RU1815012C - Method of processing polygonal surfaces - Google Patents

Abstract

Использование: обработка некруглых цилиндрических поверхностей, например валов моментопередэющих соединений. Сущность изобретени : обработку поверхности осуществл ют многозаходным черв чным инструментом, снабженным винтовыми симметричными режущими кромками, которые располагают равномерно по цилиндрической поверхности без перекрыти . Шаг винтовых кромок выбирают из соотношени , включающего такие величины , как количество винтовых режущих кромок инструмента, число граней многогранной поверхности, диаметры вписанной и описанной вокруг поперечного сечени  обрабатываемой поверхности окружностей. Ось инструмента устанавливают перпендикул рно оси заготовки. В процессе обработки инструменту и заготовке сообщают согласованные .вращательные движени  и относительное движение подачи. Вращательное движение инструменту задают в на- . правлении, обеспечивающем перемещение точки контакта инструмента и заготовки вдоль винтовой режущей кромки в направлении , противоположном вращению заготовки . При вышеуказанном направлении вращени  мен етс  рассто ние между точкой контакта и осью вращени  заготовки, что обеспечивает непрерывное формообразование профил  без огранки, 3 ил. (Л СUsage: processing non-circular cylindrical surfaces, such as shafts of torque-transmitting joints. SUMMARY OF THE INVENTION: Surface treatment is carried out with a multi-start worm tool equipped with symmetrical helical cutting edges which are arranged uniformly on a cylindrical surface without overlapping. The pitch of the helical edges is selected from a ratio including such quantities as the number of helical cutting edges of the tool, the number of faces of the polyhedral surface, the diameters of the circle surface inscribed and described around the cross section. The tool axis is set perpendicular to the axis of the workpiece. During processing, the tool and the workpiece are informed of consistent rotational movements and relative feed motion. The rotational movement of the instrument is set to. board, providing movement of the contact point of the tool and the workpiece along the helical cutting edge in the direction opposite to the rotation of the workpiece. With the aforementioned direction of rotation, the distance between the contact point and the axis of rotation of the workpiece changes, which ensures continuous profile formation without cutting, 3 yl. (L C

Description

Изобретение относитс  к способам обработки некруглых цилиндрических поверхностей вращающимис  инструментами и найдет применение в машиностроении при изготовлении различных деталей с такими поверхност ми, например некруглых валов моментопередающих соединений. The invention relates to methods for treating non-circular cylindrical surfaces with rotating tools and will find application in mechanical engineering in the manufacture of various parts with such surfaces, for example non-circular shafts of torque-transmitting joints.

Целью изобретени   вл етс  устранение отмеченного недостатка, т.е. повышение точности профилировани  граней за счет непрерывного контакта инструмента с заготовкой на ширине каждой грани с одной из режущих кромок.The aim of the invention is to remedy this drawback, i.e. increasing the accuracy of face profiling due to the continuous contact of the tool with the workpiece on the width of each face with one of the cutting edges.

На фиг.1 изображена кинематическа  схема обработки многогранной поверхности; на фиг.2 - относительное расположение инструмента и заготовки в сечении, перпендикул рном оси вращени  заготовки в момент окончани  обработки грани; на фиг.З - ориентаци  направлений скоростей инструмента и заготовки.Figure 1 shows a kinematic diagram of the processing of a multifaceted surface; Fig. 2 shows the relative arrangement of the tool and the workpiece in a cross section perpendicular to the axis of rotation of the workpiece at the time the facet processing is completed; in Fig.3 - the orientation of the directions of the speeds of the tool and the workpiece.

