Приложение. Методы формообразования поверхностей

Известно большое разнообразие методов обработки резанием, позволяющих получить различные поверхности. Наиболее распространенные из них приведены в таблицах прил. 1 - 5. Поверхности образуются при сочетании главного движения (V) с движениями подач (S, S1, S2, Sк S0, Sв), обката ω0, деления ωд и др. В отдельных случаях рабочее движение подачи может отсутствовать, а распространение обработки на всю поверхность осуществляется за счет установочного (без нагрузки силами резания) перемещения (SУ). В таблицах прил. 1 — 5: v — скорость резания; S1 - S2- подачи узлов, движущихся прямолинейно; Sk - круговая подача; Sв vв - подача и скорость ведущего круга.

1. Получение плоских поверхностей (прил. I). Обработка открытых плоскостей может производиться строганием (схема /), фрезерованием цилиндрической (схемы 2, о и б) или торцовой (схема 2, 6) фрезой, шлифованием периферией (схема 3, а) или торцом (схема 3, 6) круга, протягиванием (схема 4). Обработка торцов и отрезка заготовок осуществляются на токарно-карусельных (схема 5, а), токарных (схема 5, б) и других станках. Отрезка цилиндрических заготовок дисковыми фрезами показана на схеме 6. Шлифование периферией (схема 7, б), торцом (схема 7, а) шлифовального круга или конусным кругом (схема 7, в) является наиболее распространенной финишной операцией получения цилиндрических деталей. На схеме 8 приведена обработка торца ленточными пилами (схема 8, а) и зенковка (схема 8, б).

Обработка пазов, уступов и им подобных поверхностей производится резцами (схема 9), фрезами (схема 10), шлифовальным кругом (схема II), а также другим инструментом, например протяжкой (схема 12).

Получение плоских поверхностей на деталях, имеющих, например, цилиндрическую или более сложную форму, приведено на схемах 13 - 16. Обработка квадрата (схема 13) производится резцом при взаимосвязанных формообразующих движениях заготовки и инструмента (S =f(V)). На схеме 14, а такая же операция осуществляется на токарно-карусельном станке фрезой при взаимосвязанных движениях - вращения планшайбы и перемещения фрезы S1.

На схеме 14, б фрезерование квадрата осуществляется на расточном станке при согласованных движениях инструмента в двух взаимно-перпендикулярных направлениях. На схеме 15 показано шлифование плоской поверхности на валу, а па схеме 16 - получение квадратного отверстия на сверлильном станке в цилиндрической детали. Это достигается за счет использования специального инструмента с числом режущих кромок на одну меньше числа граней отверстия. Получение отверстия осуществляется при вращении инструмента со скоростью ω1 относительно оси 01 и планетарного вращения со скоростью ω2 относительно оси 02. При этом режущие кромки перемещаются вдоль сторон квадрата.

2. Обработка наружных цилиндрических, конусообразных и сферических поверхностей на деталях типа тел вращения (прил. 2). Цилиндрические поверхности могут быть получены на станках токарной группы проходными (схема 1, а) или чашечными (схема 1, 6) резцами, методом бесцентрового точения (схема 1, в), с использованием навесной планшайбы на станках расточной группы (схема 1, г) при перемещении резцедержавки 1. Цилиндрические поверхности образуются также круговым фрезерованием дисковой фрезой (схема 2, а), фрезами с внутренними зубьями - при обработке коленчатых валов за счет перемещения фрезы 1 в двух взаимно-перпендикулярных направлениях (схема 2, б) либо за счет планетарного движения фрезы I со скоростью Sk при неподвижной заготовке 2 (схема 2, в). Возможна также обработка торцовой фрезой (схема 2, г). 11а расточных станках обработка наружных поверхностей, например патрубков, проводится при круговой подаче фрезы (аналогично схеме 1, г).

Приложение. Методы формообразования поверхностей

Приложение. Методы формообразования поверхностей

 

Круговое шлифование цилиндрических поверхностей показано на схемах 3, а, б, а бесцентровое и врезное - на схемах 3, в, г со- ответственно. Получение цилиндрических поверхностей с помощью плоской и круговой протяжек показано на схемах 4, а, б.

