RU2446916C1 - Method of shaping by machining of article with complex profile using multifunctional software and hardware centre - Google Patents
Method of shaping by machining of article with complex profile using multifunctional software and hardware centre Download PDFInfo
- Publication number
- RU2446916C1 RU2446916C1 RU2010137053/02A RU2010137053A RU2446916C1 RU 2446916 C1 RU2446916 C1 RU 2446916C1 RU 2010137053/02 A RU2010137053/02 A RU 2010137053/02A RU 2010137053 A RU2010137053 A RU 2010137053A RU 2446916 C1 RU2446916 C1 RU 2446916C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tool
- coordinate
- cutting
- relative
- guides
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000003754 machining Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 39
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 101500028021 Drosophila melanogaster Immune-induced peptide 16 Proteins 0.000 claims 3
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 4
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Numerical Control (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в рамках реализации Государственной программы модернизации и технологического развития ведущих отраслей народного хозяйства посредством внедрения современного уровня достижений науки и техники в сфере комплексной механической обработки резанием сложнопрофильных изделий в ведущих отраслях техники, определяющих уровень экономического развития государства в целом.The invention relates to the field of machine tool industry and can be used within the framework of the State program for the modernization and technological development of leading sectors of the national economy through the introduction of the modern level of science and technology in the field of complex machining by cutting complex products in leading industries that determine the level of economic development of the state as a whole .
То есть преимущественное направление использования - автоматизированная мехатронная обработка резанием функционального слоя изделий со сложным пространственным профилем как формируемых в этом слое криволинейных поверхностей, так и дискретных структур, при использовании известного из уровня техники модернизированных станочного парка и вспомогательного оборудования (приспособлений).That is, the preferred direction of use is automated mechatronic processing by cutting the functional layer of products with a complex spatial profile of both curved surfaces formed in this layer and discrete structures using modernized machine park and auxiliary equipment (devices) known from the prior art.
Из уровня техники известен способ обработки резанием структуры поверхности сложного профиля в функциональном слое изделия посредством многофункционального программно-аппаратного центра, заключающийся в том, что осуществляют главное формообразующее перемещение инструмента относительно поверхности функционального слоя изделия с использованием программно-организованной координатной исполнительной системы перемещения. Для этого используют металлорежущий станок, на станине которого размещают исполнительную систему позиционирования и относительного рабочего перемещения заготовки и инструмента, которую оснащают координатно организованной системой главного формообразующего перемещения и позиционирования инструмента относительно поверхности функционального слоя изделия. При этом используют исполнительную систему, включающую установленные непосредственно на станине станка основной стол для базирования обрабатываемого изделия, организованный с возможностью возвратно-поступательного перемещения по координате У в направляющих станины, а также средство установки узлов и механизмов исполнительной системы, кинематически организующих рабочие перемещения непосредственно режущего инструмента. В состав данных узлов и механизмов вводят инструментальную головку с вращающимся по круговой координате С шпинделем, которую организуют с возможностью возвратно-поступательного перемещения по координате Z. Кроме того, центр оснащают системой числового программного управления (ЧПУ) упомянутой исполнительной системой, посредством которой (т.е. системы ЧПУ) обеспечивают возможность формирования интегрального формообразующего относительного перемещения изделия и инструмента по заданной программе в процессе технологического цикла (RU, патент №2356704, B23D 5/02, 2008 г.).The prior art method for processing the cutting of the surface structure of a complex profile in the functional layer of the product by means of a multifunctional software and hardware center, which consists in the fact that the main form-forming movement of the tool relative to the surface of the functional layer of the product is carried out using a program-based coordinate coordinate actuating system. For this, a metal cutting machine is used, on the bed of which an actuating system for positioning and relative working movement of the workpiece and tool is placed, which is equipped with a coordinate-organized system of the main forming movement and positioning of the tool relative to the surface of the functional layer of the product. In this case, an executive system is used, including a main table mounted directly on the machine bed for basing the workpiece, organized with the possibility of reciprocating movement along the coordinate Y in the guide rails of the bed, as well as means for installing nodes and mechanisms of the executive system that kinematically organize the working movements of the cutting tool itself . A tool head with a spindle rotating in a circular coordinate With a spindle is introduced into the structure of these nodes and mechanisms, which is organized with the possibility of reciprocating movement along the Z coordinate. In addition, the center is equipped with a numerical control system (CNC) of the said executive system, through which (t. e. CNC systems) provide the ability to form an integral formative relative movement of the product and tool according to a given program during the technological cycle (RU, pa tent No. 2356704, B23D 5/02, 2008).
