Проектирование и производство режущего инструмента (Юликов, 1987), страница 6

Для определения полного набора функциональных движений рассматривается кинематика наипростейшего режущего инстру- 24 рнс. 2 3. Пика функцноиальвых движений прн формообразовании точкой: е — ммрза оарааоноа б — В: — Ер Ве азе «е Зчзоаь мента — резца, осуществляющего процесс формообразования поверхности детали еточкойв е. Цикл движений резцд при точечном формообразовании деталей.

Переходя к рассмотрению цикла движений резца точечного формообразования, прежде всего разбиваем на две группы множество инструментов с точки зрения формообразования направляющей поверхности детали. К 1-й группе относим инструмент, траектория движения формообразующей режущей кромки которого в процессе резания находится на поверхности, совпадающей с обработанной поверхностью детали (нначе говоря, вектор скорости резания совпадает с направлением касательной к обработанной поверхности детали).

Направляющая поверхности детали образуется кинематическим копированием. Ко 2-й группе относим инструмент, траектория движения формообразующей режущей кромки которого в процессе резания не находится на поверхности, совпадающей с обработанной поверхностью изделия.

Профилирование поверхности изделия осуществляется лишь в какое-то мгновение в процессе движения режущей кромки, а остальное время режущая кромка совершает либо резание без профилирования, либо холостое движение. Направляющая поверхности детали образуется в виде огибающей траектории движения резания. Из анализа следует, что цикл обработки одной поверхности детали резцом (инструмент 1-й группы), осуществляющим формообразование еточкойз, состоит нз шести движений целевого назначения (рис.

2.3): движение врезания на глубину резания 1; движение вдоль направляющей поверхности детали 2; движение е Геометрически, без учета микронеровностей, поверхность детали может быть образована точкой, линией нли поверхностью. При точечном формообразовании резцом точка, образующая поверхность детали, является першиной резца или же точкой касания закругленной кромки резца с заданной поверхностью. 25 выхода из резания 8; вспомогательное движение вдоль направляющей поверхности детали 4; движение вдоль образующей поверхности детали 5; вспомогательное движение вдоль образующей поверхности детали б. При работе однорезцовым йнструмеитом, осуществляющим точечное формообразование, необходимо иметь два рабочих движения формообразования — движение вдоль образующей и вдоль направляющей поверхности детали.

Для снятия припуска необходимо движение врезания на заданную глубину резания. Таким образом, инструмент 1-й группы должен иметь три рабочих движения (1, 2 и 5). Однако в силу прерывистости процесса формообразования и снятия припуска возникают вспомогательные движения, число которых соответствует числу рабочих движений (правило парности), а именно: а) движение 8 выхода из резания, вызванное прерывистостью направляющей или образующей поверхности детали, в результате которого прерывается процесс резания, а инструмент выходит из зоны резания; б) вспомогательное движение 4, вызванное незамкнутостью направляющей поверхности; это приводит к тому, что движение вдоль направляющей поверхности (движение 2) прекращается, и для его повторного осуществления необходимо иметь в цикле хода указанное движение; в) вспомогательное движение 6, возникающее в результате незамкнутости образующей поверхности; это приводит к прекращению движения вдоль образующей (движение 5), и для его повторного осуществления необходимо иметь в цикле перехода указанное движение.

Цикл движений резца точечного формообразования прн обработке детали, партии (потока) деталей. Чтобы иметь полный набор кинематических движений целевого назначения, определяющий продолжительность производственного процесса обработки детали, необходимо дополнительно к указанным движениям добавить еще два движения (см. рис. 2.3), а именно: а) вспомогательное движение перехода от обрабогки данной поверхности к обработке следующей поверхности одной и той же детали (двнжение 7); б) вспомогательное движение перехода от обработки данной детали к обработке следующей детали (движение 8). Таким образом, при работе резцом цикл обработки деталей может включать максимально восемь функциональных движений, продолжительность которых определяет время обработки.

При работе фрезой-летучкой (а„= 1), т. е. однорезцового инструмента 2-й группы точечного формообразования (см. рис. 2.3), к перечисленным движениям цикла обработки резцом необходимо добавить движение резания зуба (резца) за один оборот фрезы У и вспомогательное движение зуба (резца) за один оборот фрезы 10. Последнее движение возникает в результате несовпадения рабочего движения 9 (кругового) с движением 2 вдоль направляющей поверхности изделия, и для осуществления 26 повторного снятия припуска необходимо указанное вспомогательное движение.

