Формообразующие движения — движения, осуществляемые инструментом и заготовкой, необходимые для осуществления процесса резания, при изготовлении деталей со снятием припуска, на металлорежущих станках.

Виды формообразующих движений

У металлорежущего станка имеется привод (механический, гидравлический, пневматический), с помощью которого обеспечивается передача движения рабочим органам: шпинделю, суппорту и т. п. Комплекс этих движений называется формообразующими движениями. Их классифицируют на два вида: основные и вспомогательные.

Основные движения

К основным движениям, которые предназначены непосредственно для осуществления процесса резания относят: главное движение, движение подачи, делительное движение, движение обката, дифференциальное движение.

Главное движение Dг - обеспечивает снятие стружки. — осуществляется с максимальной скоростью. Может передаваться как заготовке (например в токарных станках) так и инструменту (напр. в сверлильных, шлифовальных, фрезерных станках). Характер движения: вращательный или поступательный. Характеризуется скоростью — v (м/с).

Движение подачи Ds - обеспечивает обработку всей поверхности. — осуществляется с меньшей скоростью и так же может передаваться и заготовке (напр. движение стола в станках фрезерной группы)и инструменту (напр. движение супорта в токарных станках). Характер движения: вращательный, круговой, поступательный, прерывистый. Виды подач:

— подача на ход, на двойной ход Sх. (мм/ход), Sдв.х. (мм/дв.ход);

— подача на зуб Sz (мм/зуб);

— подача на оборот So (мм/оборот);

— частотная (минутная) подача Sm (мм/мин).

Делительное движение — это движение, при котором осуществляется поворот заготовки на требуемый угол или линейное перемещение заготовки относительно инструмента на определенную величину.

Движение обката — это согласованное движение между инструментом и заготовкой, имеющее при формообразовании необходимое последовательное положение. Это движение используется преимущественно при нарезании зубчатых колес методом обката на зубофрезерных или зубодолбежных станках.

Дифференциальное движение алгебраически добавляется к какому-либо движению инструмента или заготовки. Для суммирования движений применяют дифференциальные механизмы. Дифференциальные движения применяют в затыловочных, зубофрезерных и других станках.

Вспомогательные движения

Вспомогательные движения — способствуют осуществлению процесса резания, но не участвуют в нём непосредственно. Виды вспомогательных движений:

— наладка станка;

— задача режимов резания;

— установка ограничителей хода в соответствии с размерами и конфигурациями заготовок;

— управление станком в процессе работы;

— установка заготовки, снятие готовой детали;

— установка и смена инструмента и прочие.

Вспомогательные движения осуществляются вручную, либо от специальных приводов.

Элементы токарного резца

Токарный проходной резец состоит из следующих основных элементов:

Рабочая часть (головка);

Стержень (державка) — служит для закрепления резца на станке.

Рабочую часть резца образуют:

Передняя поверхность — поверхность, по которой сходит стружка в процессе резания.

Главная задняя поверхность — поверхность, обращенная к поверхности резания заготовки.

Вспомогательная задняя поверхность — поверхность, обращенная к обработанной поверхности заготовки.

Главная режущая кромка — линия пересечения передней и главной задней поверхностей.

Вспомогательная режущая кромка — линия пересечения передней и вспомогательной задней поверхностей.

Вершина резца — точка пересечения главной и вспомогательной режущих кромок.

Геометрия срезаемого слоя. Режим резания

К элементам режима резания относятся: скорость – V (м/мин), подача – S0 (мм/об), глубина резания – t (мм), основное технологическое время Т (мин).

Скорость резания – перемещение обрабатываемой поверхности заготовки в единицу времени относительно режущей кромки инструмента.

Подача – величина перемещения режущей кромки резца (РИ) в направлении движения подачи. Рассматривают подачу на оборот Sо, мм/об – перемещение РИ в направлении движения подачи за один оборот заготовки; минутную подачу Sмин или скорость движения подачи V - перемещение РИ в направлении движения подачи за одну минуту.

Глубина резания – величина слоя материала снимаемого за один проход инструмента, рассматриваемого как расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями.

Основное технологическое время – время затрачиваемое непосредственно на процесс снятия стружки.

Рис. 2. Схема рабочего хода токарного резца

В результате перемещения резца вдоль заготовки в процессе резания можно рассматривать сечение срезаемого слоя, получаемого при смещении резца на величину подачи.

Рис. 3. Геометрические параметры срезаемого слоя при токарной обработке

Геометрические параметры срезаемого слоя:

- b– ширина срезаемого слоя – расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями измеренное вдоль главной режущей кромки:

- a – толщина срезаемого слоя – расстояние между двумя последовательными положениями поверхности резания: a=S?sinj;

- F – площадь срезаемого слоя: F=St=ab.

При изучении процесса резания рассматривают номинальную площадь срезаемого слоя АВДК, действительную – АЕDК и остаточную – АВЕ. По остаточной площади АВЕ можно приближенно судить о шероховатости обработанной поверхности (рис. 4). На рис. 4 высота остаточного гребешка h – высота микронеровностей.

Рис. 4. Схема расчета шероховатости обработанной поверхности

Режим резания

Режимом резания называется совокупность элементов, определяющих условия протекания процесса резания.

К элементам режима резания относятся – глубина резания, подача, период стойкости режущего инструмента, скорость резания, частота вращения шпинделя, сила и мощность резания.

При проектировании технологических процессов механической обработки или режущих инструментов возникает необходимость в определении и назначении элементов режима резания. Отечественная практика механической обработки накопила огромный нормативно - справочный материал, с помощью которого можно назначить любой режим резания для любого вида механической обработки. Однако, табличный метод назначения режимов резания является весьма громоздким, так как требует анализа большого количества справочной информации. Более того, все режимные параметры взаимосвязаны и при изменении хотя бы одного из них автоматически изменяются и другие, что еще более усложняет процесс назначения режимов резания.

Аналитический (расчетный) метод определения режима резания менее трудоёмок и более предпочтителен при учебном проектировании технологических процессов механической обработки резанием. Он сводится к определению, по эмпирическим формулам, скорости, сил и мощности резания по выбранным значениям глубины резания и подачи.

Для проведения расчетов необходимо иметь паспортные данные выбранного станка, а именно - значения подач и частот вращения шпинделя, мощности электродвигателя главного движения. При отсутствии паспортных данных расчет выполняется приблизительно, в проделах тех подач и частот вращения шпинделя, которые указаны в справочной литературе.

Фрезерный станок

Фре?зерные станки? — группа металлорежущих и деревообрабатывающих станков в классификации по виду обработки. Фрезерные станки предназначены для обработки с помощью фрезы плоских и фасонных поверхностей, тел вращения, зубчатых колёс и т. п. металлических и других заготовок. При этом фреза, закрепленная в шпинделе фрезерного станка, совершает вращательное (главное) движение, а заготовка, закреплённая на столе, совершает движение подачи прямолинейное или криволинейное (иногда осуществляется одновременно вращающимся инструментом). Управление может быть ручным, автоматизированным или осуществляться с помощью системы ЧПУ.

Металлорежущий инструмент фрезерной группы станков. Концевые фрезы.