1. Общие понятия и определения Методы формообразования поверхностей детали

Детали машин ограничены реальными геометрическими поверхностями, создаваемыми в процессе обработки. Это в основном плоскости, круговые и некруговые цилиндры и конусы, линейчатые и шаровые по­верхности. Реальные поверхности отличаются от идеальных геометри­ческих тем, что имеют в результате обработки микронеровности, но могут быть получены теми же методами, что и идеальные геометри­ческие поверхности.

Поверхность обрабатываемых деталей можно рассматривать как не­прерывное множество последовательных геометрических положений (след) движущейся производящей линии (образующей) по другой производящей линии (направляющей). Например, для получения плоскости необходимо образующую прямую линию 1 перемещать по направляющей прямой линии 2 (рис. 1, а). Цилиндрическая поверхность может быть получена при пе­ремещении образующей прямой линии 1 по направляющей линии окруж­ности 2 (рис. 1, б) или образующей окружности 1 (рис. 1, в) вдоль направляющей прямой линии 2. Рабочую поверхность зуба цилиндри­ческого колеса можно получить, если образующую линию (эвольвенту) 1 передвигать вдоль направляющей 2 (рис. 1, г) или, наоборот, обра­зующую прямую 1 по направляющей - эвольвенте 2 (рис. 1, д).

Рис. 1. Образование поверхностей

Рассмотренные поверхности называют обратимыми, так как при перемене местами направляющей и образующей их форма не изменится. При образовании необратимых поверхностей этого делать нельзя. Например, если левый конец образующей прямой линии 1 перемещать по направлению окружности 2, получится круговая коническая по­верхность (рис. 1,в). Но если окружность 2 перемещать по линии 1, конус не получится. В этом случае необходимо, чтобы по мере пере­мещения окружности к точке 0 изменился диаметр окружности, достиг­нув в вершине значения, равного нулю. Такие поверхности называются поверхностями с изменяющимися производящими линиями.

В реальных условиях обработки производящие линии не сущест­вуют. Они воспроизводятся комбинацией согласованных между собой вращательных и прямолинейных перемещений режущей кромки инстру­мента и заготовки. Дьижения, необходимые для образования произво­дящих линий, называются формообразующими. Они могут быть простыми, состоящими из одного движения, и сложными, включающими несколько движений.

Существуют следующие методы образования производящих линий: копирование, обкат, касание.

Метод копирования основан на том, что режущая кромка инстру­мента по форме совпадает с производящей линией (например, фасон­ные резцы, дисковые модульные фрезы и т.д.). В первом случае не­обходимо одно формообразующее движение - вращение заготовки, а во втором - два (вращение фрезы и перемещение заготовки (рис. 2 a,б).

Рис. 2. Методы образования производящих линий

При методе обката образующая линия возникает в форме оги­бающей ряда положений режущей кромки инструмента в результате его движения относительно заготовки. Форма режущей кромки отли­чается от формы образующей линии и при различных положениях ин­струмента является касательной к ней (рис. 2, в). В данном случае необходимо три формообразующих движения: вращение заготовки, пере­мещение инструмента или заготовки вдоль оси зубчатого колеса.

Метод обката состоит в том, что образующая линия получается как след движения точки-вершины режущего инструмента (например, при продольном точении, сверлении (рис. 2, г, д)). Направляющая линия получается вращением заготовки.

Метод касания основан на том, что образующая линия 1 явля­ется касательной к ряду геометрических вспомогательных линий 2, образованных реальной точкой движущейся кромки инструмента (рис. 2, е).

На металлорежущих станках в зависимости от вида обрабатываемой поверхности используют различные методы их формообразования.