RU2344023C2 - Method of spiral premilling of profiled surfaces - Google Patents

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: method involves application of tool with toroidal generating flat, coerced simultaneously in three feed directions, of which two forward directions are perpendicular and parallel to the basis plane and aligned with swinging feed direction in the basis plane in order to touch processed surface with the tool in two points at the opposite profile sides. At the moment of contact swinging movement is reversed. To increase efficiency swinging feed movement, main mill movement and feed direction perpendicular to the basis plane are set according to the given ratios.

EFFECT: new application method for a tool with toroidal generating flat.

3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для черновой обработки сложнопрофильных фасонных поверхностей.The invention relates to mechanical engineering and can be used for roughing complex profile shaped surfaces.

Наиболее близким аналогом является способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем [1], который осуществляют инструментом в виде тела вращения с тороидальной производящей поверхностью, которому сообщают два одновременных поступательных нелинейно-согласованных движения формообразования и возвратно-вращательное движение подачи. Поступательное движение подачи осуществляют перпендикулярно и параллельно базисной плоскости заготовки и нелинейно согласуют с возвратно-вращательным движением подачи, выполненным в базисной плоскости, для периодического касания инструментом обрабатываемой поверхности одновременно в двух точках, расположенных на противоположенных сторонах профиля, причем в моменты касания противоположенных сторон профиля возвратно-вращательное движение подачи реверсируют. Однако этот способ не может быть использован для черновой обработки фасонных поверхностей, поскольку не установлены соотношения между поступательным движением подачи S_Y, возвратно-вращательным движением подачи ω_Y и главным движением инструмента ω_V, которые определяют максимальную производительность процесса, требуемую для черновой обработки.The closest analogue is a method for processing shaped concave surfaces with a varying profile [1], which is carried out by a tool in the form of a body of revolution with a toroidal producing surface, which is informed of two simultaneous translational nonlinearly coordinated movements of the formation and the reverse-rotational movement of the feed. The translational motion of the feed is carried out perpendicularly and parallel to the basal plane of the workpiece and is nonlinearly coordinated with the reciprocating-rotational motion of the feed made in the basal plane to periodically touch the workpiece with the tool simultaneously at two points located on opposite sides of the profile, and at the moments when the opposite sides of the profile touch - Rotary feed motion reverse. However, this method cannot be used for rough machining of shaped surfaces, since there is no relationship between the translational feed motion S _Y , the reverse-rotational feed motion ω _Y and the main tool movement ω _V , which determine the maximum process productivity required for roughing.

Способ винтового чернового фрезерования фасонных поверхностей, включающий использование инструмента с тороидальной производящей поверхностью, которому сообщают три одновременных движения подачи, два из которых, поступательные, осуществляют нормально и параллельно к базисной плоскости и согласуют с возвратно-вращательным движением подачи в базисной плоскости для периодического касания инструментом обрабатываемой поверхности одновременно в двух точках на противоположенных сторонах профиля, причем в моменты касания возвратно-вращательное движение реверсируют. Для повышения производительности при черновой обработке возвратно-вращательное движение подачи ω_Y(n_Y), главное движение фрезы ω_V(n_V) и движение подачи S_Y, нормальное к базисной плоскости, устанавливают со следующими соотношениями:A method of helical rough milling of shaped surfaces, including the use of a tool with a toroidal producing surface, which is informed of three simultaneous feed movements, two of which, translational, are carried out normally and parallel to the basal plane and coordinate with the rotational feed movement in the basal plane for periodic contact with the tool the treated surface simultaneously at two points on opposite sides of the profile, and at the moments of contact tion movement is reversed. To increase productivity during roughing, the reverse-rotational feed motion ω _Y (n _Y ), the main cutter motion ω _V (n _V ) and the feed motion S _Y normal to the basal plane are established with the following relations:

S_Y=S_YЗ·Z·2π·ω_V=4π·t·ω_Y,S _Y = S _YЗ · Z · 2π · ω _V = 4π · t · ω _Y ,

где:Where:

Z - число зубьев дисковой радиусной фрезы;Z is the number of teeth of a disk radius mill;

S_З - максимальное значение подачи на зуб при черновой обработке, мм/зуб;S _З - the maximum value of the feed per tooth during roughing, mm / tooth;

R_X - максимальное расстояние от оси OY, мм;R _X is the maximum distance from the axis OY, mm;

S_YЗ - подача на зуб стола станка вдоль оси OY, мм/зуб;S _YЗ - feed to the tooth of the machine table along the axis OY, mm / tooth;

S_Y - подача стола станка вдоль оси OY, мм/мин;S _Y - feed table machine along the axis OY, mm / min;

t - максимальная возможная глубина резания для фасонной фрезы, полукруглого профиля t=(0,8…0,9)r, мм;t is the maximum possible cutting depth for a shaped cutter, a semicircular profile t = (0.8 ... 0.9) r, mm;

r - радиус тороидального участка профиля инструмента, мм;r is the radius of the toroidal section of the tool profile, mm;

n_Y - число оборотов стола станка вдоль оси OY, об/мин;n _Y is the number of revolutions of the machine table along the axis OY, rpm;

n_V - число оборотов шпинделя, об/мин;n _V is the number of spindle revolutions, rpm;

ω_V=2π·n_V, рад/мин;ω _V = 2π · n _V , rad / min;

ω_Y=2πωn_Y, рад/мин.ω _Y = 2πωn _Y , rad / min.

