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

6564. Цитологические основы наследственности 51.14 KB
  Цитологические основы наследственности Строение клетки. После того как был сконструирован микроскоп учёные установили, что все организмы растений и животных состоят из мельчайших частиц- клеток. Клетка является элементарной единицей строение в...
6565. Закономерности наследования признаков при половом размножении 86.2 KB
  Закономерности наследования признаков при половом размножении Вопрос наследования признаков у различных видов растительных и животных организмов интересовал ученых и практиков с давних времен. В многочисленных работах гибридизаторы 18-го и первой по...
6566. Хромосомная теория наследственности 52.58 KB
  Хромосомная теория наследственности Сцепленное наследование признаков. Как мы отмечали в прошлой лекции, независимое наследование признаков при ди- и полигибридном скрещивании бывает в случае, если гены этих признаков локализованы в разных хромосома...
6567. Генетика пола. Теории определения пола 68.99 KB
  Генетика пола Теории определения пола. Одной из важнейших проблем в биологии всегда была загадка рождения организмов разного пола. Сотни гипотез о природе этого явления были опубликованы в прошлых веках и особенно в 19 веке. Вот некоторы...
6568. Молекулярные основы наследственности. Доказательства роли ДНК в наследственности 66.67 KB
  Молекулярные основы наследственности Доказательства роли ДНК в наследственности. После того как было установлено, что гены находятся в хромосомах и расположены там в определенном порядке, возник вопрос об их химический природе. Ученым было известно,...
6569. Основы биотехнологии. Генетическая инженерия и область ее применения 44.65 KB
  Основы биотехнологии Термин биотехнология прочно вошёл в современный лексикон биологов. Этим термином определяют технологию получения разнообразных продуктов и веществ с помощью живых клеток различного происхождения. При этом есть одно существенное...
6570. Мутационная изменчивость. Понятия о мутациях и их классификация 37.99 KB
  Мутационная изменчивость 1. Понятия о мутациях и их классификация. Изменчивость организмов является одним из главных факторов эволюции. Биологи различают наследственную и ненаследственную изменчивость. К наследственной изменчивости относят комбинаци...
6571. Генетические основы онтогенеза 27.97 KB
  Генетические основы онтогенеза Онтогенез - непрерывный процесс количественных и качественных изменений, происходящих в организме в течение всей жизни при постоянном взаимодействии генотипа и условий среды. Термины онтогенез и филогенез ввел...
6572. Генетика популяций. Понятие о популяции и чистых линиях. Эффективность отбора в чистых линиях и популяциях 47.82 KB
  Генетика популяций Понятие о популяции и чистых линиях. Эффективность отбора в чистых линиях и популяциях. Популяция - это группа организмов одного вида, свободно скрещивающихся друг с другом, имеющая определённый ареал обитания и изолированная...