Mavzu: Katta modulli tishli g’ildiraklarga diskli freza yordamida ishlov berishni tadqiq etish kirish dissertatsiya mavzusining dolzarbligi

III BOB. TISH KONTURINI QURISH
2. Materiallar va usullar
Usulning taxmini asbobning ishlaydigan yuzalarida hosil bo'lgan tangensial to'g'ri yoki sferik kesmalardan chiziqqa o'xshash involvent yaratishdir. Keyin ishlov berish jarayonida to'g'ri chiziqli yoki sferik konturli uchi tegirmon ko'rinishidagi asbob vaqti-vaqti bilan ish holatiga kiradi, so'ngra asbob konturi ishlov beriladigan qismga chiziladi. Keyinchalik, asbob ishlov beriladigan qismning maydonidan tashqariga chiqadi va bu vaqt ichida ishlov berilgan g'ildirakning o'qiga nisbatan aylanishdan iborat bo'lgan nisbiy aylanish harakati sodir bo'ladi, asbobning harakat chizig'iga parallel ravishda siljiydi. Asbob ish joyiga kiradi va ishlov berilgan tishli tishning konturini xaritaga tushiradi, lekin u oxirgi ishlov berish iziga nisbatan aylantiriladi. Ishlov berish izlari bir-biriga parallel bo'lmagan chiziqlar bo'lgani uchun ular bir-biri bilan kesishadi va tish profilining qismlari o'rtasida burchakli o'tishni yaratadi. Ishlov berish davri o'zini takrorlaydi va ishlov beriladigan qismning konturi aslida burchakli. Shuning uchun, tishli tishning evolventa konturi nazariy bo'lib, ishlov berish jarayonida asbob o'tishlari sonini cheksizlikka ko'paytirishda burchak konturiga amal qiladi. Ushbu bo'limda ushbu usulning analitik tavsifi keltirilgan.
2.1. Involvent tish kontur
Ko'p o'tish usuli yordamida tishli uzatmaning kontur tishini qayta ishlash uchun uning alohida nuqtalari tish konturi koordinata tizimida {0} ordinataning o'qi g'ildirak tishining konturining A boshlang'ich nuqtasidan o'tadigan bilan aniqlanishi kerak (1-rasm)
i = 1 . . . n. (1)
Konturning ketma-ket nuqtalarining radiuslarini quyidagi tenglamadan aniqlash mumkin (1-rasm):

konturning i-nuqtasining diametri va konturning burchaklari quyidagicha ifodalanadi.

Qayerda α ⁽ⁱ⁾ - profil involyutining istalgan nuqtasidagi profil burchagi

Shakl 1. Tish konturi: tish bo'shlig'ining chap tomoni.
Ordinata o'qi va teginish nuqtasining yetakchi radiusi orasidagi burchak ushbu nuqtada asosiy doira bilan konturga normal quyidagicha ifodalanadi (1-rasm):

nuqtadagi (i) kontur radiusi va teginish nuqtasi radiusi orasidagi burchak, bu yerda φ konturning har qanday asosiy doirasi normal dⁱ
Nihoyat, 1-rasmda ko'rsatilgan {0} va {1} koordinata tizimlarida tish bo'shlig'ining chap tomoni uchun tish konturining istalgan nuqtasining koordinatalari quyidagicha yozilishi mumkin:


2.2. Frezani o'rnatish
Evolvent konturi shunday xarakterlanadiki, uning normallari asos aylanasiga tegib turadi. Ya'ni, konturning ketma-ket nuqtalari (L. i) uchun aylanani shunday aylantirish mumkinki, asosiy doira (nuqta. C) bilan evolventaga normal aloqa nuqtalari doimo asosning kesishish nuqtasida bo'ladi. (2-rasm)
Bundan kelib chiqadiki, vertikal o'qga ega, ishlov beriladigan konturga teginish, ketma-ket nuqtalar uchun tishli gorizontal o'qdan doimiy masofada o'rnatiladi va faqat uning gorizontal o'q yo'nalishi bo'yicha siljishi o'zgaradi.
Vertikal frezalash dastgohida to'sar tekislikning har bir kesmasi (db/2) uchun taglik aylanasi radiusida tishli vintning vertikal eksenel tekisligidan xf chetlanish masofasida gorizontal aylanish o'qi bo'ylab joylashtirilishi kerak. tishli va g'ildirak (i) bo'lishi kerak (2-rasm). ԑ burchak ostida aylantirildi

Shakl 2. Ishlov berish jarayonida diskali frezalash asbobini o'rnatish
Tish profilining normal gorizontal holatiga mos keladigan tishli burilish burchagi quyidagilarga teng:

Bu yerda ε⁽ⁱ⁾ - i-nuqtadagi profilni qayta ishlash uchun tishli aylanish burchagi
2-rasmda ko'rsatilganidek, chap tish bo'shlig'ining konturi (o'ng tish konturi) uchun buni quyidagicha ifodalash mumkin:

Xuddi shunday, o'ng tishning tish bo'shlig'ining konturi uchun (chap tish profili) buni quyidagicha ifodalash mumkin:

Tishning konturi nosimmetrikdir.
Tish bo'shlig'ining simmetriya o'qi vertikal o'q bo'lgan holatdan x quyidagicha ifodalanadi (burchak ε amaliy emas, chunki siz boshlanishini aniqlay olmaysiz, lekin siz tishli bo'shliqni vertikal o'q bilan nosimmetrik tarzda mos keladigan tarzda o'rnatishingiz mumkin):

bu yerda x_f- frezalash moslamasi
2.3. Tishning o'tish konturini shakllantirish
Tish profili tomonining tishli qurilmaning pastki qismiga o'tish egri chizig'i konturning boshlang'ich nuqtasidagi evolyut profiliga tegishi kerak. Tish profilining ushbu qismini qayta ishlash uchun ikkita usuldan foydalanish mumkin (bu asosiy doira ostidagi ishlov berish uchun amal qiladi)
Birinchi usulda, ishlov berish avtomatik ravishda asosiy konturni yaratishda amalga oshiriladi, agar asbob df /2 tayanch doira diametri bo'yicha tish bo'shlig'ining yarmiga joylashtirilgan va radiusga teng bo'lgan shar uchi keskichi bo'lsa. ildiz doirasining fileto radiusi.
Ikkinchi usulda, o'tish konturini tish tomonining konturidan farqli radiusli frezalashtirgich bilan shakllantirish mumkin. Bu usul, o'tish egri chizig'ini qayta ishlashda, tishli aylanmasligi va shakllangan tish bo'shlig'i qabul qilingan koordinatalar tizimiga nisbatan nosimmetrik pozitsiyani egallashini nazarda tutadi. Profil tomonining o'tish egri chizig'i freza radiusidan farq qilishi mumkin (frezalash radiusi kichikroq bo'lar edi; 3-rasmga qarang). Evolyut profilining A nuqtasida tish profilini qayta ishlash uchun kesgich markazining T nuqtasining joylashishi asbob radiusiga bog'liq, lekin fileto maydonining boshqa tomonini kesib tashlamaslik shartiga erishish kerak.

Shakl 3. Tishning o'tish konturini shakllantirish
Frezening markazi r_t radiusli aylananing T_S yoyining ketma-ket nuqtalariga o'rnatiladi (3-rasm).

bu erda r_N - frezalashtirgichning radiusi. Keyin, keyingi nuqtalar uchun
t = 1 . . . m.
Asbob sharining markazining holati burchak bilan belgilanadi.

bu erda to'sar sferasi markazining boshlang'ich holatini belgilovchi burchak teng

Taxmin qilingan holatda, profil tomonining pastki qismga o'tish egri chizig'i segmentdir
aylananing va tish bo'shlig'ining pastki qismi ham diametrli doira segmentidi

Agar (33) va (29) tenglamalarni ko'rib chiqsak, u holda to'sar radiusi teng bo'ladi

O'tish konturini tish tomonining konturiga qaraganda boshqa diametrli frezalashtirgich bilan shakllantirish imkoniyati tavsiflangan usulning afzalligi hisoblanadi, bu an'anaviy ishlov berish texnologiyasida mumkin emas.
2.4. Tishli tishning uzunlamasining modifikatsiyasi
Uzunlamasining modifikatsiya konturning ko'rib chiqilayotgan nuqtasida tishni tashkil etuvchi to'g'ri chiziqni aylana yoyi bilan almashtirishdan iborat bo'lib, uning radiusi tishning uchlaridagi taxmin qilingan modifikatsiyaga bog'liq (4 va 5-rasmlarga qarang). teng (tish tepasida quruqlikda)).

Bu erda fmax - tishning yuqori quruqlikdagi bo'ylama modifikatsiyasining miqdori, Rmin - tishning bo'ylama chizig'ining minimal o'zgartirish radiusi, b - tishli jant kengligi.

Shakl 4. Uzunlanmasining tish chizig'ini o'zgartirish: hisoblash natijalari.

Shakl 5. Tishning uzunlamasÿna modifikatsiyasi doirasining radiusini aniqlash sxemasi.
Taxmin qilish mumkinki, tishning yon tomonlari oxiridagi modifikatsiya tish chizig'ining tishli jant kengligi bo'ylab ruxsat etilgan og'ishidan kam bo'lmasligi kerak, o'qning parallel bo'lmaganligining ruxsat etilgan xatosiga teng. Tishning uzunlamasÿna modifikatsiyasi profil balandligi bo'ylab asosiy silindrdagi profilning boshlang'ich nuqtasidagi nolga teng qiymatdan tashqi diametrdagi taxmin qilingan qiymatgacha o'zgarishi mumkin deb taxmin qilingan. Buning sababi shundaki, tish tomoni yuzasining tishli qismning pastki eriga o'tish yuzasi o'zgartirilmagan va tish tomonining tish bo'shlig'ining pastki qismiga o'tishi silliq bo'lmaydi (4-rasm).
Natijada, profilning uzunlamasÿna modifikatsiyasining doira radius profilning balandligi bo'ylab ketma-ket nuqtalar uchun o'zgarishlar (5-rasm).
Dumaloq interpolyatsiya funktsiyasi tishli tishning uzunlamasÿna modifikatsiyasini amalga oshirish uchun ishlatilishi mumkin, bu erda radius boshqaruv tizimi tomonidan beriladi yoki hisoblab chiqiladi. Tishli tish profilining boshlang'ich nuqtasida hech qanday modifikatsiya yo'q, ya'ni bu nuqtada G01 chiziqli interpolyatsiya funktsiyasi qo'llaniladi. Shu bilan birga, konturning keyingi nuqtasida dastgoh asboblarini boshqarish tizimi tomonidan qabul qilingan dairesel interpolyatsiya radiusining maksimal qiymatidan kelib chiqadigan minimal uzunlamasÿna modifikatsiya mavjud.

Bu erda f min - tayanch doiradagi tishning minimal bo'ylama modifikatsiyasining miqdori va Rmax - dumaloq interpolyatsiya radiusining maksimal qiymati
Shunday qilib, konturning balandligidagi keyingi nuqtalarda uzunlamasÿna profil bo'ladi keladi

Bu erda Ri - i-tish kontur balandligidagi bo'ylama tish chizig'ining modifikatsiya radiusining miqdori.
2.5. Konturning aniqligi
Ko'rib chiqilayotgan tishli ishlov berish texnologiyasida, soddalashtirilgan holda, har qanday qavariq kontur uchun, ko'rib chiqilayotgan bo'limdagi egri chiziqli kontur asbob bilan chizilgan tekis qism bilan almashtiriladi. Ishlov berish jarayonida vertikal o'qga ega bo'lgan so'nggi tegirmon ishlov beriladigan konturga tegib turgan silindrsimon sirtdir. Umuman olganda, tugatish paytida o'tishlar soni katta bo'lib, bunda ketma-ket o'tishlar orasidagi masofa kichik, ya'ni profilning kichik bir qismi qayta ishlanadi, bu to'g'ri chiziqli segment sifatida qaralishi mumkin
Profilning maksimal burchagi 6-rasmda keltirilgan sxema bo'yicha aniqlanishi mumkin va profil burchagining xatosi hisoblanishi mumkin.

bu erda ∆h- profilning burchakka xatosi, ρ - konturning egrilik radiusi va a - ishlov berish paytida keyingi o'tishlar bilan asbob sozlamalari burchaklarining farqi.

Shakl 6. Qayta ishlangan sirtning burchak xatosini aniqlash sxemasi.
Tish profilining taxminiy burchagini taxmin qilingan usul bilan aniqlash uchun kontur asboblar o'tish soniga qarab ma'lum miqdordagi tekis bo'limlardan iborat
2.6. Dastur va ishlov berish jarayoni
Tahlil asosida o'zgartirilgan konturning koordinatalarini va shunga mos ravishda tishli ishlov berish uchun asboblar yo'lini yaratishni qo'llab-quvvatlovchi ilovalar ishlab chiqildi (7 va 8-rasmlar).

Shakl 7. Dasturiy ta'minot moduli: ma'lumotlarni kiritish.

8-rasm. Dasturiy ta'minot moduli: (a) tish konturini yaratuvchi dastur; (b) asboblar yo'lini yaratuvchi dasturiy ta'minot.
Dasturiy ta'minot ikkita moduldan iborat. Birinchi modulda asosiy parametrlar uchun tishliz = 24, m = 3, α = 20◦ , c = 0,2, x = 0, y = 1 va taxmin qilingan uzunlamasÿna modifikatsiya f = 0,25 mm, o'zgartirilgan konturning koordinatalarining diskret yozuvi yaratildi (8a-rasm), uning asosida tekshirish uchun o'zgartirilgan tishning mustahkam modeli qurilgan dasturiy ta'minotning to'g'ri ishlashi (4-rasmga qarang). Keyingi bosqichda dasturiy ta'minot oldingisiga mos keladigan asboblar yo'lini yaratadi hisoblangan kontur ishlab chiqildi (8b-rasm). Butun yaratilgan dastur o'z ichiga oladi ISO kodiga muvofiq mashinani boshqarish funktsiyalari. U bo'lishi mumkinligi bilan universaldir standartlashtirilgan funktsiyalarga muvofiq dasturlashtirilishi mumkin bo'lgan har qanday dastgoh asbobiga moslashtirilgan.
Mashinani boshqarish tizimining parametrlariga qarab, cheklash muhim ahamiyatga ega konturni o'zgartirishning maksimal radiusi. Analitik hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki maksimal radius cheksizlikka intiladi; ammo, bu vaziyatda buni cheklash o'rinli ko'rinadi qiymat. Bizning holatlarimizda maksimal interpolatsiya radiusi 9999 mm darajasida qabul qilingan. Yaratilgan asboblar yo'li matn faylida saqlanadi va asosiy kod bilan birlashtirilishi mumkin ko'rsatilgan boshqaruv tizimining dasturi. Turli geometrik parametrlarga ega ikkita vites qayta ishlangan; m = 3 mm modulli tishli uzunlamasini modifikatsiyadan o'tkazildi
Tish chizig'ining parameterlari (1-jadval).

DMG MORI kompaniyasining CMX 50U modeli (Pleszew, Polsha) tomonidan ishlab chiqarilgan besh o'qli frezalash mashinasi Sinumerik 840Dsl boshqaruv tizimi (versiya 4.7 Ed.4 SP6, 2020, Siemens, Myunxen, Germaniya) ishlov berish uchun ishlatilgan; Boshqaruv tizimi, shuningdek, mashinani dialogli dasturlash imkonini beruvchi birbiriga zid bo'lgan ShopMill dasturi bilan jihozlangan. ning tuzilishi ishlab chiqilgan dastur yaratilgan ISO kodini, ya'ni yo'llarini birlashtirishni o'z ichiga oladi Sinumerik uchun boshqaruv formatining asosiy dasturi bilan tish bo'shlig'ini qayta ishlash dasturi (versiya 4.7 Ed.4 SP6, 2020, Siemens, Myunxen, Germaniya). Ikkala holatda ham bo'sh joy a edi bir xil material, 16MnCr5 po'lat, bir uchi diametri ph50 gacha chuqurlashtirilgan vizaning prizmatik jag'lariga o'rnatilishi kerak bo'lgan blank (9-rasm).

Shakl 9. Prizmatik jag'lardagi qisish tizimi: ishlov berish jarayoni
Mashina asbobini ishlov berishga tayyorlashning juda muhim bosqichi sirtning mos parallelligi va perpendikulyarligini saqlab, ishlov beriladigan qismni to'g'ri joylashtirish edi. Shu maqsadda Renishaw RMP 40 (Renishaw, New Mills, Buyuk Britaniya) simsiz o'lchash zondi ish qismini o'lchash uchun to'g'ri o'rnatilganligini, ya'ni tishli yuzning stol tekisligiga parallelligini tekshirish uchun ishlatilgan. Bunday holda, sirt parallelizmining maksimal og'ishi 0,003 mm dan oshmadi. Ishlov berish uchun ishlatiladigan asbob modifikatsiyalangan tishli (asbobning sharsimon qismi bilan ishlov berish) va tishli to'g'ri tishli chiziq bilan ishlov berish uchun silindrsimon to'sar (tsilindrsimon qismi bilan ishlov berish) uchun ishlatiladigan VHM sharsimon kesgich edi. vosita). Asboblar diametri ph3 mm va ph6 mm bo'lib, yuqori aniqlikka ega edi va ular chiplarni yaxshiroq evakuatsiya qilish uchun 7 mkm qalinlikdagi titanium nitrid qoplamali HPC sinterlangan karbidlardan qilingan (10-rasmga qarang). Asbob sovutmasdan ishlashga moslashtirilgan; ishlov berish jarayonida chiplar siqilgan havo bilan olib tashlanadi.

Shakl 10. Qayta ishlashda ishlatiladigan qattiq karbidli frezalar: (a) shar uchi; (b) silindrsimon [33].
Bilyali frezalash mashinasida 45º spiral burchagida ikkita pichoq bor edi silindrli to'sarda beshta pichog'i bo'lsa, pichoqning diametri tolerantligi 10 mkm dan oshmaydi; ph3 diametrli asbob va ish qismi o'rtasidagi maksimal ruxsat etilgan aloqa kengligi 0,6 mm. Asbob dastagi DIN 6535 HA [34] standartiga muvofiq h5 bardoshlik bilan ishlab chiqarilgan. ER32 SK40 A100 tipidagi ISO 7388-1 [35] standartiga muvofiq ishlab chiqarilgan, aylanish harakatining aniqligini ÿ3 mikron va G 2,5 muvozanatlash aniqligini 25000 rpm aylanish tezligida saqlaydigan asbob ushlagichi ishlatilgan. Ishlab chiqilgan ishlov berish dasturi qo'pol ishlov berishni o'z ichiga oladi (ya'ni, tish bo'shlig'ining 18 qatlam darajasida bo'linishi; 11a-rasm), shundan so'ng konturdan 0,12 mm masofani tashkil etadigan pardozlash uchun ruxsatnoma qoldiriladi. Tugatish to'lovi 85 qatlamda asboblar o'tishlari bilan olib tashlandi (11b-rasm). Xuddi shu vosita butun jarayonni qo'pol qilish uchun ishlatilgan. Tugatishda to'rtta bir xil asbob ishlatilgan. Bunday taxminlar ishlov berishdan keyin asbobning aylanma omilining sirt holatiga ta'sirini cheklash edi

11-rasm. Qabul qilingan ishlov berish strategiyasi: (a) qo'pol ishlov berish; (b) tugatish.
3. Natijalar
Qayta ishlangan tishli g’ildiraklar (12a,b-rasm) koordinata o'lchash dastgohida geometrik parametrlar bo'yicha sinovdan o'tkazildi, shundan so'ng g'ildirak tishining alohida bo'limlari ishlov berishdan keyin sirt sinovlaridan o'tkazilishi mumkin; sakkizta tish kesilgan (12-rasm). Ushbu yechim o'lchov vaqtida sirtga aniq kirishni ta'minladi.

Shakl 12. Qayta ishlangan tishlar (a) modifikatsiyasi m = 3 va (b) modifikatsiyasiz m = 6; (c) o'zgartirilgan tishli tish namunalari.