Способ точения некруглых в попереч-hom сечении тел

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистическйх Республик(45) Дата опубликования описания 01.10.81(51) М.Кл.з В 23 В 1/00 Государствекиый комитет С С С,Р по делам изобретеай и открытий(71) Заявитель Киевское специальное конструкторское бюро многошпиндельных автоматов Министерства станкостроительной и инструментальной промышленности СССР(54) СПОСОБ ТОЧЕНИЯ НЕКРУГЛЫХ В ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ ТЕЛ 1 2Изобретение относится к технологии обработки материалов резанием и может быть применено при обработке тел различной конфигурации в поперечном сечении, в том числе и граненых, на универсальных токарных станках и токарных многошпиндельных автоматах. Известен способ точения некруглых в поперечном сечении тел резцовой головкой, которой сообщают движение подачи вдоль оси обрабатываемой детали и вращение с угловой скоростью, связанной определенным соотношением с угловой скоростью вращения обрабатываемой детали, в одноименном с вращением обрабатываемой детали направлении 11.При точении указанным способом оси вращения резцовой головки и детали параллельны, отношение угловых скоростей пропорционально половине общего количества сторон обрабатываемой граненой детали и диагональные размеры деталей равны диаметральному размеру пары резцов.Недостатком способа является невозможность получения профиля, значительно отличающегося от циклоидального, поскольку траекторией движения вершины резца при таком способе будет вогнутая или выпуклая гипоциклоида. Другие недостатки способа - значительные габариты инструмента при обработке крупных деталей; отсутствие плавности резания и повышенный износ резцов, как следствие зна чительной трансформации переднего изаднего углов в процессе обработки, малой длины контакта режущей кромки с деталью, резкого возрастания нагрузки до максимума на вершину резца в момент врезания; повышенные требования относительно жесткости и виброустойчивости привода вращения резцовой головки, испытывающей ударные нагрузки. Все это сужает технологические возможности за счет уменьшения диапазона изменения кривизны обрабатываемого профиля,Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет увеличения диапазона изменения кривизны обра батываемого профиля. Для этого ось головки располагают вплоскости, параллельной оси обрабатываемой детали под углом скрещивания, пред варительно задают радиус вращения резцов, выбирают соотношение скоростей вращения детали и головки, обеспечивающее исходный профиль, максимально приближенный к заданному, в зависимости от ЗО числа обрабатываемых граней по формуле818752 ОоШр Ч где ао - угловая скорость тали; вр - угловая скорость цовой головки;(4) где х, у - координаты точек профиля(траектории) в поперечном сечении детали, в прямоугольной системе координат, началокоторой лежит на оси детали,ось абсцисс проходит черезоси вращения детали и инструмента в плоскости поперечного сечения детали и направлена в сторону инструмента;Я - радиус окружности, описывае.мой вершиной резца;а - расстояние от оси детали допрофиля поперечного сечения,измеренное по оси абсцисс;щар - угловые скорости вращениясоответственно детали и инструмента;1 - время (параметр);ф - угол скрещивания между осьюдетали и осью вращения инструмента,при заданных координатах профиля, определяют уточненный радиус вращения резцов и угол скрещивания, обеспечивающиеминимальную погрешность обработки,На фиг. 1 изображена пространственная схема устройства для осуществленияспособа; на фиг. 2 - та же схема в плоскости поперечного сечения (в радиальнойплоскости) детали; на фиг. 3 - положениевершины резца в плоскости, проходящейчерез ось вращения инструмента и параллельной оси вращения детали; на фиг. 4 -схема получения приближенных кривыхмногозвенным механизмом.Для реализации предлагаемого способаось 0,0, инструмента 1 (фиг. 1) располагают в плоскости, параллельной оси 00детали 2 под углом скрещивания . Заданный профиль детали 2 делят на У участков8, ограниченных точками сопряжения, ачисло пг резцов 4 выбирают из соотношения Радиус вращения каждого из резцов иугол скрещивания выбирают в зависимости т - ,количество резцов в резцовой головке;У - количество обрабатываемых граней,5 определяют необходимое число резцов, азатем, решая систему уравнений, описывающих траекторию вершины резца в относительном движении,й(1 - созф)соз(м , о)1; от заданного профиля,в соответствии с 10 приведенным ниже уравнением. Рабочуючасть резца выполняют в виде трехгранника с двумя пересекающимися режущими лезвиями б.Детали сообщают вращение с угловой 15 скооостью о а инструменту - вращениев одноименном направлении с деталью с угловой скоростью ор и продольную подачу 5. Выбором отношениязадают кривую исходного профиля - гипо-, эпициклоиду или окружность, наиболее приближающуюся к требуемой кривой. Требуемую кривую получают за счет коррекции исходной при изменении угла скрещивания осей и радиуса вращения резца. Оптимальный угол схода стружки создают поворотом резца в гнезде перед закреплением.Ниже приводится вывод уравнения кривой прн обработке предлагаемым способом.