Методы воспроизведения производящих линий

При обработке поверхностей резанием в зависимости от вида режущего инструмента и формы его режущей кромки используют четыре метода образования производящих линий: копирование, обкат, след и касание. Сущность этих методов рассмотрим на примере образования дуги окружности и выявим число и характер формообразующих движений для осуществления каждого метода.

Рис.2.2. Методы образования производящих линий:

1 ─ линия режущей кромки инструмента; 2 ─ образуемые производящие линии; 3 ─ траектория движения точки А режущей кромки инструмента; 4 ─ режущая точка инструмента; 5 ─ точки касания образуемой производящей линии режущей точкой 4 инструмента; 6 ─ траектория режущей точки 4 инструмента; υ₁, υ₂ ─ относительные скорости

Метод копирования (рис. 2.2, а) состоят в том, что форма производящей линии получается в виде копии (зеркального отображения) формы режущей кромки инструмента или его профиля. Другими словами, формы образуемой производящей линии и режущей кромки инструмента совпадают (идентичны). Этот метод применяют в тех случаях, когда для получения производящих линий используют фасонный режущий инструмент. 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 (рис. 2.2, б) заключается в том, что форма образуемой производящей .линии возникает в виде огибающей ряда последовательных положений, занимаемых режущей кромкой инструмента при обкатывании ею без скольжения образуемой линии. В процессе получения производящей линии либо режущая кромка инструмента катится по образуемой ею же линии, либо они взаимно обкатываются. Другими словами, образуемая производящая линия и линия режущей кромки инструмента должны быть взаимоогибаемыми. Для получения производящей линии методом обката требуется одно, но всегда сложное формообразующее движение ─ движение обката (качения).

Метод следа (рис. 2.2, в) состоит в том, что форма производящей линии получается в виде следа режущей точки (практически это весьма короткий отрезок линии) кромки инструмента при относительном движении заготовки и инструмента. Поэтому для получения производящей линии методом следа необходимо одно простое или сложное формообразующее движение (в зависимости от формы образуемой линии).

Метод касания (рис. 2.2, г) заключается в том, что форма производящей линии возникает в виде огибающей мест касания множества режущих точек вращающегося инструмента в результате относительных движений оси вращения инструмента (шпинделя) и заготовки. Этот метод характерен при образовании производящих линий с участием таких инструментов, как фрезы и шлифовальные круги, имеющих множество режущих точек, а следовательно, точек касания, формирующих траекторию образуемой производящей линии. Для получения производящей линии методом касания требуется два, реже три формообразующих движения не связанных функционально между собой.

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 производящая линия образуется одним из указанных выше четырех методов, поэтому образование поверхностей характеризуется сочетанием двух из четырех методов образования производящих линий. Следовательно, сочетая каждый из четырех методов возникновения образующей с каждым из тех же методов возникновения направляющей, получим 16 теоретически возможных классов образования поверхностей.

В практике формообразующей обработки осуществимы лишь 13 из 16 теоретически возможных геометрических класса образования поверхности. Выше было показано, что для получения воспроизводящей линии копированием не требуется движение формообразования. Поэтому неосуществимы следующие классы воспроизведение поверхностей: обкат + копирование, след + копирование, касание + копирование.

Направляющая производящая линия при воспроизведении поверхности может быть воспроизведена копированием только в том случае, когда образующая производящая линия также воспроизводится копированием, т.е. данный класс воспроизведения поверхности соответствует двойному копированию. На рис. 2.3 приведены примеры, иллюстрирующие наиболее распространенные осуществимые классы образования поверхностей.

Так при шлифовании дисковым однониточным кругом с прямолинейным профилем цилиндрического прямозубого колеса (рис.2.3, в) образующая (линия зуба по длине) воспроизводится вращением В₁ шлифовального круга и его поступательным перемещением П₂ вдоль образующей, а направляющая (эвольвента) – методом обката двумя согласованными движениями: вращением В₃ заготовки и ее поступательным перемещением П₄. Класс образования поверхности: касание + обкат.

	Методы воспроизведения образующей
касание	след	обкат	копирование
Методы воспроизведения направляющих	касание	а	д
след	б
обкат
копирование	Неосуществим	Неосуществим	Неосуществим

Рис. 2.3. Классы геометрического образование поверхностей

На рис. 2.3, е-ж показаны классы образования поверхностей, когда образующая линия воспроизводится методом следа.

