизменным ориентации фрезы относительно винтовой поверхности под углом г угол у необходимо изменить на ту же величину, на которую изменяется а,, т.е. на

arctg2(R±b) arc 7 RКак следует из фиг. 2, величину у при обработке каждой строчки задают по зависимости

у а + г arctg j + т. .(4)

Ширину строчки b определяют исходя

из допускаемой высоты h межстрочечных

гребней, которая рри обработке наклонен ной торцовой фрезой определяется известной зависимостью

10

лопасти, до максимального значения 7макс, имеющего место при обработке комля, вследствие увеличения угла а подъема цилиндрических сечений лопасти.

С уменьшением ширины строчки связано увеличение количества строчек и времени обработки. Поэтому предлагаемый способ обладает более высокой производительностью.

Пример. Параметры обрабатываемой винтовой поверхности: шаг Н 1200 мм; максимальный радиус цилиндрического сечения лопасти Рмакс - 750 мм; минимальный радиус цилиндрического..сечения лопасти RMHH 200 мм. Диаметр торцовой фрезы d 150 мм. Допускаемая высота межстрочечных гребней h 0,15 мм, Угол наклона фрезы к лопасти г 15°.

Обработку винтовой поверхности лопа сти осуществляют круговыми строчками, ширину в которых, согласно (8), устанавливают равной

20

Ь- -2-УД

,15 -150

18,6 мм.

sin 15°

Обработку ведут от периферии к комлю лопасти,. , -; .

Фрезу устанавливают относительно лопасти в положение, при котором ось фрезы расположена в плоскости, нормальной образующей винтовой поверхности, и в плоскости, параллельной этой образующей и пересекающейся с осью винтовой поверхности под углом у. При переходе от строчки к строчке этот угол согласно (3) увеличивают на . .

л v - яггтп „ ,12°0 , - яггтп 120° Ay-arctg2 R ia6) arctg,

Использование: обработка металлов резанием при изготовлении гребных винтов, турбин и т.д. Сущность изобретения: обработку ведут торцовой фрезой круговыми строчками постоянной ширины. Ось вращения фрезы устанавливают в плоскости, нормальной образующей винтовой поверхности, и в плоскости, параллельной этой образующей и расположенной под углом к оси вращения лопасти. При переходе к каждой следующей строчке величину этого угла изменяют в зависимости от шага винтовой поверхности и ширины строчки. 4 ил.

h jd slnr,

где d - диаметр фрезы;

т- угол наклона плоскости вращения . фрезы к обрабатываемой поверхности. Поэтому. .

b 2 Vhd/sinr .

При обработке предлагаемым способом за счет изменения угла у значения т и, следовательно, b сохраняются постоянными при обработке всей лопасти.

При обработке же известным способом величина b уменьшается от строчки к строчке, так как угол г изменяется от начально- то минимального значения . гмин. соответствующего обработке периферии

где R - радиус обработанной строчки. При обработке первой строчки у настраивают в соответствии с (4) равным ми.нималь- 45 ному значению

. , yMW arctg2 %o + ,

(8) en При обработке последней строчки

Умакс arct92ltf

1200

200

+ 15° 58,7°

Если заданную поверхность обрабатывают известным способом, то ширину каждой строчки уменьшают от 18,6 мм для первой и, согласно (8), до 11,3 мм для последней. Следовательно, производительность при обработке последней строчки в

1,65 раза меньше, чем при обработке первой. При обработке же предлагаемым способом производительность обработки постоянна для всех строчек и поэтому он является более производительным.

Ф.ормула изобретения Способ обработки винтовых поверхностей лопастей круговыми строчками торцовой фрезой, ось которой располагают в плоскости, параллельной образующей винтовой поверхности и под углом к оси вращения лопасти, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности обработки, от строчки к строчке изменяют угол между плоскостью расположения оси

фрезы и осью вращения лопасти по следующей зависимости:

Н

Н

ДУ агс 2я(И-Ь) arctgZ R

где Ду - величина изменения угла наклона плоскости расположения оси фрезы к оси вращения лопасти;

R - радиус обработанной круговой строчки;

b - ширина круговой строчки; Н - шаг винтовой поверхности лопасти, при этом ось фрезы располагают в плоскости, нормальной к образующей винтовой поверхности.