Понятие о движениях в металлорежущих станках и методах формообразования

Обработка материалов резанием — это технологический про­цесс, при котором режущий инструмент удаляет с поверхности заготовки слой материала в виде стружки для получения необхо­димой геометрической формы, точности размеров, взаимораспо­ложения и шероховатостей поверхностей детали.

Обработка резанием сопровождается образованием значитель­ных отходов металла в виде стружки. При обработке поковок, полученных на штамповочных молотах, коэффициент использо­вания металла составляет в среднем 0,66, а полученных на криво­шипных горячештамповочных прессах — 0,7. Если учесть потери металла при изготовлении поковок, то общие потери составят в среднем 0,42...0,7.

Процесс резания состоит в том, что обрабатываемая деталь и режущий инструмент перемещаются относительно друг друга, и во время этого движения инструмент срезает с поверхности детали слой металла, превращая его в стружку. Совокупность относительных движений инструмента и заготовки, необходи­мых для получения заданной поверхности, называют схемой обра­ботки. Механизмы металлорежущих станков совершают рабочие, установочные и вспомогательные движения.

Рабочие движения обеспечивают срезание слоя металла или вызывают изменение состояния обработанной поверхности за­готовки. К ним относятся главное движение и движение подачи (рис. 21.1). Главное движение резания D_r— прямолинейное по­ступательное или вращательное движение инструмента или за­готовки, происходящее с наибольшей скоростью в процессе реза­ния и определяющее скорость снятия материала срезаемого слоя. Скорость главного движения обозначают и. Движение подачи D_s—
прямолинейное поступательное или вращательное движение ин­струмента или заготовки, скорость которого меньше скорости главного движения резания. Оно предназначение для того, что­бы распространить отделение слоя материала на всю обрабаты­ваемую поверхность. Скорость движения подачи обозначаютv_s. Результирующее движение резания D_e— суммарное движение режущего инструмента относительно заготовки, включающее глав­ное движение резанияD_rи движение подачиD_s.Его скорость обозначают v_e.

Движения, обеспечивающие взаимное положение инструмента и заготовки для срезания с нее определенного слоя материала, называют установочными.

К вспомогательным движениям относят транспортирование заготовки, закрепление заготовки и инструмента, быстрые пере­мещения рабочих органов станка.

Движения резания металлорежущих станков направлены на формообразование поверхностей. Достигается это согласованием скоростей движения заготовки и инструмента, как бы воспроиз­водящих образующую и направляющую линии, совокупность по­следовательных положений (следов) которых и предопределяет форму геометрической поверхности. Формообразование поверх­ностей при обработке резанием достигается следующими четырь­мя методами.

Метод следов (рис. 21.2, а) характеризуется использованием для формообразования обоих движений резания. Образующей линией 1 является траектория движения точки (вершины) резца, а траек­тория движения точки заготовки — направляющей линией 2.

Рис. 21.2. Схемы методов формообразования поверхностей: а — следов; б — касания; в — копирования; г— обкатки (огибания)

При методе касания (рис. 21.2, б) функции формообразующе­го движения выполняет движение подачи. Образующей лини­ей 1 является режущая кромка инструмента, а направляющей линией2 — касательная к окружностям, представляющим тра­ектории движения точек режущего инструмента в процессе его поступательного движения.

Главное движение при методе копирования (рис. 21.2, в) опре­деляет формообразование. Образующей линией 1 является режу­щая кромка инструмента, направляющая линия 2 воспроизво­дится вращением заготовки.

Согласование двух движений подачи при методе обкатки (огибания) (рис. 21.2, г) дает возможность получить образующую линию 1 как огибающую кривую к последовательным положе­ниям режущей кромки инструмента. Направляющая линия 2 воспроизводится вращением заготовки.