Программа компьютерного моделирования процесса формообразования винтовой поверхности детали инструментальной рейкой и червячной

Размещено на http://www.allbest.ru/

Омск 2010

Программа компьютерного моделирования процесса формообразования винтовой поверхности детали инструментальной рейкой и червячной

Ляшков А.А.

Функциональное назначение программы, область применения, ограничения

Предлагаемая программа предназначена для решения задачи профилирования реечного инструмента и червячной фрезы, предназначенной для обработки винтовой поверхности (ВП) детали [1] методом геометрического моделирования.

Современные средства компьютерной графики [2], предоставляя возможность моделирования процесса формообразования, позволяют исследовать влияния различных параметров инструмента, а также параметров его установки относительно детали, на форму профиля детали и наоборот [ 3].

Рассматриваемая программа выполняет в автоматизированном режиме моделирование процесса формообразования реечного инструмента для заданной винтовой поверхности детали. Решается и обратная задача - формообразование винтовой поверхности детали по полученной инструментальной рейке. На основе полученной модели рейки моделируется формообразование винтовой поверхности червячной фрезы, сопряженной с исходной винтовой поверхностью детали. Программа состоит из трех основных подпрограмм:

1) подпрограмма формообразования тела детали с винтовой цилиндрической поверхностью;

2) подпрограмма моделирования формообразования инструментальной рейки по заданной винтовой поверхности детали;

3) подпрограмма моделирования формообразования винтовой поверхности червячной фрезы на основе полученной модели инструментальной рейки.

Функции программы написаны на языке программирования AutoLISP, диалоговые окна на языке программирования DCL (Dialog Control Language).

Все исходные файлы программы собраны (скомпилированы) в единый файл приложения системы AutoCAD с расширением VLX.

При запуске программы каждая подпрограмма выполняется автономно с запросами перед их выполнениями.

Подпрограмма формообразования тела детали с винтовой поверхностью

программа инструмент формообразование винтовый

Эта подпрограмма аналогична подпрограмме, изложенной в работе [3]. Основными исходными данными для ее выполнения являются параметры определителя цилиндрической винтовой поверхности (рис. 1):

- ось винтового движения;

- образующая винтовой поверхности - в дальнейшем образующей будет, как правило, кривая, расположенная в плоскости, перпендикулярной оси винтового движения (торцовый профиль);

- шаг или параметр винтового движения;

- направление винтового движения.

Рис. 1 Параметры цилиндрической винтовой поверхности

Итогом работы подпрограммы является полигональная модель ВП и твердотельная модель детали с винтовой поверхностью, как показано на рисунке 2.

Рис. 2 Модель тела с цилиндрической винтовой поверхностью; 1- модель тела детали с винтовой канавкой; 2- цилиндрическая винтовая поверхность

Подпрограмма моделирования формообразования инструментальной рейки по заданной ВП детали и параметрам их взаимного относительного расположения

Исходным параметром подпрограммы является угол в между осью винтовой поверхности детали и образующей поверхности инструментальной рейки (рис. 3). Ось OX₁ системы координат OX₁Y₁Z₁ параллельна образующей поверхности рейки.

Выполнение подпрограммы начинается с загрузки диалогового окна «Формообразование инструментальной рейки по ВП детали» в соответствии с рисунком 4. В нем кроме указанного выше угла в вводятся начальное и конечное значения величин смещения детали с ВП вдоль образующей рейки, а также величина приращения относительного смещения ВП.

При первом запуске подпрограммы, в диалоговое окно загружаются исходные данные, установленные по умолчанию.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Омск 2010

Рис. 3 Системы координат, связанные с деталью - X YZ и инструментальной рейкой - X₁Y₁Z₁; - угол между осью детали и образующей инструмента

Рис. 4 Диалоговое окно для ввода параметра установки винтовой поверхности относительно инструмента и параметров относительного движения

При последующем запуске подпрограммы в любом открытом документе системы AutoCAD текущего сеанса в качестве исходных параметров моделирования ВП будут использоваться параметры последнего моделирования.

После ввода параметров эта подпрограмма вначале формирует заготовку для инструментальной рейки в виде отсека призмы. Ее размеры определяются параметрами детали, а расположение - параметром установки. Исходные данные для моделирования приведены на рис. 5. Затем выполняется моделирование формообразования фрезы, как показано на рис. 6.

Рис. 5 Взаимное положение детали с ВП и заготовки для инструментальной рейки

Рис. 6 Формообразование дисковой фрезы по заданной ВП и параметрам их относительного расположения; 1 - модель инструментальной рейки, 2 - модель детали с ВП

Подпрограмма моделирования формообразования ВП червячной фрезы на основе полученной модели инструментальной рейки и параметров их относительного расположения

Эта подпрограмма решает задачу формообразования ВП червячной фрезы на основе полученной модели инструментальной рейки. Для этого вначале формируется модель поверхности, конгруэнтная поверхности инструментальной рейки и сопряженная как с ВП детали, так и с поверхностью червячной фрезы (рис. 7). Затем на ее основе создается твердотельная модель второй инструментальной рейки (рис. 8), используемой для формообразования ВП червячной фрезы.

Рис. 7 Формообразование модели поверхности, конгруэнтной поверхности рейки; 1 - модель инструментальной рейки, 2 - модель детали с ВП; 3 - модель поверхности рейки.

Рис. 8 Формообразование второй рейки, поверхность которой конгруэнтна поверхности первой рейки; 1 - модель первой инструментальной рейки, 2 - модель детали с ВП; 3 - модель поверхности инструментальных реек, 4 - модель второй инструментальной рейки

Выполнение подпрограммы начинается с загрузки диалогового окна «Формообразование ВП червячной фрезы инструментальной рейкой» в соответствии с рисунком 9. В диалоговом окне параметры - шаг винтового движения фрезы, а также угол между образующей рейки и осью фрезы по умолчанию принимаются равными заданным на предыдущих этапах моделирования.

Рис. 9 Диалоговое окно для ввода параметров установки инструмента относительно винтовой поверхности фрезы и параметров относительного движения

Процесс формообразования ВП червячной фрезы показан на рисунке 10. Конечный вариант моделирования тела червячной фрезы с ВП, приведен на рисунке 11

Рис. 10 Формообразование червячной фрезы второй инструментальной рейкой; 1 - модель второй инструментальной рейки, 2 - модель червячной фрезы с ВП в процессе ее формообразования

Рис. 11 Твердотельные модели детали с ВП червячной фрезы; 1 - модель червячной фрезы, 2 - модель детали с ВП; 3 - модель поверхности, сопряженной с поверхностями детали и инструмента

Используемые технические средства

Функции программы написаны на языке программирования Visual LISP, диалоговые окна на языке программирования DCL (Dialog Control Language).

Программа разработана с учетом технологии ActiveX Automation объектной модели системы AutoCAD, и является работоспособной под управлением системы AutoCAD, начиная от 2000 до 2010 версию системы AutoCAD.

Библиографический список

1. Лашнев С.И., Юликов М.И. Расчет и конструирование металлорежущих инструментов с применением ЭВМ. М.: Машиностроение, 1975. 392 с.

2. Полещук Н.Н. AutoCAD: разработка приложений и адаптация. Спб.: БХВ - Петербург, 2006. 976 с.

3. Ляшков А. А. Программа компьютерного моделирования процесса формообразования винтовой поверхности детали дисковым инструментом. Свидетельство о регистрации электронного ресурса № 15852, от 11.06.2010.

Размещено на Allbest.ru