Параметрические уравнения кривой,описываемой точкой М (фиг. 4), находящейся на конце звена и многозвенной системы при сочетании вращения звеньев с постоянными угловыми скоростями, имеют 35 и где и - число подвижных звеньев;45 а; - длина звена;о; - угловая скорость звена;1 - время (параметр);а; - угол начальной фазы. 50 В частном случае при и = 2 получаютдвухзвенную схему. Придав звеньям а, и аз (фиг. 4) угловые скорости, соответственно равные в и - о, приняв углы начальной фазы аз = О и аз = л, получают уравнения 55 (2), (3) вида818752 заключают, что движение радиуса - вектора эллипса,р определяется совокупным вращением звеньев а и аз в соответствии е уравнением (4).5 Значения а а,и углаопределяют пофиг,2,3: Х 2(8) К(1 - соз)аз = 15 Таням образомпрофиль детали формируют посредством сочетания сложного вращательного движения звеньев а, и а, (инструмент) и простого вращательного двир 0 жения звена а, (делитель).Траектория вершины резца в относительном движении может быть определена, если заменить реальную схему условной, затормозив деталь и придавая всем звеньям 25 системы угловую скорость, равную по величине и обратную направлению скорости детали.У полученной трехзвенной системы угловые скорости звеньев а, (звено, соеди няющее центры вращения 0 и О, по фиг.2),а, и а, будут соответственно равны: - а,;о - о)- (й - . щ )Параметрические уравнения искомойкривой в соответствии с уравнениями (3) 35 при и = 3; а = О; а = аз = л будут иметьследующий вид:(9) где а, - . расстояние между осями вращения детали и инструмента, измеренное в радиальной плоскости детали; х = (Р - ,- а)соза,. 1+ соз Ф) й(1 - . соз 6)соз(ар - щ,)1 -- соз(со + со )8 И 1 + соз ф) , Р(1 - соз ф)У = - (й + а)з 1 п а,8 "( р ") -гзп(р+ ф) Формула изобретения 45Способ точения некруглых в поперечномсечении тел резцовой головкой, которой сообщают движение подачи вдоль оси обрабатываемой детали и вращение с угловой 50. скоростью, связанной определенным соотношением с угловой скоростью, вращения обрабатываемой детали, в одноименном с вращением обрабатываемой детали наВозводя в квадрат и складывая уравнения (4), после преобразования получают уравнение эллипса в каноническом виде где Ь - аз. а,+аз - соответственно малаяи большая полуоси эллипса,- Из фиг. 2 видно, что траекторией движения резцов 4 в поперечном сечении (радиальной плоскости) детали является эллипс, описанный точной М, лежащей на радиусе - векторе р. Радиус О,Р вращениярезца проведен произвольно, а точка М получена проектированием точки Р на радиальную плоскость детали, в связи с чемотрезок РМ будет параллелен оси О,У Нарадиусе О,Р,выбрана точка 0 равностоящая от точек М и Р, через точку О, прове-дена прямая О, параллельно оси О,У откуда по построению,т, е, повороту на ,некоторый угол отрезка 00, соответствует поворот в противоположную сторону на такой же угол отрезкаРассматривая отрезки 0,0, и ОМ соответственно как звено а связанное с радиусом,вращения резца и вращающееся вокруг центра О, с угловой скоростью ар и звено а вращающееся с угловой скоростью - ор, что следует из (6), вокруг центра 0 в этих уравнениях а, = а+ аз+ а = Я+ а, (10) Выведенные уравнения (11) определяют профиль детали в поперечном сечении.Задаваясь значениями координат точек профиля х, у, угловыми скоростями в, щр и решая уравнения (11) относительно Я и фполучают радиус вращения резцов и угол скрещивания между осями детали и инструмента, обеспечивающие минимальную погрешность обработки. а - расстояние от центра детали до наружного профиля, измеренное на отрезке а,. Подставив в уравнения (9) значения а, из равенства (10) и а аз из уравнений (8), получают818752 вр - угловая скорость вращения рез 5 цовой головки; 10 т - количество резцов в резцовой головке,определяют необходимое число резцов, а затем, решая систему уравнений, описываю щих траекторию вершины резца в относительном движении,оо наУх = (й + а)соз щ,1Я(1 + соз ) й(1 - соз )соз (мр - а,)1 соз(а + а,)8,г: - ф + а )яп1 з 1 п(О - оо)1 + зп(О)р + Оо)1,Р(1 + соз ), Я(1 - созе)2 где х, у - координаты точек профиля(траектории) в поперечном сечении детали, в прямоугольной системе координат, нача ло которой лежит на оси детали, ось абсцисс, проходит через оси вращения детали и инструмента в плоскости поперечного сечения детали и направлена в сторону инструмента;Р - радиус окружности, описывае.мой вершиной резца;а - расстояние от оси детали до 30профиля поперечного сечения, измеренное по оси абсцисс; правлении, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет увеличения диапазона изменения кривизны обрабатываемого профиля, ось резцовой головки располагают в плоскости, параллельной оси обрабатываемой детали под углом скрещивания, предварительно задают радиус вращения резцов, выбирают соотношение скоростей вращения детали и головки, обеспечивающее исходный, профиль, максимально приближенный к заданному, в зависимости от числа обрабатываемых граней по формуле где ао - угловая скорость вращения детали; У - количество обрабатываемых граней; ао, и р - угловые скорости вращениясоответственно детали и инструмента;1 - время (параметр);- угол сирещивания между осьюдетали и осью вращения инструмента.при заданных координатах профиля, определяют уточненный радиус вращения резцов и угол скрещивания, обеспечивающие минимальную погрешность обработки. Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:1. Патент Германн,и58174, кл. 49, опублнк. 1890,818752г.1Составитель Н. Сидорова Редактор Г. Бельская Техред И, Заболотиова Корректор С. файаз 570/520 Изд.380 Тираж 1148 Подписное О Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5пп. Харьк. фил. пред. Патент