Разработка методов формообразования производящей поверхности червячных фрез и долбяков

Для того, чтобы продукция была конкурентоспособна, необходимо ^ обеспечить ее высокое качество, которое в существенной степени зависит от точности обработки резанием как в основном, так и в инструментальном производстве.

Применение сложных кинематических схем формообразования, нетрадиционных вариантов обработки предъявляет все более высокие требования к строгости и универсальности методов исследования процесса ^ формирования поверхности детали режущими инструментами. Развитие теоретических основ формообразования позволит не только дать решение актуальных производственных задач, но и создать перспективные оптимизационные модели процесса, а также синтезировать новые методы формирования поверхности детали при обработке резанием.

В предлагаемой работе в целях оптимизации процессов изготовления * зуборезного инструмента приведены методы решения задач формообразования при обработке резанием, в том числе метод численного моделирования формообразования, который основан на взаимодействии исходной поверхности и линии формообразования. Разработана методика расчета координат узловой точки сопряженной поверхности, как экстремального положения точки пересечения исходной поверхности и линии формообразования. Указанная экстремальная задача решается путем многопараметрической оптимизации. Численное моделирование поверхности детали и производящей поверхности инструмента производится с помощью двух семейств координатных линий, описанных параметрическими сплайнами, или сплайна двух переменных.

Модель построена для обобщенной схемы относительного расположения инструмента и детали, к которой можно свести большинство вариантов обработки деталей на металлорежущих станках. Предлагаемый численный метод решения задач формообразования применим для червячных фрез и долбяков. Принципиальной особенностью разработанной модели является то, что поверхность детали и производящая поверхность, как правило, имеют строгие границы, конфигурация которых будет зависеть от конструкции реальной детали, или инструмента, а также от технологического варианта обработки.

Эффективная работа машиностроительных предприятий в условиях рыночной экономики возможна при успешном решении широкого круга задач, связанных с освоением в кратчайшие сроки новых видов продукции при относительно небольших затратах на технологическую подготовку производства.

Применение компьютерного моделирования обработки деталей в существенной степени позволяет сократить затраты времени и средств за счёт: сокращения времени на проектирование деталейисключения доводочных операцийисключения брака при изготовлении деталей. При компьютерном моделировании обработки детали мы можем наблюдать результат выполнения той или иной операции, не выполняя её непосредственно на станке. Соответственно, можем своевременно принять решение, необходимое для исключения брака. Также компьютерное моделирование обработки детали позволяет исключить длительные расчёты и при задании необходимых исходных данных позволяет быстро получить точные параметры наладки оборудования.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ:

1. Разработана методика и получены расчетные формулы, графики, позволяющие определять размеры и число режущих пластин, аппроксимировать образующую кривую профиля режущего зуба червячной фрезы как прямоугольными и треугольными, так и радиусными твердосплавными режущими пластинами, т. е. фрезеровать трапецеидальные пазы в дисках ГТД за одну операцию и в пределах отклонений, 'заданных рабочим чертежом, что позволит уменьшить потребность в дорогостоящих протяжках, снизить стоимость выпускаемых компрессорных и турбинных дисков ГТД и, следовательно, повысить конкурентоспособность предприятия;

2. Разработан численный метод моделирования инструмента, предоставляющего возможность оптимизировать условия формообразования его рабочих поверхностей на разных стадиях технологического процесса в инструментальном производстве, увеличить количество переточек инструмента, снизить себестоимость и повысить конкурентоспособность готового изделия.

3. Приведена блок-схема для автоматизации расчета параметров точки пересечения линии формообразования и линии сечения.

4. Разработана система параметров, определяющих относительное расположение инструмента и детали для обобщенной схемы, к которой может быть’сведено большинство вариантов обработки деталей на металлорежущих станках.

5. На основе численного моделирования разработан метод оптимизации процессов формообразования при зубообработке с целью уменьшения величины подрезания ножки зуба шестерни .

6. Разработаны-алгоритмы автоматизации расчетов и проектирования при формообразовании червячных фрез и долбяков, управляющая программа для станка с ЧПУ в целях сокращения сроков подготовки производства.

Научная новизна работы заключается в совокупности научно обоснованных технических решений по формообразованию производящей поверхности червячных фрез и долбяков для повышения их стойкости и точности, а также в математическом моделировании процессов формообразования и разработке программ для автоматизации расчетов: разработан эффективный метод формообразования производящей поверхности сборных червячных фрез в технологических корпусах в положении «в червяке»;

— разработан и предложен метод определения аппроксимирующих параметров, получены расчетные формулы, позволяющие заменить кривую профиля режущего зуба червячной фрезы твердосплавными пластинами, имеющими прямолинейные и радиусные производящие поверхности;

— разработан метод численного моделирования производящей поверхности зуборезного инструмента (процессов взаимодействия производящей поверхности с поверхностью детали), что позволяет повысить эффективность формообразования его рабочих поверхностей на разных стадиях технологического процесса в инструментальном производстве;

— разработаны алгоритмы автоматизации расчетов и проектирования программы расчетов на ЭВМ производящей поверхности и режущей кромки зуборезного инструмента.