Обработку многогранной поверхности на заготовке 1 осуществл ют многозаходным черв чным режущим инструментом 2, снабженным винтовыми сплошными режущими кромками 3, которые располагаютThe processing of the multifaceted surface on the workpiece 1 is carried out by a multi-start helical cutting tool 2, equipped with screw continuous cutting edges 3, which have

0000

ел оate about

АAND

мm

равномерно по цилиндрической поверхности без взаимного перекрыти . Геометрическую ось 4 инструмента 2 устанавливают перпендикул рно оси 5 заготовки 1 с рассто нием между ними L (d + D)/2, (1), где d - диаметр окружности, вписанной в поперечное сечение многогранной поверхности ,evenly on a cylindrical surface without mutual overlap. The geometric axis 4 of the tool 2 is set perpendicular to the axis 5 of the workpiece 1 with a distance between them L (d + D) / 2, (1), where d is the diameter of a circle inscribed in the cross section of a polyhedral surface,

D - диаметр режущего инструмента.D is the diameter of the cutting tool.

В процессе обработки инструменту 2 и заготовке 1 сообщают согласованные вращательные движени  Bi и В2 вокруг их геометрических осей с частотами щ и rt2 соответственно и относительное движение подачи S. Дл  получени  многогранной поверхности с равномерно расположенными по окружности гран ми отношение I частот вращательных движений инструмента и заготовки задают по соотношениюDuring processing, the coordinated rotational movements Bi and B2 around their geometric axes with frequencies u and rt2, respectively, and the relative feed motion S are reported to the tool 2 and the workpiece 1. To obtain a multifaceted surface with faces evenly spaced around the circumference, the ratio I of the frequencies of the rotational movements of the tool and the workpiece set by the ratio

l-m/K, .(2) где m - количество граней у многогранной поверхности,l-m / K,. (2) where m is the number of faces at the polyhedral surface,

К - число заходов у инструмента.K is the number of visits of the tool.

Вращение инструмента задают в направлении , при котором точка М контакта винтовой режущей кромки 3 с обрабатываемой гранью (формообразующа  точка) перемещаетс  вдоль режущей кромки и пр мой 6, параллельной оси 4 навстречу вращению загото вки. В результате непрерывно измен етс  рассто ние между этой точкой и осью 5 вращени  заготовки. Благодар  этому обеспечиваетс  непрерывное формообразование некруглого профил  без огранки. Его форма определ етс  также вращением заготовки. В момент окончани  обработки грани (фиг.2) режуща  кромка контактирует с ней в вершине многоугольника - сечени  многогранной поверхности. Этому положению соответствует перемещение формооб- разующей точки на рассто ние I и поворот заготовки на угол а. Из фиг.21 Vd A +Az , где А(do - d)/2, do - диаметр окружности, описанной вокруг поперечного сечени . Если обозначить Л /d Б, то I d Ve(Ј+ 1) (3).The rotation of the tool is set in the direction in which the contact point M of the helical cutting edge 3 with the work face (forming point) moves along the cutting edge and straight line 6 parallel to axis 4 towards the rotation of the workpiece. As a result, the distance between this point and the axis of rotation 5 of the workpiece continuously changes. Due to this, continuous shaping of the non-circular profile without cutting is ensured. Its shape is also determined by the rotation of the workpiece. At the end of facet processing (Fig. 2), the cutting edge contacts it at the top of the polygon - a cross-section of a polyhedral surface. This position corresponds to the displacement of the forming point by the distance I and the rotation of the workpiece by an angle a. From Fig. 21, Vd A + Az, where A (do - d) / 2, do is the diameter of the circle circumscribed around the cross section. If we denote Л / d Б, then I d Ve (Ј + 1) (3).

ТакSo

какas

а m and m

илиor

ft) ft)

а - - arcsin 4- , то с учетом (3) и того, чтоа - - arcsin 4-, then taking into account (3) and the fact that

ГПОоGPOo

do°d(1 +2e), имеетdo ° d (1 + 2e), has

аand

eЈ jn2VЈ§Tg m arcsm 1+ 2еeЈ jn2VЈ§Tg m arcsm 1+ 2e

За врем  перемещени  точки контакта М вдоль пр мой 6 на рассто ние I инструмент поворачиваетс  вокруг своей оси 4 на During the movement of the contact point M along the straight line 6 to the distance I, the tool rotates around its axis 4 by

