Обработка винтовых поверхностей

103.Нарезание резьбы резцом на токарном станке.

104.Нарезание резьбы гребенкой на токарном станке.

105.Нарезание резьбы метчиком.

106.Нарезание резьбы круглой плашкой.

107.Нарезание резьбы резьбонарезной головкой.

108.Нарезание глобоидного червяка чашечным обкатным резцом.

109.Фрезерование резьбы ходового винта дисковой резьбовой фрезой.

110.Шлифование резьбы ходового винта однониточным резьбовым кругом.

111.Фрезерование трапецеидальной резьбы дисковой резьбовой фрезой.

112.Шлифование червяка дисковым фасонным кругом.

113.Фрезерование двухугловой фрезой стружечных канавок цилиндрической фрезы.

114.Шлифование винтовых канавок сверла.

115.Фрезерование винтовых канавок метчика.

116.Фрезерование червяка пальцевой фасонной фрезой.

117.Шлифование червяка конической шлифовальной головкой.

118.Фрезерование коротких резьб гребенчатыми резьбовыми фрезами.

119.Шлифование коротких резьб многониточными резьбовыми кругами.

120.Нарезание резьбы ходового винта чашечным обкатным резцом.

121.Нарезание цилиндрических многозаходных червяков чашечным обкатным резцом.

122.Зуботочение долбяком цилиндрических колес с винтовым зубом.

123.Фрезерование червячной фрезой цилиндрических колес с винтовым зубом.

124.Шлифование цилиндрических зубчатых колес с винтовым зубом абразивным червяком.

125.Фрезерование зубьев червячных колес червячными фрезами методом радиальной подачи.

126.Фрезерование зубьев червячных колес червячными фрезами методом тангенциальной подачи.

127.Обработка двумя долбяками шевронных зубчатых колес.

128.Нарезание цилиндрических зубчатых колес с косым зубом косозубым долбяком.

129.Зубошлифование цилиндрического колеса с косым зубом дисковым обкатным коническим кругом.

130.Зубошлифование цилиндрического колеса с косым зубом двумя обкатными тарельчатыми кругами.

131.Зубошлифование цилиндрического колеса с косым зубом профилирующими точками узких режущих кромок тарельчатых кругов.

3. Методы образования формы производящих линий и поверхностей

1. Методы образования формы производящих линий

Процесс образования поверхностей резанием при обработке на металлорежущих станках можно рассматривать как непрерывное множество последовательных положений движущейся одной производящей линии, называемой образующей, по другой производящей линии, называемой направляющей. Например, для получения плоскости (рис.3.1,а) необходимо образующую прямую 1 перемещать по направляющей прямой 2. Цилиндрическая поверхность может быть получена при перемещении образующей прямой 1 по направляющей окружности 3 (рис. 3.1,б) или при движении образующей окружности 3 вдоль направляющей прямой 1 (рис 3.1,в). Рабочую поверхность зуба цилиндрического колеса можно получить, если образующую – эвольвенту 4 передвигать вдоль направляющей 2 (рис.3.1,г) или, наоборот, образующую прямую 1 передвигать по направляющей – эвольвенте 4 (рис.3.1,д). Большинство поверхностей деталей машин может быть образовано при использовании в качестве производящих линий прямой, окружности, эвольвенты, винтовой и ряда других линий. В реальном формировании поверхностей на металлорежущих станках резанием в большинстве случаев материализованных производящих геометрических линий нет. Они воспроизводятся комбинацией согласованных между собой вращательных и прямолинейных перемещений инструмента и заготовки.

Рис 3.1

Движения, необходимые для этого, называют рабочими формообразующими движениями. В зависимости от формы производящей линии и метода ее образования движения формообразования могут быть простыми и сложными. К простым движениям формообразования относятся вращательное, которое обозначают (В), и прямолинейное (П).

Сложными формообразующими движениями являются те, траектории (т.е. формы) которых образуются в результате согласованности двух и более взаимосвязанных вращательных В или прямолинейных П движений, а также их сочетаний. Примеры условной записи сложных формообразующих движений: (В₁В₂), (В₁П₂), (В₁П₂П₃) и т. п. Запись двух и более движений в общих скобках говорит о том, что их скорости строго зависят друг от друга и тем самым они в совокупности создают единое сложное движение.

В зависимости от вида инструмента и формы его режущей части, соприкасающейся с заготовкой, формы производящих геометрических линий можно получить следующими методами: копирования, огибания, следа и касания.

Метод копирования основан на том, что режущая кромка инструмента по форме совпадает с производящей линией. Например, при получении цилиндрической поверхности (рис.3.2,а) образующая линия 1 воспроизводится копированием прямолинейной кромки инструмента, а направляющая линия 2 – вращением заготовки. Здесь необходимо одно формообразующее движение – вращение заготовки. Для снятия припуска и получения детали заданных размеров необходимо поперечное перемещение резца, но это движение (установочное) не является формообразующим.

При обработке зубьев цилиндрического колеса дисковой модульной фрезой (рис.3.2,б) контур режущей кромки фрезы, совпадающий с профилем впадин, воспроизводит образующую линию. Направляющая линия получается при прямолинейном движении заготовки вдоль своей оси. Здесь необходимы два формообразующих движения: вращение фрезы и прямолинейное движение заготовки. Кроме того, для обработки последующих впадин заготовка должна периодически поворачиваться на угол, соответствующий окружному шагу (360^о/z). Такое движение называют делительным.

Метод огибания (обката) основан на том, что образующая линия возникает в форме огибающей ряда положений режущей кромки инструмента в результате его движений относительно заготовки. Режущая кромка отличается по форме от образующей линии и при различных положениях инструмента является касательной к ней.

Н

Рис 3.2

а рис.3.2,в показана схема обработки зубьев цилиндрического колеса по методу огибания. Режущая кромка инструмента имеет форму зуба зубчатой рейки. Если заготовке сообщить вращение и согласованное с ним прямолинейное перемещение рейки вдоль ее оси, то режущий контур инструмента в своем движении относительно заготовки будет иметь множество положений. Их огибающей явится образующая зуба колеса. Направляющая линия по предыдущему примеру образуется в результате прямолинейного перемещения инструмента или заготовки вдоль оси зубчатого колеса.

Метод следа состоит в том, что образующая линия получается как след движения точки – вершины режущего инструмента. Например, при точении (рис.3.2,г) образующая 1 возникает как след точки А – вершины резца, а при сверлении (рис.3.2,д) – как след сверла. Инструмент и заготовка перемещаются относительно друг друга таким образом, что вершина А режущего инструмента все время касается образующей линии 1. В первом случае направляющая линия получается в результате вращения заготовки, во втором случае – при вращении сверла или заготовки (обработка на вертикально-сверлильном или на токарном станке). В обоих случаях требуются два формообразующих движения.

Метод касания (рис 3.2,е) основан на том, что образующая линия 1 является касательной к ряду геометрических вспомогательных линий 3, образованных реальной точкой движущейся режущей кромки инструмента. Этот метод характерен при образовании форм производящих линий с участием таких инструментов, как фрезы и шлифовальные круги, имеющих множество режущих кромок, а следовательно, и точек касания, образующих форму производящей линии. Для получения формы производящей линии методом касания необходимы два, реже три движения формообразования.

3.2. Методы формообразования поверхностей

Метод формообразования поверхности с участием конкретного инструмента определяется совокупностью методов образования двух производящих геометрических линий, с помощью которых формируется поверхность в целом, а наименование метода формообразования конкретной поверхности формируется сочетанием наименований двух методов образования производящих линий, на первом месте которого указывается метод образования образующей производящей линии, а на втором – направляющей линии.

По наименованию метода формообразования поверхности можно судить не только о виде применяемого в рассматриваемом случае образования поверхности режущего инструмента, но и о необходимом числе движений формообразования и их характере, с помощью которых осуществляется рассматриваемый процесс формирования поверхности.

В общем случае число движений формообразования для создания поверхности определяется суммой движений формообразования, необходимых для образования обеих производящих линий, определяющих эту поверхность. Однако нередко встречаются случаи, когда одно вращательное движение, осуществляемое режущим инструментом, одновременно участвует в создании форм обеих производящих линий, необходимых для образования в целом поверхности, т. е. вращательное движение инструмента выполняет две функции:

– вращательное движение по отношению к каждой из двух производящих линий выступает как отдельно взятое движение формообразования, например, вращательное движение фрезы со сферическим режущим концом при обработке штампов и пресс-форм;

– вращательное движение, участвующее в процессе образования поверхности, по отношению к одной производящей линии выступает в роли формообразующего движения, а по отношению к другой является составной частью сложного формообразующего движения, которое необходимо для образования второй производящей линии, например, вращательное движение червячной фрезы при нарезании цилиндрических колес.

Так как на металлорежущих станках формообразование поверхностей осуществляется резанием, то все формообразующие движения станка одновременно являются движениями резания. Причем, если на станке осуществляется одно движение формообразования, то оно является движением скорости резания, или главным движением, и обозначается D_v. Если станком осуществляется два движения формообразования, то одно из них, имеющее большую скорость, является главным движением (движением скорости резания) D_v, а второе является движением подачи и обозначается D_s. Например, в токарных станках главное движение (вращательное) совершает заготовка, движение подачи (прямолинейное) – резец. Во фрезерных станках, наоборот, главное (вращательное) движение получает инструмент (фреза), а движение подачи (прямолинейное) – заготовка (стол с приспособлением, в котором закреплена заготовка). Из трех движений формообразования на станке одно будет движением скорости резания D_v, имеющим наибольшую скорость, а два других – движениями подачи D_s1 и D_s2 (шлифование плоскости на плоскошлифовальном станке).

Все образуемые на металлорежущих станках поверхности можно разделить на следующие виды: плоскость, поверхности вращения, фасонные и винтовые поверхности, причем все они могут быть, за исключением плоскости, линейчатыми и нелинейчатыми.

Все линейчатые поверхности и большинство нелинейчатых могут быть образованы с участием разных видов режущих лезвийных и абразивных инструментов и, следовательно, разными методами формообразования, которые нашли практическую реализацию на металлорежущих станках.

3.2.1. Методы формообразования плоскостей.

В зависимости от применяемого при обработке инструмента плоскости можно обработать сочетанием следующих методов:

Метод копирования и следа реализуется лишь одним движением формообразования, которое предназначено для образования только направляющей производящей линии – прямой или окружности, и в зависимости от вида применяемого инструмента оно может быть прямолинейным D_v(П) или вращательным D_v(В). Движение D_v(П_и) используется при обработке плоскостей протяжками с прямолинейным режущим контуром (рис.3.3,а), долбежными (рис.3.3,б) и строгальными резцами (рис.3.3,в) с прямолинейной режущей кромкой, а движение D_v(В_з) или D_v(В_и) – при обработке торцовых поверхностей у вращающихся заготовок токарными проходными упорными резцами (рис,3.3,г) или при обработке опорных плоских поверхностей цековками (рис.3.3,д,е). Буквенный индекс «з» или «и» у обозначений вращательного В или поступательного П движений означает, что движение совершается соответственно заготовкой («з») или инструментом («и»).

Метод копирования и касания реализуется при фрезеровании и шлифовании различными фрезами (рис.3.3,ж.з,и,к,л) и шлифовальными кругами (рис.3.3,м,н), когда длина режущего лезвия или контура инструмента равна или превышает длину образующей производящей геометрической линии обрабатываемой плоскости, с участием двух движений формообразования – D_v(В_и) и D_s(П_з).

Метод следа и следа (метод «двойного следа») реализуется при обработке остроконечными строгальными (рис.3.3,о) и долбежными резцами двумя прямолинейными движениями – скорости резания D_v(П_и) и дискретного движения подачи D_s(П_з), а обработка плоскостей у вращающихся заготовок при поперечном точении подрезными (рис.3.3,п), прорезными, канавочными, отрезными (рис.3.3,р) и расточными резцами – вращательным движением D_v(В_з) и поступательным движением поперечной подачи D_s(П_и).

Метод касания и следа реализуется при обработке плоскостей периферией узких фрез и шлифовальных кругов (рис.3.3,с) или их торцом,

Рис. 3.3

диаметр которого меньше ширины обрабатываемой плоскости (рис.3.3,т), при

т

Продолжение рис. 3.3

т

рех формообразующих движениях – вращательного скорости резанияD_v(В_и), возвратно-поступательного продольной подачи D_s1(П_з1) и периодического поперечной подачи D_s2(П_s2).

Метод следа в сочетании с огибанием реализуется при обработке боковых поверхностей (плоскостей) зубьев прямозубой рейки прямозубым долбяком (рис.3.3,у) двумя движениями формообразования – быстрого возвратно-поступательного долбяка D_v(П_и), необходимого для получения формы образующей производящей прямой, и медленного сложного обкатного движения D_s(В_и П_з), обеспечивающего форму направляющей производящей линии (прямой) поверхности зуба рейки, т. е. его профиль, образуемый методом огибания режущей кромки зуба инструмента в форме эвольвенты.

3.2.2. Методы образования поверхностей вращения.

Обработка поверхностей вращения – линейчатых (круговые. цилиндрические и конические), торцовых, в том числе сферических, и фасонных – на станках осуществляется практически теми же методами формообразования, что и плоскости.

Метод копирования и следа реализуется при точении небольшого участка вдоль оси вращения любой по форме поверхности вращения с помощью фасонного резца (рис.3.4,а,б) одним вращательным движением D_v(В_з), при развертывании конического отверстия (рис.3.4,в) и при нарезании зубьев конических колес с круговым зубом для полуобкатных пар резцовой головкой методом врезания (рис.3.4,г) при движении D_v(В_и), а также при образовании цидиндрических поверхностей, например, у шлицевой втулки (рис.3.4,д) профильными протяжками одним поступательным движением формообразования D_v(П_и).

Метод двойного следа реализуется при обработке поверхностей вращения и особенно линейчатых остроконечными проходными резцами при обработке наружных поверхностей (рис.3.4,е) и расточными резцами при обработке внутренних поверхностей, а также внутренних цилиндрических поверхностей сверлами (рис3.4,ж), зенкерами (рис.3.4,з) и развертками (рис.3.4,и) при двух формообразующих движениях – вращательного скорости резания D_v(В_з) или D_v(В_и) и прямолинейного поступательного D_s(П_и).– для линейчатых поверхностей вращения. Конические и нелинейчатые поверхности вращения (рис.3.4,к) образуются сложным формообразующим движением D_s(П_и1 П_и2) при условии, что система управления станка обеспечит движение вершины остроконечного резца в соответствии с требуемым профилем обрабатываемого изделия (копировальные системы управления станком и системы контурного управления в станках с ЧПУ).

Метод следа в сочетании с огибанием реализуется при обработке поверхностей вращения, как линейчатых, так и фасонного любого профиля с помощью обкатных резцов (рис.3.4,л), когда форма направляющей производящей линии образуемой поверхности, т. е. ее профиль в продольном направлении (оси вращения), является огибающей режущего лезвия обкатного резца с участием двух движений формообразования – вращательного скорости резания D_v(В_з) и сложного обкатного движения подачи D_s(В_и П_и), первым из которых получается образующая линия (окружность), а вторым – направляющая линия, т. е. профиль поверхности вращения.

М

Рис. 3.4

етод копирования в сочетании с касанием реализуется при шлифовании, если ширина круга больше ширины образуемой поверхности (рис.3.4,м,н) с участием двух движений D_v(В_и) и D_s(В_з).

Метод касания и следа реализуется при обработке поверхности узким шлифовальным кругом (рис.3.4,о,п) с участием трех движений формообразования – скорости резания D_v(В_и) , круговой подачи D_s1(В_з).и возвратно-продольной подачи относительно профиля обрабатываемой поверхности D_s2(П_з) при прямолинейном или D_s2(П_зП_и) – при фасонном профиле поверхности вращения.