Формообразование на станках

Деталь, имеющая любую форму поверхности можно получить путем движения образующей линии по направляющей, обе эти линии называют производящими (см. рис. 1.3).

Тело любой детали есть замкнутое пространство, ограниченное реальными геометрическими поверхностями, которые образованы в результате обработки тем или иным способом (литьем, штамповкой, резанием и т.д.). При этом какой бы способ обработки ни был применен, реальные поверхности детали всегда отличаются от идеальных геометрических поверхностей, которыми мы мысленно оперируем при конструировании. Поверхности, полученные на металлообрабатывающих станках резанием, отличаются от идеальных формой, размерами и шероховатостью.

Любую поверхность можно представить, как след движения одной линии (образующей) по другой (направляющей). Обе эти линии называют производящими, причем образующая может быть направляющей и наоборот. Например, круговая цилиндрическая поверхность может быть представлена как след движения прямой линии по окружности (а) или след движения окружности по прямой (б).

а) б)

в) г)

Боковую поверхность зуба прямозубого цилиндрического колеса можно рассматривать как след движения эвольвенты вдоль прямой линии (в) или след движения прямой по эвольвенте (г). Таким образом, с геометрической точки зрения процесс образования поверхности сводится к осуществлению движения одной производящей линии по другой.

Производящие линии на станках образуются материальными точками и линиями режущей кромки инструмента за счет согласованных относительных движений заготовки и инструмента. Причем следует подчеркнуть, что почти все производящие линии на станках непрерывно образуются (имитируются) в течение всего времени формирования поверхности. В процессе непрерывной имитации обеих производящих линий и формируется с помощью резания требуемая поверхность.

Согласованные относительные движения заготовки и режущего инструмента, которые непрерывно создают производящие линии, а следовательно, поверхность заданной формы в целом, называют формообразующими (рабочими) движениями и обозначают буквой Ф. В зависимости от формы производящей линии и метода ее образования движения формообразования могут быть простыми и сложными. К простым движениям формообразования относят вращательное, которое обозначают Ф(В) и прямолинейное – Ф(П).

Сложными формообразующими движениями являются те, траектории которых образуются в результате согласованности взаимозависимых двух и более вращательных или прямолинейных движений, а также их сочетаний. Примеры условной записи сложных формообразующих движений: Ф(В₁ В₂), Ф(В₁ П₁), Ф(В₁ П₂ П₃) и т.д.

Запись двух и более простых движений в одних общих скобках говорит о том, что они зависят друг от друга и тем самым создают единое сложное движение.

Согласованные относительные движения заготовки и режущего инструмента, которые создают производящие линии (образующую и направляющую), а следовательно и поверхности заданной формы называются формообразующими и на схемах обозначают либо Фv, Фn или В1, В2 (вращательные движения), П (поступательные движения).

Движение формообразования подразделяются: на простые и сложные. К простым относятся (вращательное (Фv) и поступательное (Фп)).

Сложными называются те движения, траектория которых получается в результате согласования во времени и в пространстве нескольких простых движений.

При точении формообразование осуществляется путем суммирования 2-х простых движений (В1 - главное вращательное движение и П2 - движение подач).

При нарезании резьбы необходимо согласовать во времени и пространстве эти два параметра, т.е. за один оборот заготовки переместить суппорт на величину шага нарезаемой резьбы и тогда условно это записывается: Ф (В1; П2).

В зависимости от вида режущего инструмента и формы его режущей кромки используют четыре метода образования производящих линий:

а) метод копирования;

б) метод следа;

в) метод касания;

г) метод обката.

Метод копирования (рис.1.3а) заключается в том, что формообразующий профиль режущего инструмента соответствует профилю обрабатываемой поверхности.

Метод следа (рис. 1.3б) - состоит в том, что форма производящей линии получается как след режущей кромки инструмента при относительном движении заготовки и инструмента. Для получения заданного профиля требуется несколько простых движений или сложное формообразующее сдвижение.

Метод касания (рис. 1.3в) заключается в том, что форма производящей линии (обработанной поверхности), получается как огибающая мест касания множества режущих кромок вращающегося инструмента при относительном движении оси вращения инструмента и заготовки. Данный метод характеристик для шлифования и фрезерования.

Методом обката (рис. 1.3г). Формообразуемая, производящая линия (профиль детали), получается как огибающая к семейству последовательных положений профиля, режущих кромок инструмента, при качении без скольжения начальных цилиндров, либо начального цилиндра и прямой.

Для получения образующей производящей линии требуется одно, но всегда сложное формообразующее движение - обката.