Обработка тел вращения.

Инструмент для обработки тел вращения. Детали, обрабатыва­емые на станках с ЧПУ токарной группы, образуются цилиндриче­скими, коническими, сферическими и торцевыми поверхностями, на которых могут быть канавки, фаски, резьбы. Для наружной, торце­вой и внутренней обработки указанных поверхностей, а также для проточки канавок и нарезания резьб используются резцы различ­ных типов. Обработку отверстий ведут также сверлами, зенкерами и развертками.

Выбор режущего инструмента (резцов) производится в основ­ном по общим правилам и рекомендациям, как и для универсаль­ных станков. При автоматическом цикле обработки несколько по­вышены требования по стружколоманию (геометрия режущей ча­сти инструмента должна обеспечить надежное стружколомание). Наиболее распространенные типы резцов приведены в табл. 3,4.

Программируемой точкой резца служит либо его вершина А, ли­бо центр С закругления при вершине. Вершиной проходного подрез­ного резца при продольной обработке служит точка А, а при под­резке торца — В.

Зоны выборки и схемы их обработки. При проектировании пере­ходов обрабатываемая область, ограниченная контурами детали и заготовки, разделяется на отдельные зоны в зависимости от требо­ваний к чистоте и точности поверхностей детали, режущего инстру­мента и способа крепления заготовки на станке. Каждая зона огра­ничивается замкнутым контуром, состоящим из основного и вспо­могательного участков. Основным считается тот участок контура зоны, который является границей траектории инструмента при об­работке.

Все многообразие зон может быть представлено зонами выборки объемов металла и зонами контурной обработки детали. Зоны вы­борки служат для многопроходной обработки при больших съемах припуска. Они делятся на открытые, полуоткрытые и закрытые. Основной участок контура открытой зоны выборки ограничивает ее с одной стороны, полуоткрытой — с двух, а закрытой — с трех сторон.

Контурные зоны состоят из припуска на получистовую или чи­стовую обработку поверхностей и служат для прохода инструмента эквидистантно к участкам контура детали.

Пример разделения снимаемого припуска на открытые /, полу­открытые 2, закрытые 3 и контурные 4 зоны приведен на рис. 3.13,

При разработке траектории движения инструмента для зон вы­борки рекомендуются типовые схемы движения инструмента (рис. 3.14).

Схема «петля» используется при обработке заготовки резцами, которые работают в одном направлении. Схема «зигзаг» применя­ется в основном при обработке в обоих направлениях глубоких впа­дин чашечными резцами. Схема «виток» мало отличается от схемы

«зигзаг», но имеет преимущество при обработке неглубоких и от­носительно пологих впадин чашечными резцами. Схема «спуск» предназначена для работы канавочными резцами (рис. 3.15).

Контурную зону составляют линии, эквидистантные к основному контуру детали. Основное ее назначение состоит в формировании контура детали или при необходимости чистовой обработки в обе­спечении равномерного припуска. Участки врезания и выхода резца из зоны резания при обработке контуров детали строятся так же, как и при фрезерной обработке.

Канавки сложной формы обра­батываются по типовым схемам за несколько переходов [55]. Окон­чательный профиль детали полу­чают при чистовом переходе. Кри­терием для выбора схемы ее обра­ботки служит глубина канавки /i = 0,5(D₂—di) и ее ширина В (рис. 3.16, а). При /г<5 мм и В<<30 мм предварительную обработку ведут с продольной подачей канавочным резцом (рис. 3.16, б), если В>30 мм — проходным рез­цом (рис. 3.16, в). При ft>5 мм и В<30 мм применяют канавочные резцы и работают методом ступенчатого врезания (рис. 3.16, г).

Рис. 3.14. Типовые схемы движения инструмента типа «петля» (а), «зигзаг» (б), «виток» (в), «спуск» (г)

При 5>30 мм сначала обрабатывают канавку шириной около 10 мм, затем оставшийся материал убирают подрезным резцом (рис. 3.16, д, е). Окончательную обработку во всех случаях проводят ка-навочными резцами по контуру (рис. 3.16, ж, з). Аналогично обра­батывают внутренние канавки.

