RU2208502C2 - Method for working shaped concave surfaces with variable profile - Google Patents

Method for working shaped concave surfaces with variable profile Download PDF

Info

Publication number
RU2208502C2
RU2208502C2 RU2001119808A RU2001119808A RU2208502C2 RU 2208502 C2 RU2208502 C2 RU 2208502C2 RU 2001119808 A RU2001119808 A RU 2001119808A RU 2001119808 A RU2001119808 A RU 2001119808A RU 2208502 C2 RU2208502 C2 RU 2208502C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tool
profile
feed motion
plane
touching
Prior art date
Application number
RU2001119808A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001119808A (en
Inventor
С.К. Амбросимов
М.Г. Стежкин
Original Assignee
Липецкий государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Липецкий государственный технический университет filed Critical Липецкий государственный технический университет
Priority to RU2001119808A priority Critical patent/RU2208502C2/en
Publication of RU2001119808A publication Critical patent/RU2001119808A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2208502C2 publication Critical patent/RU2208502C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Milling Processes (AREA)

Abstract

FIELD: machine engineering, manufacture of die sets and press-molds. SUBSTANCE: method comprises steps of using tool in the form of body of revolution with tore- like working surface; simultaneously imparting to tool two translatory non-linearly matched motions for shaping and rotating feed motion; performing rotation feed motion in plane normal relative to plane of said translatory motions realized normally and in parallel relative to basic plane and non-linearly matching them with rotation feed motion for periodically touching worked surface with tool simultaneously in two points on mutually opposite sides of profile; reversing rotation feed motion at time moment of touching worked surface and tool; making tore like working surface with curvature radius less than minimum curvature radius and using tool with diameter exceeding width of worked profile. EFFECT: enlarged manufacturing possibilities, enhanced quality of worked surface. 7 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для обработки сложнопрофильных деталей вогнутой формы с изменяющимся в сечении профилем, например рабочих поверхностей штампов и пресс-форм. The invention relates to mechanical engineering and can be used for processing complex-shaped parts with a concave shape with a profile that varies in cross section, for example, working surfaces of dies and molds.

Известен способ программной обработки многокоординатным формообразованием скульптурных поверхностей деталей [1] с.153...157. Однако этот способ может быть использован только для обработки открытых сложнопрофильных деталей, не имеющих пересекающихся участков поверхностей с небольшими радиусами сопряжений. Кроме того, возникают проблемы точности формы профиля (главной режущей кромки) при изготовлении таких инструментов с изменяющейся кривизной по профилю производящей поверхности. A known method of software processing multi-coordinate shaping of sculpted surfaces of parts [1] p.153 ... 157. However, this method can be used only for processing open complex parts that do not have intersecting surface sections with small radiuses of mates. In addition, problems arise in the accuracy of the profile shape (main cutting edge) in the manufacture of such tools with varying curvature along the profile of the producing surface.

Наиболее близким аналогом является способ обработки сложных криволинейных поверхностей инструментом, телом вращения, с криволинейной производящей поверхностью и с четырьмя нелинейно согласованными формообразующими движениями [2], одно из которых вращательное и располагается в плоскости образующей инструмента. Обработку производят инструментом с двумя коническими и торовой радиусной поверхностью. Обработку каждой выпуклой или прямолинейной стороны профиля производят одноименной стороной профиля инструмента, а вогнутого сопрягаемого участка профиля детали - радиусным торовым, обработку осуществляют с тремя одновременными нелинейно согласованными формообразующими движениями, лежащими в одной плоскости профилирования, причем одно из них, вращательное, осуществляется таким образом, чтобы прямолинейная образующая инструмента была последовательно касательна к каждой точке обрабатываемого выпуклого участка профиля, а два других определяли условия обката. The closest analogue is a method of processing complex curved surfaces with a tool, a body of revolution, with a curved producing surface and with four nonlinearly coordinated formative movements [2], one of which is rotational and is located in the plane of the generatrix of the tool. Processing is carried out with a tool with two conical and torus radial surfaces. Each convex or rectilinear side of the profile is treated with the same side of the profile of the tool, and the concave mating portion of the profile of the part with the radius torus, processing is carried out with three simultaneous nonlinearly coordinated formative movements lying in one profiling plane, and one of them, rotational, is carried out in such a way so that the rectilinear generatrix of the tool is successively tangent to each point of the processed convex section of the profile, and the other two determined the conditions of the run-in.

