Моделирование схем базирования заготовок на станках

многоцелевых станках позволяют определить момент его замены с учетом нескольких критериев. Вопрос о замене инструмента решает ЭВМ в соответствии с заданным алгоритмом принятия решения. В основе принятия решения лежит информация, которая характеризует целостность инструмента, его размерный износ, оставшийся период стойкости, нагрузку, действующую в процессе обработки и отклонения получаемых параметров точности детали.

Литература

1. Проектирование технологии автоматизированного машиностроения под ред. ЮМ. Соло-менцева. М.:Высшая школа, 1999. 416с.

Моделирование схем базирования заготовок на станках

д.т.н. проф. Тимирязев В. А., к.т.н. проф. Новиков В.Ю., Костенко А. А.

МГТУ «СТАНКИН» (499) 972-94-49

Аннотация. В статье рассмотрены вопросы моделирования точности соединений деталей при базировании их в сборочной единице по трем плоскостям.

Ключевые слова: проектирования станочных приспособлений, схемы базирования заготовок на станках, компьютерное моделирование процесса базирования

Создание эффективной системы автоматизированного проектирования станочных приспособлений (САПР СП) определяет необходимость разработки методики и соответствующих программ, обеспечивающих возможность компьютерного моделирования процесса базирования устанавливаемых заготовок с целью выявления оптимальной схемы их установки и закрепления.

Если с комплектом технологических баз заготовки связать координатную систему ((,У,7), а с исполнительными поверхностями приспособления - координатную систему ( x, у, z ), то установку заготовки можно рассматривать как совмещение координатной системы ((, У, Z) баз заготовки с координатной системой ( x, у, z ) исполнительных поверхностей приспособления:

и

Отклонение одной координатной системы относительно другой характеризует погрешность установки заготовки а>у, которая определяется вектором:

= (ау, Ьу, Су, Ху, ру ,гу ),

где: ау,Ьу,су - параметры смещения, Ау,ву,Уу - параметры поворот одной координатной

системы относительно другой. Аналогично при автоматизированном проектировании приспособлений с использованием САПР СП следует рассматривать также и процесс сборки приспособления, т.е. процесс соединения его конструктивных элементов.

Для однозначного математического описания трех типовых схем базирования используем принцип идентификации баз [1], согласно которому координаты шести опорных точек, определяющих положение заготовки в системе ( х, у, z ), делят на две группы:

• плановые координаты (х1, у1, zl) , определяющие расположение опорных на базирующих поверхностях при вид в плане;

• нормальные координаты (Ах1,Ау1,Аг1), определяющие отклонения опорных точек по нормали к базирующим поверхностям.

Если нормальные координаты опорных точек сгруппировать по базам и записать в последовательности уменьшения точек на базовых поверхностях, то получим матрицу-столбец Т нормальных координат, которая однозначно определяет схему базирования и расположение базовых точек на координатных плоскостях. Так, например, для базирования заготовки по трем плоскостям матрица Т имеет вид:

Т =

где: Az1 , Àz2 , Az3 - установочная база плоскость XOY;

Ày4 , Ày5 - направляющая база плоскость XOZ;

Àx6 - опорная база плоскость YOZ.

Присутствие в (1) трех одноименных нормальных координат Àz1, Àz2 , Àz3 свидетельствует о наличии установочной базы, роль которой выполняет координатная плоскость XOY, а наличие двух одноименных координат Ày4 , Ày5 показывает, что направляющей базой является плоскость XOZ. Одна опорная точка, представленная координатой Àx6, показывает, что опорной базой является плоскость YOZ.

При базировании заготовки по двум базовым отверстиям с использованием двойной опорной базы матрица Т принимает вид:

Т =

где: Àz1 , Àz2 , Àz3 - установочная база плоскость XOY;

Àx4 , Ày5 - двойная опорная база - отверстие под цельный палец;

Àx6 - опорная база - отверстие под срезанный палец.

Две разноименные координаты Àx4 , Ày5 определяют двойную опорную базу - отверстие под цельный палец, ось которого располагается по нормали к плоскости XOY, выполняющей роль установочной базы.

Для базирования с двойной направляющей базой матрицу Т запишем:

Т =

где: Àz1,Àz2 , Ày3,Ày4 - двойная направляющая база ось X;

Ày5 - опорная база плоскость XOZ;

Àx6 - опорная база плоскость YOZ.

