- 1.0Что такое система технологических процессов обработки материалов?
- 2.0Как формируются обработанные поверхности механических деталей?
- 3.0Что такое формирование линий на поверхности заготовки? Какие методы используются для их формирования?
- 4.0Какие движения необходимы при механической обработке заготовки?
- 5.0Что такое режущее движение? Как оно классифицируется?
- 6.0Что такое составное режущее движение?
- 7.0Что такое вспомогательные движения?
- 8.0Часто задаваемые вопросы
В области машиностроения система обработки деталей является ключевым элементом, обеспечивающим точное изготовление деталей. В следующих разделах подробно рассматриваются ее основные принципы и логика работы посредством ряда структурированных объяснений.
1.0Что такое система технологических процессов обработки материалов?
Система обработки, обычно называемая технологической системой, представляет собой систему резки, состоящую из различных станков, таких как токарные, фрезерные и шлифовальные станки, в сочетании с режущими инструментами, приспособлениями и заготовкой. Ее основная функция заключается в преобразовании сырья или заготовок в механические детали с заданными формами, размерами и требованиями к качеству. Способность технологической системы удовлетворять требованиям обработки и обеспечивать необходимую форму поверхности зависит не только от соответствующих геометрических и технологических параметров, но и от присущих характеристик каждого компонента и общего поведения системы, формируемого в результате их взаимодействия.
2.0Как формируются обработанные поверхности механических деталей?
Независимо от сложности механической детали, её поверхности в конечном итоге состоят из комбинаций основных типов поверхностей. Суть механической обработки заключается в процессе создания необходимых функциональных поверхностей с помощью специальных методов резания.
2.1Распространенные типы поверхностей заготовок
- Самолеты
- Цилиндрические поверхности
- Конические поверхности
- Формованные поверхности (такие как резьбовые поверхности и поверхности зубьев эвольвентных шестерен).
- Специальные поверхности (такие как сферические поверхности, тороидальные поверхности и гиперболические поверхности)
2.2Как формируются поверхности обрабатываемых деталей?
Большинство стандартных механических поверхностей могут быть образованы движением одной образующей вдоль другой директрисы. Образующая и директриса, вместе называемые образующими линиями, являются основными элементами, определяющими поверхность. При обработке на обычных токарных станках, фрезерных станках с ЧПУ и аналогичном оборудовании относительные и скоординированные движения заготовки и режущего инструмента генерируют эти две линии, создавая тем самым желаемую геометрию поверхности.
3.0Что такое формирование линий на поверхности заготовки? Какие методы используются для их формирования?
Линии формирования — это образующая и направляющая, составляющие поверхность заготовки. Для создания обработанной поверхности эти две линии формирования должны быть сначала сформированы с помощью специальных методов. В настоящее время формирование линий формирования можно условно разделить на четыре основных подхода.
Метод формования: режущая кромка напрямую воспроизводит Генератор. The Для формовочного метода характерен линейный контакт, при котором режущая кромка инструмента находится в линейном контакте с поверхностью заготовки, а форма режущей кромки точно соответствует одной из образующих линий поверхности. Пример: При строгании криволинейной поверхности на строгальном станке профиль режущей кромки инструмента соответствует образующей поверхности заготовки, и образующая формируется непосредственно геометрией инструмента.
Метод траектории: движение кончика инструмента формирует... Линия. The Метод траектории предполагает приблизительный точечный контакт, где образующая линия формируется траекторией движения кончика инструмента. Примеры:
- Строгание плоской поверхности на портальном строгальном станке: прямолинейное движение инструмента образует прямую образующую.
- Обработка криволинейной поверхности на фрезерном станке с ЧПУ: движение инструмента по криволинейной траектории образует криволинейную директрису.
Тангенциальный метод: Огибающая траекторий вращения инструмента формирует Линия. В При тангенциальном методе используются вращающиеся инструменты, такие как фрезы или шлифовальные круги. Инструмент вращается, одновременно перемещаясь по заданной траектории, а траектории движения режущих кромок огибают образующую линию поверхности. Примеры:
- Поверхностное фрезерование на вертикальном фрезерном станке: сочетание вращения фрезы и перемещения по центральной траектории обеспечивает прохождение траекторий резания вдоль требуемой образующей линии.
- Шлифовка цилиндрической поверхности на внешнем цилиндрическом шлифовальном станке: вращение шлифовального круга в сочетании с осевой подачей формирует линию за счет тангенциального воздействия.
Метод формирования: Вращательное движение создает эвольвенту Метод формирования основан на создании режущего движения между инструментом и заготовкой. Режущая кромка и формируемая поверхность находятся в точечном контакте, и инструмент катится относительно заготовки, совершая формирующее движение. Огибающая положений режущей кромки во времени образует линию формирования. Примеры:
- Цилиндрическое зубофрезерование на зубофрезерном станке: зубофрезер и заготовка вращаются синхронно, совершая образующее движение, а огибающая режущих кромок зубофрезерного станка образует эвольвентную образующую поверхности зуба шестерни.
- Нарезание зубьев на зуборезном станке также относится к методу формирования зубьев.
4.0Какие движения необходимы при механической обработке заготовки?
Для получения поверхности заготовки, соответствующей проектным требованиям, необходимо применять определенные движения к инструменту и заготовке, чтобы сформировать линии с использованием описанных выше методов. Эти движения можно разделить на движения, формирующие поверхность, и движения, осуществляющие резку. Движения, формирующие поверхность, определяются с геометрической точки зрения, тогда как движения, осуществляющие резку, определяются с практической точки зрения металлообработки.
4.1Что такое движение, формирующее поверхность?
Поверхностно-формирующее движение — это движение, необходимое для формирования формирующих линий поверхности заготовки. Его тип и количество зависят от формы обрабатываемой поверхности, метода обработки и конструкции инструмента.
| Тип движения | Определение | Пример |
| Простое движение | Формирующее движение, достигаемое одним вращательным или линейным движением. | Токарная обработка наружного цилиндра на обычном токарном станке: вращение заготовки и продольная линейная подача инструмента. |
| Сложное движение | Движение, состоящее из двух или более вращательных и линейных движений, объединенных в строго определенном относительном соотношении. | 1. Нарезание резьбы на токарном станке: сочетание вращения заготовки и линейной подачи инструмента. 2. Зубофрезерование: создание колебательного движения между фрезой и заготовкой. |
5.0Что такое режущее движение? Как оно классифицируется?
При металлообработке относительное движение между инструментом и заготовкой, удаляющее излишки материала, называется режущим движением. В практической обработке материалов движения, формирующие поверхность, проявляются как режущие движения. В зависимости от своей функции режущие движения классифицируются на основное движение и движение подачи.
| Тип движения | Основные характеристики | Примеры |
| Основное движение: ключевой механизм удаления материала. | – Основное движение, обеспечиваемое станком. – Назначение: создание относительного движения для удаления режущего слоя. – Особенности: максимальная скорость резки, максимальное энергопотребление, только одно основное движение за операцию. | – Вращательное движение: вращение заготовки при токарной обработке на обычном токарном станке; вращение фрезы при фрезеровании на вертикально-фрезерном станке. – Линейное движение: возвратно-поступательное линейное движение инструмента при строгании на строгальном станке. |
| Движение подачи: вспомогательное движение для непрерывной резки | – Дополнительное движение, обеспечиваемое станком. – Назначение: взаимодействие с основным движением для обеспечения непрерывной или прерывистой резки. – Особенности: низкое энергопотребление, количество может быть одним, несколькими или отсутствовать. | – Непрерывное движение: продольное перемещение токарного инструмента при наружном токарном обработке на обычном токарном станке. – Прерывистое движение: поперечное перемещение заготовки при строгании на строгальном станке. – Многократные движения: поперечная подача шлифовального круга при наружном цилиндрическом шлифовании. – Отсутствие движения: протягивание. |
6.0Что такое составное режущее движение?