Торцевые канавки (рис. 3.17, а) обрабатывают канавочными резцами. При ширине канавки B = Q,5(D₂—D[) <60 мм и глубине Л<3 мм обработку ведут по схеме, представленной на рис. 3.17, б, если /i>3 мм — по схеме на рис. 3.17, в, г. Окончательную обработ­ку торцевых канавок производят двумя канавочными резцами (от­личаются только положением формообразующей вершины) (рис. ЗЛ7,д,е).

Рис. 3.18. Схемы обработки резьбы

Схемы обработки винтовых поверхностей. Современные токар­ные станки с ЧПУ, как правило, оснащаются датчиками углового положения шпинделя. С помощью такого датчика осуществляется синхронизация вращения шпинделя с движением подачи (линей­ной интерполяцией). В результате появляется возможность реали­зовать разнообразные схемы нарезания одно- и многозаходных ци­линдрических и конических резьб, винтов различного профиля, чер­вяков и других винтовых поверхностей.

При построении технологических схем многопроходной обра­ботки крепежных резьб исходят из того, что форма резьбового рез­ца соответствует профилю обрабатываемой резьбы (рис. 3.18). Об­работка состоит из черновых проходов для выборки резьбовой впа­дины и зачистных проходов при небольшом припуске или без него.

При заглублении резца перпендикулярно к оси вращения дета­ли (рис. 3.18, а) в резании участвуют одновременно две его режу­щие кромки. Стружка при этом имеет корытообразную форму, в результате чего повышается ее жесткость и увеличивается нагрузка на резец. Заглубление резца вдоль одной из сторон профиля (рис. 3.18, б, в) обеспечивает лучшее стружкообразование, но приводит к неравномерному изнашиванию его режущих кромок (в резании участвует одна режущая кромка). При нарезании резьбы по схеме, изображенной на рис. 3.18, г, заглубление резца осуществляется поочередно вдоль правой и левой сторон профиля. В результате обе кромки резца изнашиваются равномерно

Резьбонарезание с образованием зазора е между проходами (рис. 3.18, д) исключает трение ненагруженной кромки резца, бла­годаря чему значительно повышается его стойкость.

Разделение припуска на черновые проходы осуществляется с учетом требований к параметрам режима резьбонарезания. Наибо­лее часто глубину резания t принимают одинаковой на всех черно­вых проходах: t = h[k, где h — глубина впадины резьбы; k — число черновых проходов. Однако такое разделение припуска приводит к увеличению сечения стружки на каждом последующем проходе и как следствие к увеличению нагрузки на резец. Поэтому допусти­мую глубину прохода выбирают из условия прочности резца на по­следнем черновом проходе. В результате на предшествующих про­ходах возможности станка и инструмента используются не пол­ностью на токарных станках с ЧПУ. Поверхности детали, полученные на то­карных станках, в зависимости от назначения и точности обработки разделяют на основные и дополнительные.

К основным поверхностям относятся торцевые, цилиндрические и конические, а также поверхности с криволинейной образующей и неглубокие (до 1 мм) канавки и выточки. Их обработка произво­дится проходными, копировальными и расточными резцами.

К дополнительным поверхностям относятся торцевые и угловые канавки, резьбовые поверхности, канавки под клиновые ремни и т. п.

Несмотря на многообразие форм обрабатываемых поверхно­стей, может быть установлена следующая типовая последователь­ность выполнения переходов [55]: 1) центрование (если длина свер­ла меньше 20 мм); 2) сверление; 3) подрезание торца; 4) черновая обработка основных форм поверхностей; 5) черновая обработка дополнительных форм поверхностей; 6) чистовая обработка допол­нительных форм поверхностей (может выполняться тем же инстру­ментом, что и черновая); 7) чистовая обработка дополнительных форм поверхностей, не требующих черновой обработки; 8) чисто­вая обработка основных форм поверхностей.

При обработке заготовки, установленной в центрах, первые три периода следует исключить.

В приведенной типовой последовательности выполнения перехо­дов предусматриваются и частные случаи, которые зависят как от тех или иных форм поверхностей, так и от количества режущих ин­струментов, которые можно разместить в револьверной головке или магазине станка с ЧПУ.