ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание к ИЛ № 53-137-03

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Существуют несколько методов обработки винтовых поверхностей, наиболее распространенные из которых: фрезерование дисковой фрезой, фрезерование концевой фрезой, обработка охватывающей головкой и строгание. При всех методах основными движениями являются вращательное или возвратно-поступательное движение резания и сложное движение подачи, состоящее из вращательного движения заготовки вокруг своей оси и согласованного с ним поступательного продольного перемещения, равного шагу винтовой поверхности за один оборот заготовки.

Исследование динамики этого процесса представляется очень важным, так как помогает спрогнозировать точность получаемых изделий и позволяет более полно использовать возможности инструмента.

Для определения таких параметров механической обработки, как кинематические изменения рабочих углов, размеры срезаемого слоя металла, шероховатость обработанной поверхности, износ инструмента и другие, удобно использовать геометрические фракталы. Геометрические фракталы позволяют с достаточной для практики точности, используя самые простые геометрические элементы - отрезки прямой, аппроксимирующие режущие лезвия и траекторные линии взаимного перемещения инструмента и детали, получить математическую модель сложного процесса обработки.

При обработке винтовой поверхностиj₁- угол поворота фрезы,j₂- угол поворота винта,j₃- расстояние отi-й точки фрезы до плоскости симметрии.

Геометрический фрактал математического отображения схемы резания при обработке винтовой поверхности в общем виде:

;

гдеr _i- радиус фрезы вi-той точке;

А_w-расстояние от оси фрезы до оси винта;

р- винтовой параметр;

w- угол подъема винтовой линии.

Геометрический фрактал одновременно соответствует фрезерованию винтовой поверхности дисковой фрезой.

Для вычисления толщины срезаемого слоя нужно получить уравнение плоскости, касательной к поверхности резания в данной точке. Эта плоскость определяется тремя векторами:

- вектором, касательным к режущей кромке

,

где частные производные по параметру режущей кромки имеют вид:

- векторомv _vs={v _xvs;v _yvs;v _zvs}и вектором Їс={(x-x _a); (y-y _a);(z-z _a)}.

При обработке винтовой поверхности концевой фрезой в работе одновременно находятся два или три зуба, поэтому мгновенное значение составляющей силы резания Р_zбудет определяться как сумма соответствующих сил, действующих на каждом зубе.

Данная методика анализа параметров процесса резания позволяет осуществить переход от одного способа обработки к другому. Это делает возможным управление методом обработки.

Анализ силовых фракталов при обработке винтовых поверхностей показал, что большие преимущества имеет обработка охватывающей головкой вследствие большой длины контакта с обрабатываемой деталью и меньших сил резания.