Наукові конференції України, Інновації молоді в машинобудуванні 2019

Розмір шрифту: 
Чисельні методи профілювання шліфувальних кругів для оброблення гвинтових канавок свердел
М. В. Стишак, Л. І. Ковальова

Остання редакція: 2019-05-20

Анотація


Профілювання шліфувальних кругів для оброблення гвинтових поверхонь полягає у визначенні вихідного тіла обертання, що дотикається в процесі оброблення заданої поверхні деталі.

Методи вирішення цієї задачі можна розділити на графічні, графоаналітичні, аналітичні [1,2] і чисельні [3].

При розробці підсистем профілювання САПР різальних інструментів застосовуються аналітичні і чисельні методи. У порівнянні з аналітичними методами чисельні методи не потребують виведення складних аналітичних залежностей і рішення трансцендентних рівнянь, повністю формалізуються, володіють достатньою для практики точністю і наочністю.

Основою чисельних методів профілювання служить відомий графічний метод профілювання фрез для оброблення гвинтових поверхонь [1,2]. Задача визначення профілю фрези зводиться до побудови кривих в перетинах гвинтової поверхні площинами, перпендикулярними осі фрези, і проведення кіл, дотичних до цих кривих. Метод може бути застосований для профілювання шліфувальних кругів тому, що фреза і круг працюють за однією схемою формоутворення.

Вихідні дані містять: діаметр свердла D, діаметр серцевини свердла dc, кут при вершині φ, крок стружкової канавки P, кут стружкової канавки ε, кут схрещування δ осей канавки і фрези, положення точки схрещування осей zs, міжосьова відстань A.

В роботі розглянуті алгоритми чисельних методів профілювання шліфувальних кругів для оброблення гвинтових канавок, профіль торцевого перетину яких може бути заданий в аналітичному вигляді y = f (x) або дугами кіл (O1, ρ1) і (O2, ρ2), що дотикаються в відомій точці  ( xk, yk). Приймається, що площини перетинів, перпендикулярні осі свердла, відстоять одна від одної на відстані P/20, а площини, перпендикулярні осі круга - на відстані P/128.

Особливістю алгоритмів є двоетапне визначення радіуса  R = f (zi) дотичного кола. На першому етапі для кожної січної площини, перпендикулярної осі шліфувального круга, застосовується метод рівномірного пошуку. Початковий інтервал невизначеності змінної zi ϵ [0, P/4] ділиться з кроком P/20. Визначаються радіуси кола у всіх отриманих точках. Знаходиться точка, у якій радіус кола приймає мінімальне значення і відповідне йому значення zi.

На другому етапі радіус дотичного кола уточнюється методом половинного ділення з наперед заданою точністю eps.

Апроксимація отриманих точок профілю шліфувального круга з технологічних міркувань проводиться дугами кіл із застосуванням методу найменших квадратів.

Алгоритм чисельного методу профілювання шліфувальних кругів реалізований у системі Mathcad.

Був розрахований профіль кола при наступних вихідних даних: D = 40 мм, dc = 4,8 мм, φ = 1180, P = 217,66 мм, ε = 900, δ = 590, zs = 29,9 мм, eps = 0, 05 мм. Порівняння отриманого профілю круга з профілем, наведеним у нормалях, та розрахованим за відомими формулами показало, що вони мають незначні відхилення (в сотих частках міліметра) один від одного.


Ключові слова


профілювання; гвинтова канавка; чисельні методи

Посилання


1. Родин П. Р. Основы проектирования режущих инструментов. - К.: Выща школа, 1990.- 424 с.

2. Родін П.Р. Різальний інструмент у прикладах і задачах: Навч. посібник/ П. Р. Родін, Н. С. Равська, Л. І. Ковальова, Р. П. Родін. – К.: Вища шк., 1994. – 294 с.

3. Ковалева Л.И. Разработка численных методов профилирования фасонных фрез: дис. к. техн. наук / Л.И Ковалева. – Киев: КПИ, 1988. – 243 с.