Обработка конических наружных поверхностей резцами возможна на станках токарной группы (схема 5, а, б), причем в последнем случае - путем суммирования двух подач. Обработка конусообразных поверхностей в корпусных деталях (патрубков, фланцев) осуществляется на расточных, токарнокарусельных станках с применением навесных планшайб, в которых предусмотрено управляемое радиальное перемещение резца (схема 5, в).

Получение конических поверхностей фрезерованием показано на схемах б, причем схемы 6, а и б характерны для станков токарной группы, а схема б, в, на которой показана обработка патрубка, реализуется на расточных и токарно-карусельных станках при применении специальной планшайбы с управляемой радиальной подачей фрезы.

На схемах 7 показана обработка конусообразных поверхностей на шлифовальных станках при продольной (схема 7, а) или поперечной (схема 7, б) подачах инструмента. Возможна обработка конических поверхностей протяжкой (схема 8).

На схемах 9 показаны формообразующие движения при обработке сферических наружных поверхностей, а также других поверхностей сложной формы. Наиболее распространенной является обработка резцом на токарном станке с ЧПУ двумя подачами (схема 9, а). Обработка сферических поверхностей небольшого радиуса г может проводиться врезной подачей профильным резцом (схема 9, б). Простой способ получения весьма точных сферических поверхностей радиуса R, например оптических изделий, возможен за счет установки резцовой головки под углом а к оси обрабатываемой заготовки (схема 9, в). Сферообразные поверхности на корпусных деталях могут быть получены с применением специальных планшайб (на расточных, токарнокарусельных станках) методом двух подач (схема 9, г).

Обработка сферических поверхностей профильной фрезой показана на схеме 10, а. Фрезерование сферообразных патрубков (переходных кривых от фланца к стенке и т.п.) производится на расточных и токарно-карусельных станках с применением специальной планшайбы I, имеющей управляемую радиальную координату (схема 10, б).

При шлифовании сферических поверхностей профильными кругами по схеме 11, а сфера образуется при соответствующем угловом относительном перемещении инструмента и заготовки, а по схеме 11,6 — методом бесцентрового шлифования. Получение сферической поверхности с помощью протяжки показано на схеме 12.

3. Получение отверстий различными инструментами (прил. 3). Обработка цилиндрических отверстий резцами (схема 1, а, б, в) возможна как при вращающейся заготовке на токарном станке (схема 1, а), так и при вращающемся инструменте на расточном станке (схема 1, б). Обработка внутренних выточек в корпусных деталях производится при радиальной подаче инструмента с использованием специальной планшайбы (схема 1, в)

Фрезерование отверстий большого диаметра осуществляют на станках расточного типа с использованием двух связанных подач (схемы 2, а, б), обработка выточек фрезами - с использованием специальных фрезерных приспособлений (схема 2, в).

Обработку отверстий на внутришлифо- вальных станках осуществляют при вращении детали (схемы 3, а, б) и при неподвижной детали за счет планетарного движения Sk шлифовального круга (схема 3, г). На схеме 3, в приведены формообразующие движения при бесцентровой обработке отверстия.

На схемах 4 показана обработка отверстий различными способами: протяжкой (схема 4, а), сверлом (схема 4, б), разверткой (схема 4, в), глубоких отверстий - специальным сверлом (схема 4, г). Получение кольцеобразных поверхностей или получение отверстий большого диаметра в листовом материале показано на схеме 4, д.

Конические поверхности получают, как показано на схемах 5-8. Обработка резцами возможна с использованием двух подач (схема 5, а), при перемещении резца параллельно образующей конуса (схема 5, б), а также при применении специальных планшайб с радиальной и осевой подачей инструмента (схема 5, в), с использованием профильных резцов (схема 5, г).

 

Приложение. Методы формообразования поверхностей

Аналогично фрезеруют конические поверхности профильными резцами, установленными на планшайбах, имеющих круговую Sк и радиальную S подачи (схема 6, а). Фрезерование отверстий на токарно-карусельном станке производят при установке ползуна параллельно образующей конуса (схема б, б).