Однако этот способ не позволяет качественно обрабатывать поверхности, криволинейный профиль которых образован вогнутыми участками. However, this method does not allow high-quality processing of surfaces whose curvilinear profile is formed by concave sections.

Способ обработки фасонных вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем сечения инструментом, телом вращения, с торовой производящей поверхностью, которому сообщают два, одновременных нелинейно согласованных движения формообразования и вращательное движение подачи, отличающийся тем, что вращательное движение подачи осуществляют в плоскости, перпендикулярной плоскости поступательных движений, а поступательные движения, нормальные к базисной плоскости и параллельные ей, нелинейно согласуют с вращательным движением таким образом, что инструмент периодически и одновременно касается обрабатываемой поверхности в двух точках, расположенных с противоположных сторон профиля, причем в моменты касания противоположных сторон профиля вращательное движение подачи инструмента реверсируют, при этом радиус кривизны торовой производящей поверхности выполняют меньшим минимального радиуса кривизны, а диаметр инструмента большим ширины обрабатываемого профиля. A method for processing shaped concave surfaces with a varying section profile by a tool, a body of revolution, with a torus producing surface, which is informed by two simultaneous nonlinearly coordinated forming movements and a rotational feed motion, characterized in that the rotational feed motion is carried out in a plane perpendicular to the translational motion plane, and translational movements normal to and parallel to the basal plane nonlinearly agree with the rotational movement in such a way o the tool periodically and simultaneously touches the surface to be machined at two points located on opposite sides of the profile, and at the moments of touching the opposite sides of the profile, the rotational movement of the tool feed is reversed, while the radius of curvature of the torus producing surface is smaller than the minimum radius of curvature and the diameter of the tool is larger than the width of the workpiece profile.

Предлагаемый способ позволяет расширить технологические возможности обработки элементов сложнопрофильных деталей типа канавок, ручьев штампов и пресс-форм универсальным инструментом с торовой производящей поверхностью на станках с ЧПУ, а также повысить качество обрабатываемой поверхности за счет уменьшения действительных передних и задних углов при косоугольном резании. The proposed method allows to expand the technological capabilities of processing elements of complex parts such as grooves, grooves of dies and molds with a universal tool with a torus producing surface on CNC machines, as well as to improve the quality of the machined surface by reducing the actual front and rear angles during oblique cutting.

На фиг.1, 2, 3 показаны последовательные схемы обработки поверхности, на фиг. 4 - вид в плане на участок окончательно обработанной поверхности, на фиг. 5 - алгебрологическое представление инструмента, на фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.2 к расчету траектории движения инструмента. FIGS. 1, 2, 3 show sequential surface treatment circuits; FIG. 4 is a plan view of a portion of a finished surface; FIG. 5 is an algebraological representation of the tool, FIG. 6 is a section BB in FIG. 2 for calculating the tool path.

Обработку поверхности 1 (фиг.1) осуществляют инструментом 2 телом вращения с торовой производящей поверхностью, радиус кривизны которой r выполняют меньшим минимального радиуса rп, а диаметр инструмента D большим максимальной ширины В поперечного сечения сложнопрофильной канавки (ручья).Surface treatment 1 (Fig. 1) is carried out by a tool 2 with a body of revolution with a torus producing surface, the radius of curvature of which r is smaller than the minimum radius r p , and the diameter of the tool D is larger than the maximum width B of the cross section of a complex profile groove (stream).

Обработку производят на 4-координатных станках с ЧПУ, фрезерных или шлифовальных, с непрерывно осуществляемым вращательным движением стола, например ИР500ПМФ4. Processing is carried out on 4-coordinate CNC machines, milling or grinding, with continuously carried out rotational movement of the table, for example, IR500PMF4.

Инструменту сообщают главное движение ω, подводят до касания с заготовкой в т. А, равноудаленную от противоположных сторон профиля (т. М и М'). После того инструменту задают два одновременных движения подачи: поступательное вдоль оси поворота стола OY S и вращательное движение вокруг оси OY ω. Ширину срезаемого слоя при этом определяет движение ω, толщину - S. В результате вырабатывается припуск линзообразной формы до касания инструмента противоположных сторон профиля в точках М и М' (фиг.1 a, б).The tool is informed of the main movement ω , and it is brought to touch with the workpiece in t. A, equidistant from the opposite sides of the profile (t. M and M '). After that, the tool is given two simultaneous feed movements: translational along the axis of rotation of the table OY S and rotational movement around the axis OY ω . In this case, the width of the cut-off layer is determined by the movement ω , the thickness - S . As a result, a lens-shaped allowance is produced until the tool touches the opposite sides of the profile at points M and M '(Fig. 1 a, b).

Далее инструменту сообщают дополнительное движение по оси 0Z S, причем его согласуют с движениями ω и S таким образом, чтобы инструмент периодически касался одновременно двух противоположных сторон профиля, а в моменты касания вращательное движение подачи реверсируют (фиг.2). Таким образом, инструмент, совершая возвратно-качательное движение подачи вокруг оси OY от одной до другой стороны профиля и постоянно опускаясь к дну канавки, по оси OY переместится на величину δY, а по оси OZ на величину δZ. Винтовые возвратно-вращательные движения совершают до тех пор, пока инструмент не опустится до дна канавки (фиг.3). Геометрическое место точек касания инструментом обрабатываемой поверхности за один проход до дна канавки в плане представляет собой фигуру в виде восьмерки (фиг.4).Next, the tool is informed of additional movement along the axis 0Z S , and it is coordinated with the movements ω and S so that the instrument periodically touches simultaneously two opposite sides of the profile, and at the moment of contact the rotational feed movement is reversed (figure 2). Thus, the tool, making a reciprocating motion of the feed around the OY axis from one to the other side of the profile and constantly descending to the bottom of the groove, moves along the OY axis by δY, and along the OZ axis by δZ. Screw reverse-rotational movements are performed until the tool drops to the bottom of the groove (figure 3). The geometric location of the points of contact with the tool of the workpiece for one pass to the bottom of the groove in the plan is a figure in the form of a figure eight (figure 4).

Для осуществления построчной подачи в конце прохода инструменту сообщают два движения вдоль осей OZ и OX - δZ1 и δX1 соответственно (фиг.1 б). В результате начало системы координат инструмента перемещается в точку B1 начала следующего прохода.To perform line feed at the end of the passage, the tool is informed of two movements along the axes OZ and OX - δZ 1 and δX 1, respectively (Fig. 1 b). As a result, the origin of the tool coordinate system moves to point B 1 of the beginning of the next pass.

Такой способ обработки с винтовым возвратно-поступательным движением подачи позволяет при резании максимально использовать периферийный участок торовой поверхности инструмента с максимальными значениями углов. Боковые участки торовой производящей поверхности с малыми задними углами работают незначительную часть времени обработки. Обработка боковыми участками производящей поверхности осуществляется у самого дна канавки. Кроме того, при доминирующей вращательной подаче уменьшаются действительные передние и задние углы за счет косоугольного резания. Все вышеуказанное повышает качество обработки и стойкость инструмента и расширяет технологические возможности использования универсального инструмента с торовой производящей поверхностью для обработки вогнутых сложнопрофильных деталей. Such a processing method with a screw reciprocating feed motion allows the maximum use of the peripheral portion of the torus surface of the tool with maximum angles when cutting. The lateral portions of the torus producing surface with small rear angles work for a small part of the processing time. Processing of the lateral sections of the producing surface is carried out at the very bottom of the groove. In addition, with a dominant rotational feed, the actual front and rear angles are reduced due to oblique cutting. All of the above increases the quality of processing and tool life and extends the technological capabilities of using a universal tool with a torus producing surface for processing concave complex sections.

Расчет траектории инструмента осуществляется следующим образом:
1. Составляется алгебрологическая формула обрабатываемой поверхности fд с использованием функций Рвачева [3].
The calculation of the tool path is as follows:
1. An algebraological formula of the machined surface f d is compiled using the Rvachev functions [3].