Таким образом„при работе однорезцового инструмента точечного профилирования 2-й группы цикл обработки деталей может включать максимально десять функциональных движений, продолжительность которых и определяет время обработки. Иретяжеииость движений цикла обработки. Протяженность движений цикла обработки в 1 .= Е,1ь (2,1) где А, — протяженность 1-го движения в цикле деталей; 1 — номер движения цикла Подставив значения Ц в (2.1), получим ,=пдЯ ~ ~; (и, г (1г~ +1м +(эа +1~)+ 1 ! т 1 +, +, ))~ 1„.((,— Ц1„ (2.2) где и — количество деталей в партии' ьа рабатываемых поверхностей детали; 4„р г — количество -рходов при обработке )-й поверхности; й, л — количество двойехода прн обр )-й поверхности; ) — номер поверхности, ) = 1 йа и' ю перехода ю 1 й " 1 1 1эь — протяженность соот ветствующих движенйй.

При последовательной обработке паРтии деталей с замкнуто направляющей обрабатываемых поверхностей (тел вращ "" ) в фоРмулу (2 2) необходимо подставить значения, в силу замкнутости направляющей, 1, = 1,„= 1 ~ — — О. Однако для цикла перехода одно движение врезания 1 (см. Рис. 2,3) на глубину Резания н одно движение 3 выхода из резания в цикле перехода остается Оставшееся движение 2, будучи повторено А, а раз по ~ремени, совпадает с движением вдоль образующей обрабатываемой поверхности. Поэтому для определения времени цикла обработки одно из движений может не рассматриваться как совмещенное с другим движением. В нашем случае для расчетов проще отбросить движение 2 и оставить движение 5.

Тогда (2.2) будет иметь вид л.л Г чепца Е (1м +1з~ +1м +1е~ )+1м +(ья — 1)1. (2.3) Протяженность движений цикла при последовательной обработке паРтии деталей фразой-летучкой при точечном формообра- аг зовании определяется по тем же формулам (2.2) и (2.3), что и для токарного резца. Это объясняется тем, что дополнительно входящие движения 9 и 10 совмещены во времени с движением 3 вдоль направляющей обрабатываемой поверхности, поэтому ие учитываются в формулах, определяющих протяженность цикла обработки. Из специфики кинематики инструмента 2-й группы вытекает одно из условий конструирования режущего инструмента — желательно движение, определяющее скорость резания, не связывать с движениями, ограничивающими выбор этой скорости.

Инструмент 2-й группы„в отличие от 1-й, имеет движения цикла обработки, удовлетворяющие этому условию. Одновре. менно следует отметить, что увеличение скорости кругового движения инструмента 2-й группы (при постоянной подаче на зуб) обеспечивает пропорциональное увеличение скорости формообразующего движения 2. Анализ возможностей повышения производительности работы данного вида инструмента показывает следующее. А. Однорезцовый инструмент 1-й группы производительнее инструмента 2-й группы, так как в цикле движений первого инструмента отсутствуют движения 8 и 10. Б. Формообразующие движения 2 и Б не могут быть устранены из цикла движения инструмента.

При замкнутости направляющей поверхности детали эти движения могут совмещаться. Ускорение этих движений возможно за счет выбора таких по форме образующих и направляющих поверхности детали, которые благоприятствовали бы движению с повышенными скоростями. В. Движения 1 и 8 не могут быть устранены из цикла движения инструмента.

Количество повторений этих движений в цикле обработки детали зависит от вида обрабатываемой поверхности (замкнутости или разрывности направляющей и образующей поверхности). Г. Протяженность вспомогательных движений 4 и 6 может быть выбрана минимальной. В связи с тем, что эти движения не связаны непосредственно с формообразованием и со снятием припуска, они могут быть по своей форме и протяженности самыми разнообразными.

В некоторых случаях ради увеличения их скорости выбирают соответствующую форму траектории движений, несмотря на некоторое увеличение протяженности. Устранить зти движении из цикла можно лишь за счет замкнутости направлякацей и ссютветственно образующей поверхности детали. Д. Движения 7 н 8 могут быть ускорены, совмещены, реже— сокращены, что чаще всего и является, с точки зрения кинематики, основным резервом повышения производительности при работе обычным резцом.