Наличие двух пар разных координат (Àz1 , Àz2 , Ày3, Ày4) свидетельствует о наличии двойной направляющей базы, роль которой выполняет ось X.

Если в матричные выражения (1-3) подставить численные значения отклонений, то представляется возможным математически оценить геометрическую точность соответствующих базовых поверхностей.

Таким образом, идентификации баз, основанная на построение матриц нормальных координат, позволяет:

• однозначно определить схему базирования и выявить базовые поверхности, определяющие структуру рассматриваемого комплекта баз;

• определить расположение базовых опорных точек на соответствующих координатных плоскостях;

• установить значения нормальных координат в соответствии с геометрической точностью базирующих поверхностей, что позволяет рассчитать составляющие погрешности установки заготовки.

Если для определенной схемы базирования известны численные значения плановых (х;, y;, zi) и нормальных координат (Àx^Ày^ÀZ;) опорных точек, то составляющие погрешности установки заготовки а>у = (ay,by,cy,Ày,Py,y ) можно рассчитать по матричной формуле:

œ у = Q • T,

где Q - матрица налагаемых связей, получаемая в соответствии с принятой схемой базирования; Т матрица нормальных координат, определяющая рассматриваемую схему ба-

зирования.

Для схемы базирования, представленной матрицей (1), выражение (4) в развернутой форме записи имеет вид:

"а у " ' 0 0 0 0 0 Ц16 Аг1

Ь у 0 0 0 Ц 24 Ц 25 0 Аг2

с у Ц32 Ц33 0 0 0 Аг 3

Лу Ц 41 Ц 42 Ц 43 0 0 0 Ау 4

ву Ц51 Ц52 Ц53 0 0 0 АУ5

.Уу _ 0 0 0 Цб4 Цб5 0 _АХб _

где: Цу - элементы матрицы являются линейными функциями плановых координат Цу = / (х;, у;, определяющих положение опорных точек на соответствующих базовых поверхностях.

Нормальные координаты опорных точек (Ах-,Ау;,Аг) являются случайными величинами, значения которых зависят от геометрической точности контактируемых базовых поверхностей, от контактных деформаций, от правильности приложения силового замыкания и возможной неорганизованной смене баз. В соответствие с этим составляющие вектора оу

могут изменяться в пределах от верхнего оу

(ау

к,

Лув, вув, уув) до нижнего

Оу

, н у н н л н о н н\ ^

=(ау , Ьу , су , Лу , ру , уу ) значения отклонений.

Наиболее вероятные отклонения определяют как математические ожидания [2]:

т (Оу )= [ т(ау), т (Ьу), т( су), т( Лу), т(ру), ( Уу)]. Для расчета наиболее вероятных отклонений т (оу ) в выражении (5) матрицу Т следует заменить матрицей Ы(Ахуг), определяющей наиболее вероятные значения нормальных координат (тАх, тАу, т Аг):

т

Изложенная методика используется в расчетном модуле системы автоматизированного проектирования станочных приспособлений (САПР СП), что позволяет в процессе проектирования рассчитывать погрешность установки заготовок и моделировать различные варианты их базирования и закрепления.

Литература

1. Проектирование технологии автоматизированного машиностроения / Под ред. Соломен-цева Ю.М. М.:Высшая школа, 1999. 416с.

2. Тимирязев В.А., Хазанова О.В. Моделирование баз при расчете точности установки деталей. М.Машинострение, ж. Автоматизация и современные технологии. № 1, 2006г.

с

у

Исследование износа сборных твердосплавных фасонных фрез в зависимости от диаметра и интенсивности отвода тепла

Чулин И.В., д.т.н. проф. Гречишников В. А.

МГТУ СТАНКИН Ииха-84@таИ.ги, 499-972-94-56

Аннотация. В статье представлен материал об особенностях проектирования фасонных фрез для обработки остряков. Рассмотрены такие вопросы, как определение диаметра фасонных фрез и интенсивность отвода теплоты.

Ключевые слова: остряк, фасонная фреза, диаметр фрезы, тепло, металлообработка.

При изготовлении стрелочных переводов особое место уделяют изготовлению остряка.