МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ

ТАВРІЙСЬКА ДЕРЖАВНА АГРОТЕХНІЧНА АКАДЕМІЯ

УДК 515.2

ІВАНОВА ІННА СЕРГІЇВНА

ГЕОМЕТРИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ СПРЯЖЕНИХ ПОВЕРХОНЬ І АВТОМАТИЗОВАНИЙ КОНТРОЛЬ СТАНУ ІНСТРУМЕНТУ

Спеціальність 05.01.01 – прикладна геометрія, інженерна графіка

Автореферат

дисертації на здобуття

наукового ступеня кандидата технічних наук

Мелітополь 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Одеському національному політехнічному університеті Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: - академік АН ВШ, доктор технічних наук, професор,

Підкритов Анатолій Миколаойвич,

Завідувач кафедри нарисної геометрії та інженерної

графіки,

одеський національний політехнічний університет,

м. Одеса;

Офіційні опоненти: Куценко Леонід Миколайович

·

техніки,

Харківська академія пожежної безпеки МВС України,

м. Харків.

Івженко Олександр Васильович

·

доцент кафедри нарисної геометрії та інженерної графіки,

Таврійська державна агротехнічна академія,

м. Мелітополь.

Провідна установа: Національний технічний університет України,

"Київський політехнічний інститут",

м. Київ.

Захист відбудеться 18 червеня 2002 р. о 12.00 годині на засіданні спеціалізованої Вченої ради К 18. 819.02 у Таврійській державній агротехнічній академії за адресою:

72312 запорізька обл., м. Мелітополь, просп. Б. Хмельницького, 18

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Таврійської державній агротехнічній академії за адресою:

72312 запорізька обл., м. Мелітополь, просп. Б. Хмельницького, 18

Автореферат розісланий 15 травня 2002 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради В.М.Малкіна

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Впровадження у виробництво найбільш досконалих способів обробки виробів вимагає розробки таких ефективних методів профілювання складного різального інструменту, що не тільки скорочують строки проектування, забезпечують необхідну розрахунково-графічну точність, але й дозволяють розширити сферу застосування найбільш продуктивного інструмента для обробки гвинтових поверхонь.

Гвинтові поверхні широко застосовуються в інструментальній промисловості. Так, наприклад: черв'ячні фрези, шевери, косозубі довб'яки, свердла, мітчики й інший різальний інструмент обмежені гвинтовими поверхнями.

Вдосконалення існуючих методів профілювання різального інструменту, розширення області застосування та розробка нових ефективних методів утворення гвинтових спряжених поверхонь щодо профілювання складного різального інструменту є актуальною задачею.

Великий внесок у конструювання поверхонь різними методами зробили вчені: І.І.Котов, В.Є.Михайленко, А.В.Павлов, О.Л.Підгорний А.М.Підкоритов, Г.С.Іванов, Л.М.Куценко, В.М.Найдиш, В.О.Осипов, В.С.Обухова, І.А.Скидан, М.М.Рижов, А.М.Тевлін та ін. Профілюванню спряжених поверхонь присвячений ряд робіт таких відомих вчених як Ф.Г.Альтман, Г.І.Апухтін, Е.Вильдгабер, К.І.Гохман, Я.С.Давидов, М.Л.Еріхов, Ю.М.Іванов, М.І.Колчин, П.Кормак, Ф.Л.Літвін, В.С.Люкшин, А.Ф.Ніколаєв, T.Олив'е, К.М.Писманик, А.M.Підкоритов, П.Р.Родін, І.І.Семенченко, І.А.Фрайфельд, Е.Штюблер та ін.