Финишную обработку выполняют шлифовальными кругами, ось которых параллельна образующей конуса (схема 7, а), или с использованием копира 1 (схема 7, б).

Конические отверстия небольших размеров получают зенкером (схема 8, а) или разверткой (схема 8, б).

Обработка сферического отверстия резцом с использованием специальной планшайбы с двумя взаимосвязанными подачами показана на схеме 9. Аналогично получают сферу дисковыми фрезами (схема 10). Шлифование дорожек качения в подшипниках при врезной подаче круга показано на схемах 11.

При хонинговании (суперфинишировании) хонинговальные бруски прижимаются к поверхности детали (схема 12, а), а рабочее движение обеспечивается за счет дугообразных колебаний вокруг оси. При обработке (хонинговании) вогнутой поверхности абразивной головкой 1 (схема 12, б) получение сферической поверхности обеспечивается за счет вращательных движений v и SK.

4. Обработка зубчатых и червячных колес (прил. 4). При обработке резцами (гребенками) цилиндрических колес (схема 1, а), для получения зубьев воспроизводятся два взаимосвязанных движения обката: вращение заготовки ω0, ее перемещение S0 и движение резания v. При обработке лезвийным инструментом (схеме 1, б), поверхность зуба определяйся законом движения режущей кромки инструмента относительно изделия и уравнением режущей кромки. Настройка цепи обката такая же, как у зубофрезерного станка, а переменными параметрами, определяющими профиль изделия, являются параметры расположения режущей кромки а, α и r.

Наибольшее распространение для получения колес общего назначения имеет способ обработки червячной фрезой (схема 2, а), а при фрезеровании крупно-модульных колес - метод единичного деления профильными концевыми (схема 2. б) или дисковыми (схема 2, в) фрезами. При чистовой обработке колес крупного модуля применяют также дисковые (непрофильные) фрезы 1 и 2 (схема 2, г). В этом случае наряду с движением обката ω0 и S0 требуется главное движение v фрезы, зубья которой установлены в плоскости воображаемой рейки. Фрезерование колес с внутренним зубом проводится с использованием специальных головок дисковыми, пальцевыми фрезами методом единичного деления, а также методом непрерывного деления одновитковой фрезой- «улиткой» 1 (схема 2, д).

При шлифовании цилиндрических зубчатых колес наибольшее распространение получил метод обката (схема 3), основанный на воспроизведении зацепления колеса с рейкой. На схеме 3, а шлифовальный круг 1 соответствует форме зуба рейки 2, по которой обкатывается шлифуемое колесо. Аналогичную схему движений имеет метод шлифования обратными сторонами круга (схема 3, б). На схеме 3, в, получившей название «Мааг», эвольвентный профиль образуется обкатом зубьев двумя тарельчатыми кругами 1 и 2, плоскости которых образуют исходный контур, по которому обкатывается колесо. Благодаря узкой режущей кромке и небольшой поверхности касания круга и профиля зуба нагрев поверхности меньше, чем при других способах шлифования, и точность выше. Высокую точность обеспечивает также шлифование кругом, выполненным в виде абразивного червяка 1 (схема 3, г).

Из других распространенных методов формирования цилиндрических колее можно отметить зубодолбление цилиндрическими долбяками (схема 4, а), шевингование как отделочную иперацию (схема 4, б), зуботочение долбяком (схема 4, в), применяемое для обработки зубчатых колес с внутренним зубом. Скорость резания зависит от скорости долбяка vд и углов наклона линии зуба колеса β0 долбяка β; их сумма βо + β = β.

При обработке прямозубых конических колес (схема 5) используется зубодолбление резцами по методу обката. Необходимое движение обката между целительными конусами нарезаемого 1 и плоского (воображаемого) колеса 2 осуществляется путем поворота направляющих инструмента 3 в плоскости плоского конического колеса вокруг его оси (ω0l). Резец 3 движется (скорость v) вдоль образующей конуса впадин обрабатываемого колеса.

