8. Процессы и операции формообразования точением

Основные операции формообразования механической лезвийной обработки резанием приведены на рисунке 9.1.

Рисунок 9.1. Способы обработки резанием

9.1 Виды токарной обработки

В соответствии со стандартом DIN 8589 (часть 1) способы обработки точением подразделяются следующим образом с точки зрения чистоты получаемой поверхности, формы инструмента, а также кинематики процесса резания:

В зависимости от расположения поверхности обработки: наружное точение и растачивание;

В зависимости от характера обрабатываемой поверхности: обтачивание цилиндрических поверхностей, торцевое точение, обработка отверстий, обработка эксцентрических тел вращения, обработка профилей, обработка фасонных поверхностей.

В зависимости от направления подачи: продольное точение и поперечное точение.

Кроме этого в зависимости от чистоты обработки поверхности различают черновое, получистовое, чистовое и тонкое точение. На рисунках 9.2 – 9.6 представлены некоторые способы обработки точением, точение фасонных поверхностей и растачивание в соответствии со стандартом DIN 8589.

Рисунок 9.2 – Способы обработки точением (примеры) по стандарту DIN 8589

Рисунок 9.3 - Схема обработки основных типовых поверхностей токарными резцами: 1, 2, 7 – проходные резцы; 4, 5, 12, 13 – контурные резцы; 3, 10, 11 – резьбовые резцы; 8, 9 – расточные резцы; 6 – канавочный резец

а)

б)

в) г) отрезка

д) контурное точение

Рисунок 9.4 – Примеры наружного продольного точения

а) подрезка торца

а) проточка канавок

Рисунок 9.5 – Виды токарной обработки с применением продольной подачи

а)

б)

Рисунок 9.6 Растачивание (а) и нарезка резьбы (б)

9.2 Параметры резания при точении

Скорость резания v_c создаётся за счёт вращения заготовки с частотой n. Скорость резания имеет место в точке режущей кромки, удаленной на d/2 от оси обточки. Она по разному распределяется по всей заготовке. В направлении центра заготовки по мере уменьшения диаметра происходит её снижение (это необходимо учитывать в первую очередь при торцевом точении). Если требуется поддержание постоянной скорости резания, частоту вращения n надлежит соответственно изменить (отрегулировать).

, (1)

где – скорость резания [м/мин], – диаметр заготовки [мм], n–частота вращения [об/мин].

Рисунок 9.7 - Скорости главного движения и движения подачи при обработке точением: – скорость резания; – скорость подачи; – скорость результирующего движения резания; – угол скорости резания

Скорость подачи v_f характеризуется следующей зависимостью:

, (2)

где – скорость подачи [мм/мин], – подача [мм/об], n– частота вращения [об/мин].

На рис. 9.8 показано поперечное сечение стружки A, формирующейся при точении. Оно представляет собой поперечное сечение материала, снимаемого за один проход режущего инструмента. При этом логическая связь между регулируемыми параметрами настройки станка (a_p и f) и технологическими параметрами (b и h) определяется углом в плане k.

Рисунок 9.8 – Условия врезания при продольном обтачивании цилиндрической поверхности

, (10.3)

где: f – подача, a_p–глубина резания, b–ширина стружки, h – толщина стружки.

Имеют место также следующие зависимости:

(10.4)

где: b – ширина стружки [мм], a_p – глубина резания [мм], k – угол зацепления.

(10.5)

где: h – толщина стружки [мм], f–подача [мм].

Расчёт основного машинного времени при обработке точением

Общее уравнение для определения основного машинного времени t_h:

(10.6)

где: t_h– основное машинное время [мин], L– общее перемещение инструмента[мм], i–число резов, f–подача [мм/об], n–частота вращения [об/мин].

Рисунок 9.9 – Врезание, перебег и общее перемещение при продольном обтачивании цилиндрической поверхности

Для общего перемещения L в данном случае действительно следующее:

, (10.7)

где: l–длина заготовки [мм], l_a–врезание [мм], l_u–длина перебега [мм].

Рисунок 9.10 – Врезание, общее перемещение и средний диаметр при торцевом точении

Для торцевого точения полнотелых цилиндров при действительно следующее:

, (10.8)

где: L – общее перемещение инструмента [мм], l – длина заготовки [мм], la– врезание [мм], D –наружный диаметр заготовки [мм].

Для торцевого точения кольцевых поверхностей (полых цилиндров) при действительно следующее:

, (10.9)

где: D – наружный диаметр заготовки [мм], d–внутренний диаметр заготовки [мм], l_a–врезание [мм], l_u–длина перебега [мм].

При расчёте частоты вращения n для торцевого точения используется средний диаметр заготовки d_m. Следовательно:

для полнотелого цилиндра: , для полого цилиндра: , и, таким образом, для частоты вращения n:

, (10.10)

где: n–частота вращения [об/мин], v_c–скорость резания [м/мин], d_m–средний диаметр заготовки [мм].