В умовах автоматизованої обробки різних поверхонь важливим завданням є створення умов безперервної роботи гнучкого автоматизованого виробництва. Великим внеском для створення систем оцінки станів різальної частини інструменту є розробки провідних вчених закордонних та вітчизняних країн: В.М.Башкова, В.М.Валькова, В.О.Власенко, О.Г.Дерев'янченко, Ю.Г.Кабалдіна, Ж.Н.Кадирова, В.Г.Колосова, В.Е.Любімова, В.О.Остаф'єва, В.М.Подураєва, В.О.Румбешти, Cumani A., Rutelli G., Guisti F. та ін.. Різальний інструмент у системі виробництва є найменш надійним складовим робочим елементом. Тому створення автоматизованих методів контролю різального інструменту є на сьогоднішній день актуальним напрямком науки.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження в роботі проведені в рамках комплексної науково-дослідної програми Одеського національного політехнічного університету з геометричного моделювання спряжених поверхонь, явищ і процесів у машинобудуванні: "Сучасні проблеми геометричного моделювання, проектування чистових багатозахідних черв'ячних фрез, зубчастих передач без інтерференції, різних технологічних процесів", затвердженої Міністерством освіти України; відноситься до наукових програм і координаційних планів Міністерством освіти України в області нарисної геометрії й інженерної та комп'ютерної графіки ДБ НДР №350-33.

Мета і задачі дослідження. мета роботи - розвиток теорії геометричного моделювання спряжених поверхонь щодо дискового інструменту з використанням автоматизованого способу оберненого проекціювання та здійснення контролю стану різальної кромки.

Об'єкт дослідження – спосіб оберненого проекціювання для профілювання спряжених поверхонь.

Предмет дослідження – різальний інструмент (дискова фреза) та гвинтова поверхня.

Методи дослідження: методи нарисної й аналітичної геометрії, теоретичні основи та теорема оберненого проекціювання Іванова Ю.М.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачи:

·

· Розробити алгоритм формування спряжених поверхонь способом оберненого проекціювання;

· Виконати автоматизацію запропонованого графоаналітичного способу;

· Розробити спосіб контролю стану різальної кромки дискового інструменту.

Методика проведення досліджень. Дисертація ґрунтується на наукових працях вчених вітчизняних і закордонних країн, що активно займалися криволінійним проекціюванням, спряженими поверхнями, а також автоматизованим контролем стану різальної кромки інструменту. У роботі використаний спосіб оберненого проекціювання для побудови спряжених поверхонь, автоматизування процесу проекціювання виконано за допомогою мови AutoLISP у системі AutoCAD. У главі, присвяченій контролю стану різальної частини дискової фрези, використані наукові положення зносу різальних інструментів, які викладені в роботах вітчизняних і закордонних вчених.

Наукову новизну отриманих результатів роботи складають:

1. Розробка графоаналітичного способу оберненого проекціювання для профілювання спряжених поверхонь, що виявляє інтерференцію на етапі профілювання.

2. Автоматизоване формування спряжених поверхонь.

3. Розробка способу контролю стану різальної кромки дискової фрези.

Вірогідність результатів підтверджена аналітичним описом процесу профілювання, виконаними за допомогою комп'ютера графічними зображеннями результатів профілювання спряжених поверхонь, а також впровадженням результатів розробок у практику.

Практичне значення отриманих результатів:

- профілювання спряжених поверхонь методом криволінійного проекціювання є найбільш наочним методом з усіх існуючих;

·

· Розроблений спосіб дозволяє виявити інтерференцію на стадії профілювання;

· Автоматизований контроль стану різальної кромки дозволяє підвищити довговічність роботи інструменту.

Впровадження результатів роботи виконане у Одеському спеціальному конструкторському бюро алмазно-розточувальних верстатів (СКБАРВ) і в навчальний процес у Одеському національному політехнічному університеті (ОНПУ) в курс "нарисна геометрія, інженерна і комп'ютерна графіка". Реалізація підтверджена актами про впровадження.

Особистий внесок здобувача. Дана дисертаційна робота є продовженням наукових праць академіка, д.т.н., професора А.М. Підкоритова, к.т.н. Ю.М. Іванова у напрямку формування спряжених поверхонь і д.т.н., професора О.Г. Дерев'янченко у напрямку контролю стану різальних інструментів. Особисто автором доповнені теоретичні основи в обох напрямках, а також розроблений автоматизований графоаналітичний спосіб криволінійного проекціювання стосовно до формування вихідної інструментальної поверхні дискового інструменту, що дозволяє виключити інтерференцію на етапі профілювання. Особистий внесок здобувача полягає також у розробці способу контролю дискового інструменту за геометричними параметрами в умовах автоматизованого виробництва.

Апробація результатів дисертації. Основні положення по темі дисертації були представлені на Міжнародній науково-технічній конференції "Сучасні проблеми геометричного моделювання" в м. Мелітополі в 1999 р., на Міжнародній науково-технічній конференції "Сучасні проблеми геометричного моделювання" в м. Донецьку в 2000 р., на Міжнародній науково-технічній конференції в Харкові в 2001 р., на щорічних науково-методичних конференціях з нарисної геометрії й інженерної графіки ОДАБА в 2001 р., на постійно діючих семінарах з нарисної геометрії в ОНПУ на опорній кафедрі "Нарисної геометрії, комп'ютерної й інженерної графіки" під керівництвом професора А.М. Підкоритова в 1998, 1999, 2000, 2001 р.

Публікації. За результатами наукових досліджень опубліковано 9 друкованих праць, з них 7 - у збірниках наукових праць, які рекомендовано ВАК України.

Структура й обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, чотирьох розділів з висновками наприкінці кожного розділу, загальних висновків, списку використаної літератури з 125 найменувань і 2 додатків. Загальний обсяг дисертації складає 110 сторінок, в тому числі 30 рисунків і додатків на 20 сторінках.

ЗМІСТ РОБОТИ

У розділі 1 виконаний огляд літератури по темі дисертації і сформульовані її мета та задачи.

З поняттям спряжених поверхонь наука зіштовхується дуже часто, спряжені поверхні широко застосовуються в багатьох галузях машинобудування. З метою зниження термінів проектування, підвищення точності обробки створення нових методів формування спряжених поверхонь є актуальною задачею.

Саме такі відомі вчені як Гохман К.І., Іванов Ю.М., Літвін Ф.Л., Люкшин В.С., Лебедєв В.М., Ніколаєв А.Ф., Олив'є є., Підкоритов А.М, Тевлін А.М, та ін. присвятили свої роботи цьому напрямку.

Одним з методів формування спряжених поверхонь є криволінійне проекціювання. Докладно описав метод гвинтового проекціювання Тевлін А.М. Даному методу проекціювання він присвятив безліч своїх праць.

Професор А.М.Підкоритов зробив великий внесок у розвиток гвинтового проектування і для його застосування в машинобудуванні, один із прикладів застосування гвинтового проекціювання для формування вихідної інструментальної поверхні - черв'ячна фреза для обробки гвинта насосу з циклоїдальним профілем. Важливі роботи, присвячені оберненому проекціюванню, виконав Іванов Ю.М.

У результаті аналізу методів формування спряжених поверхонь з'ясувалося, що не всі методи були використані за своїм призначенням в силу їхньої складності. Спосіб оберненого проекціювання є одночасно наочним, досить точним, простим у виконанні і застосовним для профілювання різальної кромки дискової фрези.

Розділ 2 присвячений геометричному та математичному способам криволінійного проекціювання спряжених поверхонь, приведена постановка задачі та спосіб її розв'язання.

В даний час актуальним завданням є подальше дослідження геометрії спряжених поверхонь і на підставі результатів дослідження розробка нових методів утворення спряжених поверхонь щодо профілювання різального інструменту.

Геометричне моделювання спряжених поверхонь – це формування таких поверхонь, що у кожен момент часу мали би точку контакту, і загальна нормаль у цій точки проходила через вісі цих поверхонь.

Дано: гвинтова поверхня (i, liА, mа, H)[[ mA ИИ liА]], параметри спряження – відстань у між осями i і j , кут схрещування ww і гвинтовий параметр р.

Побудувати: поверхня обертання SSB (j, mB)[[ mB ИИj]], спряжену із гвинтовою поверхнею SSА.

Рішення задачі: поставлена задача зважується способом оберненого проекціювання.

При створенні способу оберненого проекціювання використовується теорема Іванова Ю.М.: вироджена обернена проекція поверхні обертання буде такою, що обгинає обернені проекції ходів точок гвинтової поверхні, спряженої з поверхнею обертання.

На рис. 1 у системі координат OXYZ дана пряма j (j1, j2) і гвинтова лінія l (11,12) з одиничним кроком h і радіусом R. Пряма j перетинає вісь OY у точці О1. Вісь ОZ є віссю гвинтової лінії. Через пряму j побудуємо площину П5, рівнобіжну П2. У площині П5 виберемо систему координат Z1O1X1. За початок координат приймемо точку на осі OY, вісь О1Х1 – коллінійна прямої j. Для визначення натуральних величин радіусів проекціюючих кіл, введемо ще одну площину П4, перпендикулярну прямої j.

Рівняння гвинтової лінії в загальному виді:

x=R cos jj,

y=Rsin jj, (1)z=hjj + n,

де R – радіус гвинтової лінії,

jj - кут повороту гвинтової лінії,

n – величина зсуву гвинтової лінії щодо осі z,

ww - кут схрещування між осями спряжених поверхонь,

h – крок гвинтової лінії.

Рис.1 Обернене проекціювання.

Способом оберненого проекціювання сформуємо профіль кромки дискового різального інструменту для обробки гвинтової канавки ведучого гвинта гвинтового компресору. Профіль гвинтової канавки компресору в торцевому перетині представлений на рис. 2:

де - радіус заокруглення профілю гвинта компресору на ділянці BA;

- кутовий параметр профілю;

, - кути зміни профілю.

Рівняння гвинтової лінії в параметричній формі має вид:

(2)

,

де - радіус характерної точки на пласкому колесі;

- кут між позитивним напрямком осі ОХ і на пласкому колесі;

- крок гвинтової лінії;

- кут повороту радіусу на торцевій площини при утворенні гвинтової лінії.

Рис. 2. Профіль ведучого гвинта компресору в торцевому перетині.

Узагальнене рівняння обвідної обернених проекцій гвинтових ліній гвинтової канавки компресору представлені у виді:

Х= rrcos(qq+tt) cosww- sinww,

Z= (3)

де b – міжосьова відстань.

Відмінною рисою даного методу є те, що в ньому, незалежно від форми гвинтової поверхні, беруть участь на всіх етапах профілювання тільки гвинтові лінії та їхні проекції. Тому, знаючи параметри гвинтової поверхні, задачу на побудову обернених проекцій ходів можна виконати на ЕОМ.

У третьому розділі виконане автоматизоване проекціювання вихідної інструментальної поверхні дискового інструмента в системі AutoCAD 2000 мовою AutoLISP. Розроблено підпрограму – додаток, що дозволяє формувати поверхню обертання за наперед заданими параметрами гвинтової поверхні, спряженої з нею.

Блок-схема роботи підпрограми представлена на рис. 3.

Початок

Завантаження допоміжних функцій, змінних та діалогових вікон

Завдання вихідних даних у діалоговому вікні

O - початок системи координат XYZ

O1 - початок системи координат X1Y1Z1

Ang1 - кут схрещування

R1 - радіус основного циліндру (80 mm)

Hz - крок гвинтовий лінії (висота основного циліндру)

Lc - відстань між осями, що схрещуються, Z і Z1

N - число точок на гвинтовій поверхні одного витка

Nx - число точок розбивки направляючої

побудова прямої j

побудова основного циліндру

побудова направляючої m гвинтової поверхні

розбивка направляючої на Nx рівних ділянок

Завдання напрямку гвинтової лінії l (T - за годинною стрілкою або nil - проти годинної стрілки)

поки

NxiЈЈNx

побудова гвинтових ліній l

Nxi=Nxi+1

розбивка гвинтової лінії на N частин

поки

NiЈЈN

Побудова оберненої проекції гвинтової лінії

Побудова оберненої проекції направляючої

Ni= Ni+1

Побудова меридіана поверхні обертання за заданим перетином фрези і початкового циліндру

Кінець

Рис. 3. Блок-схема роботи підпрограми "Wint 1N".

Результат роботи підпрограми представлений на рис. 4

Рис. 4. Автоматизоване формування спряжених профілів.

У процесі профілювання визначається наявність чи відсутність явища інтерференції. Інтерференцією є взаємна однозначна невідповідність точок виробу й інструменту. На рис. 5 представлений профіль гвинтової поверхні, на рис. 6 представлені обернені проекції гвинтових ліній цієї гвинтової поверхні, що дозволяють визначити наявність інтерференції. Інтерференція виникає, якщо яка-небудь гілка проекції не має точки торкання з обвідною обернені проекції (рис.8), чи обидві гілки однієї проекції перетинають гілку іншу гілку проекції в двох точках (рис. 7).

Рис. 5 Профіль гвинтової поверхні в торцевому перетині.

Рис. 6 Явище інтерференції

Рис. 7. Перша умова Рис. 8. Друга умова

виникнення інтерференції. виникнення інтерференції.

Виконана програмна реалізація дозволяє значно скоротити строки профілювання, точність проекціювання, а також використовуючи графоаналітичний опис спрощується процес профілювання вихідної інструментальної поверхні дискової фрези.

У розділі 4 розроблений спосіб автоматизованого контролю стану різальної кромки дискової фрези, досліджений вихідний і зношений її стан. Одним з найважливіших напрямків сучасного верстатобудування є створення верстатів із ЧПК і ГВМ (гнучких виробничих машин), що входять у ГАВ (гнучке автоматизоване виробництво). Для того щоб забезпечити безперервну роботу ГАП, необхідно здійснювати контроль стану всіх ланок, що входять у комплекс. Різальний інструмент є найменш надійною ланкою в комплексі ГАП. Для контролю технічного стану необхідно визначити вид технічного стану об'єкта.

Різальна кромка інструменту може розглядатися як система елементів, структура якої в процесі зношування змінюється: порушуються вихідні зв'язки, з'являються нові дефектні елементи. Для аналізу стану зубу фрези з подібних позицій контролю опишемо його вихідну структуру (до початку роботи). Графічне і графове її представлення приведене на рис.9 і рис. 10.

Рис.9 Графічне представлення Рис.10 Графове представлення елементів елементів різальної кромки різальної кромки дискового

інструменту у вихідному стані. інструменту у вихідному стані.

В аналітичній формі структура системи елементів i-го зуба (Szi) описується виразами:

Szi = <XSzi, RSzi>; (4)

XSzi = symbol 123 \f "Symbol" \s 12Zi1, Zi2, Zi3}; (5)

RSzi symbol 204 \f "Symbol" \s 12М XSzi XSzi; (6)

RSzi = symbol 123 \f "Symbol" \s 12(Zi1, Zi31), (Zi1, Zi32),… }; (7)

XSzi = symbol 123 \f "Symbol" \s 12Z0i1 , Z0i21 , Z0i22 , Z0i31 , Z0i32 , Z0i01 , Z0i01, Z0ih1, Z0ih2} (8)

де XSzi , RSzi - відповідно безліч елементів різальної частини і безліч відносин між ними;

Zi1, Zi2, Zi3 - позначення відповідно передньої поверхні, узагальненої задньої поверхні й узагальненої кромки ріжучого зуба фрези.

Позначення інших елементів приведені на рис.9 і рис. 10.

Відносини між елементами зуба зручно представити у виді графа (рис.10).

Для подальшого аналізу різальної кромки дискового інструменту необхідно розглянути взаємовідношення між її елементами. Оскільки у процесі різання різальна кромка зношується, то вона буде представляти в системі різання сукупність елементів зі зміненою структурою, між якими існують геометричні відносини та фізичні зв'язки.

Структура елементів дискової фрези в зношеному стані являє собою складну систему взаємин цих елементів у виді універсальної структурної моделі фізичної системи графа на рис. 11.

Рис. 11 Графове представлення взаємин елементів різальної кромки дискової фрези у зношеному стані.

На рис. 12 зображене графічне представлення структури системи різальної кромки зношеного зуба фрези. Для нових елементів прийняті наступні позначення:

zTi1 – зношена передня поверхня;

zTi21, zTi22, zTi23– зношені елементи задньої поверхні;

zTi1 – незношена передня поверхня зношеного зуба;

zTi21, zTi22, zTi23- незношені елементи задньої поверхні;

zTi31 zTi32 zTi33– зношені елементи головної різальної кромки;

zTi31, zTi32, zTi33– незношені елементи головної різальної кромки;

zTi01, zTi02 – зношені вершини зуба фрези;

zTih1, zTih2 – границі між задніми поверхнями;

АzTi1, АzTi21, АzTi22, АzTi23, АzTi31 – контактні поверхні, "активні" елементи робочої частини зуба фрези;

ВzTi1, ВzTi21, ВzTi22, ВzTi23, ВzTi31 – границі зносу активних елементів робочої частини зуба фрези.

Для зношеного зуба дискової фрези можна записати:

. (9)

Рис. 12. Графічне представлення взаємин елементів різальної кромки дискової фрези у зношеному стані.

На рис. 13 приведена схема пристрою для контролю зносу дискового інструменту на верстаті з використанням системи технічного зору, що забезпечує вимір параметрів hзі - параметр поточного стану і hзmax – граничне значення параметра стану різальної крки. Світловий потік, відбитий від зношеної задньої поверхні різального інструменту 1, попадає в оптичний зонд 3 і телекамеру 4, положення яких щодо різального інструменту визначається позиційним пристроєм 2. Пристрій 2 оснащений двигуном постійного струму 5 і кроковим двигуном 6. Сигнал з виходу камери надходить у блок 9 для обробки відеоінформації і візуалізації її монітором 7 та дисплеєм 8. Сигнал від блоку 9 надходить у мікропроцесорний блок 12, оснащений пристроями введення і виводу даних 10, 11 і зв'язаний із пристроєм ЧПК верстата 13.

Рис. 13. Схема пристрою для контролю зносу дискової фрези.

Алгоритм контролю стану різальної частини зубу дискової фрези:

1. зупинка інструмента;

2. Позиціювання інструменту перед датчиком контролю;

3. Реєстрація зображення зношеної поверхні;

4. Обробка даних, що надійшли з кадрового накопичувача;

5. Оцінка стану різальної частини зуба фрези;

6. Поворот інструмента на наступну контрольну позицію чи зміна інструменту.

Після обробки даних, знятих із різальної кромки, відбувається порівняння hзі - параметру поточного стану з hз max - граничним значенням параметру стану різальної кромки і визначення класу стану кромки різального інструменту. Зміна значення зазначеного параметра незмінно веде до відхилення розміру деталі. Якщо дійсний розмір dд потрапляє в поле допуску деталі, то інструмент є придатним для її виготовлення.

Загальні висновки по роботі:

Отримано наступні результати, що мають наукову і практичну цінність:

1. Рівень розвитку та можливості відомих способів профілювання спряжених поверхонь не задовольняють запитам машинобудування:

·

· Недостатня можливість оптимізації параметрів поверхонь;

· В даний час виникає необхідність автоматизувати методи профілювання поверхонь, що дає можливість розширити їхню сферу застосування в теорії і практиці.

2. Розроблено автоматизований графоаналітичний спосіб профілювання різальної кромки щодо дискового інструменту для обробки гвинтових поверхонь. Зазначений спосіб має достатню точність, швидкодію, простий у виконанні, дозволяє вільно варіювати параметрами спряжених поверхонь і є досить наочним.

3. Спосіб оберненого проекціювання дозволяє виявити і виключити явище інтерференції на етапі профілювання.

4. Автоматизація способу профілювання спряжених поверхонь дозволяє вільно варіювати параметрами поверхонь, що сполучаються, підбираючи найбільш оптимальні з них.

5. Розроблено геометричну і математичну моделі способу оберненого проекціювання, що лежать в основі графоаналітичного способу. Вірогідність отриманих результатів підтверджена шляхом побудови обвідної через точки перетину обернених проекцій гвинтових ліній і утворюючих гвинтової поверхні.

6. Розроблено спосіб контролю стану різальної кромки дискового інструменту:

·

· Інформація зі зношеної різальної кромки незмінно передається на оброблюваний профіль деталі. Значення параметра поточного стану, що визначається, дає можливість попередити виробництво браку.

7. Результати роботи впроваджені в СК БАРВ м. Одеси у відділі розробки технології верстатів одиничного і дрібносерійного виробництва й у навчальний процес на кафедрі "Нарисної геометрії і комп'ютерної графіки" ОНПУ в курсі "Нарисна геометрія, інженерна і комп'ютерна графіка" для МБІ (Машинобудівельний інститут) і ІПТДМ (Інститут промислових технологій, дизайну та менеджменту).

Основні положення дисертації опубліковано у таких роботах:

1. Деревянченко А.Г., Андреев А.В., Волынский А.Д., Иванова И.С. Идентификация режущих инструментов и контроль их состояний с использованием СТЗ. – Высокие технологии в машиностроении: Сборник научных трудов ХГПУ, - харьков, 1998. - с. 92 – 94.

2. Подкорытов А.Н., Иванова И.С. формирование сопряженных поверхностей винтовым проецированием.- Прикладная геометрия и инженерная графика: Труды / Таврическая государственная агротехническая академия, - вып. 4 – Т. 9 – Мелитополь: ТГАТА, 1999. - с. 19 – 25.

3. Подкорытов А.Н., Деревянченко А.Г., Иванова И.С. Профилирование дискового инструмента способом окружностного проецирования и контроль состояния режущей кромки. Авиационно – космическая техника и технология: Труді / Государственній аєрокосмический университет им. Н.Е.Жуковского, віп. 14 – Харьков, 2000, - с. 144 – 147.

4. Иванова И.С. Профилирование режущей кромки дисковой фрезы методом окружностного проецирования. – тезисы докладов международной научно-практической конференции. Современные проблемы геометрического моделирования. Донецк: ДонГТУ, 2000. – с. 116 – 117.

5. Іванова І.С. Профилювання ріжучої кромки дискової фрези методом оберненого проекціювання. – прикладна геометрія та інженерна графіка. Праці \ таврійська державна агротехнічна академія. – Вип. 4. Т 11. – Мелітополь: ТГАТА, 2000, - с. 83 – 86.

6. Іванова І.С. Побудова меридіана вихідної інструментальної поверхні дискової фрези. – прикладна геометрія та інженерна графіка. – вісник інженерної академії України, Київ, 2001, с. 207 – 209.

7. Подкорытов А.Н., Деревянченко А.Г., Иванова И.С. Профилирование режущей кромки дисковой фрезы для обработки канавки ведущего винта компрессора и контроль состояния ее режущей кромки. – Вісник інженерної академії України. - №3, Ч.2, Київ, 2001, с. 531 - 533.

8. Підкорытов А.М., Іванова І.С. Автоматизоване профілювання криволінійних спряжених поверхонь. – прикладна геометрія та інженерна графіка. Праці \ таврійська державна агротехнічна академія. – Вип. 4. Т 13. – Мелітополь: ТГАТА, 2001, - с. 12 – 16.

9. Іванова І.С. Автоматичний підхід до профілювання ріжучої кромки дискової фрези і діагностика стану зуба фрези. – Сучасні проблеми геометричного моделювання: Зб. Праць науково – практ. Конференції / Харк. Держ. Академія технол. та орг. Харчювання. – Харків, 2001. – с. 180 – 182.

Іванова І.С. Геометричне моделювання спряжених поверхонь і автоматизований контроль стану інструменту. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 05.01.01 – прикладна геометрія, інженерна графіка. – Таврійська державна агротехнічна академія, Україна, Мелітополь, 2002.

У процесі роботи досліджені існуючі методи формування спряжених поверхонь і виявлено, що спосіб оберненого проекціювання є наочним і простим у виконанні. Виконано аналітичне визначення обернених проекцій гвинтових ліній, а також аналітичне визначення обвідної обернених проекцій сім'ї гвинтових ліній. Спосіб оберненого проекціювання дозволяє на етапі профілювання визначити наявність чи відсутність явища інтерференції. Автоматизовано процес формування профілю поверхні обертання за заданим профілем гвинтової поверхні. Розроблено автоматизований спосіб контролю стану різальної кромки дискової фрези. У процесі роботи були досліджені вихідний і зношений стан різальної кромки інструменту. Впровадження результатів роботи виконане у СКБАРВ і в навчальний процес у ОНПУ в курс "Нарисна геометрія, інженерна і компsymbol 162 \f "Symbol" \s 12ўютерна графіка". Реалізація підтверджена актами про впровадження.

Ключові слова: обернене проекціювання, обвідна, профілювання, спряжені поверхні, поверхня обертання, гвинтова поверхня, інтерференція, зношений і незношений стани, різальна кромка.

Иванова И.С. геометрическое моделирование сопряженных поверхностей и автоматизированный контроль состояния инструмента. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата наук по специальности 05.01.01 – прикладная геометрия, инженерная графика. – Таврическая государственная агротехническая академия, Украина, Мелитополь, 2002.

Диссертация посвящена разработке автоматизированного способа формирования сопряженных криволинейных поверхностей и оценке состояния режущей кромки инструмента. В первом разделе диссертационной работы выполнен обзор литературы, сформулированы ее цели и задачи, дано определение сопряженных поверхностей, приведены основные теоремы сопряженности. Часть раздела посвящено анализу известных методов и способов моделирования сопряженных поверхностей. Отмечено, что способ окружностного проецирования является наглядным, простым в исполнении, достаточно точным для формирования режущей кромки дисковой фрезы, его автоматизация позволяет сократить сроки проектирования и расширить область применения способа окружностного проецирования. В первом разделе произведен анализ методов контроля режущей кромки режущего инструмента, показавший, что область контроля состояния дисковых фрез до сих пор остается малоизученной.

Второй раздел диссертационной работы посвящен геометрическому и математическому моделированию окружностного проецирования для формирования сопряженных поверхностей. Разработана геометрическая модель способа окружностного проецирования и алгоритм формирования меридиана исходной инструментальной поверхности в 3D, применимый для автоматизированного профилирования, и на комплексном чертеже. Приведено уравнение винтовой линии, окружностных проекций винтовых линий. Выведено уравнение огибающей окружностных проекций винтовых линий. сформирован профиль режущей кромки дискового инструмента для обработки винтовой канавки ведущего винта винтового компрессора.

В третьем разделе выполнена компьютерная модель способа окружностного проецирования: разработана подпрограмма – приложение, позволяющая формировать поверхность вращения по наперед заданным параметрам. Представлена также блок-схема работы подпрограммы. В разделе представлены различные профили винтовой поверхности в торцевом сечении и сопряженные поверхности вращения. По этим примерам определяются зависимости изменения параметров поверхности вращения от изменения параметров винтовой поверхности. В результате исследований выявлены условия возникновения интерференции. Выполненная программная реализация позволяет значительно сократить сроки проектирования, обеспечить точность проектирования и упростить процесс профилирования сопряженных поверхностей.

В четвертом разделе разработан способ автоматизированного контроля состояния режущей кромки дисковой фрезы. Режущая кромка представляется как система элементов. для анализа взаимоотношений элементов исследованы исходное и изношенное состояние режущей кромки. Структура элементов дисковой фрезы в виде универсальной структурной модели физической системы графа. Состояние режущей кромки в виде графических и графовых изображениях. Разработан алгоритм контроля состояния режущей кромки дисковой фрезы. Результаты работы внедрены при профилировании режущей кромки дискового инструмента для обработки винтовой поверхности в СКБАРС г.Одесса и в учебный процесс ОНПУ в курс "начертательная геометрия, инженерная и компьютерная графика".

Ключевые слова: окружностное проецирование, профилирование, сопряженные поверхности, поверхность вращения, винтовая поверхность, интерференция, изношенное и неизношенное состояния, режущая кромка.

Ivanova I.S. Geometric modelling of conjugated surfaces and automated control of a tooling condition. – Manuscript.

Dissertation for a scientific degree in speciality 05.01.01. – Applied geometry, engineering graphics. – Tavria State Agrotechnical Academy, Ukraine, melitopol, 2002.

Dissertation is devoted to developing of automated process of forming of conjugated curved surfaces of a class "worm surface – rotation surface". In the process of developing, existing methods of conjugated surfaces have been researched and it has been detected, that the method of circular projection is simple and exemplary in execution. Analytical definition of circular projections of worm lines and analytical definition of co-bended line for circular projections of the family of worm lines have been performed. The method of circular projection allows to define existence or absence of interference on a profile stage. The process of the profiles forming of the rotational surface by the required profile

of a worm surface has been automated. Automated control system of condition of the cutting edge of a round mill has been developed. Primary and worn-out conditions of the cutting edge of the tool have been researched

Key words: circular projection, profile, conjugated surface, rotation surface, worm surface, interference, primary and worn-out conditions, cutting edge.