Рассмотрение схем формообразования при определении возможной формы обрабатываемой поверхности

Возможные типы исходных инструментальных поверхностей при проектировании режущих инструментов находятся путем последова­тельного рассмотрения различных схем формообразования в соответ­ствии с принятой классификацией. Поэтому важной является задача определения возможных форм поверхностей деталей Д, которые могут быть обработаны при той или иной схеме формообразования (см. табл. 8-9).

Рассмотрим схемы формообразования первого класса. Схема пер­вого типа включает прямолинейно-поступательное движение поверх­ности детали Д относительно инструмента. Характеристикой Е будет линия на поверхности детали, в точках которой нормали к поверхно­сти Д идут перпендикулярно к скоростиV относительного движения Д. Поскольку направление скоростиV прямолинейно-поступательного движенияД1И не изменяется в процессе обработки, характери­стика Е занимает неизменное положение на поверхности детали. По­этому для полного образования поверхности деталиД необходимо ее заставить скользить «саму по себе», в результате чего характери­стикаЕ опишет поверхность деталиД. Следователь но, при рассматри­ваемой схеме формообразования можно обрабатывать только поверх­ности, допускающие скольжение «самих по себе». К таким поверхно­стям относятся плоскости, фасонные цилиндрические поверхности, поверхности вращения и винтовые поверхности постоянного шага.

Аналогичная картина наблюдается и по другим схемам формооб­разования первого класса. Так, при вращательном движении поверх­ности детали Д вокруг оси В инструмента характеристика будет орто­гональной проекцией оси В на поверхность Д. Поскольку ось В не меняет своего расположения относительно поверхности Д, характери­стика Е на этой поверхности Д занимает неизменное положение. По­этому для образования поверхности детали Д ее необходимо заставить скользить «саму по себе». Тогда характеристика Е сформирует задан­ную поверхность детали Д. Таким образом, и по этой схеме возможна обработка только поверхностей, допускающих скольжение «самих по себе». При винтовом движении характеристика Е является геомет­рическим местом точек на поверхности детали Д, в которых нормаль к поверхности Д принадлежит комплексу лучей винтового движения. Ось винтового движения не меняет своего положения относительно по­верхности детали. Поэтому на поверхности детали Д характеристика Е занимает вполне определенное неизменное положение и для образо­вания поверхности ей необходимо сообщить дополнительное движе­ние скольжения «самой по себе».

Итак, схемы формообразования первого класса позволяют обра­батывать только поверхности, которые могут скользить «сами по се­бе». Они не обеспечивают обработку сложных фасонных поверхностей с образующими переменного вида.

Кинематические схемы формообразования второго и третьего класса имеют аксоиды в форме поверхностей. В этом случае оси соответ­ствующего мгновенного относительного движения Д1И меняют свое положение в системе координат xyz, связанной с поверхностью детали. Поэтому характеристика Е может иметь переменную форму. Ее можно рассматривать, как своеобразную проекцию оси мгновенного движения на поверхность Д. Если изменить положение оси, то в общем случае ее проекция на поверхность Д также изменит свое положение. Отсюда следует важный для практики вывод, что кинематические схемы фор­мообразования второго и третьего классов позволяют обрабатывать всевозможные поверхности как допускающие скольжение «самих по себе», так и сложные фасонные поверхности с образующими перемен­ного вида. Поэтому для того чтобы отыскать множество исходных ин­струментальных поверхностей, сопряженных с заданной поверхностьюдетали Д, допускающей скольжение «самой по себе», необходимо по­следовательно проанализировать все схемы формообразования. Если же проектируется инструмент для обработки сложной фасонной по­верхности с образующими переменного вида, то следует проанализи­ровать схемы формообразования второго и третьего классов и опреде­лить исходные инструментальные поверхности, сопряженные с задан­ной поверхностью Д.

Например, рассмотрим ряд схем формообразования наружной резь­бы — винтовой поверхности детали. При нулевом классе схемы фор­мообразования движение поверхности детали относительно инстру­мента сводится к скольжению поверхности детали «самой по себе». Поэтому в рассматриваемом случае исходным телом инструмента является гайка, сопряженная с нарезаемой резьбой. Превращая ис­ходную гайку в режущий инструмент, спроектируем такие режущие инструменты, как резьбовые резцы, резьбовые гребенки, круглые плашки, резьбонарезные головки. Эти Инструменты находят широкое применение на практике. Относительное движение Д/И при схеме первого класса первого типа является прямолинейно-поступательным. Исходная инструментальная поверхность в этом случае будет ци­линдрической поверхностью. Превращая тело, ограниченное этой поверхностью, в инструмент, спроектируем протяжку для обработки резьбы по всей ее длине, подобно гребенчатым фрезам. Од­нако такой метод обработки не получил распространения в Практике. На заре развития техники металлообработки резьбу выпиливали вруч­ную трехгранным напильником, что соответствовало рассматриваемой схеме обработки.

