Глава 7 основные сведения из теории резания металлов

§ 1. Методы формообразования поверхностей деталей приборов резанием

Геометрическая форма любой поверхности может быть обра­зована копированием или огибанием сопряженной поверхностью. Требуемый контур детали получается в результате сочетания определенных движений инструмента и заготовки.

Классификация методов обработки поверхностей деталей ре­занием учитывает кинематические признаки (по принципу соче­тания движений заготовки и инструмента) и признаки, опреде­ляющие сущность данного метода обработки: условия процесса стружкообразования (физические особенности процесса резания). В соответствии с этим принципом все методы обработки резанием разделяют на четыре группы: точение, строгание, фрезерование и шлифование.

Методы обработки различных групп могут осуществляться при одних и тех же сочетаниях прямолинейных и вращательных движений. Отличительным признаком каждой группы являются вид и направление главного движения или движения резания, в процессе которого происходит срезание припуска. Главное движение, определяющее скорость резания, является либо враща­тельным, либо прямолинейным. Оно сообщается заготовке или режущему инструменту, а в ряде случаев одновременно заготовке и режущему инструменту.

При точении (рис. 7.1, а) главным движением является дви­жение по направляющей обрабатываемой поверхности. При то­чении наружных и внутренних поверхностей вращения главным движением является вращение вокруг оси детали.

При фрезеровании (рис. 7.1, б) траектория главного движения не совпадает с обрабатываемой поверхностью. Главным движе­нием при фрезеровании является вращение вокруг оси инстру­мента — фрезы.

При строгании (рис. 7.1, в) главным движением будет прямо­линейное движение вдоль образующей или по касательной к на­правляющей обрабатываемой поверхности.

Все остальные движения, присущие кинематике различных схем резания, обеспечивают постепенное удаление припуска. Эти движения, определяющие толщину среза (срезаемого слоя), являются движениями подачи. Движения подачи являются либо прямолинейными, либо вращательными и сообщаются режущему инструменту или заготовке. Скорости главного рабочего движения и движения подачи обозначаются соответственно v и s. Направле­ние главного движения определяет характер протекания про­цесса обработки. Методы точения характеризуются непрерыв­ностью процесса резания при обработке непрерывных поверх­ностей. Методы фрезерования характеризуются прерывистостью процесса резания с образованием стружки, толщина которой меняется от нуля до некоторой максимальной величины и наоборот.

Направляющая

Образующая

Рис. 7. 1. Методы обработки поверхностей деталей резанием: а — точение; б —фрезерование; г) в — строгание; г —шлифование

Строгание является промежуточным процессом между точением и фрезерованием. Строгание можно рассматривать как частный случай точения с постоянной толщиной среза, но с перерывами в работе при обработке поверхностей вращения и пло­скостей, когда главное движение направлено вдоль образующей. Строгание является частным случаем фрезерования при обработке поверхностей вращения и винтовых поверхностей, когда главное движение направлено по касательной к направляющей.

При шлифовании (рис. 7.1, а) главным движением является; вращение шлифовального круга вокруг оси. Методы шлифования характеризуются специфическими особенностями работы абразивного инструмента.

Тип применяемого станка и тип инструмента не определяют сущности метода обработки. Так, плоской протяжкой можно осуществлять продольное строгание, как частный случай точения (плоскостей), тангенциальное точение (поверхностей вращения) и поперечное строгание, как частный случай фрезерования (по­верхностей вращения и резьбы).

Вращающимся резьбовым резцом (или несколькими резцами головки) на токарном станке можно осуществлять точение и фрезерование (вихревое нарезание резьбы). Наружные и внутренние поверхности могут быть обработаны всеми четырьмя метода обработки: точением, фрезерованием, строганием и шлифова­нием.

Обработку наружных поверхностей вращения точением можно осуществить различными инструментами с определенными соче­таниями движений — главного движения (вращательное вокруг оси заготовки) со следующими движениями подач: прямолинейное движение резца (резцов) вдоль оси детали; прямолинейное дви­жение вдоль оси детали и вращательное движение круглого вра­щающегося резца; прямолинейное движение в радиальном направ­лении широкого резца; прямолинейное движение в радиальном направлении и вращательное движение круглой протяжки; пря­молинейное в тангенциальном направлении движение резца; вращательное движение спиральной протяжки. Обработку наруж­ных поверхностей вращения с прямолинейной образующей фрезе­рованием можно осуществить цилиндрическими, угловыми, тор­цовыми фрезами с определенными сочетаниями движений — глав­ного движения (вращательное вокруг оси инструмента) со сле­дующими движениями подач: прямолинейное вдоль оси детали и вращательное движение цилиндрической или угловой фрезы (ось инструмента параллельна оси детали), торцовой фрезы (ось инструмента перпендикулярна оси заготовки); прямолинейное в радиальном направлении и вращательное движение цилиндри­ческой, конической, торцовой фрезы; прямолинейное в танген­циальном направлении и вращательное движение цилиндриче­ской, конической, торцовой фрезы; вращательное движение цилиндрической, конической, торцовой фрезы.

Внутренние поверхности вращения с прямолинейной образу­ющей можно получить точением резцами, сверлами, зенкерами, развертками при сочетании главного вращательного движения вокруг оси детали или инструмента и прямолинейного движения подачи вдоль оси заготовки. При выборе метода обработки нужно исходить из требований точности и качества обработанной по­верхности и себестоимости обработки. Кинематический анализ движений инструмента и заготовки позволяет сопоставить раз­личные методы и правильно выбрать необходимый метод обработки.