Профилирование фрез для обработки винтовых поверхностей на основе построения схем формообразования

• Автор: Жуплов, Михаил Васильевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 207 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ АНАЛИТИЧЕСКОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ И МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ С ВИНТОВОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

1.1 Методы аналитического представления сложных поверхностей

1.2 Развитие и классификация методов профилирования

1.3 Точность профилирования

1.4 Автоматизация методов профилирования

1.5 Выводы

1.6 Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПРОФИЛИРОВАНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ, ОСНОВАННОГО НА ТРЕХМЕРНОМ ОТОБРАЖЕНИИ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ И РЕАЛИЗАЦИЯ ЕГО В ВИДЕ ИНТЕРАКТИВНОЙ ПРОГРАММЫ
2.1 Исходные данные при формировании винтовой поверхности в рамках реализации метода профилирования
2.2 Формирование трехмерной математической схемы формообразования производящей поверхности инструмента
2.3 Методика определения пространственной линии касания исходной номинальной поверхности с производящей поверхностью инструмента
2.4 Описание интерактивной программной системы профилирования винтовых поверхностей и принципы ее работы
2.5 Точность метода профилирования, основанного на трехмерном отображении схемы формообразования и определение допустимых погрешностей установки инструмента
2.6 Оптимизационные вопросы профилирования

2.7 Некоторые аспекты (дополнительные возможности) профилирования в интерактивной программной среде
2.8 Переходные кривые на профиле винтовой поверхности
2.9 Подрезы на винтовой поверхности
2.10 Разрывы на профиле инструмента при профилировании
2.11 Выводы ]
ГЛАВА 3. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ '
3.1 Проверка адекватности предлагаемого метода профилирования
3.2 Расчет экономической эффективности от внедрения интерактивной программной системы по расчету профиля осевого инструмента для обработки винтовых поверхностей винтов насосов на предприятии ОАО “Ливгидромаш”
3.3 Численная реализация расчета производящей поверхности специальной фрезы на примере производственной задачи
3.4 Сравнение производительности обработки винтовой поверхности винта счетчика жидкости, изготовляемого на предприятии ОАО «Промприбор» г. Ливны предложенной технологии с имеющейся на предприятии
3.5 Сравнение полученной шероховатости винтовой поверхности винта «ДуЮО» счетчика жидкости, изготовляемого на предприятии ОАО «Промприбор» г. Ливны, при ее обработке по различным технологиям
3.6 Контроль точности изготовления винтовой поверхности
3.7 Расчет годового экономического эффекта от внедрения спроектированной фрезы для обработки винтовой поверхности винта счетчика жидкости, изготовляемого на предприятии ОАО «Промприбор» г. Ливны
3.8 Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. В современном машиностроении широко используются изделия, содержащие сложные фасонные поверхности, для обработки которых проектируется специальный инструмент. Одной из наиболее сложной и трудоемкой задачей инструментального производства является профилирование инструмента для обработки винтовых поверхностей, работающего по методу бесцентроидного огибания, при котором профиль представляют как огибающую различных положений режущих кромок инструмента, при отсутствии центроиды на инструменте и заготовке. Особенность проектирования инструмента обуславливается отсутствием однозначного соответствия между профилем инструмента и профилем винтовой поверхности в любом из сечений. Еще более сложной проблемой является решение ряда сопутствующих профилированию задач по оптимизации получения профиля инструмента и процесса обработки. Например, определение допустимых погрешностей установки инструмента на станке, определение допустимого износа инструмента.
В тоже время условия жесткой конкуренции требуют уменьшения сроков на проектные работы. Поэтому основополагающим критерием для новых методов профилирования должна служить возможность создания САПР на их основе. Существующие методы профилирования, различающиеся степенью формализации и видом математического описания, не всегда полностью поддаются полной автоматизации в силу заложенных в них противоречий. Слабое использование в отечественном машиностроении автоматизированного проектирования инструмента серьезно сказывается на качестве и себестоимости конечного продукта. Поэтому разработка метода профилирования обеспечивающего полную автоматизацию проектирования, является актуальной научной проблемой. Оптимальным решением по автоматизации проектных работ являются интерактивные программные

задачу, заключающуюся в том, что требуется найти такое значение величины погрешности - А взаимного расположения профилей, при которой искомая величина суммарной погрешности S сравниваемых профилей будет минимальной [57].
В работе [57] приведены алгоритмы, позволяющие оценить влияние погрешности установки и выполнения детали на точность профилирования. Также на базе разработанных методик и программ в работе [57] приведены ряд таблиц и графиков, показывающие зависимость погрешностей от параметров установки.
1.4 Автоматизация методов профилирования
Особого внимания заслуживает графо-кинематический метод профилирования инструментов предложенный Хандожко A.B. [72], ввиду высокой степени автоматизации. Существенным отличием данного метода является его ориентация на графические процедуры, реализуемые в рамках векторной компьютерной графики. Большинство действий метода являются графическими, а исходные данные и результаты проектирования представлены в виде графических объектов. Данный подход в профилировании, по мнению автора, устраняет недостатки, присущие методам профилирования, основанным на аналитической и дифференциальной геометрии. Главные, из которых это -ограниченный круг решаемых задач при проектировании инструмента, недостаточная визуализация расчетов, интеграция проектирования инструмента в общий процесс технологической подготовки производства (сквозное проектирование).
Современное инструментальное производство неэффективно без использования мощных инженерных пакетов программ, позволяющих в рамках единого комплекса решать не только конструкторские и технологические задачи, но и отчасти научные вопросы. Автор [72] отмечет, что достаточно часто при моделировании процессов резания, проектировании инструментов