Основные методы формообразования

КИНЕМАТИКА РЕЗАНИЯ

Главная задача, решаемая при разработке технологического процесса изготовления детали, заключается в обеспечении задан­ного качества детали. Основными показателями качества детали являются точность формы, размеров и взаимного положения по­верхностей, а также свойства ее основного материала и поверх­ностного слоя (шероховатость, фазовый, структурный и химиче­ский состав, степень и глубина упрочнения или разупрочнения, остаточные напряжения и др.). На каждый из показателей каче­ства устанавливаются определенные допуски, в пределах которых они должны находиться. Деталь, показатели качества которой выходят за пределы допусков, считается некачественной (бра­ком). Кроме необходимости обеспечения заданного качества де­тали технологический процесс ее изготовления должен быть эко­номичным, т. е. требовать наименьших затрат живого, овеществленного труда, материальных и энергетических ресурсов, а также быть безопасным и экологически чистым (в пределах установ­ленных норм).

Основные методы формообразования

В современном машиностроительном производстве сущест­вует множество методов формообразования заготовок и деталей машин, которые можно объединить в несколько основных групп:

· методы литья;

· методы обработки давлением;

· методы механической обработки;

· физические и химические методы (в том числе электрофи­зические и электрохимические);

· комбинированные методы.

Формообразование деталей в процессе последующей обра­ботки заготовок может осуществляться:

· с удалением материала заготовки;

· без удаления материала заготовки;

· с нанесением материала на заготовку;

· комбинированными способами.

Пространственную форму детали определяет сочетание раз­личных поверхностей, которые можно свести к простым геомет­рическим поверхностям: плоским, телам вращения (цилиндриче­ским, коническим, шаровым, торовым и т. п.), винтовым и др.

В свою очередь, геометрическую поверхность можно представить совокупностью последовательных положений следов одной про­изводящей линии, называемой образующей, которая движется по другой производящей линии, называемой направляющей.

На­пример, для образования круговой цилиндрической поверхности образующей служит прямая линия. Ее перемещают по окружно­сти, которая является направляющей линией.

При обработке (формообразовании) на металлорежущих станках образующие и направляющие линии воспроизводятся комбинацией движений заготовки и инструмента, скорости которых согласованы между собой. Формообразование на металлорежущих станках может быть реализовано четырьмя основными методами [13].

Рис. 1.1 Методы формообразования поверхностей:

а– копирования; б – следов; в – касания; г – огибания; 1 – образующая линия, 2 – направляющая линия, 3 – инструмент

1. Метод копирования. Форма режущей кромки инструмента соответствует форме образующей линии 1 обработанной поверх­ности детали (рис. 1.1 а). Направляющая линия 2 воспроизво­дится вращением заготовки (главное движение), которое являет­ся формообразующим. За счет движения подачи получают гео­метрическую поверхность заданного размера.

2. Метод следов. Образующая линия 1 является траекторией движения точки верщины режущей кромки инструмента, а на­правляющая линия 2 — траекторией движения точки заготовки (рис. 1.1б). Формообразующими являются главное движение резания и движение подачи, которые могут быть взаимосвязаны.

3. Метод касания. Образующей линией 1 служит режущая кромка инструмента (рис. 1.1, в), а направляющей линией 2 — касательная к ряду геометрических вспомогательных линий — траекторий точек режущей кромки инструмента. Формообразую­щими являются только движения подач.

4. Метод обкатки (огибания). Направляющая линия 2 вос­производится вращением заготовки (рис. 1.1, г). Образующая линия 1 получается как огибающая кривая к ряду последова­тельных положений режущей кромки инструмента относительно заготовки благодаря двум согласованным движениям подач — продольной и круговой (вращение резца). Скорости движений подач согласуют так, что за время прохождения вращающимся резцом расстояния / он делает один полный оборот относитель­но своей оси вращения, формируя на вращающейся заготовке соответствующий профиль. Характерным примером обработки (формообразования) методом обкатки является нарезание зубча­тых колес червячной фрезой или долбяком, при котором враще­ния фрезы и заготовки (круговая подача) строго согласованы ме­жду собой, а форма режущей части инструмента (форма зуба) определяется формой зуба нарезаемого колеса.