РАЗДЕЛ 2
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ СПОСОБ НОРМАЛЕЙ
ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СОПРЯЖЕННЫХ
КРИВОЛИНЕЙНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ БЕЗ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ
При формировании сложных нелинейчатых поверхностей огромную роль играет точность изготовления изделий, которые обрабатываются наиболее производительным инструментом, работающим методом обкатки. Поэтому, разработка способа исключения интерференции сопряженных криволинейных поверхностей червячных режущих инструментов и зубчатых передач на стадии проектирования позволяет усовершенствовать технологию изготовления, существенно повысить производительность, а также улучшить качество обрабатываемых изделий.
При формировании исходной инструментальной поверхности червячных фрез учитывается условие сопряженности между точками изделия и инструмента. В процессе исследований автоматизированы процессы построения нормалей к профилю изделия и процессы формирования исходной винтовой криволинейной поверхности с учетом исключения интерференции на стадии проектирования режущего инструмента. Процессы автоматизации выполнены на языке программирования Auto LISP в системе AutoCAD 2002.
Зубчатые передачи и режущий инструмент без интерференции позволяют избежать подрезания, заклинивания, опасной концентрации напряжений. Также повышается точность и надежность широкого класса деталей в машиностроении.
Применение современных компьютерных технологий в научно-исследовательской деятельности экономит много времени и увеличивает точность проектирования, позволяет получить визуализацию требуемых процессов или построений. Использование разнообразных современных языков программирования дает возможность получить решение или смоделировать сложную криволинейную поверхность. В данный момент более распространено визуальное программирование, т.н. программирование форм.
Программы, написанные на этих языках, решают большинство вычислительных задач. От записной книжки и операционной системы, до программы запуска и полета спутников.
К языкам высокого уровня относятся: Pascal, C, C++ и др. Есть также версии этих языков в визуальном исполнении: Delphi, Visual C++, Visual Basic и др.
Претерпела изменений и существенно продвинулась вперед также компьютерная графика и объемное моделирование.
Появились профессиональные пакеты с множеством возможностей для обработки 3D графики: Autodesk VIZ, 3D Studio Max, Lightwave и др. Огромное количество профессиональных пакетов сквозного проектирования и систем САПР (Система автоматизированного проектирования). К ним относятся Pro Engineering, Solid Works, AutoCAD 2002, T-FLEX CAD и др.
Многие пакеты имеют встроенный язык программирования, который позволяет программировать конкретные задачи внутри этих программ и тем самым существенно облегчают задачу конструктору.
Пакет автоматизированного проектирования AutoCAD 2002 имеет встроенный язык визуального программирования форм и конструкторских расчетов - Visual Lisp.
2.1 Особенности профилирования винтовых насосов и винтовых компрессоров
Винтовые насосы и винтовые компрессоры широко применяются в различных областях промышленности и транспорта [143]. Они нашли применение в самолетостроении, машиностроении, а также в инструментальной промышленности. Главное преимущество винтовых насосов и компрессоров перед поршневыми в том, что в них отсутствуют возвратно-поступательные движения, а также необходимые для этого клапана. Первостепенным требованием, предъявляемым к работе винтовых насосов и компрессоров, является высокий КПД, зависящий от степени герметичности рабочих органов. Наиболее сложными и ответственными деталями винтовых насосов и компрессоров являются их рабочие органы и охватывающие их рубашки.
Величина потери производительности ?Q напрямую связана с точностью изготовления рабочих органов и рубашек винтовых компрессоров и насосов.
Существует два типа зазоров в рабочих органах насоса:
* зазоры между винтами;
* зазоры между рубашкой и наружной поверхностью винтов.
Первостепенной задачей при изготовлении винтов является получение их профилей в точном соответствии с формой. Чтобы получить высокое качество винтов необходимо выполнить следующие условия:
* точный расчет режущего и измерительного инструментов;
* тщательное изготовление режущих и измерительных инструментов в соответствии с расчетом;
* правильное построение технологического процесса.
Известно [33], что образующие шестерни винтов состоят у ведущего винта из дуг окружностей и эпициклических кривых, а у ведомого - из дуг окружностей, эпициклической кривой и радиального отрезка прямой. Т.е., типичными линиями для профилей винтов являются: дуга окружности, радиальная прямая и эпициклическая кривая. В связи с этим, при формировании исходной инструментальной поверхности режущего инструмента, исключающего интерференцию, будем рассматривать сечения характерные для винтовых компрессоров и насосов.
Для каждой поверхности линия резания является непрерывной и плавной кривой. Чтобы исключить подрезание этой поверхности необходимо, чтобы она соприкасалась с фрезой исключительно по линии резания. Исходная поверхность будет обрабатываться только в одном случае, если линия резания идет непрерывно от одной винтовой линии, ограничивающей эту поверхность, до другой.
Если поверхность состоит из последовательности нескольких закономерных поверхностей, то для обработки их всех одной фрезой необходимо, чтобы проекции линии резания этих поверхностей на ось фрезы не перекрывали бы друг друга. Также должно отсутствовать подрезание поверхности изделия.
Если винтовая поверхность, определяемая аналитическим уравнением, плавно переходит в другую винтовую поверхность, то есть касательная в точках граничной кривой в любом направлении является общей, то линия резания этих поверхностей, будет сходиться в одной точке на граничной кривой. Чтобы поверхности плавно переходили одна в другую, достаточно наличия в каждой граничной точке еще одной касательной к граничной кривой,