УДК 621.9

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЛИПСОИДНОЙ БОРФРЕЗЫ НА КОНСТРУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ НАРЕЗАЕМОЙ НА НЕЙ ВИНТОВОЙ КАНАВКИ

Бега Алексей Павлович
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования московский государственный университет «СТАНКИН»
аспирант кафедры инструментальной техники и технологий формообразования

Аннотация
Данная статья посвящена исследованию в области нарезания винтовых стружечных канавок на фасонных борфрезах, а именно влиянию сложной геометрической формы фрезы на способы обработки канавки. Проблематика статьи демонстрирует перспективы развития и оптимизации в этой области.

Ключевые слова: борфрезы, винтовая канавка, угол наклона винтовой канавки, фасонные поверхности, шаг винтовой канавки


RESEARCH OF INFLUENCE OF GEOMETRICAL PARAMETERS OF AN ELLIPSOID OF SHAPED MILL ON CONSTRUCTIVE PARAMETERS OF A CUT ON IT HELICAL GROOVES

Bega Alexey Pavlovich
Federal state educational institution of higher professional education Moscow state University «STANKIN»
postgraduate student of the Department of instrumental equipment and technologies for forming

Abstract
This article is devoted to research in the field of cutting coil chip flutes on the molded shaped mill, namely the influence of complex geometric shapes mill on processing methods of a groove. The issues paper demonstrates the prospects of development and optimization in this area.

Keywords: shaped mill, shaped surfaces, spiral grooves, step of the helical groove, the slope of helical grooves


Библиографическая ссылка на статью:
Бега А.П. Исследование влияния геометрических параметров эллипсоидной борфрезы на конструктивные параметры нарезаемой на ней винтовой канавки // Современная техника и технологии. 2014. № 3 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2014/03/3229 (дата обращения: 05.10.2017).

Целью работы является исследование влияния геометрических параметров эллипсоидной борфрезы на конструктивные параметры нарезаемой на ней винтовой канавки и способы её получения.

Это позволяет оптимизировать процесс нарезания винтовых канавок на фассонных борфрезах.

Задачами работы является анализ взаимосвязи между углом наклона винтовой канавки и её шагом, построение графиков изменения конструктивных параметров на протяжении всей длины канавки, их анализ и подведение выводов.

Одними из основных параметров винтовой линии являются её шаг P и угол наклона w. На фасонных поверхностях, например, эллипсоидных эти два параметра не могут быть одновременно постоянными. Поэтому если P постоянный, а угол w переменный, то на его изменение требуется дополнительное пятое движение станка. Если же угол w постоянный, а переменный, то мы используем тоже движение, которое осуществляет подачу.

Для построение графиков изменения конструктивных параметров представим эллипсоидную борфрезу в виде эллипса с большой полуосью a и малой - b. Большая полуось совпадает с осью X, а вершина совмещена с начало координат. Проложим винтовую линию по его поверхности, для этого будем вращать эллипс с угловой скоростью n и смещать его по оси со скоростью VX.

Возьмём произвольную точку , на винтовой линии. Расстояние от вершины эллипса до т.  по оси X обозначим через ХA. а высоту от оси X до т. , через . Проведём касательную плоскость  через т.  к эллипсу. Угол наклона плоскости  обозначим  (рис. 1).

Рисунок 1 – Представление винтовой линии на эллипсе

Проведём вектор отображающий скорость резания VK (касательная к траектории винтовой линии в плоскости ). Спроецируем ось X на плоскость  и разложим на неё составляющую скорости резания VKX. Достроим к ней перпендикуляр и получим VKZ.

VKX лежит в плоскости  и в плоскости . Перенесём эту составляющую на глобальную ось Х.

(1)

VKZ лежит в плоскости . Это ничто иное как скорость по окружности эллипса. 

(2)

Где  – угловая скорость вращения эллипса, а  – высота от оси X до точки на эллипсе .

Таким образом угол наклона винтовой линии равен: 

(3)

Из развертки винтовой линии получаем зависимость (4)

(4)

Подставив (4) в (3) получаем формулу для нахождения шага в точке А (5): 

 (5)

На основании выше описанных формул по имеющимся исходным данным (табл. 1) построены графики изменения скорости (рис. 2) и шага (рис. 3) в зависимости от рассматриваемого участка фрезы.

