Проектирование и производство режущего инструмента (Юликов, 1987), страница 7

Таким образом, из анализа кинематики однорезцового инструмента точечного формообразования видно, что увеличение производительности возможно в результате технологических меро- зз приятий, т. е. рационального построения операции обработки и главным образом за счет выбора оптимальной последовательности осуществления ходов и переходов в операции, обеспечивающей минимальную протяженность цикла обработки. Указанный путь с успехом используют передовые рабочие, а в последние годы в связи с применением станков с ЧПУ оптимизация цикла обработки осуществляется с помощью ЭВМ на основе разработанной программы.

Однако новых видов РИ в результате такой оптимизации получить нельзя, так как здесь не используются конструктивные решения. Указанные возможности с целью сокращения протяженности цикла обработки реализуются с помощью соответствующих конструктивных элементов: а) вместо одной формообразующей точки вводится множество таких точек, т. е. используется формообразующая режущая кромка; б) вместо одно~о зуба (резца) вводится несколько зубьев (резцов), т. е.

используется многозубый инструмент; в) объединяется несколько инструментов в один, т. е. применяется комбинированный инструмент. Способы формообразования поверхности детали инструментамн. Режущая кромка как линия определяется одним параметром: (2.4) Производящан поверхность инструмента определяется двумя параметрами: к =к,(й,Л. (2.5) Процесс формообразования — это процесс взаимодействия двух сопряженных поверхностей — детали и производящей. При этом под производящей поверхностью РИ понимают поверхность, образованную формообразующей режущей кромкой в результате осуществления ею главного движения, т.

е. движения, определяющего скорость резания. В общем случае процесс формообразования поверхности детали можно рассматривать как процесс получения огибающей поверхности Ф вЂ” параметрического семейства производящих поверхностей. При этом число Ж соответствует числу движений (подач), совершаемых производящей поверхностью при образовании семейства поверхностей. При Ф = 0 (рис.

2.4, а) поверхность детали совпадает с производящей поверхностью. Процесс формообразования осуществляется по методу копирования инструментом 1-й группы (фасонные резцы, метчики, плашки, протяжки). Образование производящей поверхности (т. е. в данном случае поверхности детали) осуществляется в результате перемещения формообразующей режущей кромки, представляющей образующую, вдоль направляющей поверхности детали (движение 2, являющееся одновременно и главным движением).

29 Наара5яяааяая авера аааммая У=а а1 и=У . р Рис. 2.4. Семейства производящих поверхиостей Разнообразие видов РИ атой группы определяется как разнообразием обрабатываемых поверхностей, так и возможностями образования одной и той же поверхности различными образующими и направляющими (из линий, удовлетворяющих уравнению поверхности детали). Г1ри У ~ 1 поверхность детали не совпадает с производящей поверхностью. Г!роцесс формообразования осуществляется по методу огибания.

Здесь возникает еще большее разнообразие возможных вариантов формообразования поверхности детали. Это обусловлено возможностями изменения формы производящей поверхности, так как одна и та же огибающая поверхность может быть получена самыми разнообразными по форме производящими поверхностями, удовлетворяющими условиям их сопряжения, и возможностями изменения Ф, т.

е. числа параметров семейства производящих поверхностей (подач). Однако практически в качестве производящих поверхностей используют винтовую поверхность и ее частные случаи — цилиндрическую (в том числе плоскость) и поверхность тела вращения. Число параметров семейства производящих поверхностей (подач) обычно ие превышает трех, т, е, Ф ~ 3. зв Начиная с й( = 1, возникает возможность перехода к инструменту непрерывного действия (работающего по методу обкатки). 1. Поверхность детали является огибающей однопараметрического семейства (Ф = 1) производящих поверхностей РИ. Для инструмента 1-й группы (рис.

2,4, б) линия касания производящей поверхности (характеристики) совпадает с направляющей поверхности детали (л), а образующая поверхности детали получается как огибающая. Огибающая поверхность определяется тремя параметрами и записывается в виде г„=г„(й, (, зэ), (2.6) где з, — параметр семейства производящих поверхностей.

Параметры й, (, ~ зависят от двух криволинейных координат д, л поверхности детали. Однако, учитывая, что параметр 1, определяющий производящую поверхность, определяется криволинейной координатой л, т. е. 1' = и, получим два варианта. 1- й аариаягл — параметр й выбирают, а параметр з, рассчитывают по формулам (2.5), (2.6). Практически этот вариант используется редко. Здесь в качестве формы профиля фасонного копирного резца берут дугу окружности. Определение параметра а~ соответствует расчету формы копира.

Сюда же относятся инструменты 1-й группы: обычные резцы и многозубые инструменты— сверло, зеикеры, развертки. 2-й варягин — параметр а, выбирают, а параметр Й рассчитывают. Реализация параметра и может быть с помощью жесткого копира, с помощью осуществления движений по программе на станках с ЧПУ и с помощью обкаточных движений (при обработке по методу обкатки). Первые два способа реализации движений инструмента вдоль образующей поверхности детали не приводят к возникновению новых видов РИ. Введение же обкаточных движений, при использовании непрерывных способов обработки, открывает новые возможности образования видов инструментов, работающих по методу обкатки (рассмотрены ниже; резцы фасонные, работающие по методу обкатки; гребенки и долбяки).

