Комплексные способы эффективной обработки резанием - Ермаков Ю.М.
ISBN 5-217-03160-3
Скачать (прямая ссылка):
Токарное протягивание можно осуществить с самовращением заготовок от протяжки [A.c. 682328 (СССР)]. В этом случае круглую протяжку / (рис. 4.8) с винтовыми зубьями устанавливают на расстоянии L от детали 2 в соответствии с припуском на обработку / и перемещают со скоростью vc. Общая сила резания F определяет суммарную силу FT = F1 + Fn,, значение которой зависит от угла со наклона винтовой линии зуба (рис. 4.8, г): F1 = Fsinco. Сила F7 преодолевает F1 и силу трения Fn, в опорах, вращая заготовку со скоростью Vx. Для обеспечения непрерывного вращения за-
92
РАЗВИТИЕ СПОСОБОВ ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКИ
Рис. 4.8. Схемы осевого протягивания с самовращением заготовки с цилиндрической (а), конической (б), фасонной (в) поверхностями и действия сил (г)
готовок шаг зубьев P должен быть меньше длины контакта / заготовки и протяжки. Вследствие отсутствия жесткой кинематической связи между заготовкой и протяжкой появляется составляющая скорости скольжения, обеспечивающая съем припуска при вступлении в работу новых витков режущих зубьев протяжки. Цилиндрическая поверхность заготовки получается как огибающая последовательных смещений дуг окружностей винтовых зубьев протяжки. Микрорельеф обработанной поверхности имеет скругленные вершины и впадины с опорной длиной профиля поверхности в 1,2-1,3 раза больше, чем при точении, что способствует повышению износостойкости и надежности деталей при циклических нагрузках.
Для уравновешивания радиальных составляющих силы резания Fr заготовки устанавливают вокруг протяжки по диаметрально противоположным направлениям (рис. 4.8, а). Для обработки конических поверхностей 3 заготовку устанавливают к оси протяжки под пересекающимся углом а (рис. 4.8, б), для обработки гиперболических поверхностей 4 -под перекрещивающимся углом ? (рис. 4.8, в). Скорость резания заготовок из конструкционных сталей типа стали 45 соответствует скорости протягивания vc = 20 м/мин. При угле наклона винтовой линии зуба со = 45° окружная скорость заготовки с учетом проскальзывания составляет 18 м/мин.
КОМПЛЕКСНЫЕ СПОСОБЫ РЕЗАНИЯ НА БАЗЕ ТОЧЕНИЯ И ФРЕЗЕРОВАНИЯ 93
4.2. КОМПЛЕКСНЫЕ СПОСОБЫ РЕЗАНИЯ НА БАЗЕ ТОЧЕНИЯ И ФРЕЗЕРОВАНИЯ
Группа способов фрезоточения, которые получили свое развитие от обработки заготовок типа тел вращения вращающимся резцом, занимает промежуточное положение между точением и фрезерованием (см. рис. 1.4) и характеризуется двумя соизмеримыми по скорости вращательными движениями инструмента и заготовки.
Точение вращающимся резцом. Сущность способа заключается в том, что резцу помимо поступательного движения вдоль заготовки сообщается вращение вокруг своей оси [A.c. 314598 (СССР)]. Ось вращения резца может быть перпендикулярной или наклонной к оси заготовки. При вращении резца со скоростью vB и поступательном перемещении со скоростью vc его лезвия /, 2, J, 4 ... (рис. 4.9) описывают циклоиды относительно неподвижной поверхности заготовки, а при вращении последней абсолютные траектории представляют винтовые циклоиды (рис. 4.9, а). Эти траектории, как и при фрезеровании, описываются системой уравнений (3.1), но при точении меняется содержание параметров среза (рис. 4.9, б). Толщина среза а определяется перемещением S режущего лезвия вдоль оси заготовки за ее один оборот, а ширина среза b - изменением глубины резания ty9 зависящей от угла резца ф в плане и угла 0 поворота режущего лезвия:
Рис. 4.9. Схемы точения вращающимся резцом (а) и срезания припуска (б)
94
РАЗВИТИЕ СПОСОБОВ ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКИ
а = ?8Іп(ф + 0), b = ty cos(9 + Є) = R (кс - cos 0) cos (ф + 0). (4.10)
Перемещение режущего лезвия за оборот заготовки есть отношение его результирующей скорости к частоте вращения заготовки S = \е/п. Для / до 5 мм с достаточной точностью ve = vB ± vc. Знак «минус» для встречного вращения по отношению к движению подачи.
После преобразований получим
a = tf(l±*c)sin (ф + 0)/(16О/). (4.11)
По сравнению с точением одним резцом при точении многолезвийным резцом толщина среза уменьшается в z раз (z - число лезвий), а при неизменной толщине среза в z раз уменьшается частота вращения резца.
Шероховатость H обработанной поверхности определяется кинематической погрешностью Як, наибольшее значение которой находится на пересечении траекторий режущих лезвий, и высотой гребешков А, зави-
сящей от углов лезвий в плане: H = #к +
(2 ,,; 3.
Пересечение траекторий соответствует углу поворота резца 0i =
пкг
а кинематическая погрешность равна
(l + *c)^
H=R
1 пкс 1-COS-2—
0 + *с)г
(4.12)
Таким образом, кинематическая погрешность зависит от kc=vc/vB
и уменьшается с уменьшением скорости поступательного перемещения vc и с увеличением окружной скорости резца vB. Кинематическая погрешность также уменьшается с увеличением числа z режущих лезвий.
Высоту гребешков h можно уменьшить практически до нуля заточкой вспомогательного режущего лезвия по окружности (см. рис. 4.9, а, штрихпунктирная линия). Тогда вспомогательный угол в плане фі будет определяться кинематическим углом подъема траекторий ц (см. рис. 3.4). Наиболее подходящим инструментом для этих целей является долбяк. Благодаря симметричности режущих кромок движение подачи долбяка может происходить в противоположных направлениях [6].