2. Составляется алгебрологическая формула производящей поверхности инструмента. Для инструмента с торовой производящей поверхностью она имеет вид (фиг.5):

Figure 00000002

где
Figure 00000003
- уравнение торовой производящей поверхности, где r - радиус кривизны торовой производящей поверхности, R - радиус прямолинейных участков профиля инструмента,
fП1 = z-z1, fП2 = z-z2 - уравнения прямолинейных участков профиля инструмента;
операция
Figure 00000004
определяется по формуле R-дизъюнкции:
Figure 00000005

операция
Figure 00000006
определяется по формуле R-конъюнкции:
Figure 00000007

3. Определяются координаты всех точек инструментальной поверхности в области оперативного пространства, которое определяется областью, ограниченной шестью взаимно перпендикулярными плоскостями, параллельными осям 0XИ, 0YИ, 0ZИ.2. An algebraological formula is compiled for the tool producing surface. For a tool with a torus producing surface, it has the form (Fig. 5):
Figure 00000002

Where
Figure 00000003
- the equation of the torus producing surface, where r is the radius of curvature of the torus producing surface, R is the radius of the straight sections of the tool profile,
f П1 = zz 1 , f П2 = zz 2 - equations of straight sections of the tool profile;
operation
Figure 00000004
determined by the formula of R-disjunction:
Figure 00000005

operation
Figure 00000006
determined by the formula of R-conjunction:
Figure 00000007

3. The coordinates of all points of the instrumental surface in the area of the operating space are determined, which is determined by the area bounded by six mutually perpendicular planes parallel to the axes 0X AND , 0Y AND , 0Z AND .

4. Определяются новые координаты точек инструмента (хИ', уИ',zИ'), после поворота на угол δφ и перемещения по оси OY на величину δY с использованием аффинных преобразований до выполнения условия касания одной какой-либо стороны профиля (фиг.6):

Figure 00000008

5. Определяются координаты точек инструмента (хИ", yИ", zИ") после перемещения его по оси OZИ на величину δZ и поворота на угол δφ′ в направлении, противоположном предыдущему повороту, с использованием аффинных преобразований до выполнения условия касания его с обрабатываемой поверхностью в двух точках, лежащих на противоположных сторонах M1 и M1' (фиг.2), то есть до выполнения условий:
Figure 00000009

Figure 00000010

Точки касания двух сторон профиля определяются методом фильтрации, то есть определения их принадлежности разным множествам по их относительному расположению в системе координат детали.4. The new coordinates of the tool points (x AND ', y AND ', z AND ') are determined, after turning through the angle δφ and moving along the OY axis by the value δY using affine transformations until the condition for touching one side of the profile is fulfilled (Fig. .6):
Figure 00000008

5. The instrument determines the coordinates of the points (x AND ", y AND", z I ") after moving it to the OZ axis and the amount δZ and rotation through an angle δφ 'in a direction opposite to the previous rotation, using affine transformation before performing tangency conditions it with the surface to be treated at two points lying on opposite sides of M 1 and M 1 '(figure 2), that is, until conditions are met:
Figure 00000009

Figure 00000010

The points of contact of two sides of the profile are determined by the filtration method, that is, determining their belonging to different sets by their relative location in the part coordinate system.

Точки касания M1 и M1' определяют граничные точки, в которых осуществляется реверс инструмента.The touch points M 1 and M 1 'define the boundary points at which the tool is reversed.

Источники информации
1. Формообразование сложных поверхностей на станках с ЧПУ./ Радзевич С. П. - К.: Выща школа, 1991. - 192 с.
Sources of information
1. Forming of complex surfaces on CNC machines./ Radzevich S.P. - K .: Vyshka shkola, 1991. - 192 p.

2. Патент 2167746. Способ обработки криволинейных поверхностей./ Амбросимов С. К. , Петрухин А.А; Липецк. техн. ун. т. Опубл. 27.05.2001. Бюл. 15. 2. Patent 2167746. A method of processing curved surfaces. / Ambrosimov S. K., Petrukhin A.A; Lipetsk. tech. un T. Publ. 05/27/2001. Bull. fifteen.

3. Рвачев В.Л. Теория R-функций и некоторые ее приложения. - Киев: Наук. думка. 1982. - 551 с. 3. Rvachev V.L. The theory of R-functions and some of its applications. - Kiev: Science. Dumka. 1982.- 551 p.

