МЕТОДЫ ОБРАЗОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ОБРАБОТКЕ НА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКАХ

Тело деталей машин ограничено геометрическими поверхностями, возникающими в процессе обработки. Это в основном плоскость, круговые и некруговые цилиндры, круговые и некруговые конусы, линейчатые и шаровые поверхности, имеющие определенную протяженность и взаимное расположение. Реальные поверхности, полученные в процессе обработки, отличаются от идеальных геометрией поверхности. След кромок инструмента, трение между задней поверхностью и обработанной поверхностью, пластические явления при обрыве отдельных слоев металла, упругие деформации поверхностных слоев, вибрации и другие явления, возникающие в процессе резания, создают на обработанной поверхности микронеровности и волнистость. Их допустимая величина зависит от служебного назначения поверхностей деталей машин и достигается различными методами обработки. Несмотря на это отличие, реальные геометрические поверхности могут быть получены теми же методами, что и идеальные.

Поверхности обрабатываемых деталей можно рассматривать как непрерывное множество геометрии положений (следов) движущейся производящей линии, называемой образующей по другой производящей линии – направляющей.

Например: для получения плоскости – образующую прямую линию перемещают по направляющей прямой линии.

Для получения цилиндрической поверхности – образующую прямую линию перемещают по направляющей линии-окружности, или образующей окружности вдоль направляющей прямой линии.

Рабочую поверхность зуба цилиндрического колеса можно получить, если образующую линию–эвольвенту передвигать вдоль направляющей или, наоборот, образующую прямую по направляющей-эвольвенте.

Рассмотренные поверхности называются обратимыми, т.к. их форма не изменяется, если поменять местами образующие линии с направляющими. При образовании необратимых линий этого сделать нельзя. Например: Если левый конец прямой линии перемещать по направляющей окружности, то получится круговая коническая поверхность, но если окружность сделать образующей и перемещать вдоль направляющей прямой, то конус не получится. В этом случае необходимо, чтобы по мере перемещения окружности к точке, ее диаметр изменялся, достигая в вершине О нуля. Такие поверхности называют поверхностями с изменяющимися производящими линиями.

Большинство поверхностей деталей машин может быть образовано при использовании в качестве производящих линий: прямой, окружности, эвольвенты, винтовой или ряда других линий. В реальных условиях обработки производящие линии не существуют. Они воспроизводятся комбинацией согласованных между собой вращательных и прямолинейных перемещений инструмента и заготовки. Движения, необходимые для образования производящих линий, называют рабочими формообразующими движениями. Они могут быть простыми, состоящими из 1^го движения и сложными, состоящими из нескольких простых движений. Существует четыре метода образования производящих линий: копирование, обкатка, следа и касания.

Метод копирования. Основан на том, что режущая кромка инструмента по форме совпадает с производящей линией. Например: При получении цилиндрической поверхности образующая линия воспроизводится копированием прямолинейной кромки инструмента, направляющая линия – вращением заготовки. Здесь необходимо одно формообразующее движение – вращение заготовки. Для снятия припуска и получения детали заданного размера необходимо поперечное перемещение резца, но это движение (установочное) не является формообразующим.

При обработке зубьев цилиндрических колес, контур режущей кромки фрезы совпадает с профилем впадины и воспроизводит образующую линию. Направляющая линия получается прямолинейным движением заготовки вдоль своей оси. Здесь необходимы два формообразующих движения: вращение фрезы и прямолинейное перемещение заготовки. Кроме этого, для обработки последующей впадины заготовка должна периодически поворачиваться на угол, соответствующий шагу зацепления. Такое движение называется делительным.

Метод обката (огибания). 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. Например: При обработке зубьев цилиндрического колеса по этому методу, режущая кромка инструмента имеет форму зуба зубчатой рейки. Если сообщить вращение заготовке и согласованное с ним прямолинейное перемещение рейки вдоль ее оси, как в реечной передаче, то в своем движении относительно заготовки режущий контур инструмента займет множество положений. Их огибающей является образующая линия в форме впадины колеса. Направляющая линия по предыдущему образуется прямолинейным перемещением инструмента или заготовки вдоль оси колеса. В данном случае требуется три формообразующих движения: вращение заготовки, перемещение инструмента вдоль своей оси, перемещение инструмента или заготовки вдоль оси зубчатого колеса.

Метод следа. Состоит в том, что образующая линия получается как след движения точки - вершины режущего инструмента. Например: При точении образующая возникает как след точки – вершины резца, а при сверлении – сверла. Инструмент и заготовка перемещаются относительно друг друга таким образом, что вершина режущего инструмента все время касается образующей линии. Направляющая линия получается вращением сверла или заготовки. В обоих случаях требуется два формообразующих движения.

Метод касания. Основан на том, что образующая линия является касательной к ряду геометрических вспомогательных линий, образованных реальной точкой движущейся режущей кромки инструмента. Метод характерен для таких инструментов, как фреза и шлифовальный круг, имеющих большое количество точек касания, т.е. точек ее резания.

Таким образом, образование различных поверхностей сводится к установлению таких формообразующих движений заготовок и инструмента, которые воспроизводят образующие и направляющие линии.