Когда основное движение и движение подачи происходят одновременно, их результирующее движение называется составным режущим движением.
- Мгновенное направление движения выбранной точки на режущей кромке относительно заготовки называется составным направлением резания.
- Скорость в этой точке, определяемая как векторная сумма скорости основного движения и скорости движения подачи, известна как суммарная скорость резания (выражается как: ve = vc + vf).
Примеры сложных режущих движений:
- Внешняя токарная обработка на обычном токарном станке: сочетание вращения заготовки (основное движение, vc) и продольной подачи инструмента (подача, vf) создает спиральную траекторию для выбранной точки на режущей кромке.
- Внешняя цилиндрическая шлифовка: вращение шлифовального круга и осевое перемещение заготовки действуют совместно.
7.0Что такое вспомогательные движения?
Помимо движений резания, станкам необходимы вспомогательные движения для регулировки относительного положения инструмента и заготовки или для выполнения поддерживающих операций. Эти движения не участвуют непосредственно в удалении материала, но они необходимы для обеспечения плавной и эффективной обработки.
Типичные примеры вспомогательных движений:
- Быстрый ввод и вывод инструмента на токарных станках с ЧПУ.
- Втягивание шпинделя по радиальной траектории буровые станки
- Поворотное перемещение делительной головки, используемой совместно с фрезерным станком.
8.0Часто задаваемые вопросы
В1: Каковы основные компоненты системы обработки материалов?
А: Система механической обработки состоит из четырех основных элементов: станков, таких как токарные, фрезерные и шлифовальные станки, а также режущих инструментов, приспособлений и заготовки. Эти компоненты работают как интегрированная система, обеспечивая процесс обработки от заготовки до готовых деталей.
В2: В чем основное различие между основным движением и движением подачи?
А: Основное движение — это фундаментальное движение, отвечающее за удаление металла. Оно характеризуется самой высокой скоростью резания, наибольшим энергопотреблением и представляет собой единое движение в любой операции резания. Движение подачи — это вспомогательное движение, которое работает в координации с основным движением для обеспечения непрерывного или прерывистого резания. Оно потребляет гораздо меньше энергии и может состоять из одного, нескольких или даже ни одного движения подачи, в зависимости от процесса обработки.
В3: Почему составная скорость резания определяется как векторная сумма скоростей основного движения и движения подачи?
А: Основное движение и подача происходят одновременно как относительные движения между инструментом и заготовкой. Поскольку скорость является векторной величиной, необходимо учитывать как её величину, так и направление. Следовательно, суммарная скорость резания выражается как векторная сумма скорости основного движения и скорости подачи.
В4: Каково наиболее типичное применение метода генерации?
А: Наиболее типичным применением является обработка цилиндрических зубчатых колес на зубофрезерном станке. Благодаря генерирующему движению, синхронному вращению между фрезой и заготовкой, огибающая режущих кромок фрезы образует эвольвентную образующую поверхности зуба шестерни. Обработка зубчатых колес на зуборезном станке также относится к генерирующему методу.
В5: Если вспомогательные движения не участвуют в удалении материала, почему они все же важны?
А: Вспомогательные движения отвечают за регулировку относительного положения инструмента и заготовки, а также за выполнение таких операций, как зажим, позиционирование и индексация. Они обеспечивают необходимую поддержку для непрерывной и эффективной обработки. Без вспомогательных движений станок не может выполнить обычный цикл обработки.
Ссылка
https://bharatforge.eu/artikel/what-is-machining-procedure-significance-and-applications/?lang=en
https://admati.com/the-importance-of-machining-types-of-equipment-and-machining-methods/
https://www.nutech.de/en/services/machining/