Анализ формообразующих систем

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Анализ формообразующих систем

Агеев Б.Н., Малышев Е.Н.

В настоящие время, в связи с повышением требований к производительности механической обработки, с одной стороны, и с широким внедрением в промышленность электронно-вычислительных машин с другой, встал вопрос о пересмотре методов поиска наиболее эффективных схем формирования.

Современные ЭВМ обладают огромными возможностями для совершенствования проектирования вообще и процесса проектирования эффективных схем механической обработки в частности. Они дают возможность с предельной быстротой и точностью решать самые сложные аналитические задачи, осуществлять анализ получаемых результатов, отыскивать оптимальные параметры для конструкции и, в. конечном счете, позволяют полностью автоматизировать процесс проектирования. Чтобы использовать эти возможности ЭВМ для проектирования способа формообразования поверхностей изделий, необходимо создавать такие методы расчета, которые были бы аналитическими, имели строгую формализацию всего процесса проектирования, позволяли бы четко, определять критерии оптимизации, были бы в максимальной степени общими и позволяли, бы решать рассматриваемые задачи комплексно.

Теоретические основы для таких методов должны содержать решения вопросов формообразования поверхностей инструментами, расчета схем резания, технологичности и т.д.

Главными факторами в процессах формообразования, реализуемых на металлообрабатывающем оборудовании, являются геометрический (определяется геометрией поверхности обрабатываемой детали и исходной инструментальной поверхности) и кинематический (определяется закономерностями относительного движения детали и инструмента без учета физических явлений, протекающих в зоне обработки, действующих сил, температур и активных сред) [1]. Формообразующей системой (ФС) называют совокупность звеньев технологической системы, взаимное положение и перемещение которых обеспечивает заданную траекторию движения режущего инструмента относительно обрабатываемой детали. В звено входят все те элементы, которые во время работы остаются относительно неподвижными. Например, звеном является шпиндель вместе с патроном и зажатой в нем обрабатываемой деталью. Два последовательных звена имеют в относительном движении не более одной степени свободы, т.е. звено может либо поворачиваться относительно оси, фиксированной в соседнем звене, либо двигаться поступательно вдоль фиксированной оси, либо быть относительно неподвижным. При анализе геометрии и кинематики все звенья ФС являются равноправными, т.е. достаточным является рассмотрение лишь относительного движения звеньев[2].

Для аналитического описания процесса относительного перемещения звеньев ФС элементам системы придают движения со скоростями, равными по величине и противоположно направленными скоростям движений, которые совершает заготовка относительно инструмента в реальном процессе обработки. Неподвижной считается система координат, связанная с заготовкой. Система координат связана с -м звеном и все подвижные звенья ФС пронумерованы последовательно, начиная от обрабатываемой заготовки () и заканчивая инструментом ().

Относительное движение звеньев ФС может быть представлено в виде координатного кода ФС:

где (=1,…,) - обозначение движения -го звена ФС относительно (-1)-го; -- число подвижных звеньев системы.

С каждым звеном ФС однозначно связывается один из приведенных в табл. 1 символов:

Таблица 1 Обозначение ki относительного движения звеньев в координатном коде ФС

Например, координатный код формообразующей системы, реализующей обработку поверхностей вращения методом точения, представляет собой трехзначное число =631 (рисунок 1). При модульном построении такой системы нулевым звеном () является обрабатываемая заготовка со шпиндельным модулем. Следующее звено (=1) - станина. В относительном движении станина вращается вокруг оси в направлении, обратном направлению вращения шпинделя, этому движению соответствует символ 6, т.е. =6. Аналогично, поступательное движение продольного суппорта (=2) относительно станины совершается вдоль оси , т.е. =3, и, наконец, поперечный суппорт (=3) поступательно движется вдоль оси , т.е. =1.

Рисунок 1

Составим координатный код ФС вертикально-фрезерного обрабатывающего центра (на рисунке 1 инструментальный магазин условно не показан). В этом станке предусмотрено четыре движения формообразования (n = 3): вращение шпинделя, продольное, поперечное и вертикальное перемещения суппортов.

формообразование резание шпиндель суппорт

Рисунок 2

Нулевым звеном (i = 0) является обрабатываемая деталь со столом поперечного суппорта. Следующее звено (i = 1) -- продольный суппорт. Поскольку нулевое звено всегда считается неподвижным, то в относительном движении продольный суппорт поступательно движется вдоль оси Х, то есть k1 = 1. Станина совершает поступательное движение вдоль оси Y, то есть k2 = 2. Аналогично, поступательное движение вертикального суппорта относительно станины совершается вдоль оси Z, то есть k3 = 3, и, наконец, шпиндель вращается вокруг оси Z. Этому движению соответствует символ 6, то есть k4 = 6. Таким образом, для данного ОЦ координатный код ФС представляет собой четырехзначное число: k = 1236

Приведенный вариационный метод анализа позволяет выявить технологические возможности технологических систем с точки зрения формообразования.

Агеев Борис Николаевич - студент КФ МГТУ им Н.Э. Баумана.

Email: ageevboris58@gmail.com

Малышев Евгений Николаевич - к.т.н., доцент

Email: m1@bmstu-kaluga.ru

Список литературы

1. Решетов Д.Н., Точность металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1986 г.

2. Косилова А. Г., Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении. М.: Машиностроение, 1976 г.

Размещено на Allbest.ru