Образование поверхностей на металлорежущих станках

1.1 Поверхности, обрабатываемые на металлорежущих станках

Тело деталей машин ограничено реальными геометрическими поверх­ностями, в общем случае, представляющими собой совокупность плос­ких, линейчатых, круговых, цилиндрических и конических, сферических, торцовых и винтовых поверхностей.

 Любую поверхность можно рассматривать как непрерывное множество последовательных геометрических положений (след) движущейся произво­дящей линии, называемой образующей (1), по другой производящей линии, на­зываемой направляющей (2).

 

Рисунок 1 – Образование поверхностей

Поверхности называют обратимыми, если поменяв местами образующие линии с направляющими, их форма не изменится. При образовании необра­тимых поверхностей сделать этого нельзя.

Большинство поверхностей деталей может быть образовано при ис­пользовании в качестве производящих линий: прямой линии, окруж­ности, эвольвенты, винтовой и др. В реальных условиях обработки производящие линии не существуют. Они воспроизводятся комбинацией сог­ласованных между собой вращательных и прямолинейных перемещений режу­щей кромки инструмента и заготовки.

Движения, необходимые для обра­зования производящих линий, называют формообразующими (рабочими) 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 относятся 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, или их сочетаний. При­меры условной записи сложных формообразующих движений:

 Φ(В В), Ф(П Π), Φ(Β Π Π) и т.д.

 

1.2 Методы образования производящих линий

Существует четыре метода образования производящих линий: копиро­вания, обката, следа и касания.

Метод копирования основан на том, что режущая кромка инструмента по форме совпадает с производящей линией. В связи с тем, что форма образуемой производящей линии уже заложена непосредственно в режущем инструменте, для получения производящей линии методом копирования не требуется никакого формообразующего движения.

Метод обката основан на том, что образующая линия возникает в форме огибающей ряда положений режущей кромки инструмента в результате его движений относительно заготовки. Форма режущей кромки отличается от формы образующей линии и при различных положениях инструмента яв­ляется касательной к ней. Для получения производящей линии методом обката требуется одно, но всегда сложное формообразующее движение - движение обката (качения).

Метод следа состоит в том, что образующая линия получается как след движения точки - вершины режущего инструмента. Для получения производящей линии методом следа необходимо одно простое или сложное формообразующее движение (в зависимости от формы образуемой линии).

Метод касания основан на том, что образующая линия является касательной к ряду геометрических вспомогательных линий, образованных реальной точкой движущейся кромки инструмента. Для получения произ­водящей линии методом касания требуется два, реже три формообразующих движения.

 

 

Рисунок 2 – Методы образования производящих линий

 

  1.3 Образование поверхностей

Процесс образования поверхностей резанием состоит в том, что за счет согласованных относительных движений заготовки и инструмента непрерывно образуются обе производящие линии при одновременном отно­сительном их перемещении. Каждая из производящих линий (образующая или направляющая) образуется одним из указанных выше 4-х методов. Метод образования поверхности будет зависеть от сочетания методов образования производящих линий, а также от формы инструмента и метода образования каждой производящей линии в отдельности. Металлорежущие станки бывают с одним, двумя или тремя движениями формообразования.

Так как в металлорежущих станках образование поверхностей осу­ществляется резанием, то все формообразующие движения станка одновре­менно являются движениями резания. Причем, если в станке есть одно движение формообразования, то оно является движением скорости резания (обозначается Ф_v). Если в станке есть два движения формообразования, то одно из них, имеющее большую скорость, является движением скорости резания Ф_v, а второе, имеющее меньшую скорость, является движением подачи Фs. Из трех движений формообразования в станке одно будет движением скорости резания Ф_v, имеющим наибольшую скорость, а два других движениями подачи Ф_S1 и Ф_S2.

 

2   Классификация движений в станках

Все движения в станках, в том числе и изложенные ранее формооб­разующие называются исполнительными. По целевому признаку их можно разделить на движения: формообразования Ф, установочные Уст., деления Д, управления Упр., вспомогательные Всп.

Установочными называют движения заготовки и инструмента, необхо­димые для перемещения их в такое относительное положение, при котором становится возможным с помощью формообразующих движений получать поверхности требуемого размера и формы. Если во время установочного движения происходит резание, то это движение называется движением резания.

Установочное движение, во время выполнения которого резание не производится, является наладочным движением.

Делительными называются движения, необходимые для обеспечения равномерного расположения на заготовке одинаковых образуемых поверх­ностей.

Делительные движения могут быть периодическими или непрерывны­ми, что зависит в основном от конструкции режущего инструмента. К вспомогательным движениям относятся движения, обеспечивающие установку, зажим, освобождение, транспортирование, быстрое перемещение заготовки и режущего инструмента в зону резания, охлаждение, смазыва­ние, удаление стружки, правку шлифовального круга и т.п.

К движениям управления относят те, которые совершают органы управления, регулирования и координирования всех других исполнительных движений станка. К таким органам относятся муфты, реверсирующие устройства, кулачки, ограничители хода и др.

Исходя из метода образования геометрических линий, можно теорети­чески установить максимально возможное количество движений формообра­зования, которое равно шести. Практически благодаря совмещению движений никогда не бывает более трех движений формообразования. Таким обра­зом, формообразование поверхности резанием может осуществляться од­ним, двумя или, максимум тремя формообразующими движениями.