Проектирование и производство режущего инструмента (Юликов, 1987), страница 9

Классификация видов режущего инструмента. В результате проведенного анализа процесса формообразования поверхности детали и выявления элементов, определяющих множество видов РИ, была разработана их классификация, представленная на рис. 2.11. РИ разбивается на два класса — некомбинированный н комбинированный инструмент. Каждый из них, в свою очередь, 39 2.2.2.

Кннмяатнка формообразования — основа профилирования РИ Для многих видов РИ вЂ” фасонных резцов, дисковых фасонных фрея, долбяков и других — профилирование иа практике является наиболее трудоемкой задачей по сравнению с другими, решаемыми в системе СПРИ. Сложность профилирования полностью зависит от кинематики формообразования.

С этой точки зрения все схемы формообразования можно характеризовать тремя составляющими: производящей РИ (точка„линия, поверхность), движением формообразования при обработке детали н образуемой поверхностью (или линией профиля) детали (табл. 2.1). Примеры различных схем приведены ниже.

Инструнент )!ввженвя форыообравоваяня Протяжка............. 3 Фасонный резец.......... в Резьбовой резец.......... 8+в(3$! в) Резец для затыловання днсковой фрезы .....,,,........ 3+в(8„!.в) Долбая........... - в +в (вт!!в) Резец для затыловання червячной фр . - .. 8+3+в (3,!!в)(8,~ в) Различное сочетание указанных трех составляющих определяет сложность и общность задачи.

Если производящая РИ— точка, то решения задачи профилирования не требуется (токар- 2.!. Стена форыообразовання ннструнентан Пронааадвцаа ннструнанта Данжанна (юранюбрааоааннн Обраауанан Матата! !. Точка 2. Линна 3. Поверхность !. Поступательное 3 2. Вращательное в 3. Вннтовое 8+ ач 81в 4. Сложное 3+ в; 31 в 5. Сложное вт+ ва! вт)ва 6. Сложное 3,+8,+в; 81в,; 8 ! в !. Лнння 2.

Поверхность разбивается на два подкласса — инструмент прерывного и непрерывного действия. В состав каждого подкласса входят инструменты двух групп (1-я н 2-я), различающихся способом получения направляющей поверхности детали. Каждая группа инструментов состоит из трех подгрупп, характеризующихся методом образования образующей поверхности детали (огибание, копирование и смешанный метод, включающий огибание и копирование). Последним классификационным признаком, определяющим вид РИ, является использование одно- илн многозубого (резцового) инструмента. З.я.

Классвфнввцвн задач профилирования я методов ях заманив Осноннсс Головне рсшевня с са есдннвя прсфмлп Нспольэтспша длп рсшсняя аппарат Нннненовеавс эедечп Мс'п1дм рсшенпн 1. Капские 1. Аналитический 2. Графо- аяалнтнческнй з. гр ф- ческяй !. Аналитическая геоме- трия 2. Дифференциальная ге- ометрия 1. Функця о- пальный 2. Точечный 1.

Прямая 2. Обратная 2. Отсут- ствие среза 3. Векторная алгебра 4. Теоретическая меха- ника 5. Начертательная геоме- трия ный, строгальный резец). Если производящая РИ вЂ” линия (фасонный резец, протяжка), то часто возникает задача профилирования; если производящая РИ вЂ” поверхность, то зто более общий и сложный случай по отношению к двум первым. То же самое можно сказать о движении формообразования: наиболее сложное движение включает несколько простых; простые являются частным случаем. Если производящая РИ вЂ” поверхность, а движение формообразования состоит из нескольких простых, то решение задачи профилирования включает в себя как частные случаи решения для всех более простых схем формообразования.

Это используется ниже для получения частных решений нз общих (см., например, профилирование фасониых резцов). Следует, однако, иметь в виду, что каждое усложнение схемы формообразования, например, увеличение на единицу числа формообразующих движений, может многократно усложнить задачу и алгоритм ее решения. Поэтому практически не всегда целесообразно использовать один общий алгоритм для решения нескольких более частных задач, в том числе при расчетах иа ЭВМ. Задачи профилирования и методы их решения отличаются большим разнообразием.

Приведем их классификацию по ряду основных признаков (табл. 2.2). По цели, которая ставится при решении задачи, различают прямую и обратные задачи профилирования. Прямая задана заключается в нахождении профиля инструмента при заданном профиле детали. Обратная задана состоит в нахождении профиля детали при известном профиле инструмента.

Прямая задача решается во всех случаях при проектировании инструмента с профилем, отличающимся от профиля детали. Обратная задача решается в следующих случаях. 1. Если прн данной схеме формообразования нельзя получить полностью заданный профиль детали. то какие-то участки профиля 41 т д, Рнс.

2Л2. Схема определенна нро- фнлн ннетрументе детали получаютэя и другими размерами или другой формы. В этом случае обратная задача решается 'У для того, чтобы определить фактические размеры профиля детали на этих участках. Примером этогослучая являются участки переходных кривых при обработке колес, шлицевых валов и других зубчатых изделий червячными фрезами, долбяками и другимн обкаточными инструментами. 2. Проверяется возможность использования имеющегося инструмента для обработки заданной поверхности детали. Примером могут служить угловые или концевые фрезы с прямолинейным профилем, когда требуется проверить возможность их использования для получения заданного, в том числе фзсонного, профиля поверхностей, например, канавок сверла, зенкера и других. 3.

Прямая задача профилирования решается специальным методом с использованием обратной задачи (см. ниже п. 2.4). Общепринятым основным условием, на базе которого строится большинство известных методов решения, является условие касания. Его можно сформулировать следующим образом: производящая поверхность (или линия) инструмента в движении формообразования должна касаться заданной поверхности детали. Дополнительно к основному формулируются и еще два условия, необходимые для правильного формообразования детали И1): касание должно быть внешним; производящая поверхность (или линия) инструмента не должна пересекать другие участки поверхности детали.

При невыполнении одного из двух дополнительных условий задача профилирования иа основе касания не решается, н необходимо применять другие методы или же решать обратную задачу. Например, профиль дискового круга или фрезы для обработки винтовой канавки сверла иэ условия касания определяется следующим образом. В каждой секущей плоскости, перпендикулярной к оси круга, линия сечения тт поверхности круга должна касаться линни 1 — 1 сечения винтовой канавки (рис.

2.12). Это условие выдерживается при радиусе окружности тт, равном Йл — касание имеет место в точке К. Касание внешнее, так как радиус )гк больше радиуса р кривизны кривой 1 — 1 в точке К (на рис. 2 12 р < О). Однако второе дополнительное условие здесь, очевидно, не выдерживается: окружность тт пересекает линию 1 — 1 в точке а. Основное и единственное условие правильного формообразования поверхности детали можно сформулировать иначе: размеры производящей поверхности (или линии) инструмента данной схемы 42 формообразования определяются как максимально допустимые при условии отсутствия среза заданной поверхности.

Для рассмотренного выше случая обработки винтовых поверхностей дисковым инструментом очевидно, что радиус окружности круга следует принять равным К', при данной схеме формообразования, а следовательно, при заданном расстоянии л1 между скрещивающимися осями О„круга и О„детали максимально допустимый радиус окружностн круга в рассматриваемой секущей плоскости должен проходить через такую точку 1 иа линии 1 — 1, которая наименее удалена от оси Оа по сравнению со всеми остальными точками: 1, 2, 3 ...

(см. рис. 2.)2). В частности, при графическом или графоаналитическом определении профиля дискового инструмента, например, для обработки канавок сверла (23), радиус )т' находится указанным способом. При аналитическом решении этой же задачи основное условие выражается в следующей форме: )т' = б (2.9) где б „вЂ” наименьшее сРеди всех РасстоЯиий б„бз, ..., бт точек ), 2, 3, ..., 1 до оси Оа инструмента. Если сравнивать способы решения задач профилирования, основанные на условии касания и условии отсутствия среза, надо отметить следующее. Способы решения, основанные на условии касания, разрабатывались на протяжении многих десятилетий, а если иметь в виду теоретические основы сопряженных поверхностей, заложенные в работах Опивье, Гохмзна и других, — то на протяжении столетий. Поэтому этн способы достаточно хорошо отработаны в деталях, часто в математическом отношении изящны.

Однако они имеют один общий недостаток: при невыполнении условия касания решение задачи может весьма усложниться. Решения, основанные на условии отсутствия среза, имеют следующие преимущества: универсальность, так как условие касания является частным случаем отсутствия среза; в отличие от условия касания гарантируется отсутствие срезания профиля; вывод алгоритмов в ряде случаев значительно упрощается, и сами расчетные формулы имеют простейший вид; для расчета профили удобно использовать численные методы, получившие применение в связи с использованием ЭВМ.