Каркасно-кинематический метод моделирования формообразования поверхностей деталей машин дисковым инструментом

• Автор: Илюхин, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 390 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ МЕТОДОВ ПРОФИЛИРОВАНИЯ
1.1. Концептуальная модель профилирования поверхностей
1.2. Классификация методов профилирования
1.3. Основные положения при использовании дифференциальных
® методов профилирования
1.3.1. Классический дифференциальный метод определения профиля инструмента и детали
1.3.2. Итерационный дифференциальный метод профилирования винтовых поверхностей на основе общих нормалей
1.3.3. Дифференциальный метод профилирования винтовых поверхностей дисковым инструментом с использованием пространственной линии контакта
1.4. Основные положения и характеристика бездифференциаль-ных методов профилирования
1.4.1. Бездифференциальный метод определения профиля формируемой поверхности на основе теории множеств и булевых операций
1.4.2. Численное моделирование процесса зацепления обрабатываемой и производящей поверхности
1.4.3. Бездифференциальный каркасно-кинематический метод профилирования сложных винтовых поверхностей
1.5. Выводы
1.6. Цели и задачи исследований

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПРОФИ-
ЛИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КАРКАСНОКИНЕМАТИЧЕСКОГО МЕТОДА
2.1. Постановка задачи профилирования поверхностей каркаснокинематическим методом
2.2. Построение общей математической модели движущейся производящей поверхности
2.3. Механизм и структура описания производящей поверхно-
^ сти
2.4. Механизм и структура задания и описания движений
2.5. Механизм каркасного описания технологической поверхности
2.6. Вариант построения частной модели движущейся производящей поверхности
2.7. Выводы
3. ФОРМИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМА УПРАВЛЕНИЯ РЕШЕНИ-
ЕМ ЗАДАЧ ПРОФИЛИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ^ КАРКАСНО-КИНЕМАТИЧЕСКОГО МЕТОДА
3.1. Основные положения моделирования и расчета огибающей каркасно-кинематическим методом
3.2. Графическое моделирование процесса профилирования
3.3. Основные параметры метода, оказывающие влияние на точность определения огибающей
3.4. Методы и приемы, обеспечивающие численное определение значений параметров огибающей с заданной точностью
3.5. Выводы

4. ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПРОФИЛИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КАРКАСНО-КИМЕМАТИЧЕСКОГО МЕТОДА
4.1. Общие положения систем автоматизированного проектирования
4.2. Функции, используемые при проектировании режущих инструментов
4.3. Структура автоматизированной системы проектирования ин-
® струментов с использованием информационных технологий .
4.4. Компоненты программного обеспечения моделирования формообразования поверхностей с использованием каркасно-кинематического метода
4.5. Выводы
5. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КАР-
КАСНО-КИНЕМАТИЧЕСКОГО МЕТОДА
5.1. Профилирование цилиндрических поверхностей
5.2. Профилирование винтовых поверхностей постоянного

5.3. Профилирование поверхностей дисковым инструментом при радиальном и косом затыловании
5.4. Профилирование винтовых поверхностей переменного шага
на валках для поперечно-винтовой прокатки заготовок
5.5. Профилирование винтовых поверхностей на коническом инструменте
5.6. Профилирование винтовых зубьев на фрезах со сфероконической производящей поверхностью

Определение положения нормали в пространстве основано на фундаментальном положении теории поверхностей и заключается в том, что при сечении поверхности плоскостью, проходящей через точку приложения нормали, проекция нормали на эту секущую плоскость перпендикулярна к получающейся линии сечения. Для того чтобы определить в пространстве положение нормали (как прямой линии) достаточно знать координаты двух принадлежащих ей точек в принятой основной системе координат OXYZ. В качестве первой точки берется точка Fq профиля с известными координатами Xо, Yо и Zfh в качестве второй берется точка Gn, представляющая собой точку касания нормали с воображаемым цилиндром радиусом Rn при ее винтовом перемещении. Исходя из этого, угол v скрещивания нормали с осью винтовой поверхности определяется:
где р - параметр винтовой поверхности;
Rf, - расстояние нормали от оси винтовой поверхности.
Для расчета координат точки Gn хп = № cos Д + Y0 sin Д) cos Д
К = (Х0 COS Ро + Yo sin Ро ) sin Ро
zn = z« + (х0 cosр0 + Y0 sin Д)(Y0 cos Д - sin p0)/p
где угол Д - угол наклона касательной к торцевому профилю в рассматриваемой точке.
Для определения профиля обрабатывающего инструмента необходимо знать положение нормалей во всех точках профиля изделия, то есть должна быть известна совокупность нормалей - спектр нормалей профиля винтовой поверхности. Нормализованный профиль изделия описывается:
j=m i-Nj
nN = ММ {X^Z^X^ZJ,
j=l i=l
где Mj и Mi - массивы параметров точек i и участков j профиля винто-