Особливості визначення профілю інструменту для гвинтових поверхонь за допомогою CAD-систем

Леонід Григорович Полонський; Олександр Олександрович Клочко; Олександр Анатолійович Охріменко; Юрій Михайлович Бецко; Богдан Геннадійович Коваль; Давид Володимирович Храбан

doi:10.26642/ten-2024-1(93)-70-80

Автор(и)

Леонід Григорович Полонський Державний університет «Житомирська політехніка», Україна https://orcid.org/0000-0002-4347-9088
Олександр Олександрович Клочко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0003-2841-9455
Олександр Анатолійович Охріменко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-5446-6987
Юрій Михайлович Бецко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-7283-2207
Богдан Геннадійович Коваль Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0009-0001-6874-9670
Давид Володимирович Храбан Державний університет «Житомирська політехніка», Україна https://orcid.org/0000-0003-2621-2370

DOI:

https://doi.org/10.26642/ten-2024-1(93)-70-80

Ключові слова:

гвинтові поверхні, вихідна інструментальна поверхня, оброблення гвинтових поверхонь

Анотація

У роботі наведено оригінальну методику визначення профілю вихідної інструментальної поверхні, покладеної у проєктування інструментів для оброблення гвинтових циліндричних поверхонь постійного кроку. Така методика належить до графічних способів профілювання і відрізняється застосуванням можливостей систем автоматизованого проєктування в області тривимірного моделювання, а саме – визначення параметрів профілю інструмента не зводиться до звичайного використання таких систем як графічного кульмана. За розробленою методикою на основі кінематичної схеми формоутворення процесу оброблення моделюється процес утворення вихідної інструментальної поверхні у просторі засобами 3D-моделювання, з використанням утвореної 3D-моделі знаходяться параметри твірної поверхні інструмента, що відповідають обраній схемі оброблення гвинтової поверхні. Використання цієї методики значно зменшує терміни підготовки виробництва, спрощує визначення інженером параметрів вихідної інструментальної поверхні під час вирішення таких задач і не потребує додаткових математичних розрахунків, де вхідними параметрами є 3D-модель деталі, яку потрібно виготовити. В роботі на прикладі детально описано визначення параметрів поверхні дискового інструменту для обробки гвинтової канавки свердла як типового представника оброблення гвинтових поверхонь. Також в роботі на прикладі визначення при різних способах оброблення однієї і тієї ж гвинтової поверхні типу різі показано визначення параметрів вихідної інструментальної поверхні для дискового та пальцевого інструменту, вихровий спосіб оброблення, оброблення торцевою стороною інструмента, що доводить універсальність розробленої методики.

Посилання

Dogrusadik, A. (2023), «Generation of the form cutter profile from the groove profile for one-pass external helical milling: An inverse problem», Journal of Manufacturing Processes, Vol. 90, рр. 80–93, doi: 10.1016/j.jmapro.2023.02.011.

Ćuković, S., Devedzic, G. and Ghionea, I. (2010), «Automatic determination of grinding tool profile for helical surfaces machining using catia/vb interface», UPB Scientific Bulletin. Series D. Mechanical Engineering, Vol. 72, Issue 2, рр. 96–85, [Online], available at: https://www.researchgate.net/publication/268182310_Automatic_determination_of_grinding_tool_profile_for_helical_surfaces_machining_using_catiavb_interface

Kang, S.K., Ehmann, K.F. and Lin, C. (1996), «A CAD approach to helical groove machining – I. Mathematical model and model solution», International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 36, Issue 1, рр. 141–153, doi: 10.1016/0890-6955(95)92631-8.

Troshin, A.A., Kochetkov, A. and Zakharov, O. (2021), «Modeling and Optimization of Tools for Machining Helical Grooves», doi: 10.1007/978-3-030-54817-9_125.

Ma, Y., Li, Y., Jiang, L. and Ding, G. (2022), «A compensation algorithm of tool path for grinding wheel wear in solid cutting tool flank grinding», Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, Vol. 236, Issue 3, рр. 245–254, doi: 10.1177/09544054211028843.

Chen, Z., Ji, W., He, G. et al. (2018), «Iteration based calculation of position and orientation of grinding wheel for solid cutting tool flute grinding», Journal of Manufacturing Processes, Vol. 36, рр. 209–215, doi: 10.1016/j.jmapro.2018.10.012.

Krasnovyd, D.O., Okhrimenko, O.A., Pasichnyk, V.A. et al. (2019), Problemy mekhanichnoi, KPI im. Ihoria Sikorskoho, K., 220 р., [Online], available at: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/43834

Okhrimenko, O.A., Fedorenko, V.S. and Romanov, Ya.S. (2022), «Heometrychna interpretatsiia periodychnosti rishennia rivniannia kontaktu pry vyznachenni profiliu instrumentu dlia obrobky hvyntovykh poverkhon», Tezy dopovidei naukovo-praktychnoi on-line konferentsii zdobuvachiv vyshchoi osvity i molodykh uchenykh, prysviachenoi Dniu nauky, 15–20, 26 travnia, Zhytomyr, рр. 14–15, [Online], available at: https://conf.ztu.edu.ua/wp-content/uploads/2022/06/2-2.pdf

Ravska, N.S., Melnychuk, P.P., Mamliuk, O.V. et al. (2013), Osnovy formoutvorennia poverkhon pry mekhanichnii obrobtsi, SKD-Druk, K., 215 р.

Solodkyi, V.I., Plivak, O.A. and Maidaniuk, S.V. (2017), Proektuvannia metalorizalnykh instrumentiv, KPI im. Ihoria Sikorskoho, K., 170 р., [Online], available at: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/27532

Список використаної літератури:

Dogrusadik A. Generation of the form cutter profile from the groove profile for one-pass external helical milling: An inverse problem / A.Dogrusadik // Journal of Manufacturing Processes. – 2023. – Vol. 90. – P. 80–93. DOI: 10.1016/j.jmapro.2023.02.011.

Ćuković S. Automatic determination of grinding tool profile for helical surfaces machining using catia/vb interface / S.Ćuković, G.Devedzic, I.Ghionea // UPB Scientific Bulletin. Series D : Mechanical Engineering. – 2010. – Vol. 72, Iss. 2. – P. 96–85 [Electronic resourse]. – Access mode : https://www.researchgate.net/publication/268182310_Automatic_determination_of_grinding_tool_profile_for_helical_surfaces_machining_using_catiavb_interface.

Kang S.K. A CAD approach to helical groove machining – I. Mathematical model and model solution / S.K. Kang, K.F. Ehmann, C.Lin // International Journal of Machine Tools and Manufacture. – 1996. – Vol. 36, Issue 1. – P. 141–153. DOI: 10.1016/0890-6955(95)92631-8.

Troshin A.A. Modeling and Optimization of Tools for Machining Helical Grooves / A.A. Troshin, A.Kochetkov, O.Zakharov. – 2021. DOI: 10.1007/978-3-030-54817-9_125.

A compensation algorithm of tool path for grinding wheel wear in solid cutting tool flank grinding / Y.Ma, Y.Li, L.Jiang, G.Ding // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture. – 2022. – Vol. 236, Issue 3. – P. 245–254. DOI: 10.1177/09544054211028843.

Iteration based calculation of position and orientation of grinding wheel for solid cutting tool flute grinding / Z.Chen, W.Ji, G.He and other // Journal of Manufacturing Processes. – 2018. – Vol. 36. – P. 209–215. DOI: 10.1016/j.jmapro.2018.10.012.

Проблеми механічної обробки / Д.О. Красновид, О.А. Охріменко, В.А. Пасічник та ін. – К. : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2019. – 220 с. [Електронний ресурс]. – Режим доступу : https://ela.kpi.ua/handle/123456789/43834.

Охріменко О.А. Геометрична інтерпретація періодичності рішення рівняння контакту при визначенні профілю інструменту для обробки гвинтових поверхонь / О.А. Охріменко, В.С. Федоренко, Я.С. Романов // Тези доповідей науково-практичної онлайн конференції здобувачів вищої освіти і молодих учених, присвяченої Дню науки, 15–20, 26 травня. – Житомир, 2022. – С. 14–15 [Електронний ресурс]. – Режим доступу : https://conf.ztu.edu.ua/wp-content/uploads/2022/06/2-2.pdf.

Основи формоутворення поверхонь при механічній обробці / Н.С. Равська, П.П. Мельничук, О.В. Мамлюк та ін. – К. : СКД-Друк, 2013. – 215 с.

Солодкий В.І. Проектування металорізальних інструментів / В.І. Солодкий, О.А. Плівак, С.В. Майданюк. – К. : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2017. – 170 с. [Електронний ресурс]. – Режим доступу : https://ela.kpi.ua/handle/123456789/27532.