К недостаткам данного известного из уровня техники способа следует отнести ограниченные функциональные возможности и, как следствие, относительно невысокие производительность и класс точности обработки.The disadvantages of this known from the prior art method include limited functionality and, as a result, the relatively low productivity and accuracy class of processing.
В основу заявленного технического решения была положена задача расширения функциональных возможностей за счет обеспечения выполнения различных технологических операций (в частности, строгания, фрезерования, сверления, растачивания, токарной обработки сложных поверхностей) при одном установе обрабатываемой заготовки на базовой поверхности, а также повышения производительности оборудования при повышении класса точности обработки и чистоты поверхности изделия.The claimed technical solution was based on the task of expanding functional capabilities by ensuring the implementation of various technological operations (in particular, planing, milling, drilling, boring, turning complex surfaces) with one installation of the workpiece on the base surface, as well as increasing the productivity of the equipment improving the accuracy class of processing and surface finish.
Технический результат заключается в повышении класса точности и чистоты поверхности обработанного изделия при повышении производительности технологического оборудования.The technical result consists in increasing the accuracy class and surface cleanliness of the processed product while increasing the productivity of technological equipment.
Поставленный технический результат обеспечивается посредством того, что в способе формообразования посредством обработки резанием изделия с поверхностью сложного профиля с использованием многофункционального программно-аппаратного центра, включающем главное формообразующее перемещение инструмента относительно поверхности функционального слоя изделия, для чего используют металлорежущий станок, на станине которого размещают исполнительную систему позиционирования и относительного рабочего перемещения заготовки и инструмента, которую оснащают координатно организованной системой главного формообразующего перемещения и позиционирования инструмента относительно поверхности функционального слоя изделия, при этом упомянутая исполнительная система включает установленные непосредственно на станине станка основной стол для базирования обрабатываемого изделия, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения по координате У в направляющих станины, а также средство установки узлов и механизмов исполнительной системы, кинематически организующих рабочие перемещения непосредственно режущего инструмента, в состав которых вводят инструментальную головку с вращающимся по круговой координате С шпинделем, которую организуют с возможностью возвратно-поступательного перемещения по координате Z, при этом центр оснащают системой числового программного управления упомянутой исполнительной системой, посредством которой обеспечивают возможность формирования интегрального формообразующего относительного перемещения изделия и инструмента по заданной программе в процессе технологического цикла, согласно изобретению главное формообразующее перемещение инструмента осуществляют последовательным перемещением инструмента вдоль направляющей, сформированной как огибающая последовательных положений дуг окружностей, имитирующих режущий контур используемой в инструменте круглой режущей пластины; при этом упомянутое средство установки узлов и механизмов исполнительной системы конструктивно организуют в виде портала, который оснащают горизонтальными направляющими, на одной из стоек которого размещают магазин инструментов с набором инструментальных оправок; основной стол исполнительной системы оснащают поворотным столом, кинематически связанным с основным с возможностью осуществления поворота по круговой координате В; при этом упомянутую исполнительную систему дополнительно оснащают кареткой с вертикальными направляющими, ориентированными вдоль координатной оси Z, установленной на горизонтальных направляющих портала; ползуном, который устанавливают на вертикальных направляющих каретки; а также столом, который связывают с ползуном с возможностью осуществления поворота по круговой координате А относительно ползуна, при этом инструментальную головку жестко закрепляют непосредственно на упомянутом столе с возможностью осуществления совместного с ним поворота.The technical result achieved is ensured by the fact that in the method of forming by machining a product with a complex profile surface using a multifunctional software and hardware center, including the main shaping movement of the tool relative to the surface of the functional layer of the product, for which a metal cutting machine is used, on the bed of which the executive system is placed positioning and relative working movement of the workpiece and tool, which is equipped with a coordinate-organized system of the main forming movement and positioning of the tool relative to the surface of the functional layer of the product, while the said executive system includes a main table mounted directly on the machine bed for basing the workpiece, made with the possibility of reciprocating movement along the coordinate Y in the guides of the bed, and also a means of installing nodes and mechanisms of the executive system, kinematically organizing working displacements of the cutting tool itself, which include a tool head with a circular spindle rotating With a spindle, which is arranged with the possibility of reciprocating movement along the Z coordinate, while the center is equipped with a numerical control system for the said actuating system, by which it is possible to form integral formative relative movement of the product and tool according to a given program in the process of technol cal cycle according to the invention the main forming tool movement is performed sequentially moving the tool along a guide formed as the envelope of the successive positions of circular arcs simulating circuit used in the cutting tool cutting a circular plate; at the same time, the mentioned means of installing the nodes and mechanisms of the executive system are structurally organized in the form of a portal, which is equipped with horizontal guides, on one of the racks of which there is a tool store with a set of tool holders; the main table of the executive system is equipped with a rotary table kinematically connected with the main table with the possibility of turning in the circular coordinate B; wherein said actuating system is additionally equipped with a carriage with vertical guides oriented along the coordinate axis Z mounted on the horizontal guides of the portal; a slider that is mounted on the vertical guides of the carriage; as well as a table that is associated with the slider with the possibility of rotation along the circular coordinate A relative to the slider, while the tool head is rigidly fixed directly to said table with the possibility of joint rotation.