По схеме формообразования первого класса второго типа относи­тельным движением Д/И является вращательное. В этом случае исход­ная инструментальная поверхность будет поверхностью вращения. Превращая тело, ограниченное этой поверхностью, в инструмент,

можно спроектировать всевозможные фрезы и шлифовальные круги, предназначенные для изготовления резьбы. Эти инструменты полу­чили большое применение в практике.

Первый класс схем включает также схему, по которой относитель­ное движение Д/И винтовое. Если ось и параметр этого движения совпадают с осью и параметром резьбы, то исходная инструменталь­ная поверхность совпадает с поверхностью детали, т. е. эта схема в рассматриваемом случае приводит к результатам, аналогичным тем, которые получены при анализе схемы нулевого класса.

Первый тип схемы формообразования второго класса сводится к ка­чению без скольжения круглого цилиндра по плоскости. Допустим, что аксоидом детали есть плоскость, идущая параллельно ее оси, а аксоидом инструмента — круглый цилиндр. В этом случае исходная инструментальная поверхность И является поверхностью зубчатого колеса, сопряженного с нарезаемой резьбой. Превращая тело, ограниченное этой поверхностью, в инструмент, спроектируем чашечный резец для обработки резьбы. Этот инструмент находит при­менение при обработке длинных резьб, червяков и других подобных деталей. Таким образом, последовательно анализируя одну схему формообразования за другой, можно определить многообразие исход­ных инструментальных поверхностей, сопряженных с поверхностью детали, и на их основе спроектировать соответствующее множество различных типов режущих инструментов. В пределах одной схемы формообразования возможные исходные инструментальные поверхно­сти И образуются рассмотренными ранее способами, варьируя разме­рами и положением аксоидов детали и инструмента, характером и на­правлением вспомогательных движений, вводимых в схему, при на­хождении исходных поверхностей И с точечным контактом.

Например, при фрезеровании резьбы можно менять положение оси фрезы по отношению к поверхности детали Д. При горизон­тальном положении оси детали ось фрезы можно установить в плоско­сти, перпендикулярной к средней линии впадины резьбы, горизонталь­но. В этом случае исходная инструментальная поверхность имеет симметричный профиль, и на ее основе может быть спроектирована дисковая фреза для обработки резьбы. В плоскости, перпендикулярной к средней линии впадины резьбы, можно устано­вить ось фрезы наклонно. Тогда профиль исходной инстру­ментальной поверхности и соответствующей дисковой фрезы будет несимметричным. Такая наклонная установка оси фрезы позволяет создать, по сравнению с горизонтальной установкой, более жесткую конструкцию суппорта станка и используется в специальных станках.

Ось фрезы может быть осью симметрии впадины резь­бы. В этом случае на базе исходной инструментальной поверхности можно спроектировать пальцевую фрезу, которая используется при обработке крупногабаритных резьб. Ось фрезы может устанавливаться перпендикулярно к оси детали либо с небольшим наклоном. Такая фреза может обрабатывать впадину резьбы, от­стоящую от оси фрезы на значительном расстоянии. На базе такой исходной поверхности проектируются торцевые фрезы для обработки резьбы. Ось фрезы может быть установлена так, что исходная инструментальная поверхность может представлять собой кольцо. На базе этой исходной поверхности проектируют охватыва­ющие фрезы для обработки резьбы. Ось фрезы можно установить параллельно оси детали. В этом случае исходная инстру­ментальная поверхность будет кольцевой поверхностью, профиль ко­торой соответствует профилю резьбы. На базе такой поверхности про­ектируют гребенчатые фрезы. Таким образом, при одной и той же схеме формообразования можно образовать различные исходные ин­струментальные поверхности и на их основе спроектировать разнооб­разные типы режущих инструментов.

Превращая тело, ограниченное исходной инструментальной по­верхностью, в режущий инструмент, необходимо выбрать материал режущей части, уточнить, какой инструмент (цельный, составной или сборный) разрабатывается. Далее, принимая различные схемы среза­ния материала заготовки, получаем возможность развить множество инструментов, предназначенных для обработки заданной детали.

Поиск по сайту: