Комплексные способы эффективной обработки резанием - Ермаков Ю.М.
ISBN 5-217-03160-3
Скачать (прямая ссылка):
авр = а + Vj/. Верхний знак соответствует встречному вращению генератора (см. рис. 4.15, а, Г). Толщина среза, приходящаяся на один резец из групп, число которых равно числу волн деформации, а2 = t/(zm).
При волновом точении противоположно установленные резцы одновременно врезаются в заготовку, разгружая систему от радиальных сил резания, что повышает точность обработанной поверхности. Одновременное резание противоположными резцами связано с распределением толщины среза на две группы:
ац = а2/2-Аа2\ а22 = а2/2 + Аа29
где Aa2 учитывает погрешности установки оси инструмента относительно оси заготовки и оси генератора относительно оси инструмента.
Оптимальный режим волновой обработки имеет место при встречном вращении заготовки и генератора с соизмеримыми скоростями (/ = 1). В таком режиме волнового фрезоточения длина траектории режущего лезвия в теле заготовки значительно уменьшается по сравнению с волновым точением. Она составляет лишь часть длины окружности отверстия (рис. 4.16).
При работе одним режущим лезвием длина траектории определяется углом контакта 0К резца с заготовкой:
l = (R-t/2)QK.
Угол контакта резца с заготовкой находится с учетом угловых скоростей и направления вращения заготовки и генератора из соотношения припуска и радиального хода 2h резца, который совершается за поворот генератора на угол Эк =nt(i±\)/(mh). Знак «плюс» принимается при встречном вращении заготовки и генератора.
КОМПЛЕКСНЫЕ СПОСОБЫ РЕЗАНИЯ НА БАЗЕ ТОЧЕНИЯ И ФРЕЗЕРОВАНИЯ 107
Рис. 4.16. Схема срезания припуска при волновой многолезвийной обработке
При работе z-резцов, равномерно расположенных по периметру инструмента с угловым шагом Q2 = 2л/z, происходит сдвиг траекторий на
угол Ae = ez(/±l) = 27i(/±l)/z.
Для обеспечения непрерывного резания с перекрытием необходимо, чтобы угловой шаг резцов был равен или меньше угла контакта. Это условие соблюдается при числе резцов z > 4h I [ t (/ ± 1) ].
Вследствие симметричности траектории резца (эпициклоиды) максимальная толщина среза атах имеет место на половине угла контакта 6К / 2:
Угол врезания по аналогии с ранее выведенными зависимостями (см. с. 52)
eBp=nr/[(/±l)z].
Подставляя значения Эвр и Эк для двухволнового генератора (т = 2), после преобразований получим максимальную толщину среза
4M
108
РАЗВИТИЕ СПОСОБОВ ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКИ
При фрезоточении (/ = 1) с встречным движением генератора и заготовки amax =h/z9 с попутным - атах = И. В случае обработки одним резцом (z = 1) amax = h при h < t и атах = / при h>t.
Длина косоугольного среза определяется углом контакта Эк и для двухволнового генератора равна / = (Я-//2)(0к/2 + 0вр). После преобразований
7Cf(/±l) пі
Ah +z(/±l) "
С учетом того что диаметр обработанного отверстия равен 2R9 припуск / = H9 длина среза при / = 1 составит / = п (2R -1) (z +1) / (4z), а при
резании одним резцом (z = 1) длина среза равна / = я(R-112).
Сравнительный анализ показывает, что при волновом фрезоточении время контакта резца с заготовкой в 650 раз меньше, а максимальное значение переменной толщины среза на порядок больше, чем при волновом точении при одинаковых скоростях резания. Это способствует десятикратному уменьшению удельной силы резания и десятикратному повышению стойкости инструмента при волновом фрезоточении наряду с равномерным распределением частот вращения и мощностей между приводами инструмента и заготовки. Кроме того, при фрезоточении образуется короткая стружка, которая свободно удаляется из зоны резания.
Обработка заготовки волновым точением целесообразна при средних припусках и затрудненном размещении малого числа резцов (z = 2 ... 4). Например, при волновом точении на глубину / = 3 мм со скоростью резания vT = 2,5 м/с (сох = 7,5 с"1), сог = 1 с"1 двумя резцами (z = 2) толщина среза составляет а = 0,15 мм, а при волновом фрезоточении двумя резцами без увеличения времени резания толщина среза возрастает до amax = 1,5 мм, что недопустимо по условию жесткости системы.
Инструментальная бабка (рис. 4.17) для волновой обработки состоит из корпуса /, электродвигателя 2, зубчатых передач zb z2, Z3 и z4, сменных шестерен 5, шпинделя 4. На шпинделе закреплен генератор S9 в радиальных направляющих которого размещены два ползуна 6 с роликами 7. С неподвижным фланцем 8 через тонкостенный конус соединено гибкое кольцо 9 с резцами 10. Под давлением р масла, подаваемого через муфту 11 к ползунам 69 последние расходятся и деформируют через ролики гибкое кольцо с резцами. Ход ползунов и деформация гибкого кольца регулируются упорами.
КОМПЛЕКСНЫЕ СПОСОБЫ РЕЗАНИЯ НА БАЗЕ ТОЧЕНИЯ И ФРЕЗЕРОВАНИЯ 109
Рис. 4.17. Кинематическая схема инструментальной бабки для волновой обработки
Инструментальная бабка крепится на суппорте токарного станка. В фиксированном положении она позволяет вести фасонную обработку с волновым радиальным врезанием, а при продольном движении суппорта - с продольной подачей vs. В последнем случае стружка срезается спиральными отрезками. Волновая обработка рекомендуется для обработки тел вращения фасонного профиля с небольшой длиной типа колец, фланцев, стаканов.
