Este artigo apresenta um método de usinagem simples para ranhuras de arco de raio grande, que podem ser processadas eficientemente usando uma fresa em uma fresadora comum ou mandriladora sem investir em ferramentas especiais. E deduziu a fórmula de cálculo do ângulo de inclinação da fresa e o método de determinação do erro teórico. A precisão do processamento pode atender aos requisitos, o que é muito adequado para peças únicas e produção de pequenos lotes.
1 Preâmbulo
A estrutura da placa de apoio para montagem do rolo grande no forno rotativo da série WD615 é mostrada na Figura 1. A ranhura em arco R510mm na placa de apoio geralmente é processada em uma plaina após riscar ou processada em um torno vertical com uma ferramenta de fixação. O primeiro tem baixa eficiência de processamento e baixa precisão; embora o último tenha alta eficiência e precisão de processamento, ele precisa investir em ferramentas especiais de fixação, e a fixação é problemática e o custo de processamento é aumentado, portanto, não é adequado para produção de peça única.
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Figura 1 Estrutura da placa de apoio
Após a pesquisa, um método de processamento simples é adotado para realizar o processamento com o disco de fresa na fresadora comum ou na máquina de perfuração, o que melhora a eficiência da produção e a precisão atende totalmente aos requisitos de uso.
2 Método de usinagem da ranhura do arco da placa de apoio
O processamento da ranhura em arco da placa de apoio é mostrado na Figura 2. A ranhura em arco pode ser processada inclinando a fresa em um ângulo θ; a profundidade da ranhura do arco pode ser garantida controlando a distância entre a fresa e a peça de trabalho. O processo de processamento é mostrado na Figura 3.
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Figura 2 Diagrama esquemático do processamento da ranhura do arco da placa de apoio
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Figura 3 Processo de processamento
Análise do princípio: quando o ângulo de inclinação θ é {{0}} grau , o raio da ranhura do arco processado é o raio da fresa; quando o ângulo de inclinação θ é de 90 graus, o raio da ranhura do arco processado é infinito, que é um plano; quando a inclinação Quando o ângulo θ está entre 0 grau e 90 graus, a ranhura em arco processada é na verdade uma ranhura em arco elíptica cujo eixo maior é o diâmetro da fresa e cujo eixo menor é o produto do diâmetro da fresa e o cosseno do ângulo de inclinação. Se permitido, pode ser aproximado como uma ranhura em arco [1].
3 Método de determinação do ângulo de inclinação
De acordo com o método de processamento simples, a chave é como determinar o ângulo de inclinação específico θ do disco da fresa. De acordo com o método de elipse de desenho aproximado de quatro centros mostrado na Figura 4 [2], seja o semi-eixo maior da elipse a, e o semi-eixo menor seja b. Após cálculos matemáticos simples, o grande arco de raio R da elipse pode ser calculado [3]
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Figura 4 Método de desenho de elipse de aproximação de quatro centros
Na Fig. 2, o eixo longo da elipse é o diâmetro d da fresa, e o eixo curto é dcosθ. Substituindo na fórmula (1), a relação entre d, θ e R pode ser deduzida da seguinte forma
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Para uma peça de trabalho específica, o raio R da ranhura do arco é conhecido, e o diâmetro d da fresa usada também é conhecido, e o ângulo de inclinação pode ser calculado substituindo na fórmula (2). Obviamente, o processo de cálculo é muito complicado e uma fórmula de cálculo pode ser compilada no Excel para calcular facilmente o valor específico do ângulo de inclinação θ.
4 Análise de Erros
Devido ao método de processamento simples mencionado acima, a superfície do arco circular é aproximadamente substituída pela superfície do arco elíptico, por isso é necessário estudar seu erro teórico.
O ponto mais distante da linha central tem o maior erro. O erro teórico pode ser calculado calculando o valor da coordenada do ponto de acordo com o arco circular e o arco elíptico, respectivamente. Se estiver dentro do intervalo de erro permitido, pode ser processado desta forma; se exceder Para atender ao erro admissível, o erro teórico pode ser reduzido aumentando o diâmetro do disco da fresa e reduzindo o ângulo de inclinação até atender aos requisitos.
O processo de cálculo específico é mais complicado e o método simples é desenhar e medir diretamente no CAD, que pode determinar de forma rápida e conveniente o valor do erro teórico.
A ranhura do arco circular da placa de apoio na Fig. 1 adota o disco de fresa de φ250mm e o ângulo de inclinação calculado de acordo com a fórmula (2) é 76,9353 graus. Medição de desenho em CAD, o erro da distância mais distante da linha central é de apenas 0,1064 mm, o que atende aos requisitos.
5 Precauções
Uma vez que este método de processamento simples usa uma ranhura de arco elíptico para substituir aproximadamente a ranhura de arco circular, a fim de garantir a precisão, os seguintes pontos devem ser observados ao usar este método.
1) O diâmetro da fresa selecionada deve ser maior do que a largura necessária da ranhura do arco (isto é, comprimento da corda) da peça de trabalho.
2) A largura da ranhura do arco da peça de trabalho deve ser menor que o comprimento da corda B do grande arco da elipse na Figura 4, e a fórmula de cálculo para o valor de B é a seguinte
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3) O valor do erro teórico deve ser determinado antes do uso, e este método só pode ser usado quando os requisitos de precisão da peça de trabalho forem atendidos.
6. Conclusão
Este artigo apresenta um método simples para usinagem de canais de arco de raio grande em fresadoras comuns ou mandriladoras. Ao controlar o ângulo de inclinação do disco da fresa, a usinagem aproximada de ranhuras em arco é realizada usando superfícies de arco elíptico, e as seguintes conclusões são tiradas.
1) O uso de um método de processamento simples para processar ranhuras de arco de raio grande que atendem aos requisitos de precisão pode melhorar a eficiência da produção e reduzir os custos de produção.
2) Para o processamento de ranhuras de arco de grande raio que não requerem alta precisão, diferentes ângulos de inclinação podem ser ajustados para processar ranhuras de arco com vários raios sob a condição de que o diâmetro da fresa permaneça inalterado, reduzindo assim a reserva de ferramenta especificações. volume, reduzindo os custos de produção.
3) O método de processamento simples é especialmente adequado para peças únicas e produção de pequenos lotes.
Avaliações de especialistas
O artigo apresenta um método simples para usinagem de ranhuras de arco de raio grande em fresadoras comuns ou mandriladoras e deduz a fórmula de cálculo do ângulo de inclinação do disco da fresa, bem como o método de determinação do erro teórico. Ideal para peças únicas, produção em pequenos lotes.
O conteúdo do artigo tem certo grau de herança técnica e inovação tecnológica. O método é simples, econômico e prático e utiliza totalmente as vantagens das máquinas-ferramenta comuns e do processamento tradicional. Reduza os custos com ferramentas e melhore a eficiência da produção.