Для инструмента 2-й группы (рис. 2.4, в) линия касания производящей поверхности (характеристяки) совпадает с образующей поверхности детали, а направляющая поверхности детали получается как огибающая, определяемая тремя параметрами: г„= га (А, /, зз), (2.7) где А — параметр, определяющий режущую кромку; 1 — параметр, определяющий производящую поверхность; з, — параметр семейства производящих поверхностей. С учетом уравнений (2.5), (2.7) можно сделать вывод, что три параметра огибающей поверхности А, (, з, зависят от двух криволинейных координат д, л поверхности детали. Следовательно, при 31 Рае.

2.5. Варааатм ааеаииа про- иааоаажей пааерааости проектировании РИ один (-~А (+6 + из параметров можно иа- Ф значать, а два других рас- Ъ," считывать по (2.5), (2.7). Однако параметр за практически определяется направляющей поверхно- сти детали, т. е. ае == и. В атом случае один параметр можно назначать, а другой рассчитывать, т. е. возникают два варианта. 1-й вариант — параметр направляющей производящей поверхности Г назначают, а параметр режущей кромки А рассчитывают.

Форма направляющей производящей поверхности для инструмента 2-й группы предопределена — это окружность. Здесь роль параметра ~ играет радиус окружности Я„, который теоретически может принимать значения 0 ~ Яи < со. При значении Яа = оа производящая поверхность из поверхности тела вращения (дисковый инструмент) превращается а цилиндрическую поверхность (реечный инструмент). Таким образом, изменение параметра К лишь при его предельном значении Яа = оо приводит к появлению нового вида РИ вЂ” реечного. Помимо изменения параметра Яа, процесс формообразования поверхности детали можно осуществить при различном характере касания производящей поверхности РИ с поверхностью детали: наружная обработка с наружным касанием (рис.

2.5, а); наружная обработка с внутренним касанием (рис. 2.5, б); внутренняя абработка (рис. 2.5, в). Если способы касания, показанные на рис. 2.5, а и в, осуществляются без изменения вида, то способ, показанный на рис. 2.5, б, приводит к появлению нового вида РИ 2-й группы, который получил название авихревогоа фрезерования. Форма производящей поверхности инструмента 2-й группы изменяется также в результате различного расположения его оси вращения по отношению к обрабатываемой поверхности. При обработке винтовой поверхности (общие случаи) при изменении параметра М межосевого расстояния и параметра ар, определяющего положение профиля детали в ее торцовом сечении По отношению к оси фрезы, различают три основных вида фрея: дисковая при М чь О; 0 ~ гр ~ 90' (рис.

2.6, а); пальцевая при М = 0; $ = 90' (рис. 2.6, б); торцовая при М чд 0; $ = — 90" (рис. 2.6, в). Если первые два вида фрея общеизвестны, то торцовые фрезы (а на втой базе — чашечные или сегментные шлифовальные круги) для обработки винтовых поверхностей стали использоваться относительно недавно. Этот метод может быть использован при 32 Рис. 2.6. Основные виды фрее образовании винтовых канавок инструмента и других винтовых поверхностей.

Разновидностями рассматриваемых видов фрея являются их исполнения, обусловленные формой образующей обрабатываемой поверхности. Так, при обработке плоскости в результате различного расположения оси фрезы (ар) по отношению к прямолинейной образующей поверхности детали возникают две разновидности дисковой фрезы: цилиндрическая при ф = 0 (рис. 2.7, а): коническая прн 0 < ф ~ 90' (рис.

2.7, б). При ф = 90' получается распространенная разновидность торцовой фреем, предназначенная для обработки плоскостей (рис. 2.7, и). Таким образом, в результате различных комбинаций способов касания производящей поверхности РИ с поверхностью детали, значений параметров М и ф вида образующей поверхности детали возникают следующие виды инструмента 2-й группы (фрез): дисковые, пальцевые, торцовые; фрезы для вихревой обработки; различные их разновидности в зависимости ог вида образующей поверхности детали (фасонные фрезы для разнообразных фасоиных поверхностей, в том числе резьбовые, и др.).

2-Й вариант — параметр й назначают, а параметр 7' рассчитывают; вариант нереален. 2. Поверхность детали является огибающей двухпараметрического семейства (й( = 2) п р о и з в о д я щ и х п о в е р х н о с т е й РИ (см. рис. 2.4, г). Огибающая поверхность определяется четырьмя параметрами и записывается в виде г„=г„(й, ~, зв, за), (2.8) где з, — параметр семейства производящих поверхностей вдоль направ- .. р г г лающей поверхности детали; з, — параметр се- Р=Р ' р'=уг' а~ г7 Рис. 2.7.