CC BY
31
УДК 621.91.02
МЕТОДЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ВЫШЛИФОВКИ ТВЕРДОСПЛАВНОГО ИНСТРУМЕНТА НА 5-КООРДИНАТНОМ ЗАТОЧНОМ ЦЕНТРЕ и-320
Колесников Богдан Русланович, магистрант (kolesnikov.b.r@gmail.com) Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», г.Москва, Россия
В данной статье рассмотрена методика построения профиля винтовой канавки фрезы. Выбор инструмента второго порядка для изготовления стружечных канавок. Определение необходимых параметров его установки путем решения обратной задачи профилирования. Создание макета фрезы. Применение средств автоматизированного проектирования в ходе разработки.
Ключевые слова: Фреза, профиль канавки, алмазный круг, численный метод, макет, ЧПУ.
Фреза - один из самых распространенных инструментов в металлообрабатывающей промышленности. Огромное преимущество концевой фасонной фрезы состоит в том, что она позволяет производить фасонную обработку, а также обработку пазов, уступов и других различных сложных элементов металлических конструкций. Конструкция концевой фрезы предполагает наличие винтовых стружечных канавок, имеющих фасонный профиль. Их изготовление до сих пор остается наиболее сложным вопросом, так как при обработке таких поверхностей профиль инструмента не соответствует профилю изделия.
В статье рассмотрена методика построения профиля стружечной канавки концевой фрезы [1-3]. Профиль стружечной канавки у концевых фрез состоит из четырех участков (рис. 1): прямолинейного ВК, являющегося профилем передней поверхности зуба фрезы, спинки СЕ зуба (которая может быть прямой, ломаной или кривой линией), дуги ЕК, сопрягающей спинку и переднюю поверхность, а также участка CG, который является ленточкой.
Методика расчета:
0 — центральный угол между точками В и С;
„2л 2 ( D , , , ч Р
0 =---XA = --h + р; yA = (р-h)tgr + - '
D 2 008^
XA и YA — координаты центра А дуги радиуса р;
хА
Рис.1. Форма профиля стружечной канавки концевой фрезы и его основные параметры
ХР = 2 + рсоъ(в - ас) УР = -2 8т# + р8т(#-ас)
Хр, Ур — координаты точки Б пересечения прямой, проведенной из центра Ос в точку С, и дуги окружности радиуса (рс + р) проведенной из того же центра;
- У А
Z— угол наклона хорды AF к оси у;
xE = xA - р cos Р Р = в-ас - 2^ в— угол между осью х и линией АОС; Ук = y A -Pcos y Уе = Уа -PsinР хЕ, уЕ — координаты точки Е;
xK = xA + р sin у xK, ук — координаты точки К;
Для создания винтовых канавок применялся не фасонный инструмент, а алмазный шлифовальный круг прямого профиля диаметром 100мм. При использовании такого инструмента регулировка размеров получаемой канавки происходит за счет изменения лишь параметров установки, таких как угол скрещивания, межосевое расстояние и положение точки скрещивания. На рис.2 схематично показаны параметры установки инструмента. Плюсами использования такого инструмента является возможность получения винтовых канавок в широком диапазоне размеров и форм, используя один и тот же круг. Также такой круг проще править и контролировать его размеры.
Рис.2. Схема установки инструмента на станке
Так как профиль шлифовального круга известен, то для определения необходимых параметров установки следует решать обратную задачу профилирования. Существует численный метод, позволяющий находить профиль винтовой канавки при обработке его инструментом прямого профиля. Для простоты использования данный метод был реализован в среде T-Flex Cad. С помощью построенной модели концевой фрезы (рис. 3)
Рис.3. Модель и макет вышлифованной концевой фрезы
был произведен анализ влияния параметров установки на получаемый профиль и выбран наиболее оптимальный профиль с учетом межосевого расстояния, угла скрещивания, положения точки скрещивания. Были определены необходимые параметры установки, использованные для установки алмазного шлифовального круга на 5-ти координатном шлифовальном станке.
В результате обработки был получен вышлифованный макет концевой фрезы из текстолита (рис.3), идентичный ранее спроектированному. Что подтверждает адекватность использованной компьютерной модели и правильность наших расчетов.
На сегодняшний день, при использовании оборудования с ЧПУ, процесс проектирования и изготовления фрез существенно упростился. Например, программный пакет LTF CAM для 5-координатного шлифовального центра LaProra U320 позволяет сразу выбрать вид изготавливаемой концевой фрезы, направление винтовых канавок и другие конструктивные параметры (рис.4).
п
-Ш la pvox*a
urn
affilatriai beta
Я
\
Я
I
yf
Рис. 4. Окно выбора инструмента
А так же дает возможность создания нужного профиля при помощи набора различных циклов обработки, с возможностью изменения параметров, добавления нового инструмента (рис.5-6).
Main
<0> Ш
s-M-
Curve Profile I ->[2]
3» <
Flute Curve Gash *->m Flat Gash *->[1| Flat Gash *->|1] Curve Profile II ->[2]
<10> El
1 1*НИ I-7- N4 I if-M I
Flat Profile 1 ->[2j Flat Profile I ->[2] Flat Profile II ->[2] Flat Profile И ">[2|
<8> --L* <9> J«
1 IfHM i uHH i If-M I
1
Рис.5 Карта циклов
Add | Delete | UpDate | Clear | Adj.
--Diameter: h 23.18 [Ö
Wh No: [2 Zoom | '¿Ji - Angle: [go
Corn. Rad: [0 [Ö „ ■■■ 1-
lu lu Position: 117.1 G5
Face P Left Г Right
Spin: p ««¡I»» I Close I Мак. Rpm: J35ÖÖ |7 Solid
Width:
Wheel File: |00010std.whl Load | Save | Browse |
Рис. 6 Окно контроля шлифовальных кругов.
Выводы:
1. Описана методика построения профиля стружечной канавки концевой фрезы.
2. Использование CAD/CAM систем существенно облегчают процесс моделирования и изготовления концевых фрез. А так же упрощают трудоемкость в решении задач профилирования винтовой канавки инструмента при обработке его инструментом прямого профиля.
3. Использование алмазного шлифовального круга прямого профиля, взамен фасонного инструмента, предполагает возможность получения винтовых канавок в широком диапазоне размеров и форм, используя один и тот же круг.
Список литературы
1. Гречишников В. А., Домнин П. В., Косарев В. А., Петухов Ю. Е.и др. Современные методы решения задач формообразования сложного режущего инструмента. СТИН. 2013. № 12. С. 6-11.
2. Процессы формообразования и САПР металлорежущего инструмента: учеб. пособие / Артюхин Л.Л., Балыков А.В., Гречишников В.А., Домнин П.В., Колесов Н.В., Косарев В. А., Петухов Ю.Е. и др.; под общей редакцией В. А. Гречишникова. - М.: ГОУ ВПО МГТУ «Станкин», 2010. 356 с.
3. Shaping by means of complex cutting tools/Grechishnikov V.A., Domnin P.V., Kosarev V.A., Petukhov Yu.E., Romanov V.B., Sedov B.E./ Russian Engineering Research. 2014. Т. 34. № 7. С. 461-465.
4. Петухов Ю.Е. Формообразование численными методами. М: Янус-К, 2004, 198с.
5. Петухов Ю.Е. Формообразование фасонных винтовых поверхностей инструментов на основе применения стандартных концевых и торцевых фрез./ /Петухов Ю.Е., Домнин П.В. Москва, МГТУ СТАНКИН, 2012, 130с.
6. Petukhov Yu.E. Curvilinear cutting edge of a helical bit with uniform life./Petukhov Yu.E., Vodovozov A.A./Russian Engineering Research. 2014. Т. 34. № 10. С. 645-648.
7. Petukhov Yu.E. Some directions of cutting tool cad system development. Russian Engineering Research. 2003. Т. 23. № 8. С. 72-76.
8. Петухов Ю. Е. Определение задних кинематических углов при обработке винтовых фасонных поверхностей стандартными фрезами прямого профиля./ Петухов Ю.Е., Домнин П.В /Вестник МГТУ Станкин. 2014. № 2 (29). С. 27-33.
9. Петухов Ю.Е. Задачи по формообразованию при обработке резанием./Петухов Ю.Е., Колесов Н.В., Юрасов С.Ю./ Вестник машиностроения. 2014. № 3. С. 65-71.
10. Kolesov N.V. The mathematical model of a hob with protuberances. /Kolesov N.V., Petukhov Yu.E./ Russian Engineering Research. 1995. Т. 15. № 4. С. 71-75.
11. Петухов Ю.Е. Математическая модель криволинейной режущей кромки спирального сверла повышенной стойкости./Петухов Ю.Е., Водовозов А.А./ Вестник МГТУ Станкин. 2012. № 3. С. 28-32.
12. Petukhov Yu.E. Geometric shaping in cutting./Petukhov Yu.E., Kolesov N.V., Yurasov S.Yu./ Russian Engineering Research. 2014. Т. 34. № 6. С. 374-380.
13. Домнин П. В. Формирование фасонных винтовых поверхностей стандартными концевыми и торцевыми фрезами. Главный механик. 2013. № 11. С. 39-46
14. Петухов Ю. Е. Формирование базы знаний процесса проектирования инструмента для обработки канавок в глубоких отверстиях/Петухов Ю.Е., Домнин П.В., Тимофеева А.А./ Научная жизнь. 2014. № 5. С. 21-29.
15. Петухов Ю. Е. Разработка конструкции инструмента для прорезания канавок в отверстиях на основе анализа функциональных связей между параметрами конструкции и эксплуатационными показателями процесса обработки /Петухов Ю.Е., Домнин П.В., Тимофеева А. А./ Вестник МГТУ Станкин. 2015. № 2 (33). С. 12-16.
16. Петухов Ю.Е. Способ формообразования фасонных винтовых поверхно-стей./Петухов Ю.Е., Домнин П.В./ Патент на изобретение RUS 2447972 24.06.2010
17. Петухов Ю. Е. Неразрушающий метод оценки режущей способности кругов с однослойным алмазно-гальваническим покрытием /Петухов Ю.Е., Домнин П.В., Рубец А.А./ СТИН. 2015. № 9. С.11-13.
18. Petukhov Yu.E. Some directions of cutting tool cad system development. Russian Engineering Research. 2003. Т. 23. № 8. С. 72-76.
19. Petukhov Yu.E. Curvilinear cutting edge of a helical bit with uniform life./Petukhov Yu.E., Vodovozov A.A./Russian Engineering Research. 2014. Т. 34. № 10. С. 645-648.
20. Петухов Ю. Е. Затачивание по передней поверхности спиральных сверл c криволинейными режущими кромками. /Петухов Ю. Е., Водовозов А. А./ Вестник МГТУ Станкин. 2014. № 1 (28). С. 39-43.
Petuchov Yurij Evgenievich - D. Sc. In Engineering, full professor MSTU "STANKIN", Moscow, Russia
( u.petuhov@stankin.ru)
Kolesnikov Bogdan Ruslanovich - graduate student MSTU "STANKIN", Moscow, Russia (kolesnikov.b.r@gmail.com)
METHODS OF COMPUTER-AIDED DESIGN AND FLUTING OF THE HARD-ALLOY TOOL ON 5-COORDINATE TOOL-GRINDING CENTRE U-320
Abstract. Methodology of construction ofprofile of spiral flute of milling cutter is considered in this article; a choice of instrument is the second order for making of spiraled; determination of necessary parameters of his setting by the decision of reverse task of profiling; creation of layout of milling cutter; application of computer design aids during development. Keywords: milling cutter, profile of spiral flute, diamond wheel, numerical method, model, CNC.
УДК 678.067
ТЕРМООКСИДИРОВАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КАРКАСОВ ДЛЯ РЕЗИНОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Копыльцов Виктор Викторович, директор предприятия АО «Резинотехника», г. Балаково, Россия Таганова Виктория Александровна, к.т.н., доцент (e-mail: vav779@yandex.ru) Балаковский инженерно-технологический институт (филиал) НИЯУ
МИФИ, г. Балаково, Россия Пичхидзе Сергей Яковлевич, д.т.н., профессор Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А., г.Саратов, Россия
В статье показано, что при использовании термооксидирования значительно увеличивается прочность связи резины с металлом.
Ключевые слова: термооксидирование, адгезия, резина, металл.
Известно [1], что для получения качественных резинотехнических изделий с металлическим каркасом (арматурой, сталь 08 кп) необходима удовлетворительная адгезия резины к металлу. Обычная подготовка металла перед стадиями нанесения адгезивного слоя и вулканизации резиновых смесей предполагает фосфатирование. Этот метод включает 9 стадий:
1. Обезжиривание. Состав ванны: тринатрийфосфат, сода кальцинированная, натрий кремнекислый, окись алкилдиметиламина, конденсат.
2. Промывка в горячей воде.
3. Промывка в холодной воде.
4. Промывка. Состав ванны: нитрит натрия, конденсат.
5. Фосфатирование. Состав ванны: кислота азотная, кислота ортофос-форная, белила цинковые, конденсат.
6. Пассивирование. Состав ванны: хромовый ангидрид, фосфорная кислота, конденсат.
7. Промывка в холодной воде.