Таблица 1 – Исходные данные
Обозначение
Описание
Значение
Размерность
n
Угловая скорость вращения эллипса
5
об/мин
a
Большая полуось эллипса
25
мм
b
Малая полуось эллипса
10
мм
w
Угол наклона винтовой линии
30
Градус

 

Рисунок 2 – Изменение скорости

Рисунок 3 – Изменение шага

 

 

Проанализировав приведённые графики можно утверждать, что данная обработка возможна и изменение скорости подачи происходит по косинусоиде, а значение шага – по профилю эллипсоидной борфрезы.


Библиографический список
  1. Петухов Ю.Е. ФОРМООБРАЗОВАНИЕ ЧИСЛЕННЫМИ МЕТОДАМИ. Москва,  2004 – 200 c
  2. Гречишников В.А., Колесов Н.В., Петухов Ю.Е. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ИНСТРУМЕНТАЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ. Москва, 2003. -116с.
  3. Петухов Ю.Е. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ ДЕТАЛЕЙ С ФАСОННОЙ ВИНТОВОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ НА СТАДИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Московский государственный технологический университет “Станкин”. Москва, 2004.
  4. Петухов Ю.Е., Колесов Н.В. ЧИСЛЕННЫЕ МОДЕЛИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ СЛОЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ. Вестник машиностроения. 2003. № 5. С. 61.
  5. Петухов Ю.Е. ПРОФИЛИРОВАНИЕ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ В СРЕДЕ T-FLEX CAD 3D.  Вестник машиностроения. 2003. № 8. С. 67.
  6. Петухов Ю.Е., Домнин П.В. СПОСОБ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ФАСОННОЙ ВИНТОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ СТАНДАРТНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ ПРЯМОГО ПРОФИЛЯ. Вестник МГТУ Станкин. 2011. № 3. С. 102-106.
  7. Колесов Н.В., Петухов Ю.Е. СИСТЕМА КОНТРОЛЯ СЛОЖНЫХ КРОМОК РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ. ИТО: Инструмент-технология-оборудование. 2003. № 2. С. 42.
  8. Петухов Ю.Е., Домнин П.В. КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ СЛОЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ. В сборнике: Автоматизация: проблемы, идеи, решения Материалы международной научно-технической конференции: в двух томах. 2010. С. 197-200.      1
  9. Колесов Н.В., Петухов Ю.Е., Баринов А.В. КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ ДИСКОВЫХ ФАСОННЫХ ЗАТЫЛОВАННЫХ ФРЕЗ. Вестник машиностроения. 1999. № 6. С. 57.
  10. Домнин П.В., Петухов Ю.Е. РЕШЕНИЕ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ ПРОФИЛИРОВАНИЯ НА БАЗЕ СХЕМЫ ЧИСЛЕННОГО МЕТОДА ЗАДАННЫХ СЕЧЕНИЙ. Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2011. № 11. С. 26-29.
  11. Колесов Н.В., Петухов Ю.Е. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЧЕРВЯЧНОЙ ФРЕЗЫ С ПРОТУБЕРАНЦЕМ. СТИН. 1995. № 6. С. 26.
  12. Колесов Н.В., Петухов Ю.Е. ДВА ТИПА КОМПЬЮТЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА. СТИН. 2007. № 8. С. 23-26.
  13. Петухов Ю.Е., Домнин П.В. ТОЧНОСТЬ ПРОФИЛИРОВАНИЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ ВИНТОВОЙ ФАСОННОЙ ПОВЕРХНОСТИ. СТИН. 2011. № 7. С. 14-17.
  14. Петухов Ю.Е., Водовозов А.А. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КРИВОЛИНЕЙНОЙ РЕЖУЩЕЙ КРОМКИ СПИРАЛЬНОГО СВЕРЛА ПОВЫШЕННОЙ СТОЙКОСТИ. Вестник МГТУ Станкин. 2012. № 3. С. 28-32.
  15. Петухов Ю.Е. Некоторые направления развития САПР режущего инструмента//СТИН. -2003. -№ 8. -26-30.


Все статьи автора «Бега Алексей Павлович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: