Раздел 2
СОВОКУПНОСТЬ ВЗАИМОСВЯЗАННЫХ 3D МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССОВ СЪЕМА ПРИПУСКА, ТОЧНОСТИ
ФОРМООБРАЗОВАНИЯ, ПРОФИЛИРОВАНИЯ И ИЗНОСА АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА
В разделе разработана классификация функционального назначения скрещивания осей
абразивного инструмента и обрабатываемой детали при шлифовании различных
поверхностей и его влияние на процесс снятия припуска, формообразования,
профиль инструмента, характер и интенсивность его износа, производительность,
точность и качество обработки. Рассмотрен новый подход к определению мощности
резания, теплового потока и износа профиля круга на базе общей модели
производительности шлифования в зависимости от объемов срезаемого и
деформируемого металла.
2.1. Общая 3D модель формообразующих систем станков при шлифовании поверхностей
со скрещивающимися осями кругов и деталей
Под формообразующей системой станка понимают [191] совокупность механических
элементов системы СПИД, взаимное положение и перемещение которых обеспечивает
заданную траекторию движения режущего инструмента относительно обрабатываемой
детали. Связь между координатами точек инструмента в его системе координат и
координатами тех же точек в системе обрабатываемой детали описывается
уравнением
. (2.1)
Уравнение (2.1) представляет собой геометрическую 3D модель формообразующей
системы станка, в которой правая часть описывает функцию формообразования.
На рисунке 2.1 приведена общая схема формообразующих систем станков [88] для
шлифования поверхностей со скрещивающимися осями кругов 1 и деталей 2. Общая
матрица перехода (2.1) из системы координат инструмента в систему координат
детали, представленная в виде общего кода формообразующих систем станков в
матрицах Мі обобщенных перемещений имеет вид
, (2.2)
где – угол поворота базовой втулки 3 (рис. 2.1, Іа) относительно ее оси ОвZв в
плоскости ХвОвYв при шлифовании круглых, вращающихся в процессе обработки,
деталей 21; – угол ориентации оси ОвХв (рис. 2.1, І, б) втулки 3 относительно
оси ОвХв системы координат ОвХвYвZв подающего барабана 4 при шлифовании торцов
некруглых деталей 2, которые не вращаются при обработке; – угол ориентации оси
ОвХw (рис. 2.1, І, а) системы координат ОвХwYwZw, плоскость ХwОвZw которой
совпадает с направлением вектора скорости Vw (рис. 2.1, І , а, А) ведущего
круга 11 при шлифовании сферических поверхностей деталей 21; – угол поворота
оси ОвХк (рис. 2.1, І, а, А) системы координат ОвХкYкZк, относительно оси ОвYк,
совпадающей с осью ОвYw, ведущим кругом 11, при шлифовании сферических деталей
21;
При бесцентровом шлифовании полных сферических поверхностей, например, шариков
21 (рис. 2.1, І, а, А) подшипников, правый круг 11 (рис. 2.1) является ведущим,
левый 1 – шлифовальным.
В коде формообразующей системы станка при относительном движении шлифовального
круга 1 (рис. 2.1) относительно обрабатываемой сферической детали 21,
(рис. 2.1, І, а, А) используются все матрицы Мі общего кода (2.2), в котором
упрощены выражения аргумента первой матрицы и аргументов в матрицах, не
зависящих от угла поворота подающего барабана 4, М1(–Хс(qв) = –Хс);
М2 (–Yс(qв)=Yс); М4(j(qв)=j); М5(–y(qв)= –y); М1(Х2(qв)=Х2).
Код формообразующей системы для ведущего круга 11 будет аналогичным
приведенному (2.2) для шлифовального круга 1. При этом в матрице М3 (2.2)
Zc1 = Zoc1 – Zc.
При одновременном двустороннем шлифовании торцов цилиндрических деталей (рис.
2.1), которые вращаются в процессе обработки, например, поршневые пальцы,
ролики подшипников, пружины и другие, выражение Мqи будет аналогичным (2.2) при
шлифовании сферических поверхностей 21 с исключением двух матриц М6(–qw(qв)=0)
и М5(yw(qв)=0).
При двустороннем шлифовании торцов некруглых твердосплавных пластин 2 (рис.
2.1, І, б) крестовин карданных валов и других не вращающихся в процессе
обработки деталей, выражение Мqи будет аналогичным (2.2) при шлифовании
цилиндрических вращающихся деталей с изменением аргумента в первой матрице
М6(qv(qв)+qвв = qвв).
Для описания одновременного шлифования наружного и внутреннего профиля
турбинных лопаток, лопастей винтов самолетов и других поверхностей двойной
кривизны, схему формообразующей системы станка (рис. 2.2) получим из общей
схемы (рис. 2.1) при Zoc1=0; Xoc1=0; Yoc1=Yc(qв)+Yc1(qв),
где Yc1 – расстояние между Ов и Ос1, в функции от угла qв.
В общем коде (2.2) формообразующей системы аргументы первых четырех матриц Мі
обнуляются М6(qv(qв)+qвв = 0); М6(–qw(qв)=0); М5(yw(qв)=0); М1(–Rв(qв)=0), а
М1(Хс(qв)= –Хс) при обработке криволинейных поверхностей на станке с ЧПУ, тогда
выражение Мqи получим в виде
. (2.3)
Мqи (2.3) соответствует обработке на станке с ЧПУ наружного профиля лопаток 2
(рис. 2.2) кругом 1. При обработке внутреннего профиля вторым кругом 11 в
матрице М2 (2.3) Yc1(2.qв)=Yoc1(2.qв)-Yc(2.qв), а в матрицах М4(j(qв) =
j1(qв)); М5(–y(qв) = –y1(qв)); М1(Х2(qв) = Х21(qв)).
При последовательной обработке наружного и внутреннего профиля турбинных
лопаток 2 на станке с ЧПУ одним кругом 1 в схеме (рис. 2.2) Yос1=0, а код
формообразующей системы Мqи описывается выражением (2.3).
Рис. 2.1. Общая схема формообразующих систем станков для шлифования
поверхностей со скрещивающимися осями кругов и деталей
При обработке поверхностей двойной кривизны на копировальных станках упрощаются
выражения аргументов в матрицах Мі, не зависящих от угла qв поворота приводного
барабана, тогда в выражении Мqи (2.3) М4(j(qв) = j);
М5(–y(qв) = –j) и М1(Х2(qв)=Х2).
Схема формообразующей системы станка для бесцентрового шлифования
цилиндрических поверхностей со скрещивающимися осями кругов 1, 11 и детали 2
(рис. 2.3) получена из с
- Київ+380960830922