12822

ТВЕРДОТЕЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИСКОВЫХ ФРЕЗ ФАСОНННОГО ПРОФИЛЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВИНТОВОЙ КАНАВКИ СВЕРЛА

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

ТВЕРДОТЕЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИСКОВЫХ ФРЕЗ ФАСОНННОГО ПРОФИЛЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВИНТОВОЙ КАНАВКИ СВЕРЛА Цель работы: спроектировать твердотельную модель фрезы для обработки винтовой канавки сверла. Построение исходного профиля канавки сверла. Для создани

Русский

2013-05-03

1.37 MB

21 чел.

ТВЕРДОТЕЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИСКОВЫХ ФРЕЗ ФАСОНННОГО ПРОФИЛЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВИНТОВОЙ КАНАВКИ СВЕРЛА

Цель работы: спроектировать твердотельную модель фрезы для обработки винтовой канавки сверла.

  1.  Построение исходного профиля канавки сверла.

Для создания трёхмерной модели сверла вначале необходимо построить профиль канавки в нормальной секущей плоскости. Форма канавки задается в торцовом сечении, перпендикулярном к оси сверла. Поскольку для сверл универсального назначения форму режущих кромок на режущей части обычно принимают прямолинейной, на торце она получается криволинейной. Ширину  канавки таких сверл обычно принимают равной ширине пера или на 1/128 окружности больше, т.е. центральный угол λ равен 90° или 93°.

Для повышения прочности и устойчивости сверла диаметр его сердцевины по направлению к хвостовику увеличивается в пределах 1,4-1,8 мм, т.е. в среднем на 1,6 мм на 100 ми длины. Поскольку в качестве исходного обычно принимают сечение в месте перехода режущей части в калибрующую, диаметр сердцевины равен

где  - диаметр сердцевины на поперечной кромке сверла.

Профиль сверла в торцовом сечении характеризуется двумя участками (рис.1): СК -участок сечения торцевой плоскостью винтовой поверхности, образованной движением прямолинейной режущей кромки  расположенной под углом φ к оси  сверла; KL - участок, представляющий собой дугу окружности радиуса R1 c центром в точке О'.

Исходными данными для расчета координат точек профиля сверла являются: наружный диаметр d, диаметр сердцевины do, угол ω наклона винтовой линии канавки сверла на наружном цилиндре, угол φс в плане, набор значений радиусов Ri точек на главной режущей кромке (значения Ri выбираются в пределах от d/2    до do/2 ), угол λ развала канавки сверла, высота t ленточки.

Рисунок 1.1 Построение профиля сверла в торцевом сечении

На главной режущей кромке выбирают ряд точек, задаваемых величиной Ri. Произвольная точка i, расположенная на главной режущей  кромке (рис.1.) находится на расстоянии  bi  от торцевой плоскости. Для определения соответствующей ей точки на профиле сверла в торцевом сечении необходимо точку i переместить винтовым движением, т.е. одновременно переместить поступательно вдоль оси сверла на расстояние  bi   и повернуть на угол φi вокруг оси О1 сверла. Точка iТ и будет искомой точкой торцевого профиля. Точка С, лежащая в торцевой плоскости, останется без изменения.

Угол поворота φi определяется по формуле:

φi  = bi / p,

где p = P/2π - винтовой параметр; P = πD/tgω - шаг винтовой канавки.

При нахождении координат точки iТ  строим исходную осевую проекцию режущей кромки сверла. На главной режущей кромке СК' определяем положение точки i. Сносим точку i на вторую проекцию сверла до пересечения с отрезком СК (режущая кромка сверла на виде сверху). Из центра О1 через полученную точку i проводим дугу окружности радиусом Ri на угол φi  и получаем точку iТ . Проводим дугу окружности или сплайн соединяющий точки С, iТ , К. Эта кривая в первом приближении будет соответствовать следу режущей кромки в искомом сечении торцевом сечении.   