Целесообразно инструментальную головку оснащать жестко связанным с ней разгрузочным устройством, которое конструктивно организуют в виде корпуса с размещенной в его полости на опорах вращения втулкой, кинематически не связанной со шпинделем и выполненной с конической посадочной поверхностью, посредством которой базируют оправку режущего инструмента в виде строгального или токарного резца.It is advisable to equip the tool head with a rigidly connected unloading device, which is structurally organized in the form of a housing with a sleeve located in its cavity on the rotation supports that is kinematically not connected to the spindle and made with a tapered seating surface, through which the mandrel of the cutting tool in the form of a planing or turning cutter.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного технического решения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками и связями между ними, идентичными всем существенным признакам заявленного технического решения, а выбранный из перечня выявленных аналогов прототип, как наиболее близкий по совокупности признаков аналог, позволил выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявленном объекте.An analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed technical solution, made it possible to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features and relationships between them that are identical to all the essential features of the claimed technical solutions, and the prototype selected from the list of identified analogues, as the closest analogue in the set of features, allowed to identify the totality venous (in relation to the technical result perceived by the applicant) distinctive features in the declared object.
Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна» по действующему законодательству.Therefore, the claimed technical solution meets the condition of patentability "novelty" under the current law.
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных технических решений, с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение усматриваемого заявителем технического результата.In order to verify the conformity of the claimed invention with the condition of patentability “inventive step”, the applicant conducted an additional search for known technical solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed technical solution, the results of which show that the claimed invention does not follow explicitly from a known person technology, since from the prior art determined by the applicant, the influence of the essential Kami claimed invention transformations to achieve the technical result of the applicant sees.
В частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования известного объекта-прототипа:In particular, the claimed invention does not provide for the following transformations of a known prototype object:
- дополнение известного объекта каким-либо известным признаком, присоединяемым к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;- addition of a well-known object by any well-known sign, attached to it according to known rules, to achieve a technical result, in respect of which the influence of such additions is established;
- замена какого-либо признака известного объекта другим известным признаком для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;- replacement of any sign of a known object with another well-known sign to achieve a technical result, in respect of which the influence of such a replacement is established;
- исключение какого-либо признака известного объекта с одновременным исключением обусловленной наличием этого признака функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата;- the exclusion of any sign of a known object with the simultaneous exclusion due to the presence of this sign of the function and the achievement of the usual result for this exclusion;
- увеличение количества однотипных признаков в известном объекте для усиления технического результата, обусловленного наличием в объекте именно таких признаков;- an increase in the number of similar features in a known object to enhance the technical result due to the presence of just such signs in the object;
- выполнение известного объекта или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами материала;- the implementation of a known object or part of it from a known material to achieve a technical result due to the known properties of the material;
- создание объекта, включающего известные признаки, выбор которых и связь между ними осуществлены на основании известных правил, и достигаемый, при этом, технический результат обусловлен только известными свойствами признаков этого объекта и связей между ними.- the creation of an object that includes known features, the choice of which and the relationship between them are based on known rules, and the achieved technical result is due only to the known properties of the features of this object and the relationships between them.
Следовательно, заявленное изобретение соответствуют требованию условия патентоспособности «изобретательский уровень» по действующему законодательству.Therefore, the claimed invention meets the requirements of the patentability conditions "inventive step" under the current law.
Изобретение иллюстрируется графическими материалами.The invention is illustrated in graphic materials.
Фиг.1 - общий вид программно-аппаратного центра для реализации заявленного способа (вид спереди).Figure 1 - General view of the software and hardware center for implementing the claimed method (front view).
Фиг.2 - общий вид программно-аппаратного центра для реализации заявленного способа (вид сверху по фиг.1).Figure 2 - General view of the software and hardware center for implementing the inventive method (top view of figure 1).
Фиг.3 - общий вид (в разрезе) разгрузочного устройства программно-аппаратного центра для реализации заявленного способа с установленной оправкой строгального резца.Figure 3 is a General view (in section) of the unloading device of the hardware and software center for implementing the inventive method with the mandrel of the planing cutter.
Фиг.4 - общий вид (в разрезе) разгрузочного устройства программно-аппаратного центра для реализации заявленного способа с установленной оправкой сверла.Figure 4 is a General view (in section) of the unloading device of the hardware and software center for implementing the inventive method with an installed drill mandrel.
Фиг.5 - фрагмент трехмерной (криволинейной) обрабатываемой поверхности с прямолинейной образующей и криволинейной направляющей.5 is a fragment of a three-dimensional (curved) machined surface with a rectilinear generatrix and a curved guide.
Фиг.6 - фрагмент трехмерной (криволинейной) обрабатываемой поверхности с криволинейными и изменяющимися образующей и направляющей.6 is a fragment of a three-dimensional (curvilinear) machined surface with curved and changing generatrix and guide.
Фиг.7 и Фиг.8 - схема резания криволинейной поверхности строгальным резцом с круглой сменной режущей пластинойFig.7 and Fig.8 is a diagram of the cutting of a curved surface with a planing cutter with a round interchangeable cutting insert
В графических материалах основные узлы и агрегаты программно-аппаратного центра для реализации заявленного способа обозначены следующими позициями:In the graphic materials, the main nodes and units of the software and hardware center for the implementation of the claimed method are indicated by the following positions:
1 - основание;1 - base;
2 - портал (неподвижный с горизонтальными направляющими - координатная ось X);2 - portal (fixed with horizontal guides - coordinate axis X);
3 - станина (с горизонтальными направляющими - координатная ось У);3 - bed (with horizontal guides - the coordinate axis Y);
4 - каретка (с вертикальными направляющими /координатная ось Z/, установленная на горизонтальных направляющих портала 2);4 - carriage (with vertical guides / coordinate axis Z /, mounted on the horizontal guides of the portal 2);
5 - ползун (установленный на вертикальных направляющих каретки 4);5 - slider (mounted on the vertical guides of the carriage 4);
6 - стол (установленный с возможностью поворота по круговой координате по стрелке А относительно ползуна 5);6 - table (mounted with the possibility of rotation in a circular coordinate along arrow A relative to the slider 5);
7 - головка (инструментальная шпиндельная, поворачиваемая по стрелке А совместно со столом 6);7 - head (tool spindle, rotated in the direction of arrow A together with table 6);
8 - стол (основной, перемещаемый по координате У в направляющих станины 3);8 - table (the main, moved along the coordinate Y in the guides of the bed 3);
9 - стол (поворотный, установленный на столе 8 с возможностью осуществления поворота по стрелке В);9 - table (rotary, mounted on table 8 with the possibility of turning in arrow B);
10 - магазин (инструментов, установленный на стойке портала 2 с возможностью поворота);10 - store (tools mounted on the rack of the
11 - набор (инструментальных оправок, установленных в магазине 10);11 - set (tool holders installed in the store 10);
12 - шпиндель (установленный с возможностью поворота по стрелке С в шпиндельной головке 7);12 - spindle (mounted for rotation along arrow C in spindle head 7);
13 - заготовка (обрабатываемая);13 - billet (processed);
14 - устройство (разгрузочное);14 - device (unloading);
15 - корпус (разгрузочного устройства 14);15 - case (unloading device 14);
16 - втулка (с конической установочной поверхностью для базирования оправки 18 строгального или токарного резца);16 - sleeve (with a conical mounting surface for basing the
17 - подшипники (установочные для втулки 16);17 - bearings (mounting for sleeve 16);
18 - оправка (резца строгального);18 - mandrel (planer cutter);
19 - зубцы (поводковые оправки 18);19 - teeth (driver mandrels 18);
20 - паз (шпинделя 12);20 - groove (spindle 12);
21 - подшипники (установочные шпинделя 12);21 - bearings (mounting spindle 12);
22 - поверхность;22 - surface;
23 - резец;23 - cutter;
24 - пластина (режущая сменная).24 - plate (cutting interchangeable).
Заявленный способ реализуется следующим образом.The claimed method is implemented as follows.
Осуществляют главное формообразующее перемещение инструмента относительно поверхности функционального слоя изделия с использованием программно-организованной координатной исполнительной системы перемещения, главное формообразующее перемещение инструмента осуществляют последовательным перемещением инструмента вдоль направляющей, которая представляет собой линию, сформированную как огибающая последовательных положений дуг окружностей, имитирующих режущий контур используемой в инструменте круглой режущей пластины 24 с возможностью формирования трехмерной поверхности.The main shape-forming movement of the tool relative to the surface of the functional layer of the product is carried out using a program-organized coordinate actuating system of movement, the main shape-forming movement of the tool is carried out by sequential movement of the tool along the guide, which is a line formed as an envelope of consecutive positions of arcs of circles imitating the cutting contour used in the tool round insert 24 with possible the formation of a three-dimensional surface.
Многофункциональный программно-аппаратный центр для формирования резанием структуры поверхности сложного профиля в функциональном слое изделия (предназначенный для реализации заявленного способа) включает следующие системы, узлы и агрегаты.A multifunctional hardware and software center for forming a surface structure of a complex profile by cutting in the functional layer of the product (designed to implement the claimed method) includes the following systems, components and assemblies.
В металлорежущем станке программно-аппаратного центра на основании 1 установлены неподвижный портал 2 с двумя стойками и горизонтальными направляющими (координатная ось X), а также станина 3 с горизонтальными направляющими (координатная ось У, ортогонально расположенная оси X). На горизонтальных направляющих портала 2 размещена каретка 4 с вертикальными направляющими (координатная ось Z, ортогональная осям Х и У), а на ее вертикальных направляющих - ползун 5. На ползуне 5 размещен стол, установленный с возможностью поворота по круговой координате (стрелка А) относительно ползуна 5 совместно с инструментальной шпиндельной головкой 7, поворачиваемой по круговой координате (по стрелке A) совместно со столом 6. Кроме того, программно-аппаратный центр включает стол 8, установленный с возможностью перемещения по координате У в направляющих станины 3, а также поворотный стол 9, установленный на столе 8 с возможностью осуществления поворота по круговой координате (по стрелке B).In the metal-cutting machine of the software and hardware center, on the base 1, a
На стойке портала 2 установлен с возможностью поворота магазин 10 инструментов, в котором размещен набор 11 инструментальных оправок.On the rack of the
Шпиндель 12 установлен с возможностью поворота по стрелке С в шпиндельной головке 7.The
Обрабатываемая заготовка 13 базируется на поворотном столе 9.The workpiece 13 is based on a
Кроме того, инструментальная головка 5 может быть оснащена жестко связанным с ней разгрузочным устройством 14, конструктивно организованным в виде корпуса 15 с размещенной в его полости на опорах вращения (подшипниках 17) втулкой 16, кинематически не связанной со шпинделем 12 и выполненной с конической посадочной поверхностью для базирования оправки 18 режущего инструмента в виде строгального или токарного резца.In addition, the
Совершенно очевидно, что вышеописанные системы, узлы и агрегаты программно-аппаратного центра в совокупности формируют исполнительную систему позиционирования и относительного рабочего перемещения заготовки и инструмента, оснащенную координатно организованной системой главного формообразующего перемещения и позиционирования инструмента относительно поверхности функционального слоя изделия, которая функционирует на базе системы числового программного управления (ЧПУ) упомянутой исполнительной системой, обеспечивающей (относится к системе ЧПУ) возможность формирования интегрального формообразующего относительного перемещения изделия и инструмента по заданной программе в процессе технологического цикла.It is quite obvious that the above-described systems, components and assemblies of the software and hardware center together form an executive system for positioning and relative working movement of the workpiece and tool, equipped with a coordinate-organized system of the main forming movement and positioning of the tool relative to the surface of the functional layer of the product, which operates on the basis of the numerical system program control (CNC) of the said Executive system, providing (relates to the CNC system) the possibility of forming an integral formative relative movement of the product and tool according to a given program in the process cycle.
Программно-аппаратный центр работает следующим образом. В исходном положении инструментальная шпиндельная головка 7 развернута по круговой координате (стрелка А) так, что ось шпинделя 12 расположена горизонтально на уровне нижней ячейки магазина 10 инструментов. Посредством перемещения каретки 4 в горизонтальных направляющих портала 2 (совместно с инструментальной шпиндельной головкой 7) влево (координата X), т.е. в направлении магазина 10 инструментов, соответствующая инструментальная оправка 11 помещается в гнездо шпинделя 12 и там фиксируется в направлении стрелки F. Таким образом, инструмент, например оправка 18 со строгальным резцом (фиг.3), базируется в конусе втулки 16 и по ее торцу, а зубцы 19 входят в паз шпинделя 12.The hardware-software center operates as follows. In the initial position, the tool spindle head 7 is rotated in a circular coordinate (arrow A) so that the axis of the
Ходом ползуна 5 по координате Z вниз в вертикальных направляющих каретки 4 инструментальная оправка 11 забирается из магазина 10 инструментов. Инструментальная шпиндельная головка 7 готова к работе. Вся последовательность перемещений по соответствующим координатам как рабочих органов, несущих режущий инструмент, так и стола 8 совместно с поворотным столом 9 с обрабатываемой заготовкой 13 (устанавливаемой с возможностью горизонтального перемещения по координате У и поворота по круговой координате - по стрелке В) программно организована и функционирует посредством системы числового программного управления, связанной посредством пульта управления с процессором управляющего компьютера (в графических материалах условно не показаны).By moving the
При этом в технологической последовательности выполняются необходимые операции, например строгание удлиненных узких поверхностей, доработка некоторых участков обработанной поверхности фрезерованием и обсверловка, а также токарная обработка.At the same time, the necessary operations are carried out in a technological sequence, for example, planing of elongated narrow surfaces, refinement of some sections of the machined surface by milling and drilling, as well as turning.
Причем строгальная обработка может осуществляться не только по прямым траекториям, но и по криволинейным, в том числе трехмерным. Это обеспечивается благодаря возможности управлять по заданной программе поворотом резца таким образом, чтобы его режущая кромка всегда была ориентирована перпендикулярно касательной к траектории движения в каждой точке этой траектории.Moreover, planing can be carried out not only along direct paths, but also along curved, including three-dimensional. This is ensured by the ability to control, according to a given program, the rotation of the cutter so that its cutting edge is always oriented perpendicular to the tangent to the motion path at each point of this path.
Здесь следует отметить, что, например, в процессе строгания обеспечивается возможность осуществления технологического цикла без холостого хода режущего инструмента, за счет обеспечения возможности поворота передней поверхности резца на угол 180° в конце каждого прохода, что повышает производительность процесса и упрощает технологический цикл процесса строгания вследствие отсутствия необходимости подъема резца при обратном ходе.It should be noted here that, for example, during the planing process, it is possible to carry out the technological cycle without idling of the cutting tool, by enabling the front surface of the cutter to be rotated through an angle of 180 ° at the end of each pass, which increases the productivity of the process and simplifies the technological cycle of the planing process due to no need to lift the cutter during the reverse stroke.
При смене операций заменяется и инструмент: отработавший инструмент возвращается в магазин 10 инструментов, а необходимый для следующей операции - посредством вращения магазина 10 помещается в позицию смены, т.е. в нижнюю позицию, где осуществляется его фиксация в гнезде шпинделя 12 вышеописанным способом.When changing operations, the tool is also replaced: the spent tool is returned to the
Таким образом обеспечивается многофункциональность программно-аппаратного центра и повышается производительность при повышении точности и качества обрабатываемых профильных поверхностей изделия.This ensures the multifunctionality of the hardware and software center and increases productivity while increasing the accuracy and quality of the machined profile surfaces of the product.
На фиг.5 представлен фрагмент трехмерной обрабатываемой поверхности с прямолинейной образующей и криволинейной направляющей. Сложная поверхность, сформированная последовательным положением прямолинейных образующих, представляет собой отрезки траекторий прямолинейных движений резца 23 относительно заготовки. Криволинейная направляющая является линией, сформированной как огибающая последовательных положений дуг окружностей, имитирующих режущий контур круглой режущей пластины 24. Кривая сформирована в соответствии со значениями координат точек, заданных на чертеже изделия. Контур направляющей остается неизменным по конфигурации вдоль образующих.Figure 5 presents a fragment of a three-dimensional machined surface with a rectilinear generatrix and a curved guide. The complex surface formed by the sequential position of the rectilinear generators is the segments of the trajectories of the rectilinear movements of the
На Фиг.6 представлен фрагмент трехмерной обрабатываемой поверхности с криволинейными и изменяющимися образующей и направляющей. Контур направляющей также представляет собой огибающую последовательных положений контура режущей пластины, однако конфигурация этого контура изменяется вдоль образующей, которая, в отличие от поверхности по фиг.5, является криволинейной.Figure 6 presents a fragment of a three-dimensional machined surface with a curved and varying generatrix and guide. The contour of the guide also represents the envelope of successive positions of the contour of the insert, however, the configuration of this contour varies along the generatrix, which, in contrast to the surface of FIG. 5, is curved.
На фиг.7 показана схема обработки криволинейной поверхности 22 детали с помощью резца 23, оснащенного круглой пластиной 24. Контур сечения поверхности 22 представляет собой линию, огибающую следы от дуг окружностей, оставленные режущим контуром пластины 24. Расстояние S между осями соседних окружностей (между смежными проходами) определяет высоту микронеровностей и назначается в зависимости от требований к шероховатости обрабатываемой поверхности. Это расстояние S вычисляется по формуле:7 shows a processing diagram of a
где Н - допустимая высота микронеровностей обработанной поверхности, заданная на чертеже детали;where H is the allowable height of the microroughness of the treated surface, specified in the drawing of the part;
D - диаметр режущей твердосплавной пластины.D is the diameter of the carbide cutting insert.
На фиг.3 видно, что вершина резца должна располагаться на оси вращения (поворота) шпинделя. Такое расположение резца является обязательным для осуществления силового строгания. Любое смещение вершины резца с оси поворота шпинделя приводит к возникновению крутящего момента на шпинделе и требует введения коррекции в программу управляющего компьютера при работе с поворотом резца для формирования точно расположенных криволинейных поверхностей.Figure 3 shows that the tip of the cutter should be located on the axis of rotation (rotation) of the spindle. This arrangement of the cutter is mandatory for the implementation of power planing. Any displacement of the tip of the cutter from the axis of rotation of the spindle leads to torque on the spindle and requires correction in the program of the control computer when working with rotation of the cutter to form precisely located curved surfaces.
Таким образом, программно-аппаратный центр, реализующий заявленный способ, может быть использован для автоматизированной мехатронной обработки резанием функционального слоя изделий со сложным пространственным профилем как формируемых в этом слое протяженных криволинейных поверхностей, так и дискретных структур, при использовании известного из уровня техники модернизированных станочного парка и вспомогательного оборудования (приспособлений), что подтверждает соответствие заявленного технического решения условию патентоспособности «промышленная применимость».Thus, the hardware and software center that implements the claimed method can be used for automated mechatronic processing by cutting the functional layer of products with a complex spatial profile of both extended curved surfaces formed in this layer and discrete structures using modernized machine park known from the prior art and auxiliary equipment (devices), which confirms the conformity of the claimed technical solution to the condition of patentability ti "industrial applicability".
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010137053/02A RU2446916C1 (en) | 2010-09-07 | 2010-09-07 | Method of shaping by machining of article with complex profile using multifunctional software and hardware centre |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010137053/02A RU2446916C1 (en) | 2010-09-07 | 2010-09-07 | Method of shaping by machining of article with complex profile using multifunctional software and hardware centre |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2446916C1 true RU2446916C1 (en) | 2012-04-10 |
Family
ID=46031588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010137053/02A RU2446916C1 (en) | 2010-09-07 | 2010-09-07 | Method of shaping by machining of article with complex profile using multifunctional software and hardware centre |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2446916C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210023608A1 (en) * | 2019-07-24 | 2021-01-28 | Rays Engineering Co., Ltd. | Method for producing vehicle wheels |
CN112894070A (en) * | 2021-03-15 | 2021-06-04 | 科德数控股份有限公司 | Gantry machining center for electric combined machining |
CN112975051A (en) * | 2021-03-15 | 2021-06-18 | 科德数控股份有限公司 | Machining center for electric combined machining |
US20220339716A1 (en) * | 2019-02-26 | 2022-10-27 | University Of Kentucky Research Foundation | High speed multi-axis machine tool |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU14022U1 (en) * | 1999-12-15 | 2000-06-27 | Открытое акционерное общество "Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков" | SUPER-PRECISIVE STROGAL MACHINE |
RU48164U1 (en) * | 2005-06-02 | 2005-09-27 | Научно-исследовательский институт Гознака | PRECISION STROGAL MACHINE OF AUTOMATED ENGRAVING COMPLEX |
RU2282524C2 (en) * | 2004-11-04 | 2006-08-27 | Открытое акционерное общество "Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков" (ОАО "ЭНИМС") | Articles planing method |