а тог угол р -ir, причемand then the angle is p -ir, and

Н В- НтN B - Nt

/ - о - I/ л / - o - I / l

2л2l

2л:К2l: K

(5)(5)

Следовательно, шаг Н винтовых режущих кромок задают в зависимости от профи- Ю л  граней по формулеTherefore, the pitch H of the screw cutting edges is set depending on the profile of the face by the formula

НN

2тгК та2tgK that

(6)(6)

15 или с учетом (3) и (4)15 or subject to (3) and (4)

Н N

2   К d (fi+jQ -marcslnV- -l)2K d (fi + jQ -marcslnV- -l)

()()

Угол поворота инструмента, необходимой дл  формировани  профил  грани на всейThe angle of rotation of the tool needed to form a face profile throughout

ее ширине, составл ет 2 / или 2 Q а. Поэтому на основании (4) при любом числе заходов К винтовые режущие кромки на рабочей ширине инструмента, составл ющей 2 или 2d vЈ(e + 1) и обеспечивающей формообразование грани, не перекрывают друг друга, благодар  чему обеспечиваетс  проходимость инструмента. Конструктивно ширину инструмента В принимают больше 21 с учетом припуска на обработку по приближенной зависимостиits width is 2 / or 2 Q a. Therefore, on the basis of (4), for any number of approaches K, the helical cutting edges on the working width of the tool, which is 2 or 2d vЈ (e + 1) and ensuring the formation of faces, do not overlap, which ensures the tool passability. Structurally, the width of the tool In take more than 21, taking into account the allowance for processing in the approximate dependence

В 2(1 + d3 - do), где d - диаметр заготовки илиIn 2 (1 + d3 - do), where d is the diameter of the workpiece or

da dda d

В 2d(VЈ(e + i) 2e). (8)In 2d (VЈ (e + i) 2e). (8)

4545

От числа заходов К зависит угол р подъема винтовых режущих кромок, так какThe angle of elevation of the helical cutting edges depends on the number of approaches K, since

илиor

р arctgp arctg

(e + i)(e + i)

50fifty

tt-marcsinff)tt-marcsinff)

(9)(9)

5555

Величина угла р вли ет на услови  резани , поскольку они во многом завис т от угла rj между направлением скорости резани  V и нормально к винтовой режущейThe value of the angle p affects the cutting conditions, since they largely depend on the angle rj between the direction of the cutting speed V and normal to the helical cutting

кромке. Из фиг.З ц-ъ-ф-в, где 0 aretg,the edge. From Fig. 3 c-b-f-v, where 0 aretg,

илиor

e-a«g)f-.,«e4%±M, (,0, Тогдаe-a "g) f -.," e4% ± M, (, 0, Then

2K-Јvk(e+1)2K-Јvk (e + 1)

r - 7 - arctg ------- , . 1A - 2tt-marcsinff)r - 7 - arctg -------,. 1A - 2tt-marcsinff)

(И)(AND)

-arctg-arctg

dK(1+2e)dK (1 + 2e)

Dm Dm

Рекомендуемые значени  угла / наход тс  в диапазоне ± 25°, Исход  из этого услови  на основании (11) определ ют количество заходов К инструмента.The recommended values of the angle / are in the range of ± 25 °. Based on this condition, on the basis of (11), the number of tool strokes K is determined.

Чем больше значение К, тем меньше частота вращени  инструмента и, следовательно , больше при заданной скорости резани  частота вращени  заготовки и соответственно выше производительность обработки. Частоту вращени  заготовки па определ ют исход  из допускаемой скорости резани  V, котора  равна геометрической сумме окружных скоростей инструмента и заготовки в зоне их контакта, т.е.The larger the K value, the lower the rotational speed of the tool and, therefore, the greater the rotational speed of the workpiece at a given cutting speed and, accordingly, the higher the productivity of processing. The rotational speed of the workpiece na is determined based on the allowable cutting speed V, which is equal to the geometric sum of the peripheral speeds of the tool and the workpiece in their contact area, i.e.

