Лекция 3

ЛЕКЦИЯ 3. КЛАССИФИКАЦИЯ ДВИЖЕНИЙ. МЕТОДЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПРОИЗВОДЯЩИХ ЛИНИЙ И ПОВЕРХНОСТЕЙ

НА СТАНКАХ

§1. Классификация движений

Все движения в станках называются исполнительными.

По своему целевому назначению исполнительные движения делят на: формообразующие (Ф), установочные (Уст), делительные (Д), управляющие (Упр) и вспомогательные (В).

1.1. Формообразующими движениями называют движения, необходимые для образования производящих линий.

Различают главное движение Ф_V и движение подачи Ф_S. Главное движение – движение, которое обеспечивает снятие припуска с заготовки с заданной скоростью резания. Движение подачи – движение, позволяющее подвести под кромку режущего инструмента новые участки заготовки и тем самым обеспечить снятие припуска на всей длине обработки. Главное движения и движение подачи могут быть вращательными и поступательными и осуществляться как заготовкой, так и инструментом.

При токарной обработке главное движение – вращение заготовки Ф_V(В₁), движение подачи – движение инструмента Ф_S(П₂) (рис. 3.1, а).

П ри шлифовании цилиндрической заготовки главное движение – вращение шлифовального круга Ф_V(В₁), движение подачи – вращение заготовки Ф_S1(В₂) и прямолинейное движение шлифовального круга Ф_S2(П₃) (рис. 3.1, б).

Если движение одно, то оно всегда главное, если много, то одно движение главное, другие – подачи.

Формообразующее движение описывается следующими характеристиками (на примере токарной обработки).

1. Траектория

Ф_V(В₁) – окружность (точность отработки определяется точностью подшипниковых опор шпиндельного узла).

Ф_S(П₂) – движение подачи (точность определена в основном геометрической точностью направляющих и кинематикой привода).

Т раектория исполнительных движений может быть очень простой – прямая или окружность, или сложной – винтовая линия, эвольвенты окружности, пространственная спираль и др.

2. Путь (длина пути) (рис. 3.2)

Ф_V(В₁) – длина окружности.

Ф_S(П₂) – l₁=l+l.

l₁ – длина пути инструмента;

l – длина обработки;

l – длина врезания.

3. Направление

Ф_V(В₁) – справа – налево.

Ф_S(П₂) – справа – налево.

4. Скорость движения по траектории

Ф_V(В₁): V м/мин.

V м/сек – при шлифовании.

Ф_S(П₂): S мм/об – при зависимой подаче (главное движение и движение подачи производится от одного привода);

S мм/мин – при независимой подаче (главное движение и движение подачи производится от отдельных приводов);

S_Z мм/зуб – при фрезеровании.

Формообразующие движения могут быть простыми, состоящими из одного движения (например, при точении цилиндрической поверхности резцом) (рис. 3.1, а), и сложными, состоящими из нескольких простых движений (например, обработка зубчатого колеса долбяком) (рис. 3.7).

1.2. Установочными называют движения заготовки и инструмента, необходимые для перемещения их в такое относительное положение, при котором становится возможным с помощью формообразующих движений получать требуемые размеры. Примером установочного движения является прямолинейное поперечное движение Уст(П) резца для получения цилиндрической поверхности требуемого диаметра D (рис. 3.3, а). Иногда установочное движение, при котором отсутствует резание, называют наладочным. Если при установочном движении происходит резание материала, то такое движение называют движением врезания Вр. Примером данного движение является поперечное движение резца для получения канавки Вр(П) (рис. 3.3, б).

1 .3. Под делительным движением понимают движения необходимые для обеспечения равномерного расположения на заготовке одинаковых образуемых поверхностей, например, движение поворота дисковой фрезы Д(В) на угол  при затыловании ее зубьев (рис. 3.4).

1.4. К движениям управления относят движения, совершаемые органами управления и регулирования всех других исполнительных движений станка. К таким органам относят муфты, реверсирующие устройства, кулачки и т.д.

1.5. Вспомогательные движения – это движения, обеспечивающие установку, зажим, освобождение, транспортирование заготовки и инструмента, охлаждение, смазку, удаление стружки и т.п.

§2. Методы образования производящих линий и поверхностей

на станках

Тело деталей машин ограничено геометрическими поверхностями, возникающими в процессе обработки. При этом, какой бы способ обработки не был применен, реальные поверхности деталей будут отличаться от идеальных геометрических отклонениями от правильности формы, точности размеров и величиной шероховатости.

П оверхности обрабатываемых деталей можно рассматривать как непрерывное множество последовательных геометрических положений движущейся производящей линии, называемой направляющей. Для получения плоскости необходимо образующую прямую линию 1 перемещать по направляющей прямой линии 2 (рис. 3.5, а). Цилиндрическая поверхность может быть получена при перемещении образующей прямой линии 1 по направляющей линии – окружности 2 (рис. 3.5, б) или образующей окружности 1 вдоль направляющей прямой линии 2 (рис. 3.5, в). Коническая поверхность получается при закреплении одного конца образующей линии 1 в точке О и перемещении второго конца по направляющей окружности 2 (рис. 3.5, г). В реальных условиях обработки производящие линии не существуют. Они воспроизводятся комбинацией согласованных между собой вращательных и прямолинейных перемещений заготовки и инструмента.

Существует четыре метода образования производящих линий: копирования, обката, следа и касания.

2 .1. Метод копирования основан на том, что режущая кромка инструмента по форме совпадает с производящей линией. Например, при обтачивании цилиндрической поверхности фасонным резцом геометрическая форма наружной поверхности воспроизводится копированием фасонной кромки инструмента. Здесь необходимо одно формообразующее движение – вращение заготовки Ф_V(B₁). Для снятия припуска и получения детали заданного размера необходимо поперечное перемещение резца (движение врезания) Вр(П₂).

На рис. 3.6 показан пример обработки зубьев цилиндрического колеса фасонной дисковой фрезой. Контур режущей кромки фрезы совпадает с профилем впадин. Направляющая линия получается прямолинейным движение заготовки вдоль своей оси. Здесь необходимы два формообразующих движения: вращение фрезы Ф_V(B₁) и ее прямолинейное перемещение Ф_S(П₂). Кроме этого, для обработки последующих впадин заготовка должна периодически поворачиваться на угол (делительное движение Д(В₃)), соответствующий шагу зацепления.

2.2. Метод обката (огибания) основан на том, что образующая линия возникает в форме огибающей ряда положений режущей кромки инструмента, в результате его движений относительно заготовки. Причем форма режущей кромки отличается от формы образующей линии и при разных положениях инструмента является касательной к ней. На рис. 3.7 показана схема обработки зубчатого колеса долбяком методом обката. Для рассматриваемого случая необходимо формообразующее движение подачи долбяка Ф_V(П₁) и сложное формообразующее вращательное движение заготовки и долбяка Ф_S(В₂В₃).

2.3. Метод следа состоит в том, что образующая линия, получается как след движения точки – вершины режущего инструмента. Например, при точении цилиндрической заготовки проходным резцом (рис. 3.2) геометрическая форма поверхности получается как след вершины резца.

При сверлении отверстие получается в результате двойного следа – следа от двух вершин сверла А₁ и А₂ (рис. 3.8). Инструмент и заготовка перемещаются относительно друг друга таким образом, что вершина инструмента все время касается образующей линии 1. Требуется два формообразующих движения.

2 .4. Метод касания – образующая линия 1 является касательной к ряду геометрических вспомогательных линий 2, образованных реальной точкой движущейся режущей кромки инструмента (рис. 3.9).

§3. Детали и механизмы металлорежущих станков

Все детали и механизмы станков можно разделить на две группы – детали и механизмы:

- несущей системы;

- привода и управления.

1.  Несущая система обеспечивают правильное взаимное положение и правильное направление перемещений узлов с деталью или инструментом.

Несущая система – это совокупность базовых деталей и узлов между инструментом и заготовкой. В эту группу входят:

а) основания, станины и их направляющие;

б) корпуса шпиндельных бабок и коробок передач;

в) узлы для закрепления и перемещения инструмента и детали (суппорты, револьверные головки, шпиндели, столы и т.д.).

С оединения элементов несущей системы реализуется через неподвижные и подвижные соединения – направляющие.

Несущая система в основном определяет точность формы деталей.

2. Детали и узлы привода и управления осуществляют формообразующие и вспомогательные движения управления. Механизмы этой группы определяют точность обработки поверхностей, точность автоматического позиционирования. Сюда входят:

а) механизмы формообразующих движений – главного движения, подачи, огибающих и резьбообразующих движений;

б) механизмы вспомогательных движений – транспортирующих, зажимных, установочных, отвода стружки.

в) механизмы управления пуском, остановом, направлением и скоростью движений, получением точных размеров, автоматического или ручного управления.