RU2356704C2 (en) * | 2007-12-25 | 2009-05-27 | Виктор Александрович Иванов | Method for formation of discrete profile structures of engraving picture in functional layer of type form on metal-cutting lathe |
-
2010
- 2010-09-07 RU RU2010137053/02A patent/RU2446916C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU14022U1 (en) * | 1999-12-15 | 2000-06-27 | Открытое акционерное общество "Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков" | SUPER-PRECISIVE STROGAL MACHINE |
RU2282524C2 (en) * | 2004-11-04 | 2006-08-27 | Открытое акционерное общество "Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков" (ОАО "ЭНИМС") | Articles planing method |
RU48164U1 (en) * | 2005-06-02 | 2005-09-27 | Научно-исследовательский институт Гознака | PRECISION STROGAL MACHINE OF AUTOMATED ENGRAVING COMPLEX |
RU2356704C2 (en) * | 2007-12-25 | 2009-05-27 | Виктор Александрович Иванов | Method for formation of discrete profile structures of engraving picture in functional layer of type form on metal-cutting lathe |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220339716A1 (en) * | 2019-02-26 | 2022-10-27 | University Of Kentucky Research Foundation | High speed multi-axis machine tool |
US20210023608A1 (en) * | 2019-07-24 | 2021-01-28 | Rays Engineering Co., Ltd. | Method for producing vehicle wheels |
US11684983B2 (en) * | 2019-07-24 | 2023-06-27 | Rays Engineering Co., Ltd. | Method for producing vehicle wheels |
CN112894070A (en) * | 2021-03-15 | 2021-06-04 | 科德数控股份有限公司 | Gantry machining center for electric combined machining |
CN112975051A (en) * | 2021-03-15 | 2021-06-18 | 科德数控股份有限公司 | Machining center for electric combined machining |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2446916C1 (en) | Method of shaping by machining of article with complex profile using multifunctional software and hardware centre | |
JPWO2016157456A1 (en) | Tool path generation method, drilling method, and tool path generation apparatus | |
CN103920914A (en) | CNC milling machine | |
CN204171491U (en) | A kind of space curved surface Linear cut structure | |
US8191447B2 (en) | Method and device for machining a workpiece that rotates about a central axis | |
CN210877739U (en) | Vertical and horizontal combined machining center | |
KR20130082242A (en) | Hole drilling apparatus for work piece | |
CN109108695B (en) | Clamp for machining inclined surface holes of triaxial machining center | |
CN102481634A (en) | Method for machining by lathing, and lathe | |
CN107335845A (en) | A kind of milling machine suitable for oblique surface machining | |
RU2446034C1 (en) | Method of cutting article with complex profile surface by multifunctional program-control hardware | |
CN110340412B (en) | Vertical and horizontal combined machining center | |
RU110314U1 (en) | EXECUTIVE SYSTEM OF A MULTIFUNCTIONAL SOFTWARE AND HARDWARE COMPLEX FOR FORMING BY THE CUTTING OF THE STRUCTURE OF THE SURFACE OF A COMPLEX PROFILE IN THE FUNCTIONAL LAYER OF THE PRODUCT | |
CN205927177U (en) | Automatic change and mill boring machining device | |
CN207155344U (en) | A kind of small-sized Five-axis numerical control milling machine | |
RU110315U1 (en) | MULTIFUNCTIONAL SOFTWARE AND HARDWARE COMPLEX FOR FORMING THE STRUCTURE OF THE SURFACE OF A COMPLEX PROFILE IN THE FUNCTIONAL LAYER OF A PRODUCT OF REDUCED RIGIDITY | |
RU101396U1 (en) | MULTI-FUNCTIONAL SOFTWARE AND HARDWARE CENTER FOR FORMING THE STRUCTURE OF THE SURFACE OF A COMPLEX PROFILE IN THE FUNCTIONAL LAYER OF THE PRODUCT | |
RU38126U1 (en) | METAL-CUTTING MACHINE FOR INTEGRATED FIVE-ORDER PROCESSING | |
RU105850U1 (en) | EXECUTIVE SYSTEM OF MULTI-FUNCTIONAL SOFTWARE AND HARDWARE CENTER FOR FORMING BY THE CUTTING OF THE STRUCTURE OF THE SURFACE OF THE COMPLEX PROFILE IN THE FUNCTIONAL LAYER OF THE PRODUCT | |
RU110313U1 (en) | MULTI-FUNCTIONAL SOFTWARE AND HARDWARE COMPLEX FOR FORMING THE STRUCTURE OF THE SURFACE OF A COMPLEX PROFILE IN THE FUNCTIONAL LAYER OF THE PRODUCT | |
CN211940126U (en) | Numerical control machining equipment | |
CN204818712U (en) | Compound lathe of numerical control longmen boring and milling | |
CN204700360U (en) | A kind of CNC milling machine for the processing of thin-walled ringfeder | |
RU2446033C1 (en) | Method of cutting article with complex profile surface and lower-rigidity functional layer by multifunctional program-control hardware | |
CN104139300A (en) | Five-shaft four-linkage drilling, milling and tapping machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20140922 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170908 |