и and

v - vV + v i,v - vV + v i,

(12)(12)

где Vi jrDnf- окружна  скорость инструмента;where Vi jrDnf is the peripheral speed of the instrument;

V2   6эП2 - окружна  скорость заготовки . Так как щ П2т/К, тоV2 6eP2 - circumferential speed of the workpiece. Since ui P2t / K, then

V- г nz(D f+di.V - r nz (D f + di.

(13)(thirteen)

1010

15fifteen

20twenty

2525

30thirty

Claims (1)

ни за врем  контакта ее с инструментом осуществл етс  непрерывно одной из режущих кромок, что исключает возможность об- разовани  огранки и тем самым обеспечивает повышение точности профилировани  по сравнению со способом-прототипом . Непрерывное перемещение точки контакта инструмента с заготовкой вдоль режущей кромки обуславливает более высокую стойкость инструмента и полное использование его режущей способности. Формула изобретени  Способ обработки многогранных поверхностей , при котором инструменту и заготовке сообщают согласованное вращение вокруг скрещивающихс  осей и относитель ное движение подачи вдоль оси вращени  заготовки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности профилировани  граней за счет непрерывного контакта инструмента с заготовкой на ширине каждой грани с одной из режущих кромок, дл  обработки берут инструмент со сплошными винтовыми режущими кромками, которые равномерно располагают на цилиндрической поверхности без перекрыти  друг друга в пределах рабочей ширины инструмента, при этом направление вращени  инструмента выбирают из услови  перемещени  точки контакта его с заготовкой вдоль винтовой режущей кромки в направлении, противоположном вращению заготовки, а шаг Н винтовых режущих кромок выбирают из соотношени during its contact with the tool, it is carried out continuously by one of the cutting edges, which excludes the possibility of forming a facet and thereby provides an increase in the profiling accuracy in comparison with the prototype method. Continuous movement of the contact point of the tool with the workpiece along the cutting edge leads to higher tool life and full use of its cutting ability. SUMMARY OF THE INVENTION A method for treating multifaceted surfaces, in which the tool and the workpiece are informed of a coordinated rotation around the intersecting axes and a relative feed motion along the axis of rotation of the workpiece, characterized in that, in order to increase the accuracy of profiling faces by continuously contacting the tool with the workpiece across the width of each face with one of the cutting edges, for processing take a tool with solid screw cutting edges that are evenly placed on a cylindrical surface b without overlapping each other within the working width of the tool, the direction of rotation of the tool is selected from the condition of moving the point of contact with the workpiece along the screw cutting edge in the opposite direction to the rotation of the workpiece, and the pitch H of the screw cutting edges is selected from the ratio Н N 2лгКа e(e±X2lKa e (e ± X л -т arcsln (2l-arcsln (2 УЈ(Ј+ 1)YЈ (Ј + 1) 1 +2е1 + 2e Следовательно,Hence, П2P2 VV (14)(14) xytpjp+dtxytpjp + dt При настройке значение П2 принимают равным ближайшему из реализуемых станком . Значени  скорости резани  V и подачи S определ ютс  по режимам резани . Благодар  этому, а также тому, то винтовые режущие кромки не перекрывают друг друга , формообразование профил  каждой грагде К - количество винтовых режущих кромок (заходов) инструмента;When setting, the value of P2 is taken equal to the closest realized by the machine. The cutting speed V and feed S are determined by the cutting conditions. Thanks to this, and also to that, the screw cutting edges do not overlap each other, the profile formation of each city K is the number of screw cutting edges (approaches) of the tool; m - число граней многогранной поверхности;m is the number of faces of a polyhedral surface; d - диаметр окружности, вписанной в поперечное сечение многогранной поверх- ности;d is the diameter of the circle inscribed in the cross section of the polyhedral surface; & (do - d)2d;& (do - d) 2d; d0 - диаметр окружности, описанной вокруг поперечного сечени  многогранной поверхности.d0 is the diameter of the circle circumscribed around the cross section of the polyhedral surface. Фиг.2Figure 2 Фиг.3Figure 3