Claims (1)

Способ обработки вогнутых поверхностей с изменяющимся профилем сечения инструментом в виде тела вращения с торовой производящей поверхностью, которому сообщают два одновременных поступательных нелинейно согласованных движения формообразования и вращательное движение подачи, отличающийся тем, что вращательное движение подачи осуществляют в плоскости, перпендикулярной плоскости поступательных движений, которые осуществляют нормально и параллельно к базисной плоскости и нелинейно согласуют с вращательным движением подачи для периодического касания инструментом обрабатываемой поверхности одновременно в двух точках на противоположных сторонах профиля, причем в моменты касания противоположных сторон профиля вращательное движение подачи реверсируют, при этом торовую производящую поверхность выполняют с радиусом кривизны, меньшим минимального радиуса кривизны, а диаметр инструмента - большим ширины обрабатываемого профиля. A method of treating concave surfaces with a varying cross-sectional profile with a tool in the form of a body of revolution with a torus producing surface, to which two simultaneous translational nonlinearly coordinated shaping movements and a rotational feed motion are reported, characterized in that the rotational feed motion is carried out in a plane perpendicular to the plane of translational motions normal and parallel to the basal plane and nonlinearly coordinate with the rotational feed movement for the tool touching the machined surface simultaneously at two points on opposite sides of the profile, and at the moments of touching the opposite sides of the profile, the rotational feed movement is reversed, while the torus producing surface is made with a radius of curvature less than the minimum radius of curvature, and the diameter of the tool is larger than the width of the processed profile.
RU2001119808A 2001-07-16 2001-07-16 Method for working shaped concave surfaces with variable profile RU2208502C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001119808A RU2208502C2 (en) 2001-07-16 2001-07-16 Method for working shaped concave surfaces with variable profile

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001119808A RU2208502C2 (en) 2001-07-16 2001-07-16 Method for working shaped concave surfaces with variable profile

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001119808A RU2001119808A (en) 2003-05-27
RU2208502C2 true RU2208502C2 (en) 2003-07-20

Family

ID=29210039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001119808A RU2208502C2 (en) 2001-07-16 2001-07-16 Method for working shaped concave surfaces with variable profile

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2208502C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2571297C1 (en) * 2014-07-29 2015-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) Method of treatment of helical grooves with arc-like profile

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
РАДЗЕВИЧ С.П. Формообразование сложных поверхностей на станках с ЧПУ. - Киев: Вища школа, 1991, с.157-160. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2571297C1 (en) * 2014-07-29 2015-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) Method of treatment of helical grooves with arc-like profile

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5300886B2 (en) Method of manufacturing a forging die for making sugakasa gears
US5645467A (en) Method for the precision machining of gear-wheels
JP4702951B2 (en) Contour surface and solid processing method with numerically controlled single blade
CN108568567A (en) A kind of Machining Spiral Bevel Gear method based on general four-shaft numerically controlled lathe and rose cutter
US6190241B1 (en) Method and an internally toothed tool for the precision machining of gear-wheels, and a method and dressing wheel for dressing the tool
TW201405265A (en) Mold machining method and mold machining system for computer numerical control
Varga et al. Comparison of milling strategies in the production of shaped surfaces
RU2208502C2 (en) Method for working shaped concave surfaces with variable profile
RU2497636C1 (en) Method of machining complex curvilinear structures
CN110621429B (en) Method for machining a toothing, and a gear cutting machine designed therefor, and associated computer program product
KR20010021090A (en) Cutting tip, cutting method, and cutting-processed element
JP2003516869A (en) How to plan a workpiece
CN108177028B (en) Ceramic grinding process
JP2000246636A (en) Grinding worm shaping method, shaping tool and shaping device
JPH04230502A (en) Tool-orbit-profile obtaining method in numerically controlled machine
RU2167746C2 (en) Method for working complex curvilinear surfaces
CN110587383B (en) Surface processing method of high-precision complex curved surface
RU2514256C1 (en) Method of machining complex curvilinear surfaces
JP2002239676A (en) Manufacturing method of die for forging bevel gear
RU2422248C2 (en) Method of hard-to-make turning
RU2422251C2 (en) Method of milling complex surfaces
RU2282524C2 (en) Articles planing method
JP2005103555A (en) Method for producing electrode for manufacturing metallic mold for forging bevel gear
JPH09131614A (en) Method to shave or shave-cut cylindrical gear, especially gear of which frank outline is corrected, or method to form tool required for shave-cutting
Jia et al. Grinding path planning for the cutting teeth of helical broaching tool