Actual Problems in Machine Building 2021 Vol.8 N3-4

Актуальные проблемы в машиностроении. Том 8. № 3-4. 2021 Технологическое оборудование, оснастка и инструменты ____________________________________________________________________ 109 УДК 621.9 ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОФИЛЯ ДИСКОВОГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ О.В. ЗАХАРОВ, доктор техн. наук, профессор А.А. ТРОШИН, аспирант ( СГТУ им. Ю.А. Гагарина, г. Саратов ) Захаров О.В. – 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77, Саратовского государственного технического университета имени Ю.А. Гагарина, е-mail: zov20@mail.ru Винтовые поверхности являются основным рабочим элементом концевых фрез, сверл, а также роторов насосов. В настоящее время для обработки винтовых поверхностей наиболее часто используют дисковый инструмент типа фрез и шлифовальных кругов. Рассмотрена математическая модель и численный алгоритм профилирования дискового инструмента. Достоинством численного алгоритма будет гарантированное отсутствие подрезания при сколь угодно сложном профиле. Исследована оптимизация профиля инструмента в зависимости от трех параметров его установки относительно детали: угла скрещивания, кратчайшего межосевого расстояния и наладочного осевого смещения. Критерием оптимизации выбрана наименьшая высота профиля с минимальной кривизной. Разработанный алгоритм реализован в виде программы в среде MATLAB . Для проверки алгоритма проведено моделирование профиля и его оптимизация. Численные эксперименты показали, что профиль инструмента за счет оптимизации может менять глубину в 2-5 раз и кривизну в 2-3 раза. Ключевые слова: винтовая поверхность, дисковый инструмент, математическая модель, профилирование, численный алгоритм, оптимизация. Введение Винтовые поверхности являются рабочими для концевых фрез, сверл, а также роторов насосов [1-3]. Обработка винтовой поверхности представляет собой трудоемкий, дорогостоящий и технологически сложный процесс. Применение новых сложных профилей винтовых поверхностей и повышение требований к точности требуют совершенствования методов расчета. В настоящее время для обработки наиболее часто используют дисковый инструмент типа фрез и шлифовальных кругов [4, 5]. Решение задачи профилирования может осуществляться методами дифференциальной геометрии, численными методами, применением известных CAD/CAE программ [6, 7]. В статье рассматривается задача расчета точного профиля инструмента при заданном профиле винтовой канавки и параметрах относительного положения на станке. Такая задача является более сложной и в общем случае не решается методами дифференциальной геометрии [8]. Разработан численный метод расчета профиля. Основы метода изложены в работах [9, 10]. В настоящей статье численный метод усовершенствован и обоснована оптимизация профиля. Профиль моделируется малым набором опорных точек, которые с помощью аппроксимации увеличиваются в десятки-сотни раз. Достоинством авторского