81 Движения в станках; движения формообразования; методы получения поверхностей на станках.

Для получения детали требуемой формы и размеров с заготовки в про­цессе ее обработки на металлорежущем станке (или станках) снимается в виде стружки избыточный металл.

Форма обработанной поверхности зависит от движений, которые сооб­щает станок заготовке и инструменту, от согласованности этих движений и вида режущего инструмента. Изменяя параметры движения (скорость, согласованность с другими движениями, направление, траекторию и пр.) и меняя инструмент, можно на одном и том же станке обработать по­верхности различной формы.

Процесс снятия стружки осуществляется на станке рабочими движе­ниями (движениями формообразования), которые сообщаются либо ин­струменту, либо заготовке, либо обоим одновременно.

Рабочими движениями станка являются главное движение, или движе­ние резания, и движение (или движения) подачи; каждое из рабочих движе­ний характеризуется скоростью.

Главное движение обеспечивает срезание стружки с заготовки со скоростью резания v, которая равна скорости схода стружки с заготовки. Наибольшая допустимая и практически целесообразная величина скорости резания зависит от материала обрабатываемой заготовки, инструмента, технологического процесса и других факторов и определяется экспери­ментально.

Движение подачи происходит со значительно меньшей скоростью. Оно позволяет распространить процесс резания на всю подлежащую обработке поверхность заготовки. Величина (скорость) подачи опре­деляет, при прочих одинаковых условиях, площадь поперечного сечения стружки.

Кроме главных движений, в станке всегда имеют место вспомогатель­ные движения, цель которых подготовить процесс резания, обеспечить последовательную обработку нескольких поверхностей на одной заго­товке или одинаковых поверхностей на различных заготовках. К числу вспомогательных движений относятся движения, обеспечивающие транс­портирование и закрепление заготовки на станке, подвод режущего инструмента к соответствующей поверхности заготовки и отвод от нее, включение, выключение, изменение скоростей и направлений рабочих движений станка и др.

Рабочие движения в станках осуществляются, как правило, автома­тически. Исключение составляют некоторые мелкие станки, на которых подача производится вручную.

Вспомогательные движения могут осуществляться как автоматически, так и вручную. В станках-автоматах все вспомогательные движения практически автоматизированы и выполняются в определенной после­довательности самим станком в должные моменты автоматического цик­ла работы.

Виды главного движения в станках

В металлорежущих станках чаще всего используются два основных вида главного движения — вращательное и возвратно-поступательное (прямолинейное).

В отдельных станках главное движение может иметь и более слож­ный характер, но определяется оно также через вращательное и поступа­тельное движения.

Вращательное главное движение может сообщаться либо заготовке, как, например, в станках токарной группы, либо режущему инструменту, как это имеет место в станках фрезерных, сверлильных, шлифовальных и других, либо одновременно заготовке и инструменту (сверление отверстий малого диа­метра).

В станках строгальных, долбежных, протяжных, ножовочных пилах и некоторых других главное движение — поступательное (прямолиней­ное). Оно может сообщаться либо инструменту, как это делается в станках поперечно-строгальных, долбежных и некото­рых других, либо заготовке, как в станках продольно-строгальных.

Геометрические поверхности деталей машин, приборов и инструментов отличаются большим разнообразием. Применяя различные процессы резания и соответствующие инструменты на станках, практически можно обра­зовать поверхность любой требуемой формы. Проще всего на металлоре­жущих станках обрабатывать плоскости, круглые (круговые) цилиндры и конуса, винтовые поверхности, а также цилиндрические и конические поверхности, в основе образования которых лежат эвольвента окружности, некоторые спирали и т. д., т. е. те поверхности, которые можно (образовать комбинацией вращательных и прямолинейных равномерных движений режущего инструмента и заготовки; именно эти движения легче всего реализовать с помощью простых механизмов.

Реальные поверхности на металле или на другом материале можно образовать с помощью вспомогательных тел, имеющих вспомогательные реальные поверхности, линии и точки. Этими реальными вспомогатель­ными элементами и создаются при их движении геометрические производя­щие линии, а следовательно, и поверхности.

Относительные движения геометрических линий при образовании поверхностей являются движениями формообразования.

Следовательно, образование поверхности сводится прежде всего к об­разованию геометрических производящих линий, при относительных формообразующих движениях которых и создается поверхность.

Существуют четыре метода образования геометрической линии с вполне определенным количеством движений формообразования.

Метод копирования (фиг. III, 1, ж), когда форма и протя­женность вспомогательной материальной линии совпадают с формой и протяженностью образуемой линии. Последняя получается как копия или как «зеркальное отражение» материальной линии. Образование геометрической линии происходит без движения формообразования — нужно только установочное движение для перемещения вспомогательного элемента в исходное положение.

Метод обката (при одном движении формообразования — движения качения), когда образуемая линия (фиг. III, 1, з) получается как огибающая последовательных положений, занимаемых вспомога­тельным (в виде линии) элементом при обкатывании им образуемой линии.

Метод следа (также при одном движении формообразования), когда вспомогательный элемент в виде материальной точки (фиг. III, 1, и) создает образуемую линию как оставляемый след при своем движении (под материальной точкой понимается, конечно, малый отрезок режущей кромки инструмента).

Метод касания (при двух и более движениях формообразова­ния), когда образуемая линия является касательной к ряду дополнитель­ных вспомогательных линий, образованных материальной точкой методом следа (фиг. III, 1, к) или методом касания (фиг. III, 1, л).

Для того чтобы создать заданную поверхность, необходимо иметь образующую и направляющую геометрические производящие линии соответствующей формы, каждую из которых можно образовать указан­ными четырьмя методами. Отсюда следует, что методы образования по­верхности будут составляться из методов образования производящих геометрических линий образуемой поверхности, сочетаний которых может быть много. Поэтому метод образования поверхности будет зависеть не только от формы вспомогательного элемента (инструмента) и метода обра­зования каждой геометрической производящей линии в отдельности, но и от сочетания методов геометрического образования производящих линий.