Определение  m, n, ψ в приведенной системе координат и xT, yT в декартовой производится путем поворота нормалей к главной режущей кромке и определения касательных.

Расчет координат точек участка КL  производится после определения центра О' и радиуса R1. Их значения определяются по зависимостям:

где угол (в радианах), характеризует положение центра О' и определяется как

где - угол, характеризующий положение радиуса-вектора, проходящего через точку К сопряжения участков передней поверхности СК в спинки KL:

,

где p = P/2π - винтовой параметр; P = πD/tgω - шаг винтовой канавки; φс главный угол в плане;

После построения профиля необходимо скопировать наружный диаметр сверла и профиль канавки в файл трёхмерного моделирования.

После этого по окружности наружного диаметра строится модель круглого стержня длиной (2..3)D, используя меню «Вставка» «Бобышка» «Вытянуть». Затем, на цилиндрической поверхности стержня создаётся спиральная кривая с шагом равным шагу канавки сверла (необходимо учесть, что траектория канавки есть конусная спираль). Для построения спирали предварительно необходимо выбрать плоскость, в которой находится окружность основания круглого стержня. Выделив, эскиз этой окружности, или построив такую же новую окружность, выбираем «Спираль» в меню «Вставка» «Кривая». Задав параметры спирали, получаем «направление» винтовой канавки. Используя меню «Вставка» «Вырез» «По траектории»  строим канавку, где в качестве «Сечения элемента по траектории» выступает эскиз винтовой канавки, построенный в исходной секущей плоскости. Т.о. строится вырез по траектории спирали с профилем канавки (рис. 1.2).

Рисунок 1.2 Трёхмерная модель канавки сверла.

  1.  Построение трёхмерной модели фрезы.

Вначале необходимо провести ось вращения фрезы. Этот этап является очень важным с точки зрения соблюдения условий формообразования и оптимизации конструкции инструмента. Ее положение определяется следующими параметрами: m – межосевым расстоянием; - углом скрещивания осей заготовки и инструмента; - углом разворота профиля (рис. 2.1). В соответствии с существующими рекомендациями в первом приближении:

- зависит от выбираемого диаметра фрезы;

- принимается в пределах 25о … 45о; D – диаметр фрезы, принимается в пределах 75…100 мм.

Ось вращения фрезы должна пересекать проекцию оси сверла в центре канавки (рис.2.1). (Для удобства последующих построений на оси фрезы рекомендуется поставить точку).

Рисунок 2.1 Определение положения оси фрезы

Рисунок 2.2 Расположение оси фрезы

После определения положения оси фрезы через ее центр необходимо провести плоскость, пересекающую ось фрезы под прямым углом по направлению ее установки пересекающую тело сверла (рис. 2.3). Параметры установки в процессе проектирования могут быть изменены с целью оптимизации конструкции инструмента.

Далее, в выбранной плоскости необходимо создать секущую поверхность проходящую через трёхмерную модель Для этого создаётся образующая прямая и вытягивается в поверхность. (Все поверхности, для наглядности, рекомендуется делать полупрозрачными).

Затем, отрезаем часть модели до этой поверхности. Выделив плоскость среза, входим в эскиз. В эскизе проводим окружность с центром на оси фрезы, которая проецируется в точку, до касания с линией пересечения поверхности и профиля канавки сверла. Линию пересечения необходимо предварительно впечатать в эскиз (перед выходом из эскиза эту кривую надо удалить) (рис. 2.4). (Предварительно, рекомендуется войти в настройки и улучшить качество изображения).

Рисунок 2.3 Расположение секущей поверхности

Рисунок 2.4 Построение окружности профиля

Рисунок 2.5 Секущие поверхности

После построения всех окружностей, ранее скрытые окружности отображаются, а секущие поверхности скрываются.

Рисунок 2.6 Профилирующие окружности фрезы

Для построения профиля фрезы необходимо ввести секущую поверхность, которая проходит через ось вращения фрезы, предварительно скрыв твёрдое тело (рис. 2.7).

Рисунок 2.7 Поверхность сечения

В ней, далее, строится профиль фрезы (рис. 2.8). После чего, этот профиль копируется в другой файл и в нём создается объёмная модель (рис. 2.9).

Рисунок 2.8 Профиль фрезы

Рисунок 2.9 Модель фрезы и её профиль


Задание

Вариант

Диаметр сверла d, мм

Диаметр сердцевины на уровне поперечной кромки d , мм

Центральный угол канавки λ, град

Угол наклона винтовой линии канавки, град

Главный угол в плане φс, град

Межосевое расстояние, мм

1

25

0.2 d

90

15

59

50

2

25

0.3 d

105

30

65

75

3

25

0.4 d

80

45

70

100

4

10

0.2 d

90

15

59

50

5

10

0.3 d

105

30

65

75

6

10

0.4 d

80

45

70

100

7

15

0.2 d

90

15

59

50

8

15

0.3 d

105

30

65

75

9

15

0.4 d

80

45

70

100

10

40

0.2 d

90

15

59

50

11

40

0.3 d

105

30

65

75

12

40

0.4 d

80

45

70

100

13

20

0.2 d

90

15

59

50

14

20

0.3 d

105

30

65

75

15

20

0.4 d

80

45

70

100

16

30

0.2 d

90

15

59

50

17

25

0.2 d

90

25

59

50

18

25

0.3 d

90

25

59

50

19

50

0.4 d

100

15

70

90

20

30

0.2 d

90

15

59

50

21

50

0.3 d

105

30

65

75

22

30

0.4 d

80

45

70

90

23

12

0.2 d

90

35

59

40

24

10

0.2 d

85

25

59

40

25

22

0.3 d

90

25

59

45


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

79661. К ВОПРОСУ О ПОРЯДКЕ И ОСОБЕННОСТЯХ РЕАЛИЗАЦИИ ЖИЛИЩНОЙ ПОЛИТИКИ В РОССИИ 149 KB
  Современное жилье как элемент материальной культуры прошло длинный исторический путь: от естественных укрытий и пещер — первых пристанищ наших предков — до современных домов-небоскребов, оборудованных сложной инженерной техникой. На разных этапах развития общества по-разному решались вопросы обеспечения граждан жильем.
79662. Moscow 21.44 KB
  Moscow is the capital of Russia, its administrative, economic, political and educational centre. It is one of Russias major cities with the population of about 9 million people. Its total area is about 900 thousand square kilometres
79663. London 22.39 KB
  London with its suburbs hs popultion of bout 11 million people. London hs been cpitl for nerly thousnd yers. The most fmous of them re the Tower of London where the crown jewels re kept Westminster bbey nd St.
79664. Krasnodar 16.57 KB
  I ws born in Krsnodr. The history of Krsnodr begn in 1793. The popultion of Krsnodr is more thn 800 000 people.
79665. The United States of America 20.59 KB
  The United Sttes is lnd of rivers nd lkes. The United Sttes re riebii nturl nd minerl resources.
79666. Education in the Russian Federation 21.38 KB
  Every boy or girl must get secondry eduction. Eduction in Russi is compulsory up to the 9th form inclusive. If pupil of secondry school wishes to go on in higher eduction he or she must sty t school for two more yers.
79667. Russia 20.03 KB
  The vst territory of Russi lies in the estern prt of Europe nd the northern prt of si. Russi is wshed by twelve ses nd three ocens. Russi borders on mny countries such s Mongoli nd Chin in the southest Finlnd nd Norwy in the northwest nd so on.
79669. New York 16.14 KB
  New York is divided into 5 prts: The Bronx Brooklyn Mnhttn Queens nd Stten Islnd. In New York mny districts nd lnd mrks is wellknown s well s bridges skyscrpers nd prks. The most fmous plces in New York is Times Squre ldquo;The crossrods of the Worldrdquo; Brodwy theter nd others.