Образование поверхностей при воспроизведении образующей линии в виде следа материальной точки

Категория:
Металлорежущие станки


Образование поверхностей при воспроизведении образующей линии в виде следа материальной точки

Образующая линия в виде следа материальной точки может быть воспроизведена при работе различным режущим инструментом.

Рис. 1. Воспроизведение образующей линии как следа движения материальной точки.

В качестве материальной точки можно рассматривать вершину резца, точки А сверла и зенкера, вершину А пальцевой фрезы, точку Л шлифовального круга.

В случаях, представленных на рис. 1, а, б, д и з, возможно воспроизведение образующей линии как в виде прямой, так и в виде кривой заданной формы.

Аналогичный принцип воспроизведения образующей линии используется при применении резцов, показанных на рис. 1, г и шлифовальных кругов, однако в этих случаях возможно воспроизведение только прямолинейной образующей.

При работе торцовой фрезой образующая линия также воспроизводится вершиной режущего инструмента — зуба фрезы, при этом она имеет форму дуги окружности, расположенной в плоскости обрабатываемой поверхности. Аналогичная картина имеет место и при работе чашечными кругами. Оба последних метода пригодны для обработки плоскостей.

В случаях, изображенных на рис. 1, а, б, г, д, ж и з, для воспроизведения образующей линии необходимо обеспечить перемещение материальной точки, а соответственно и режущего инструмента, относительно обрабатываемой детали по заданной траектории.

Для воспроизведения воображаемой режущей кромки как следа движения материальной точки могут быть использованы различные методы профилирования: геометрическое профилирование, кинематическое профилирование, профилирование по копиру, профилирование с использованием вычислительных устройств в системе управления.

Геометрическое профилирование. Как указывалось выше, геометрическое профилирование осуществляется путем перемещения рабочих органов по направляющим поверхностям, имеющим соответствующую геометрическую форму.

Рассмотрим методы геометрического профилирования применительно к наиболее распространенным формам образующих линий.

При воспроизведении прямолинейной образующей рабочий орган перемещается по прямолинейным направляющим, установленным параллельно образующей линии. Если углы наклона образующей могут иметь различные значения, то направляющие выполняются поворотными.

При воспроизведении образующей в форме дуги окружности рабочий орган получает движение по дуге окружности, либо перемещаясь по дуговым направляющим, либо поворачиваясь вместе с осью вращения, расположенной в подшипниках.

В зависимости от положения оси вращения, при обработке получаются либо сферические, либо тороидные поверхности.

Профилирование по копиру. При профилировании по копиру два рабочих органа перемещаются в двух взаимно перпендикулярных направлениях или под углом один к другому. Рабочий орган получает от механизмов привода подачу в продольном направлении, которая называется задающей подачей. Рабочий орган получает движение от копира. Это движение называется следящей подачей.

На рис. 2 показаны пазовые копиры, обеспечивающие кинематическое замыкание цепи привода рабочего органа. Однако копиры могут быть выполнены открытыми, как это было показано выше. В этом случае нужно применить силовое замыкание с помощью груза или пружины.

При прямолинейной образующей копир также имеет прямолинейную форму. Для изменения угла наклона образующей копир может быть выполнен поворотным.

При воспроизведении дуговых или криволинейных образующих копиру придается соответствующая форма.

В данном случае также может быть использовано как непосредственное копирование, так и копирование со следящей системой.

Кинематическое профилирование. Метод кинематического профилирования применяется при воспроизведении наклонной прямолинейной образующей и криволинейных образующих, заданных уравнением.

Рис. 2. Методы профилирования при воспроизведении образующей как следа движения материальной точки.

При профилировании наклонной прямолинейной образующей ходовой винт , сообщающий движение рабочему органу, связывается через сменные шестерни и коническую передачу с ходовым винтом, сообщающим движение рабочему органу.

Для воспроизведения наклонной образующей с углом наклона у должна существовать определенная зависимость между перемещениями рабочих

При воспроизведении криволинейных образующих используются более сложные кинематические связи, рассмотренные ниже в разделе, посвященном профилирующим кинематическим цепям.

Профилирование с использованием вычислительных устройств в системе управления. В данном случае используется рассмотренный выше принцип применения вычислительных устройств для управления перемещениями двух рабочих органов при наличии функциональной связи между этими перемещениями.

Указанный принцип профилирования может быть применен для воспроизведения образующих различной формы: прямолинейных, в форме дуги окружности, криволинейных.

Форма образующей определяется характером программы, которая вводится в вычислительное устройство В, которое управляет приводами X и У, осуществляющими перемещение рабочих органов.

Комбинированные методы профилирования. В ряде случаев для воспроизведения образующей заданной формы оказывается целесообразным использовать комбинированные методы профилирования.

Например, для профилирования наклонной прямолинейной образующей применяется сочетание геометрического и кинематического профилирования или сочетание кинематическрго профилирования и профилирования по копиру. Применение комбинированных методов профилирования обусловлено тем, что по конструктивным соображениям оказывается невозможным получить большие углы наклона за счет поворота направляющих или копира, а кинематическое профилирование требует применения большего набора сменных шестерен для получения любых значений углов. При комбинированном профилировании можно ограничиться небольшим набором сменных шестерен, который позволяет получить ряд значений углов наклона с определенными интервалами, а внутри интервалов необходимые значения углов настраиваются установкой направляющих или копира.

При сочетании кинематического и геометрического профилирования рабочий орган перемещается по направляющим, установленным под углом Yi- Ходовой винт, сообщающий движение рабочему органу, как обычно, связан через сменные шестерни и постоянную передачу с винтом, сообщающим движение рабочему органу.

Рис. 3. Комбинированные методы профилирования.

При сочетании кинематического профилирования и профилирования по копиру винт, сообщающий движение рабочему органу, вращается в подшипнике колодки. Вместе с колодкой винт может перемещаться вдоль своей оси. Колодка связана цапфой с ползуном, перемещающимся по копиру. Таким образом, при движении рабочего органа рабочий орган перемещается благодаря не только вращению винта, но и перемещению его в осевом направлении вследствие скольжения колодки по копиру.

Из последнего выражения находим угол Yi установки копира.

Рассмотренные методы воспроизведения образующей линии широко используются при обработке резцом и шлифовальным кругом поверхностей вращения как деталей типа тел вращения, так и корпусных деталей, плоскостей, многогранных поверхностей, контурно-сложных линейчатых поверхностей. При обработке поверхностей вращения профилирующее движение по направляющей линии совпадает с главным вращательным движением, при обработке плоскостей, многогранных и линейчатых поверхностей профилирующее движение совпадает с главным прямолинейным движением.

Образование пространственно-сложных поверхностей. Как было по-показано выше, пространственно-сложная поверхность задается рядом кривых линий, расположенных в нескольких параллельных сечениях. В каждом из этих сечений может быть вопроизведена контурно-сложная поверхность. Если сечения, в которых воспроизводятся контурно-сложные поверхности, будут расположены достаточно близко, то они образуют заданную пространственно-сложную поверхность. Таким образом, задача воспроизведения пространственно-сложных поверхностей сводится к воспроизведению ряда контурно-сложных поверхностей, расположенных в близких друг к другу сечениях.

Рис. 4. Образование пространственно-сложных поверхностей.

Для воспроизведения пространственно-сложных поверхностей преимущественно применяются методы профилирования по копиру и методы профилирования с использованием вычислительных устройств в системе управления.

Для воспроизведения контурно-сложных поверхностей в отдельных сечениях пространственно-сложной поверхности обычно применяется инструмент, при работе которого образующая линия получается как след движения материальной точки. Принцип воспроизведения пространственно-сложной поверхности при профилировании по копиру может быть рассмотрен на основе схемы, представленной на рис. 4.

Обработка детали осуществляется пальцевой фрезой, по объемному копиру, который воздействует на щуп копировального прибора. Обрабатываемая деталь и копир закрепляются на стойке, установленной на столе. В процессе обработки контурно-сложной поверхности в очередном сечении бабка вместе с салазками получает перемещение

по направляющим колонны и поперечное перемещение вдоль оси фрезерного шпинделя по направляющим салазок. Салазки получают движение от регулируемого привода, сообщающего вращение винту, а шпиндельная бабка — от регулируемого привода, сообщающего вращение винту. Регулируемые приводы получают сигналы управления от копировального прибора по связям. По окончании обработки контурно-сложной поверхности в одном из сечений, вызываемом строчкой, стол смещается на величину интервала между смежными сечениями. Перемещение стола называется строчечной подачей.

При рассмотренной схеме движений обработка осуществляется вертикальными строчками. Возможна обработка горизонтальными строчками. В этом случае функциональная связь существует между перемещениями стола, получающим движение от регулируемого привода, сообщающего вращение винту, и перемещениями шпиндельной бабки. Строчечная подача сообщается салазкам. Сигналы управления поступают к приводу по связи.

При использовании вычислительных устройств сигналы управления, вырабатываемые вычислительным устройством на основе программы, поступают к управляемым приводам.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум