Метод профилирующих окружностей при формообразовании винтовых поверхностей дисковым инструментом

• Автор: Сметанин, Сергей Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 175 с. : ил.

1. ФОРМООБРАЗОВАНИЕ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

1.1 Винтовые поверхности в конструкциях инструментов

1.2 Способы задания винтовых поверхностей

1.3 Методы формообразования винтовых поверхностей

1.4 Методы профилирования винтовых поверхностей

1.5 Условия формообразования винтовой поверхности дисковым инструментом

ВЫВОДЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Системный подход к процедуре профилирования

2.2 Моделирование процесса формообразования винтовых поверхностей

2.3 Обработка результатов экспериментов

ВЫВОДЫ
3. ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПРОФИЛИРОВАНИЯ
3.1 Типизация профилей винтовых поверхностей
3.2 Определение координат расчетных точек профиля винтовой поверхности
3.3 Взаимосвязь координат точек профиля в различных секущих плоскостях
ВЫВОДЫ
4. ПРОФИЛИРОВАНИЕ ВИНТОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ
ДИСКОВЫМ ИНСТРУМЕНТОМ
4.1 Теоретическая основа метода профилирующих окружностей
4.2 Экспериментальная проверка метода
4.3 Совершенствование метода профилирующих окружностей
4.4 Анализ трансцендентного уравнения угла профилирования

4.5 Оценка результатов расчета по методу профилирующих
окружностей
ВЫВОДЫ
5. ФОРМАЛИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ
5.1 Формализация условий формообразования для типизированных профилей
5.2 Формализация условия достаточности касания для произвольного профиля
5.3 Оценка результатов расчета по методу профилирующих окружностей с учетом условий формообразования
ВЫВОДЫ
6. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
6.1 Разработка алгоритма и программы взаимосвязи координат
6.2 Оптимизация и аппроксимация профиля дискового инструмента
6.3 Разработка алгоритма и программы профилирования
дискового инструмента
6.4 Использование метода профилирующих окружностей в инструментальном производстве
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Машиностроительный комплекс является базовой отраслью экономики любой страны, формирует основу развития технологического ядра промышленности, обеспечивает устойчивое функционирование ведущих отраслей экономики (топливно-энергетический комплекс, транспорт и связь, агропромышленный комплекс, оборонные отрасли, строительство), а также наполнение потребительского рынка. От уровня развития машиностроения зависят важнейшие удельные показатели валового внутреннего продукта страны (материалоемкость, энергоемкость и т.д.), производительность труда в отраслях народного хозяйства, уровень экологической безопасности промышленного производства и обороноспособность государства. В одном из последних документов - резолюции первой Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития машиностроения России» от 28 сентября 2007 года - отмечается, что основная цель развития машиностроительного комплекса - полное удовлетворение внутреннего спроса на высококачественную продукцию и всемерное расширение присутствия на внешних рынках. Несмотря на положительные (в целом) темпы развития машиностроительного комплекса в течение последних лет, его состояние характеризуется рядом проблем: низкой конкурентоспособностью выпускаемой продукции, недостатком финансовых ресурсов, недостаточной структурированностью комплекса в научной и технологической сферах и дефицитом квалифицированных кадров для предприятий машиностроения. Однако даже в текущее время российское машиностроение по экспорту занимает в России второе место после топливно-энергетического комплекса.
Учитывая важность машиностроительного комплекса для национальной экономики в настоящее время принимаются меры, направленные на его развитие. В частности, разработаны документы различного уровня: на федеральном уровне принят уточненный план мероприятий на 2005-2006

соотношений учтены наиболее существенные признаки моделируемого объекта.
Принятые упрощения и допущения: при формообразовании считаем, что деталь, инструмент и станок являются абсолютно жесткими, нет отклонения от принятого закона движения заготовки и инструмента, станок и инструмент в процессе работы не изнашиваются, не имеют место тепловые деформации технологической системы. Это идеальный процесс формообразования.
Математическое моделирование формообразования ВП дисковым инструментом производилось с помощью программы MathCAD 2001 Professional. Записав взаимосвязь СК инструмента и ВП и задаваясь угловым положением точек профилирующей окружности можно определить положение точек траектории профилирующей окружности в СК ВП. Траектория точки профилирующей окружности, показанная на рис. 2.2, будет имитировать идеальный процесс формообразования. Взяв достаточное число профилирующих окружностей можно определить получаемый профиль ВП.
Физическое моделирование процесса формообразования ВП дисковым инструментом проводилось на изделиях с реальными размерами, но в условиях, приближенных к идеальному процессу. С целью уменьшения силы резания и, как следствие, погрешностей, фрезерование осуществлялось не на металлических, а на деревянных заготовках цилиндрической формы (рис. 2.3). Оборудованием для проведения эксперимента служил широко используемый в мелкосерийном производстве ВП горизонтальный консольный универсальнофрезерный станок модели 6Н81 (рис. 2.4). Стол станка может перемещаться в трех взаимно перпендикулярных направлениях и поворачиваться на требуемый угол. Для фрезерования правой винтовой канавки стол станка поворачивают против часовой стрелки, а левой - по часовой. Основные размеры и технические характеристики приведены в таблице 2.1.