Понятие о исходной инструментальной поверхности

При обработке резанием режущая часть инструмента внедряется в материал заготовки и срезает его в виде стружки. В результате происходит формирование обработанной поверхности детали. Поэтому форма этой поверхности зависит от формы и размеров режущих кромок инструмента и характера их движений относительно заготовки. Однако этот основной процесс формообразования поверхности детали усложняется сопутствующими явлениями. К ним относятся деформации заготовки, инструмента, станка и приспособления при обработке, которые могут происходить под действием усилий резания, веса отдельных частей и других нагрузок. Деформации могут также вызываться тепловыми явлениями, которые имеют место при резании. Величины деформаций отдельных звеньев технологической системы влияют на точность образования заданной формы детали. Они зависят от жесткости элементов станка, приспособления, заготовки и инструмента, а также от величин воздействующих на них усилий. Усилия резания зависят от многих факторов: режимов резания, геометрических параметров режущей части, свойств обрабатываемого материала, износа инструмента и т. п.

На точность обработки влияет также износ инструментов, что имеет особое значение при работе на станках-автоматах и автоматических линиях, где для обеспечения необходимой размерной стойкости приходится в ряде случаев конструировать соответствующие режущие инструменты. Точность обработки непосредственно связана с точностью изготовления режущего инструмента, геометрической неточно-, стью станка, неточностью измерений в процессе обработки и настройки на размер и с другими факторами. Учесть при проектировании режущего инструмента все факторы, влияющие на форму обработанной поверхности детали, затруднительно. Поэтому рассматривается модель процесса, основной процесс формообразования. Считается, что деталь, инструмент, станок и приспособление являются абсолютно жесткими. Элементы крепления инструмента и заготовки обеспечивают их идеальное расположение в пространстве. Отклонений от принятого закона движений инструмента и заготовки в процессе обработки не наблюдается. При проектировании режущего инструмента, предназначенного для обработки заданной поверхности детали Д, пренебрегаем также влиянием износа и тепловых явлений на форму обработанной поверхности Д.

В рассматриваемом идеальном процессе обработки поверхность Д детали совершает определенное движение относительно неподвижного инструмента. В результате этого движения обработанная поверхность занимает ряд последовательных положений. Поверхность, касательную к рассматриваемым последовательным положениям обработайной поверхности, назовем исходной инструментальной поверхностью И.


Чтобы режущие кромки формировали обработанную поверхность, необходимо их располагать на исходной инструментальной поверх- ности. Это профилирующие участки режущих кромок. На режущих кромках инструмента могут быть такие участки, которые, срезая часть припуска, в процессе обработки не соприкасаются с обработанной поверхностью детали и не формируют ее. Это непрофилирующие участки режущих кромок. Они располагаются внутри тела, ограниченного исходной инструментальной поверхностью. Если режущие кромки инструмента будут выходить за пределы исходной поверхности Я, то при обработке режущие кромки будут внедряться в обработанную поверхность Д и срезать большие, чем требуется, слои заготовки, в результате чего не будет обработана заданная деталь в соответствии с чертежом.

Деталь и инструмент, установленные на металлорежущем станке, можно представить как своеобразный механизм, состоящий из двух звеньев — тел, ограниченных сопряженными поверхностями: обработанной поверхностью Д и исходной инструментальной поверхностью И. В процессе обработки, т. е. при определенных движениях инструмента и заготовки, эти поверхности касаются друг друга. Так, рассмотрим процесс шлифования плоскости периферией цилиндрического круга. При шлифовании инструмент вращается вокруг своей оси, а заготовка совершает возвратно-поступательное движение. В результате движение плоскости Д детали относительно инструмента складывается из поступательного движения со скоростью, перпендикулярной к оси инструмента, и вращения вокруг этой оси. При поступательном движении плоскость Д скользит «сама по себе». Поэтому это движение можно не учитывать. Оно не влияет на последовательные положения плоскости Д относительно оси инструмента. Вращаясь вокруг оси инструмента, плоскость Д занимает ряд последовательных положений, огибающая к которым будет круглой цилиндрической поверхностью. Она является исходной инструментальной поверхностью Я шлифовального круга. Круг будет представлять собой тело, ограниченное поверхностью Я. В процессе обработки цилиндрическая поверхность Я круга и обработанная плоскость Д будут касаться друг друга по линии и скользить друг по другу. В общем случае режущий инстру- мент можно рассматривать как тело, ограниченное исходной инструментальной поверхностью Я, которой приданы режущие свойства, т. е. способность срезать соприкасающийся с ней материал. Поэтому процесс проектирования инструментов, предназначенных для обработки заданной детали, можно разделить на два этапа:

  1. Определение исходной инструментальной поверхности, сопряженной с поверхностью детали при выбранной схеме обработки.

  2. Превращение тела, ограниченного исходной поверхностью, в работоспособный инструмент.

На первом этапе необходимо обеспечить возможность образования заданной поверхности детали с помощью исходной инструментальной поверхности, т. е. необходимо, чтобы в процессе обработки наблюдался контакт любой точки поверхности детали с исходной поверхностью и любая точка поверхности детали могла бы быть сформирована. На втором этапе, для того чтобы получить работоспособный режущий инструмент, необходимо выбрать соответствующий инструментальный материал режущей части; создать целесообразные величины геометрических параметров режущей части, т. е. углы резания; образовать такие передние и задние поверхности, которые могли бы обеспечить возможность переточек инструмента для того, чтобы новым и переточенным инструментом можно было бы обрабатывать одни и те же детали; распределить рационально работу резания между отдельными участками режущих кромок; обеспечить свободный отвод стружки в желаемом направлении; создать достаточно прочную и жесткую конструкцию, обеспечить обработку заданной поверхности детали с требуемой точностью и т. п.

 

 

Смотрите также