Комплексные способы эффективной обработки резанием - Ермаков Ю.М.
ISBN 5-217-03160-3
Скачать (прямая ссылка):
1.2. ВЗАИМОСВЯЗЬ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ
Большинство способов обработки резанием, кинематическая схема которых включает вращение инструмента или заготовки, можно привести к общей эквивалентной схеме. Например, шлифование цилиндрического пояска цилиндрическим или чашечным кругом или торцовой поверхности цилиндрическим кругом (рис. 1.2, а - в) при одинаковом соотношении движений инструмента и заготовки эквивалентно по схеме срезания припуска плоскому шлифованию (рис. 1.2, г). По кинематической классификации [2] их относят к разным группам: 405, 501, 503 и 506 (см. рис. 1.1), хотя они имеют одинаковые параметры резания: траекторию движения режущих зерен, сечение среза, скорость резания.
Аналогично обработка цилиндрической поверхности дисковой или торцовой фрезой, торца цилиндрической фрезой эквивалентна при одинаковом соотношении движений инструмента и заготовки фрезерованию плоскости. Интересно отме- рис. 1.2. Схема круглого (а, б) и плоского тить, что изменение соотно- (в, г) шлифования
10 ЗАКОНОМЕРНОСТИ СПОСОБОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
шения скоростей движений, сочетающихся в одной плоскости, не приводит к изменению следов траекторий режущих лезвий на обработанной поверхности.
Одинаковы по сущности способы фрезерования плоских поверхностей торцовой фрезой с прямолинейным или круговым движением заготовки (рис. 1.3, а, б). Вместе с тем при тождественности кинематических схем способы различаются в зависимости от соотношения движений. Различия иллюстрируются следами траекторий режущих элементов на обработанной поверхности: поперечными при скорости фрезы Уф на три порядка выше скорости vc заготовки (Ac = vc / Уф = 10"3), наклонными при соизмеримых скоростях (кс = 1) и продольными при скорости фрезы на три порядка меньше скорости заготовки (кс = 103) (рис. 1.3, в). Поэтому при анализе способов обработки следует учитывать не только кинематическую схему, но и технологические признаки, несущие информацию о виде инструмента, числе и комбинации режущих элементов, соотношении скоростей движений, глубине резания и физико-химическом взаимодействии в зоне резания.
Предлагаемая классификация способов механической обработки построена на кинематических и технологических признаках и включает, как необходимый элемент резания, установочное движение на глубину резания Л По этим признакам все схемы независимо от числа движений инструмента и заготовки можно свести к трем элементарным базовым способам и их комбинациям [3, 10]. В отличие от двух базовых групп классификации Грановского (I группа - прямолинейное движение и III группа -круговое) предлагаемая классификация основана на трех базовых груп-
Рис. 1.3. Схема торцового фрезерования с прямолинейным (а) и с круговым (б) движением подачи; траектории резания (в)
ВЗАИМОСВЯЗЬ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ
11
пах: одной с прямолинейным и двух с круговым относительным движением инструмента при вращении вокруг центра заготовки (толщина среза постоянна), и вокруг центра инструмента (толщина среза переменна).
К базовым способам относят точение, строгание и обработку вращающимся резцом.
Точение (T) - способ съема материала при относительном движении резания по окружности вокруг центра заготовки. Точение переходит в строгание при радиусе заготовки, стремящемся к бесконечности.
Строгание (С) - способ съема материала при относительном прямолинейном движении резания.
Обработка вращающимся резцом (В) - способ съема материала при относительном движении резания по окружности вокруг центра вращения резца. При радиусе резца, стремящемся к бесконечности, процесс переходит в строгание.
В зависимости от соотношения скоростей инструмента и заготовки образуется бесчисленное множество переходных способов, в которых один базовый способ преобладает над другим. Способ, обладающий в равной степени признаками базовых способов, называется комплексным. Графически взаимосвязь между базовыми способами можно установить, если их условно расположить на окружности, символизирующей сочетание двух движений, тогда взаимосвязь между всеми базовыми способами находится внутри контура (рис. 1.4).
Рассмотрим взаимосвязь между точением и строганием при обработке резцом. При точении (T) заготовка получает вращение с окружной скоростью vT, а резец - прямолинейное движение (С) вдоль оси заготовки со скоростью vc. Обычная токарная обработка характеризуется соотношением окружной скорости вращения и скорости подачи порядка нескольких тысяч: = vT / vc = = (1 ... 5)-103. Это означает, что хотя в токарной обра- рис. 1.4. схема взаимосвязи способов обработке и присутствует такой ботки резанием
12 ЗАКОНОМЕРНОСТИ СПОСОБОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
элемент строгания, как прямолинейное движение, доля его незначительна. Увеличивая скорость подачи до скорости точения (vT / vc = 1), получим резание в двух направлениях сразу со сходом стружки по двум граням резца. Образовался комплексный способ обработки, обладающий в равной степени признаками как точения, так и строгания - токарное строгание (ТС).
Существует бесчисленное множество переходных способов, в которых точение преобладает над строганием. Их можно выразить формулой Jcn ТС, где коэффициент указывает, во сколько раз скорость точения преобладает над скоростью строгания. Переходные процессы от TC к С выражаются формулой Т?СТС, в которой скорость строгания в кст раз больше скорости точения. При kcr = vc/vT = (1 ... 5) • 104 практически главным является строгание, а присутствующий в способе элемент точения - вращение заготовки - выполняет функции кругового движения подачи. Когда вращение прекращается (vT = 0), остается движение строгания С. На практике встречаются способы, соответствующие соотношению движений по ТС, например нарезание многозаходных резьб с крупным шагом, винтовых шлицев.
