Модель формирования профиля винтовой поверхности глобоидного червяка ротационным точением Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

X

2х10_3 1.6х10_ 3 1.2х10_ 4 8х10_4 4x10 4

_ 0

_4х10_4 _8х10_3

1.2х10_ 3 1.6х10_ 3

_ 2х 10 3

0.01

0.1 1 T

10

Динамика переходного процесса распила в сплавах алюминиевой группы

где И - коэффициент демпфирования упругой системы станка, 1/с; р - частота первой моды собственных колебаний, 1/с; ю - вынужденная частота процесса резания, рад/с; Н - вынужденная сила, записанная в форме ускорения.

Для моделирования рассчитываем значение коэффициента демпфирования конструкции станка с учетом логарифмического декремента колебаний по резонансному условию при р и ю по формуле

И = X • ю/2п, (3)

где X - логарифмический декремент колебаний конструкции станка отрезной группы, 0,23.

В расчетах значение круговой вынужденной частоты можно определить по уравнению

ю = п • и/30, (4)

где п - частота вращения шкива, мин4.

Из теории вибрационных процессов характеристика возмущения определяется функцией, представляющей ускорение точки или поверхности,

Н = е • ю2, (5)

где е - значение эксцентриситета оси вращения шкива с осью, проходящей через центры подвижных масс, м.

Для предварительной оценки качества обработки можно использовать функцию взаимосвязи технологического допуска на размер детали и шероховатости:

Яа = V • Т, (6)

где V - коэффициент связи, зависящий от класса точности станков, V = 0,05 - 0,0032; Т = е^' - в1 - допуск на размер детали.

Переходный процесс стабилизации движения режущего инструмента представлен в форме осциллограммы (см. рисунок), построенной в прикладной программе компьютерного моделирования. Первый пик амплитуды 4,2 • 10-4 м начинается на отметке 0,8 с, а второй со значением 1,1 • 10-3 м - на 2 с работы механизма резания, свидетельствующий о нелинейности динамического процесса разгона пильной ленты. При этом проявляется эффект автоколебаний на участке с периодом 4,6 с.

Следовательно, для качественного распила заготовок необходимо регулировать как скорость резания, так и скорость подачи. Такой подход обеспечит получение параметров шероховатости Яа < 3,2, допуск перпендикулярности ТРЯ < 63 мкм, подтверждающее гипотезу о возможности повышения эффективности заготовительной операции за счет снижения времени переходного процесса, обеспечения требований ГОСТ ИСО 1940-1-2007.

© Скрипка А. В., Янковская Н. Ф., Егоров М. В., Князева К. Р., Филиппов Ю. А., 2013

УДК 621.81.004

МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФИЛЯ ВИНТОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ ГЛОБОИДНОГО ЧЕРВЯКА РОТАЦИОННЫМ ТОЧЕНИЕМ

А. В. Сутягин, Л. С. Малько, И. В. Трифанов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31. E-mail: [email protected]

Рассмотрена методика разработки модели генерации профиля винтовой поверхности глобоидного червяка ротационным точением.

Ключевые слова: ротационное точение, глобоидный червяк, модель формирования профиля.

Технология и мехатроника в машиностроении

FORMATION MODEL OF THE SCREW SURFACE PROFILE OF DOUBLE-ENVELOPING

WORM BY ROTATIONAL TURNING

A. V. Sutyagin, L. S. Malko, I. V. Trifanov

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russia. E-mail: alexander. [email protected]

The technique of generation model development of a screw surface profile of a double-enveloping worm by rotational turning is considered.

Keywords: rotational turning, double-enveloping worm, a profile formation model.

Одним из эффективных путей повышения производительности процесса обработки винтовой поверхности глобоидного червяка является использование ротационного точения принудительно вращаемым многолезвийным инструментом [1]. Для изучения характера движения режущей кромки в процессе генерации профиля винтовой поверхности, формы и размера продольного и поперечного сечения срезаемого слоя была разработана геометрическая модель формирования профиля винтовой поверхности ротационном точением.

Методика разработки модели включает в себя: расчет профиля режущего элемента многолезвийного

инструмента; определение схемы движения режущих элементов многолезвийного инструмента; построение схемы для определения координат последовательного положения базовых точек (рис. 1); построение алгоритма расчета формирования профиля винтовой поверхности.

Предложенная модель является аналитико-геометрической, потому что отражает только вопросы формирования геометрии генерации профиля винтовой поверхности ротационным точением принудительно вращаемым многолезвийным инструментом и не касается вопросов физики процесса резания материалов.

Рис. 1. Схема определения координат последовательного положения базовых точек:

А и В базовые точки, расположенные на режущем элементе инструмента; 1, 2, ..., , - последовательные положения базовой точки А; траектория движения базовой точки В в форме удлиненной гипоциклоиды условно не показана; Я - радиус делительной окружности червячного колеса глобоидной передачи; га - радиус окружности

выступов инструмента; г - радиус центроиды инструмента; Б - продольная подача инструмента, мм/об; ХОУ - неподвижная система координат; ф,- - угол поворота радиус-вектора, проходящего через центр центроиды инструмента (производящей окружности

гипоциклоиды)

Рис. 2. Геометрическая модель: 1-11 - продольная подача, Б = 3,75 мм/об, максимальная толщина срезаемого слоя 1,25 мм

Аналитическая часть модели включает в себя исходные данные о профиле обрабатываемой винтовой поверхности детали и инструмента, выбор подвижной и неподвижной центроид, выполнение расчета координат фиксирующих точек по одной из указанных выше формул. Кроме того, в аналитической части устанавливают исследуемый диапазон изменения величины продольной подачи и глубины резания, а также определяют диапазон изменения угла качения ф.

Графическая часть модели была реализована с помощью пакета программ МаШ1аЪ (рис. 2). В итоге получили графическую часть модели, позволяющую совместно с аналитической частью выполнять анализ процесса генерации профиля винтовой поверхности ротационным точением многолезвийным инструментом.

Библиографическая ссылка

1. Устройство для ротационной обработки винтовой поверхности глобоидных червяков / А. В. Сутя-гин, Ю. В. Сутягина, Л. С. Малько, И. В. Трифанов // Решетневские чтения : материалы XV Междунар. науч. конф. Красноярск, 2012.

Reference

1. Sutjagin A. V. Ustrojstvo dlja rotacionnoj obrabotki vintovoj poverhnosti globoidnyh chervjakov / A. V. Sutjagin, Ju. V. Sutjagina, L. S. Mal'ko, I. V. Trifanov // Reshetnevskie chtenija : materialy XV Mezhdunar. nauch. konf., Krasnojarsk 2012.

© Сутягин А. В., Малько Л. С., Трифанов И. В., 2013

УДК 621.6.09:65.012.23(075)

ВЛИЯНИЕ МЕТОДОВ ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ТВЕРДОСПЛАВНОГО ИНСТРУМЕНТА

С. Ю. Сыроежко, Н. А. Амельченко, В. Д. Утенков

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31. E-mail: [email protected]

Проведен анализ перспективных методов поверхностного упрочнения материалов, преследующих продление срока службы инструмента за счет повышения его режущей способности и коррозионной стойкости.

Ключевые слова: износостойкость, режущий инструмент.