Предлагаемый способ позволяет вести высокопроизводительную черновую обработку за счет определенного соотношения между величинами формообразующих движений.The proposed method allows for high-performance roughing due to a certain ratio between the values of the forming movements.

На фиг.1 изображена схема черновой обработки линзообразного участка поверхности, на фиг.2 - схема обработки участка профиля у дна канавки, на фиг.3 - профиль единичного срезаемого слоя.Figure 1 shows a diagram of the rough processing of the lenticular surface area, figure 2 is a diagram of the processing section of the profile at the bottom of the groove, figure 3 is a profile of a single cut layer.

Обработку производят на четырех координатных станках с ЧПУ, фрезерных или шлифованных, с непрерывно осуществленным вращательным движением стола с заготовкой, имеющей заданный профиль 1 (фиг.1) Инструменту сообщают главное движение ω_v, подводят до касания с заготовкой в точке, равноудаленной от противоположенных сторон профиля, после этого инструменту задают два движения подачи S_Y вдоль оси OY и ω_Y вокруг оси OY. В результате вырабатывается припуск линзообразной формы до касания инструментом противоположенных сторон профиля в точках М и М^'. Далее инструменту сообщают дополнительное движение подачи S_z, (фиг.2), причем его согласуют с двумя движениями S_y и ω_Y таким образом, чтобы инструмент периодически касался одновременно двух противоположенных сторон профиля (в точках M₁ и M^' ₁), а в моменты касания возвратно-вращательное движение подачи ω_Y реверсируют. Таким образом, инструмент, совершая возвратно-вращательное движение подачи вокруг оси OY от одной до другой стороны профиля и постоянно опускаясь к дну канавки по оси OY до точки В, имеющий радиус профиля r_п, полностью обрабатывает профиль в данном сечении. Для обеспечения построчной подачи в конце прохода инструменту сообщают два дискретных перемещения вдоль осей OZ и OX - δz₁ и δх₁ (фиг.1). Предложенный метод расширяет технологические возможности применения универсального инструмента с тороидальной производящей поверхностью, а также повышает производительность процесса за счет того, что позволяет обработку полного припуска осуществлять за половину оборота фрезы вокруг оси OY, т.к. обработка ведется одновременно двумя сторонами инструмента с одной стороны методом попутного, а с другой - встречного фрезерования.The processing is carried out on four coordinate machines with CNC, milling or polished, with continuous rotational movement of the table with the workpiece having a given profile 1 (Fig. 1). The tool is informed of the main movement ω _v , and it is brought into contact with the workpiece at a point equidistant from opposite sides profile, then the tool is given two feed motions S _Y along the axis OY and ω _Y around the axis OY. As a result, a lens-shaped allowance is produced until the tool touches the opposite sides of the profile at points M and M ^' . Next, the tool informs the additional movement of the feed S _z , (figure 2), and it is coordinated with two movements S _y and ω _Y so that the tool periodically touches simultaneously two opposite sides of the profile (at points M ₁ and M ^' ₁ ), and at the moments of contact, the reverse-rotational movement of the feed ω _{Y is} reversed. Thus, the tool, making a reverse-rotational movement of the feed around the OY axis from one to the other side of the profile and constantly descending to the bottom of the groove along the OY axis to point B, having a profile radius r _p , completely processes the profile in this section. To ensure line feed at the end of the passage, the instrument is informed of two discrete movements along the axes OZ and OX - δz ₁ and δx ₁ (Fig. 1). The proposed method expands the technological possibilities of using a universal tool with a toroidal producing surface, and also increases the productivity of the process due to the fact that it allows the processing of a complete allowance for half a revolution of the cutter around the OY axis, because processing is carried out simultaneously by two sides of the tool on the one hand by the passing method, and on the other hand, by on-the-fly milling.

Так как за один оборот инструмента вокруг оси OZ его режущая кромка перемещается на угол φ_Z, равный 2π радиан, за это же время τ вокруг оси OY инструмент поворачивается на угол φ_Y, выраженный в радианах:Since for one revolution of the tool around the OZ axis, its cutting edge moves at an angle φ _Z equal to 2π radians, during the same time τ around the OY axis, the tool rotates at an angle φ _Y , expressed in radians:

посколькуinsofar as

тоthen

следовательно,hence,

За половину оборота инструмента вокруг оси OY обрабатывается линзообразный участок по всему периметру (фиг.3), таким образом, максимальная глубина резания t при черновой обработке будет обеспечиваться за 0,5 оборота инструмента вокруг оси OY. При этом количество резов фрезы K в направлении оси OY:For a half revolution of the tool around the OY axis, a lenticular portion is processed around the entire perimeter (Fig. 3), thus, the maximum cutting depth t during roughing will be ensured for 0.5 revolution of the tool around the OY axis. The number of cutters K in the direction of the OY axis:

где S_Y3 - подача на зуб в направлении оси OY. За то же время K равно количеству резов половины периметра линзообразного участка

таким образом:where S _Y3 is the feed per tooth in the direction of the OY axis. At the same time, K is equal to the number of cuts half the perimeter of the lenticular region

in this way:

отсюда:from here:

таким образом,in this way,

после подстановки получим:after substitution we get:

S_Y=S_YЗ·Z·2π·ω_V=4π·t·ω_Y,S _Y = S _YЗ · Z · 2π · ω _V = 4π · t · ω _Y ,

где S_y минутная подача (мм/мин) в направлении оси OY.where S _{y is the} minute feed (mm / min) in the direction of the OY axis.

Такое же соотношение между скоростями подачи и главным движением должно обеспечиваться и на участках, обрабатываемых с возвратно-вращательным движением с той лишь разницей, что угол, определяющий точки реверсирования зависит от подачи S_Y и S_Z [1].The same ratio between the feed speeds and the main movement should be ensured in the areas processed with the back and forth movement with the only difference that the angle defining the reversal points depends on the feed S _Y and S _Z [1].

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Патент №2208502. Способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем. / Амбросимов С.К., Стежкин М.Г.; Липецк. техн. ун. т. Опубл. 20.07.2003. Бюл. №20.1. Patent No. 2208502. A method of processing shaped concave surfaces with a changing profile. / Ambrosimov S.K., Stezhkin M.G .; Lipetsk. tech. un T. Publ. 07/20/2003. Bull. No. 20.

Claims (1)

Способ винтового чернового фрезерования фасонных поверхностей, включающий использование инструмента с тороидальной производящей поверхностью, которому сообщают три одновременных движения подачи, два из которых, поступательные, осуществляют нормально и параллельно к базисной плоскости и согласуют с возвратно-вращательным движением подачи в базисной плоскости для периодического касания инструментом обрабатываемой поверхности одновременно в двух точках на противоположенных сторонах профиля, причем в моменты касания возвратно-вращательное движение реверсируют, отличающийся тем, что возвратно-вращательное движение подачи ω_Y(n_Y), главное движение фрезы ω_V(n_V) и движение подачи S_Y, нормальное к базисной плоскости, устанавливают в соответствии со следующими соотношениями:

S_Y=S_YЗ·Z·2π·ω_V=4π·t·ω_Y,
где Z - число зубьев дисковой радиусной фрезы;
S_з - максимальное значение подачи на зуб при черновой обработке, мм/зуб;
R_X - максимальное расстояние от оси OY, мм;
S_Y3 - подача на зуб стола станка вдоль оси OY, мм/зуб;
S_Y - подача стола станка вдоль оси OY, мм/мин;
t - максимальная возможная глубина резания для фасонной фрезы полукруглого профиля t=(0,8…0,9)r, мм;
r - радиус тороидального участка профиля инструмента, мм;
n_Y - число оборотов стола станка вокруг оси OY, об/мин;
n_V - число оборотов шпинделя, об/мин;
ω_V=2πn_V, рад/мин;
ω_Y=2πn_Y, рад/мин. A method of helical rough milling of shaped surfaces, including the use of a tool with a toroidal producing surface, which is informed of three simultaneous feed movements, two of which, translational, are carried out normally and parallel to the basal plane and coordinate with the rotational feed movement in the basal plane for periodic contact with the tool the treated surface simultaneously at two points on opposite sides of the profile, and at the moments of contact Tel'nykh movement is reversed, characterized in that the reciprocating rotary motion feed ω _Y (n _Y), the main movement of the cutter ω _V (n _V) and feed movement S _Y, normal to the basal plane, is set in accordance with the following relationships:

S _Y = S _YЗ · Z · 2π · ω _V = 4π · t · ω _Y ,
where Z is the number of teeth of a disk radius mill;
S _z - the maximum value of the feed per tooth during roughing, mm / tooth;
R _X is the maximum distance from the axis OY, mm;
S _Y3 - feed to the tooth of the machine table along the axis OY, mm / tooth;
S _Y - feed table machine along the axis OY, mm / min;
t is the maximum possible cutting depth for a shaped cutter of a semicircular profile t = (0.8 ... 0.9) r, mm;
r is the radius of the toroidal section of the tool profile, mm;
n _Y is the number of revolutions of the machine table around the axis OY, rpm;
n _V is the number of spindle revolutions, rpm;
ω _V = 2πn _V , rad / min;
ω _Y = 2πn _Y , rad / min.

Images