 

Приложение. Методы формообразования поверхностей

 

При обработке конических колес с круговым зубом (схема б) наибольшее распространение получил метод обката с периодическим делением (для формирования следующего зуба). При этом воспроизводится движение обката заготовки 1 по воображаемому плосковершинному производящему колесу 2 с круговыми зубьями. Инструментом служит зуборезная головка 3 с резцами 4, закрепленными на торце головки. Резцы при движении образуют зуб производящего колеса. Резцовая головка 3 установлена на люльке станка и получает главное движение v, медленно вращается со скоростью ωо2 вместе с люлькой, реализуя вместе с вращением заготовки ω01 движение обката.

Аналогично осуществляется и шлифование конических колес шлифовальным чашечным кругом I (схема 7). В массовом производстве используют круговые протяжки I (схема 8). В них около 2/3 резцов служит для чернового прорезания, а остальные - для чистового профилирования впадин. Формообразование поверхностей зубьев обеспечивается возвратнопоступательным перемещением протяжки (5).

Обработка червячных колес резцом- летучкой показана на схеме 9, а. Резец 1 закрепляется на оправке 2; для получения нужного числа зубьев реализуются вращение оправки и тангенциальное перемещение фрезы S0 (обката) и связанное с ними вращение стола со скоростью ω0. На схеме 9, б показана обработка глобоидного колеса резцами 1 и 2, установленными касательно к профильной окружности радиуса r0.

Фрезерование колес можно производить червячной фрезой (схема 10, а) с радиальной подачей, червячной фрезой при тангенциальной подаче инструмента (схема 10, б). Фрезерование глобоидных колес (схема 10, в) осуществляться специальными червячными фрезами 1, у которых режущие кромки касательны к профильной окружности r0.

5. Обработка резьб и червяков различным инструментом (прил. 5). Образование резьбы шагом t резцом на токарном станке происходит при согласованном вращении заготовки и перемещении инструмента При получении эвольвентных червяков (схема 1, б) резец устанавливается касательно к основному цилиндру.

Обработка резьб гребенками (схема 1, в) производится при движениях, аналогичных схеме 1, а. На схемах 1, г и д показано образование резьб резьбонарезными головками, которые оснащены плоскими плашками (схема 1, г) или комплектом круглых гребенок (схема 1, д). На схеме 1, е показана обработка с использованием специального приспособления крупных резьб в корпусных деталях (см. рис. 1.16). На схеме 2, а показана обработка крупных резьб или червяков дисковой фрезой 1, установленной под углом подъема витков λ На схеме 2, б показано фрезерование коротких резьб гребенчатыми фрезами. Интервал между затылованными профилями соответствует шагу резьбы. Фреза подается на врезание, и далее инструмент совершает осевое перемещение, соответствующее шагу резьбы.

Резьбошлифование точных резьб возможно однопрофильным кругом (схема 3, а), многопрофильным кругом продольной подачей (схема 3,6) и врезной подачей (схема 3, в). В первых двух случаях обеспечивается более точная обработка. На схемах 4 показана обработка резьб метчиком (схема 4, а), плашкой (схема 4, б), вихревое высокопроизводительное нарезание наружных резьб (схема 4, в).

При обработке различных сложных поверхностей используется профильный резец (схема 5, а) либо поверхность формируется сочетанием подач резца (схема 5, б). Аналогично образуется поверхность фрезерованием (схемы 6, а и б). Обработка лопастей винтов и им подобных поверхностей осуществляется фрезерованием «строчками» (схема б, в). Фреза устанавливается перпендикулярно поверхности резания за счет подачи Sкр3, а сложная винтовая поверхность формируется при сочетании движений Sкр1, Sкр2, Skрз, S1; S2, S3). Фрезерование сложных внутренних полостей производится концевой фрезой 1 при согласованном движении (S1 и S2) по двум осям (схема 6, г).

Шлифование конических и сферических поверхностей на деталях типа тел вращения может выполняться кругами с узкой режущей кромкой (схема 7, а), а деталей типа кулачков - согласованием круговой Sкр и поперечной подачи S (схема 7, б). На схеме 8, а показано одновременное протягивание зубьев рейки 1. На схеме 8, б приведена обработка отверстия переменного диаметра с помощью лепесткового сверла

Приложение. Методы формообразования поверхностей