WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 12 |

Если фасонному резцу придать передний и задний углы, равные нулю, и поставить такой резец при работе режущим лезвием на высоте центра вращения детали, то профиль такого резца будет полностью совпадать с профилем обрабатываемой детали. Однако на практике данное условие не может быть выполнено, так как резание любым металлорежущим инструментом, в том числе и фасонным резцом, с нулевым задним углом невозможно. В случае, когда >0, размеры профилей изделия и инструмента не совпадают, что приводит к необходимости проведения коррекционных расчетов профиля фасонного резца.

Известны два метода определения профиля фасонных резцов: графический и аналитический.

Графические способы профилирования значительно проще и нагляднее аналитических. Основным средством определения профиля резца при использовании графического метода является расчетная схема, выполненная с высокой точностью. Основные размеры фасонного инструмента получаются путем измерения размеров на схеме и их последующего пересчета с учетом принятого масштаба. Основной недостаток графического метода проектирования заложен в его природе - точность результатов проектирования определяется точностью выполненных построений. В связи с этим графические построения на бумаге для проектирования фасонных резцов в настоящее время практически не применяются.

При использовании аналитического метода измерения, выполняемые на расчетной схеме, заменяются последовательностью вычислений. Основное преимущество аналитического метода определения профиля фасонных резцов – практически неограниченная точность определения размеров. Недостатком этого метода является сложность расчета, особенно для криволинейных профилей.

Основным средством проектирования фасонного инструмента при использовании графического метода является расчетная схема. Исполнительные размеры профиля фасонного резца определяются путем проведения измерений на расчетной схеме, выполненной в большом масштабе с высокой точностью. При использовании аналитического метода проектирования, расчетная схема также применяется, но лишь как иллюстрация к аналитическим расчетам.

Целью коррекционного расчета является определение координат узловых точек профиля фасонного резца в системе координат, связанной с инструментом. При этом при расчете круглого фасонного резца определяются радиусы узловых точек резца Ri. В качестве исходных данных коррекционного расчета используются значения радиусов узловых точек профиля детали ri в системе координат, связанной с деталью.

При проектировании фасонного резца с точкой по центру изделия достаточно построения единственной расчетной схемы. Для вычерчивания расчетной схемы выполняются следующие построения (рис. 2.1):

1. Из точки О1, представляющей на схеме ось вращения детали, проводят ряд концентрических окружностей радиусами, равными радиусам узловых точек профиля детали (r1, r2, r3,...rn). Пересечение окружности минимального радиуса (радиуса r1) с горизонтальной прямой определяет точку T1 профиля детали.

2. На расстоянии h0, равном h0 = R1 sinот горизонтальной прямой, проходящей через центр детали О1, проводят прямую, параллельную оси детали, и из точки T1 делают засечку на этой прямой радиусом R1. Таким образом определяют положение центра круглого резца (точки О0 расчетной схемы).

3. Из точки T1 под углом 1 к горизонтальной прямой проводят прямую, представляющую на схеме переднюю поверхность резца, которая для фасонного резца с базовой точкой по центру является плоскостью. Все остальные узловые точки режущей кромки резца определяются как результат пересечения следа плоскости передней поверхности резца с окружностями соответствующих радиусов детали (точки T2, T3,...Tn).

4. Соединив точки T2, T3,...Tn с центром резца О0 и, опустив из точки О0 перпендикуляр на плоскость передней грани до пересечения с ней в точке K0, получим ряд прямоугольных треугольников, имеющих общий прямой угол в точке K0, общий катет H0, равный H0 = R1 sin(1 + 1) и гипотенузы, равные искомым радиусам узловых точек резца, то есть радиусам R2, R3,...Rn.

AR3,4,5,6,7 R1 RARAA3,4,5,6,RARC3,4,5,6,ACr8 r9 rCrCh hOK OT1 HT10 Kr3,4,5,6,7 rBBBB3,4,5,6,BBРис. 2.1. Расчетная схема коррекции профиля круглого фасонного резца.

5. Опустив из центра детали (точки О1) перпендикуляр на след плоскости передней грани резца, получим точку K. Соединив отрезками центр детали О1 с точками T2, T3,...Tn, получим группу прямоугольных треугольников, имеющих общий прямой угол в точке K и общий катет h, равный h = r1 sin(1).

6. Для удобства дальнейших вычислений обозначим расстояния от точки K до каждой точки профиля резца символом А с соответствующим индексом (А1, А2,...Аn), а расстояния от точки T1 профиля до остальных уз ловых точек – символом C с индексом (C2, C3,... Cn). Наконец, расстояния от точки K0 до каждой из узловых точек профиля обозначаются символом B с соответствующим индексом: (B1, BB,...BB ).

2 n Проведенные построения завершают разработку расчетной схемы. При использовании графического метода проектирования, следующим шагом является измерение радиусов Ri. При использовании аналитического метода, следующим шагом является выполнение коррекционного расчета.

Коррекционный расчет профиля круглого фасонного резца ведется в следующей последовательности:

1. Определяются вспомогательные величины h и H0, а также размеры А1 и BB по следующим формулам:

h = r1 sin(1), H0 = R1 sin(1 + 1).

(2.1) A1 = r1 cos(1), B1 = R1 cos(1 + 1).



(2.2) 2. Определяются величины отрезков Аi, i=2...n по следующим формулам:

h sin(i ) = ri Ai = ri cos(i ).

, (2.3) 3. Определяются величины отрезков Сi, i=2...n по следующей формуле:

Ci = Ai - A. (2.4) 4. Определяются величины отрезков Bi, i=2...n по следующей формуле:

Bi = B1 - Ci. (2.5) 5. Определяются радиусы узловых точек резца Ri, i=2...n по следующей формуле:

Ri = H0 2 + Bi. (2.6) 6. Осевые размеры между узловыми точками профиля резца принимаются равными соответствующим размерам между узловыми точками профиля детали.

Таким образом, в результате проведенного расчета становятся известны радиусы и осевые координаты всех узловых точек профиля фасонного резца.

Для аналитического коррекционного расчета фасонных резцов на ПЭВМ можно использовать программы, написанные на универсальных языках программирования (Visual Basic, Delphi, C++ и др.), электронные таблицы (MS Excel) или специальные математические редакторы (Mathcad, Maple, Mathematica и др.). Возможности современных CAD систем, в частности T-FLEX CAD, позволяют производить коррекционный расчет фа сонных резцов графическим методом с точностью, не уступающей аналитическому.

Цель работы: Научиться рассчитывать и проектировать круглые фасонные резцы в T-FLEX CAD графическим методом, используя возможности визуальной параметризации.

Порядок выполнения лабораторной работы 1. Взять задание у преподавателя и спроектировать круглый фасонный резец в T-FLEX CAD графическим методом.

2. Произвести проверочный коррекционный расчет круглого фасонного резца аналитическим методом в математическом редакторе Mathcad.

3. Сравнить результаты графического и аналитического расчета.

4. Построить параметрический чертеж круглого фасонного резца в TFLEX CAD.

5. Изменяя размеры обрабатываемой детали по указанию преподавателя, проанализировать возможности использования визуальной параметризации при проектировании металлорежущих инструментов.

6. Распечатать чертеж и отчитаться по лабораторной работе.

Пример выполнения работы Спроектируем в T-FLEX CAD круглый фасонный резец с точкой по центру с максимальным радиусом R1=40 мм; задним углом для базовой точки 1=10°; передним углом для базовой точки 1=20°; предназначенный для обработки детали, изображенной на рисунке 2.2.

ТТТТРис. 2.2. Обрабатываемая деталь.

Для коррекционного расчета профиля круглого фасонного резца с точкой по центру графическим методом в T-FLEX CAD необходимо выполнить следующие действия:

1. Определим ключевые точки обрабатываемой детали. Профиль детали имеет 3 ключевые точки. При этом, поскольку деталь имеет конический участок, режущая кромка резца, формирующая данный участок, будет иметь криволинейную форму. Для построения данной кривой необходимо добавить как минимум еще одну ключевую точку, находящуюся в середине линии проекции конического участка детали (точка Т2 на рис. 2.2). Так как проекции точек Т3 и Т4, на видах слева и справа совпадают, для определения диаметров ступеней резца достаточно выполнить коррекционный расчет только для одной из них, например Т3.

2. Выберем масштаб построений, необходимый для размещения чертежа на листе заданного формата. В нашем случае для листа формата Апримем масштаб М1:1.

3. Запустим T-FLEX CAD 10 и создадим новый чертеж, сохранив его в каталог, указанный преподавателем, с именем вида 41ИС_Иванов2_1.grs, где 41ИС – название группы, Иванов – фамилия студента, 2 – номер работы, 1 – номер варианта, grb или grs – расширение, автоматически присваиваемое файлам T-FLEX CAD.

4. Вызовем команду «Построить прямую» (“Текстовое меню|Построения|Прямая”) и построим горизонтальную и вертикальную прямые (линии построения), пересекающиеся в некоторой точке О1 (оси симметрии детали), выбрав в автоменю с помощью ЛКМ пиктограмму.

Координаты точки необходимо задать таким образом, чтобы рационально расположить построения на листе (рис 2.3).

5. Из точки О1, представляющей на схеме ось вращения детали, с помощью команды «Построить окружность» (“Текстовое меню|Построения|Окружность”) проведем три концентрические окружности радиусами, равными радиусам окружностей, которым принадлежат узловые точки профиля детали (r1=15 мм, r2=17,5 мм, r3=20 мм), выбрав в автоменю пиктограмму и создав соответствующие переменные r1 и r2.

Для создания переменной необходимо вместо численного значения размера ввести его символьное обозначение и нажать клавишу «Enter» на клавиатуре. Если переменная с таким именем отсутствует, откроется форма вода значения переменной (рис. 2.4), которую необходимо заполнить.

Рис. 2.3. Построение оси симметрии детали.

Рис. 2.4. Ввод значения переменной.

Пересечение окружности минимального радиуса (15 мм) с горизонтальной осью симметрии детали определяет базовую точку T1 профиля детали (рис. 2.5).

ОТРис. 2.5. Определение базовой точки профиля детали.

6. На расстоянии h0 = R1 sin(1) от горизонтальной прямой, проходящей через центр детали О1, с помощью команды «Построить прямую» проведем прямую, параллельную горизонтальной оси симметрии детали (пиктограмма в автоменю), и из точки T1 делаем с помощью команды «Построить окружность» (пиктограмма в автоменю) засечку на этой прямой окружностью радиусом R1. Таким образом определяется положение центра круглого фасонного резца (точки О0 расчетной схемы) (рис 2.6).





ОTРис. 2.6. Определение положения центра круглого фасонного резца.

7. Из точки T1 с помощью команды «Построить прямую» (пиктограмма в автоменю) под углом 1 к горизонтальной прямой проведем прямую, представляющую на схеме переднюю поверхность резца, которая для фасонного резца с базовой точкой по центру является плоскостью. Все остальные узловые точки режущей кромки резца определяются как результат пересечения следа плоскости передней поверхности резца с окружностями соответствующих радиусов детали (точки T2 и T3) (рис 2.7).

h Т1 ТТРис. 2.7. Определение координат базовых точек круглого фасонного резца.

8. Построим с помощью команды «Построить окружность» окружность с центром в точке О0, проходящую через точку T2.

9. Измерив радиус построенной окружности с помощью команды «Создать размер» (“Текстовое меню|Чертеж|Размер”), определим радиус окружности резца, касающейся второй узловой точки детали TTT (пиктограмма в автоменю) R2= 37,74 мм (рис. 2.8).

10. Аналогично определим радиус окружности резца, касающейся третьей узловой точки детали T3: R3= 35,56 мм.

Сравним результаты коррекционного расчета профиля круглого фасонного резца с точкой по центру графическим методом в T-FLEX CAD с результатами аналогичного расчета аналитическим методом в математическом редакторе Mathcad.

Математический редактор Mathcad является одним из наиболее распространенных в мире программных продуктов, предназначенных для автоматизации математических вычислений. Его основным достоинством является способ программирования вычислений, основанный на близкой к традиционной форме записи математических формул. В Mathcad переменные, операторы и функции реализованы в интуитивной форме, т. е. выражения в редакторе вводятся и вычисляются так, как они были бы написаны на листе бумаги. Порядок вычислений в документе Mathcad также очеви ден: математические выражения и действия воспринимаются процессором слева направо и сверху вниз.

Рис. 2.8. Определение радиусов круглого фасонного резца.

Запустим Mathcad и создадим новый документ, сохранив его в каталог, указанный преподавателем, с именем вида 41ИС_Иванов1.mcd, где 41ИС – название группы, Иванов – фамилия студента, 1 – номер варианта, mcd – расширение, автоматически присваиваемое документам Mathcad.

Создадим программу по коррекционному расчету круглого фасонного резца с точкой по центру аналитическим методом, введя вначале исходные данные для расчета, затем запрограммируем необходимые вычисления (по формулам для аналитического коррекционного расчета круглого фасонного резца, приведенным выше) и вывод результатов расчета.

Ввод оператора присваивания (:=), операторов арифметических действий, скобок и тригонометрических функций производится выбором соответствующих пиктограмм на панели инструментов Calculator (рис 2.9) или соответствующих клавиш на клавиатуре.

Ввод греческих букв производится нажатием пиктограмм на панели инструментов Greek (рис 2.9).

Ввод индексов переменных производится после нажатия пиктограммы на панели инструментов Matrix (рис 2.9).

Рис. 2.9. Панели инструментов Mathcad.

При вводе исходных данных необходимо учитывать их размерность, например при вводе значения углов необходимо указать, что они заданы в градусах (degrees), так как по умолчанию в Mathcad углы измеряются в радианах.

Для вывода результатов расчета достаточно еще раз набрать имя требуемой переменной и нажать клавишу «=» на клавиатуре.

Ввести поясняющий текст в месте, указанном курсором в виде крестика, можно, используя верхнее меню (команда Insert|Text Region), либо сразу набирая текст с клавиатуры. При этом необходимо, чтобы был выбран русифицированный шрифт (имеющий в названии слово «Cyr»).

Программа по коррекционному расчету круглого фасонного резца аналитическим методом в математическом редакторе Mathcad для нашего примера приведена на рисунке 2.10. Сохраним документ Mathcad.

Результаты, полученные графическим методом, полностью совпадают с результатами аналитического расчета, что свидетельствует о их правильности.

Приступим к построению параметрического чертежа в T-FLEX CAD.

Диаметр посадочного отверстия резца dо выбирается из следующего ряда стандартных диаметров: 10; 13; 16; 22; 27; 32; 40; 50 мм.

Толщина стенки фасонного резца определяется по формуле e = 0,4d0, мм.

Диаметр буртика под рифления равен d = (1,5...1,7)d0, мм.

Высоту буртика под рифления примем равной 1…3 мм.

Недостающие размеры элементов резца определим приблизительно, исходя из конструктивных соображений.

Рис. 2.10. Программа по коррекционному расчету круглого фасонного резца с точкой по центру в Mathcad.

Вид сверху строим, используя проекционные связи, аналогично лабораторной работе №1. При построении на виде сверху проекции профиля ступени резца, формирующей конический участок заготовки, следует учесть, что для обеспечения прямолинейности образующей конуса на заготовке режущая кромка, как уже сказано выше, должна быть криволинейной. В связи с этим, проекцию режущей кромки на данном участке строим в виде кривой, проходящей через три узла, с помощью команды «SPline:

Построить сплайн»:

Клавиатура Текстовое меню Пиктограмма

“Построения|Сплайн” Выбор узлов, через которые проходит сплайн, производится нажатием ЛКМ. Завершение построение сплайна осуществляется нажатием пиктограммы в автоменю.

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 12 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.