Файл: Капорович В.Г. Обкатка в производстве металлоизделий.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.06.2024

Просмотров: 109

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

имуществ перед способом по схеме а: при одинаковых габаритных размерах значительно удлиняются формую­ щий и калибрующий участки инструмента, вследствие чего повышается его долговечность п точность обработ­ ки изделий; не требуется изменения направления враще­

ния инструмента для его возврата в исходное

положение,

в связи с чем время полного цикла обкатки

уменьша­

ется.

 

Закон поворота прямолинейного участка образующей мк инструмента по его радиальным сечениям относитель­ но центра вращения трубчатой заготовки О (рис. 47) может быть выполнен по заданным исходным условиям,

что позволяет

вести обкатку на оптимальном режиме

в течение всего

цикла.

Скоростные диаграммы обкатки по сравниваемым схемам (рис. 41, а, б) представлены соответственно кри­ выми / и 2 на рис. 48. По оси ординат отложен угол (А,= 180—ßu ) поворота прямолинейной части образую-

124

щей мк инструмента (рис. 47) за время полного цикла обкатки іч, а по оси абсцисс — время обкатки при рав­ номерном вращении трубчатой заготовки. Участкам Оа и аб кривой 1 (рис. 48) соответствует поворот инстру-

 

 

 

 

 

А°.

д е S Ь

 

 

 

 

 

75-

 

Рис. 48. Скоростные дна-

^

 

граммы

обкатки:

 

45'

 

/ — по схеме

па

рнс.

41.

а;

 

 

2 — по схеме

на

рис.

41,6

 

ou

 

 

 

 

 

 

75

 

Ö

мента от исходного до конечного положения с двумя по­ стоянными угловыми скоростями, участку бв соответст­ вует выстаивание инструмента перед поворотом в об­

ратную сторону и участку вг

•— возврат инструмента в

исходное положение. Полному

циклу

обкатки по схеме

на рис. 41, а соответствует время

/ч

. Время

выстаива­

ния определяется инерционностью

системы

управления

и навыками машиниста, управляющего обкатной ма­ шиной.

Участок Од кривой 2 соответствует оптимальному из­ менению скорости поворота прямолинейной части обра­ зующей инструмента. Эта часть кривой задается либо условиями устойчивости заготовки, либо условиями по­ стоянства степени деформации за один оборот заготов­ ки, либо другими условиями. Участок де определяется временем равномерного поворота инструмента вокруг своей оси до исходного положения, когда профиль ра­ диальных сечений инструмента не изменяется. Наличие такого участка диктуется необходимостью задачи заго­ товки в шпиндель и выдачи из шпинделя обкатной уста­ новки без отвода инструмента в сторону. Из скоростной

диаграммы видим, что в сравниваемых

схемах

время

полного цикла обкатки t4

<t4l-

 

 

Рассмотрим геометрию и методику калибровки ин­

струмента трения для обкатки сферы по

схеме

на рис.

41, б.

Геометрия инструмента трения должна определяться заданным диаметром исходной трубчатой заготовки D,

125

наибольшим и наименьшим радиусами заготовки для инструмента Re,u и RMM (рис. 47) размером Ви^> ^:0,785D, определяющим расстояние от плоскости боль­ шего основания инструмента до центра сферы, межосе­ вым расстоянием Au = RM.u +0,5D + ô (ô^O-—зазор между заготовкой и инструментом трения, устанавлива­ емый перед обкаткой).

Примем в качестве заготовки для изготовления ин­

струмента тело

вращения с образующей а'м'к',

опреде­

ляющей конечную форму изделия (заготовку

деревян­

ной модели, на

которой производят разметку).

 

Пусть угол

наклона касательной мк к поверхности

вращения обкатываемой заготовки является функцией

угла поворота инструмента

вокруг своей оси

 

ß « - ß « ® .

(109)

Тогда для построения

различных

радиальных сече­

ний инструмента,

определяемых

изменением положения

прямолинейного

участка мк, т.

е. для

разметки модели,

достаточно иметь данные

(см. рис. 47):

|,

ßu = ßu(|),

x'=x'(Q

или У'=у(1)—координаты

следа

касатель­

ной мк

на плоскостях л" =

0 или у' — 0.

 

 

Рассмотрим осевое сечение инструмента и заготовки при некотором значении угла поворота инструмента. В качестве параметра для уравнений образующей кривой возьмем ѵгол (ß„) наклона касательной к кривой с осью

Ох.

В подвижной системе хОу

уравнение

образующей

за­

 

данного к получению изделия

в общем случае имеет

вид

 

 

* = *№«); 1

 

( 1 1 0 )

 

 

у

=

уфи).\

 

 

 

Уравнение касательной к кривой уравнение (ПО) в

системе хОу запишется

так:

 

 

 

где

A', Y — текущие

координаты касательной;

 

 

X, у — координаты точки касания;

 

 

4 / ( ß „ )

производная, вычисленная

в точке каса­

 

dx (ß„)

 

 

 

 

 

 

ния.

Уравнение (111) определяет положение прямолиней­ ного участка образующей. При обкатке сферических

126

днищ уравнением образующей будет уравнение окруж­ ности

* = / ? c o s ( ß B - 9 0 o ) ; I y = tf s i n ( ß „ - 9 0 ° ) . )

С

учетом равенства

(112) и значения

уравнения

(109)

равенство (111) преобразуется к виду

 

 

X sin [ß„ (£)] -

Y cos [ß„ (с)] = R,

(113)

представляющему собой уравнение линейчатой поверх­ ности, образованной вращением вокруг заданной осп прямой, наклоняемой по заданному закону. При задан­ ном значении £ из уравнения (113) определяется пря­ молинейный участок образующей мк, сопрягаемый с ду­ гой радиуса R'. При обкатке по схеме на рис. 41, б ин­ струментом с поверхностью по уравнению (113) могут быть получены днища с радиусом закругления углов, равным R' на трубах диаметром

D = 2 (Аи - /?„.„); D < 2 (Ап - #„,,); D > 2 (А„ - Ям .„).

Найдем следы поверхности по уравнению (113) на плоскости нижнего основания заготовки для инструмен­ та и на поверхности цилиндра радиуса Re.u- Подстанов­ кой в уравнение (113) Y = Y \ = B n (уравнение плоскости нижнего основания инструмента) определяем точки сле­ дов на плоскости

Уі =

Bu,

 

(114)

х _

R + Bu cos

[BU(D]

1

sin [ß„

(1)]

 

При подстановке в уравнение (113)Х=Х 2 = — {Reu— —Аи) (уравнение образующей цилиндра радиусом Re.u получим

Хі = Аи — Re.u,

Y =

( Л і - ^ б . й ) 8 і п [ р „ ( 5 ) і

(115)

2

cos[ß„(E)J

 

Модель удобно размечать от угловой точки 0' (см. рис. 47). Перенеся начало системы координат в точку О'и направив оси вдоль взаимно перпендикулярных по-

127

верхностей

модели,

уравнения

(114) и (115) преобразу­

ются так:

Y\ = 0;

 

 

 

 

(116)

 

У- _ fi + B u [ ß , , ( £ ) ]

 

 

 

 

s i n [ ß „ ( | ) ]

 

Х 2

= 0;

 

(117)

 

 

 

2

"

cos [ß„ (І)]

По полученным

формулам

определяют следы на заго­

товке модели, необходимые для ее разметки. Уравнение

(116) пригодно пока

Х^О, после перехода

этого преде­

ла точки следов определяют по зависимости

(117).

Закон изменения

ß u от £ определяют из

условий, ко­

торые могут ограничивать возможности процесса обкат­ ки: устойчивостью заготовки, постоянством степени деформации за один ее оборот, предельным значением мощности установки или другими условиями.

Однако для получения более универсальных резуль­ татов расчета целесообразно составить таблицу для оп­

ределения следов

на заготовке

модели

инструмента с

равномерным поворотом касательной к

ее образующей,

т. е. с поворотом

касательной

мк

(см. рис. 47) по закону

 

ß„ = ce +

90°.

(118)

В случае, если расстояние между параллельными осями заготовки и инструмента постоянно, а задача и выдача заготовки в шпиндель и из шпинделя обкатной машины осуществляются со стороны инструмента, то из­ менение угла поворота инструмента вокруг своей оси, на котором допустимо размещение калибрующих сечений, будет ограничено пределом (см. рис. 47)

 

 

0 <

Чк < 360° — 2aresin

^

 

 

.

(119)

 

 

 

 

 

 

RMM + 0,5D

 

 

Рассмотрим пример составления расчетной таблицы для построе­

ния

формующих сечении

инструмента

трения

при

D=60

мм,

Rö.u =

75

мм, RM.U=35

ММ, ß „ = 6 0 мм,

AU=R„

„4-0,5 D=65

мм.

6=0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I. По

зависимости

(119)

определим

максимальное

предельное

значение

угла

поворота

инструмента

 

 

 

 

 

 

 

Ік

 

 

 

0,5-60

« 3 1 3 ° .

 

 

 

 

Siax

= 360° — 2 aresin - ~

30

 

 

 

 

 

 

 

35 +

 

 

 

 

Примем угол для размещения формующих сечений | к = 2 7 0 ° .

128

2. Определим закон изменения ß« от g для случая

линейной

зависимости между

ними. Подставляя

в

уравнение

(118)

краевые

условия g=i/c =270°,

ß H =180°, определим

коэффициент

с:

 

 

 

_

ß,, — 903

_

180° —90°

1_

 

 

 

 

 

°~

le

=

 

2703

 

-

3 '

 

 

 

Тогда

закон изменения

ß H

от |

будет

 

 

 

 

 

 

 

 

ß« =

Y 6

+ 9 0 ° -

 

 

 

 

 

3. Изменяя переменную величину | в пределах

 

0 ^ g ^ 2 7 0 ° ,

определим

ß u , X, Х{,

А"2

по формулам

(116) — (118)

и

результаты

сведем в табл. 9.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Угол наклона касательной в "

ЛГ j в мм при

 

У0

в мм при

Угол поворота;

 

 

 

 

 

 

инструмента g

К

 

% = 1 8 0 ° - ß H

 

к; = о

 

 

х' = о

в °

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0

 

90

 

 

90

 

 

 

40,00

 

— с о

30

 

100

 

 

80

 

 

 

29,89

 

— 169,55

60

 

ПО

 

 

70

 

 

 

20,08

 

—55,20

90

 

120

 

 

60

 

 

 

10,00

 

—17,32

120

 

130

 

 

50

 

 

—1,18

 

 

1,42

150

 

140

 

 

40

 

 

— 14,82

 

 

12,44

180

 

150

 

 

30

 

 

—33,92

 

 

19,96

210

 

160

 

 

20

 

 

—66,14

 

 

24,44

240

 

170

 

 

10

 

 

—157,55

 

 

27,78

270

 

180

 

 

0

 

 

— с о

 

 

30,00

Модель для инструмента размечаем по значениям углов g и Я и ио положительным значениям Х\, Х2-

По этой же методике рассчитывают и проектируют инструмент для обкатки по схеме на рис. 41, в.

26. КАЛИБРОВКА ИНСТРУМЕНТА ТРЕНИЯ ДЛЯ РОТОРНОЙ ОБКАТКИ ТРУБЧАТЫХ ЗАГОТОВОК

Существующие способы не позволяют создать непре­ рывный технологический процесс обкатки на роторе.

Автором настоящей книги предложен принципиально новый способ обкатки трубчатых заготовок, позволяю­ щий осуществить обкатку в процессе непрерывного пере­ мещения заготовки.

Способ заключается в следующем (рис. 49). Трубча­ тым заготовкам 1 посредством приводных шпинделей ротора, снабженных центрирующими и зажимными па-

9—405

129

Смотрите также файлы