Общие принципы построения множества инструментов, предназначенных для обработки заданной детали

Общая схема проектирования всевозможных режущих инструментов, предназначенных для обработки заданной поверхности детали, может быть следующей:

определение исходной инструментальной поверхности И, сопряженной с поверхностью детали, по выбранной схеме формообразования, т. е. при известных движениях поверхности детали относительно инструмента, совершаемых в процессе формирования обработанной поверхности;

придание исходной инструментальной поверхности способности срезать материал заготовки, т. е. превращение тела, ограниченного исходной поверхностью И, в работоспособный инструмент.


Возможные типы исходных инструментальных поверхностей при проектировании режущих инструментов находятся путем последовательного рассмотрения различных схем фсцрмообразования 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.

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 скорости V относительного движения Д/И. Поскольку направление скорости V прямолинейно-поступательного движения Д/И не изменяется в процессе обработки, характеристика Е занимает неизменное положение на поверхности детали. Поэтому для полного образования поверхности детали Д необходимо ее заставить скользить «саму по себе», в результате чего характеристика Е опишет поверхность детали Д. Следовательно, 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 Д/И 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 поверхностью

 

 

Общие принципы построения множества инструментов, предназначенных для обработки заданной детали

 

 

детали 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 И в этом случае будет цилиндрической поверхностью (рис. 14.1, а). Превращая тело, ограниче- ное 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 (рис. 14.1, б) 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 (рис. 2. 17). При горизонтальном положении оси детали ось фрезы можно установить в плоскости, перпендикулярной к средней линии впадины резьбы, горизонтально. В этом случае исходная инструментальная поверхность I имеет симметричный профиль (рис. 2.17, а, б), 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 (рис. 2.17, в). 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 (рис. 2.17, д) 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 (рис. 2.17, д) 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 (рис. 2.17, ж) 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 (рис. 2.17, ё) 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.

Следующим шагом в решении задачи нахождения возможных режущих инструментов для обработки заданной детали являются выбор различных форм перетачиваемых поверхностей режущей части и определение соответствующих этим поверхностям режущих кромок и геометрических параметров.

Разнообразие инструментов получается также за счет перехода от одной формы неперетачиваемой поверхности к другой. Разновидности сборных режущих инструментов получаются за счет изменения форм и размеров режущих пластин (ножей), изготовляемых из различных инструментальных материалов, и способов их крепления на корпусе инструмента. Так, прогрессивными являются инструменты со всевозможными неперетачиваемыми пластинами, количество типов которых непрерывно возрастает. Множество видов режущих инструментов можно получить также за счет изменения габаритных размеров, числа зубьев, выбора различных по форме и размерам крепежных частей, а также, в случае необходимости, механизмов регулирования размеров режущих частей, механизмов, сообщающих режущим элементам дополнительные движения, не предусмотренные кинематикой металлорежущего станка.

 

 

Смотрите также