При точении цилиндрической детали (рис. 2.3, е) образующая - окружность – воспроизводится вращением В₁ заготовки, а направляющая – прямая линия, параллельная оси заготовки, - движением П₂ резца вдоль оси заготовки. Класс образовании поверхности: след + след (двойной след).

При точении цилиндрической поверхности детали чашечным вращающимся резцом (рис. 2.3, ж) образующая, как и в предыдущем примере, воспроизводится вращением В₁ заготовки, а направляющая – качением (обкатом) чашечного резца вдоль заготовки, осуществляемым его вращением В₂ и поступательным перемещением П₃. Класс образования поверхности: след + обкат.

На рис. 2.3, и-л приведены примеры классов образования поверхностей, когда образующая линия воспроизводится обкатом.

Так при нарезании цилиндрического прямозубого колеса червячной фрезой (рис.2.3, и) образующая – линия, состоящая из упорядоченно расположенных дуг эвольвенты и окружности, - воспроизводится обкатом, из двух согласованных движений: вращения В₁ фрезы и вращения В₂ заготовки, а направляющая – прямая линия, параллельная оси заготовки, - вращением В₁ фрезы и ее поступательным перемещением П₃. Класс образования поверхности: обкат + касание.

При зуботочении цилиндрического зубчатого колеса (рис. 2.3, к) обкаточным резцом (инструмент типа долбяка) образующая – линия, состоящая из упорядоченно расположенных дуг эвольвенты и окружности, - воспроизводится, как в предыдущем примере, согласованными движениями: вращением В₁ инструмента и вращением В₂ заготовки, а направляющая – прямая линия – движением П₃ инструмента вдоль оси заготовки. Класс образования поверхности обкат + след.

При обкатывании фасонной детали шариком (рис.2.3, л) образующая – окружность – воспроизводится качением шарика по этой окружности движением В₁ заготовки и В₂ шарика, а направляющая – кривая линия – качением шарика движениями В₃ вращения шарика и П₄ его перемещения вдоль кривой, эквидистантной к направляющей. Класс образования поверхности: обкат + обкат (двойной обкат).

Последняя группа примеров (рис. 2.3, н-р) иллюстрирует классы образования поверхностей, когда образующая линия воспроизводится копированием как зеркальное отображение характеристического образа инструмента. Этой группе образования поверхностей воспроизведение образующей движение не требуется.

При фрезеровании плоскости цилиндрической фрезой (рис. 2.3, н) направляющая – прямая линия – воспроизводится методом касания вращением фрезы В₁ и поступательным перемещением П₂ заготовки. Класс образования поверхности: копирование + касание.

При точении фасонным резцом (рис.2.3, о) направляющая – окружность – воспроизводится вращением В₁ заготовки. Класс образования поверхности: копирование + след. В данном примере движение П₂ не является формообразующем.

При обкатывании полноконтактным роликом фасонной поверхности (рис. 2.3, п) направляющая – окружность – воспроизводится методом обката (согласованными вращениями В₁ заготовки и В₂ ролика. Класс образования поверхности: копирование + обкат.

При объемной штамповке (рис.2.3, р) направляющая, так же как и образующая воспроизводится копированием. Следовательно, для образования поверхности движений формообразования не требуется. Класс образования поверхности: копирование + копирование (двойное копирование). Отметим, что в данном примере движение П₁ закрывания штампа не является формообразующим, оно только подготавливает формообразование. Аналогом этого движения при обработке резанием является движение врезания.

.Так как в металлорежущих станках образование поверхностей осуществляется резанием, то все формообразующие движения станка одновременно являются движениями резания. Причем если в станке имеется одно движение формообразования, то оно является движением скорости резания (обозначается Ф_υ). Если в станке есть два движения формообразования, то одно из них, имеющее большую скорость, является движением скорости резания Ф_υ, а второе, имеющее меньшую скорость, является движением подачи (обозначается Ф_s). Из трех движений формообразования в станке одно будет движением скорости резания Ф_υ, имеющим наибольшую скорость, а два других ─ движениями подачи Ф_s1 и Ф_s2.

В монографии [2.7] автором данного УМК изложена концепция формообразования поверхностей на основе интуитивной теории множеств, по существу являющаяся продолжением изложенных здесь теоретических основ формообразования.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: