CC BY
13ИНСТРУМЕНТЫ
ственно на рис. 2, 3. Они позволяют определять статические геометрические параметры во всем диапазоне изменения инструментального угла в плане на сборных сверлах. Наиболее актуальной задачей является определение значений углов ориентации СМП в корпусе, при которых задний угол становится равным нулю или отрицательным.
Наряду со статическими геометрическими параметрами также необходимо учитывать кинематику процесса сверления. В работе [2] автором установлено, что наибольшее влияние на геометрические параметры кинематическая составляющая оказывает в области, близкой к оси инструмента. Это влияние тем больше, чем меньше величина с (рис.1,а).
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
Таким образом, представленный в данной работе подход позволяет проводить геометрический анализ существующих сборных сверл с СМП и на его основе осуществлять целенаправленное совершенствование их конструкций.
Список литературы
1. Петрушин С.И. Основы формообразования резанием лезвийными инструментами: учеб. пособие. - Томск: Из-во НТЛ, 2004. - 204 с.
2. БакановА.А. Влияние кинематики процесса сверления на значения рабочих углов сверл с СМП // Современные наукоемкие технологии. - 2006. - №6. - С. 60.
УДК 621.9
ГЕОМЕТРИЧЕСКИМ АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ СБОРНЫХ КОНЦЕВЫХ ФРЕЗ СО СМЕННЫМИ МНОГОГРАННЫМИ ПЛАСТИНАМИ
С.И. ПЕТРУШИН, профессор, доктор техн. наук,
А.В. Махов, аспирант, ТПУ, г. Томск
Разработана методика геометрического анализа сборных концевых фрез. A procedure of geometry analysis of assembled end milling cutters has been developed. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: КОНЦЕВЫЕ ФРЕЗЫ, ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, МЕТОДИКА РАСЧЕТА.
Все существующее многообразие конструкций концевых фрез с механическим креплением сменных многогранных пластин (СМП) с точки зрения определения их геометрических параметров можно свести к двум группам расчетов: расчет геометрии на торцевой части фрезы и расчет геометрии на цилиндрической части фрезы.
На рис. 1,а показана СМП концевой фрезы в инструментальной системе координат (ИСК). За начало отсчета принята точка О, находящаяся на наибольшем диаметре фрезы, хотя она может и не принадлежать к рабочему участку режущей кромки. Через точку А проводятся три координаты плоскости: инструментальная основная PVи, инструментальная резания Pти и инструментальная главная секущая Pпи.
В статической системе координат (ССК) (рис.1,б) через начало координат О проводится ось Охс, направленная параллельно оси вращения фрезы, ось Оус, задающая радиальное направление и ось Оzс, касательная к наружной окружности фрезы. В точке О СМП наклонена на осевой угол ух и радиальный угол у
Особенность расчета геометрических параметров вращающихся инструментов с СМП заключается в том, что в зависимости от положения текущей точки А относительно оси инструмента изменяется положение основной плоскости PVс (рис.1,б), которая согласно ГОСТ 25762-83 проходит через ось фрезы и точку А. Поэтому, если осевой угол у)( постоянен для всего лезвия, то радиальный уу необходимо рассчитывать в каждой точке. По теореме синусов из АОфОА
■ А ■ О ГФ sinyp =siriYy
ГА
(1)
где уу - радиальный угол в начале координат; Гф и га радиус фрезы и текущей точки А соответственно. В свою очередь,
ГА=^с+(Гф~Ус)2,
(2)
где ¿Ас и уАс - статические координаты точки А.
На основе векторной алгебры были получены следующие выражения для статических углов в текущей точке А торцевой части концевой фрезы с СМП: угол в плане -
tgcpc =
sincpjJ-cosYx+tQ^n -siriYx
sin9^-sinYx-sinYy+cos9M-cosYy-tgA,^-c°SY?-sinYy.
угол наклона кромки -
sinA,c =совЯи (совфи -siriYy -sin<p„ siny° cosYy) + +sinA,„ cosy® cos Уу-,
(3)
главный заднии угол -
ИНСТРУМЕНТЫ
Рис.1. СМП концевой фрезы: а - в ИСК; б - в ССК
sinac = -sin|xsinv(cosax sinyx cosyy + cosay sin у у + +cos az cos у* cos у у),
где cosax =-sinA,^ sina^sin9^-cosA,^ cosa^совфи ;
cosay = sinA,M sinajJcoscplJ -соэА,и cosa^ втф^;
(5)
cosPy = -cosaxsiny°sinyy +cosay cosyy - cos az cos у ° si n у у;
sincpc :
tg<Pc
СОБфс=
cosaz = -cos A,* sina^;
cos ax = cos A,* si n Уи cos Ф* + sin A,« cos y„ si n Ф*;
sinv = ^/l-sin2^ cos2a„ ; sinn. = ^/l-cos2n.;
COS|1 = sinv ^¡Пфс ■ COSpx - COSФс ' COSPy ); cospx = cosax cosyx -cosaz sinyx;
cosPy =-cosax sinyx sinyy + cosay cosyy -- cos az cos у x si n y£;
главный передний угол -
sinyc = ^ОЭфс COSPx +э1пфс cospy^sini;sinE, (6)
где cospx =cosax cosyx -cosaz sinyx; A
<Pc град 60 40 20 0 -20 -40 -60 -80
4
/ ф'
yt = 20°
----у* - 20' ----у* «10^ _____у* - 0е: ------у*
✓
-TisJ fv ч
р
cosay = cosA,£siny£sin^ -sin^£cosYh C0S(Ph;
cosaz = cosA,„ cosy^; sin£ = /l-sin2^ sin2y„ ;
sine
= Vl-cos2e;
соэв = ^¡пфс соэРх -соэфе соэРу^ ,
где фАи - угол в плане в точке А в ИСК;
Л А ~ А
X и - угол наклона режущей кромки в точке А; аАи - задний угол на СМП в точке А; ХАи - передний угол на СМП в точке А.
-80 -60 -40 -20 0 20 W %л град
Рис. 2. Изменение угла
б
а
б
а
ИНСТРУМЕНТЫ
Геометрические параметры на цилиндрической части сборных фрез с механическим креплением СМП определяются по аналогичным формулам, в которые необходимо подставить условие фАи = 90°.
На рис. 2 - 5 представлены графики изменения углов фрезы, рассчитанные по формулам (3) - (6) соответ-
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
ственно в зависимости от угла и углов ух и у Из них следует, что, задаваясь углами ориентации сМп в корпусе фрезы, можно в любой точке режущей кромки определить все статические геометрические параметры.
Разработанная методика геометрического анализа сборных концевых фрез используется в промышленной компании "МИОН" в г. Томске.
град
о
-20
✓ Ч N Ч А ф / N
* у х' У/ / \ 1 ч \ V \ \ V Ч
/ / / / / / / ч \ \ ч Ч 1 Ч ч > N
у* = 20й, ---= 20°; ----7* = 10°; -----у* = 0", ------у* = —10°; ---7* = -20°;
/ / / / / \ ч \ ч> Ч к \ * \
/ / / \ \ ч >
-80 -60 40 -20 0 20 Ш 60 у» град
ас, град
10 О
-Ю
-20 -30
у* = 20°; ----у* = 20°; ----г/ = 10°, У , л— **"" Ч
/ ✓ ✓ / / у' / 'V/ ■7
✓ / / / ' < • / /' / / < / / /
/ / / / / у' ' / /
А ¿А г У у'
/ / -----у* =0"; -----_уЛ ---У* =-20°;
«». - _ _ у
Рис. 3 Изменение угла
■80 -60 40 -20 О 20 Ш 60 ^ град
Рис. 4 Изменение угла а*
к
град
-20 -30
£ /— _ _ у* = 20°; --у* = 20°; --у* = 10°;
V Чх- ч > \ > \ ч N \ —-
\
V ч ч Ч \ N. Ч \ \ N
ч к 4 V ч ч \ ч \ Ч \ \ Ч \
N. ч. *> Ч ч \ •А -Ч\ ч.. ч
-----г$- ------ = 0°; -10°; -20°; V %
ч ч ч Ч ч * в» ■ * г V ✓
1с
граи
-80 -60 40 -20 0 20 Щ /
о
-ю
-20 -30
= 20°; ----/^ = 20°; ----у* = 10°; -----у* = 0°; ------г" = ---у* = -20°;
ч Ч \ ч \ / / / /
% К \ ч ч ч ч / - / /
Ч \ ч % ч / / у /
ч. "ч ч. ч ч ч / & / у '* у' ё * * г'
■ *** ч *ч Ч * *
-80 -60 40 -20 0 20 №
%. град
Рис. 5 Изменение угла ус
б
а
б
а
б
а
