Условие существования исходной инструментальной поверхности

Условия формообразования поверхностей резанием

Для образования заданной поверхности детали необходимо, чтобы существовала исходная инструментальная поверхность, причем каждая точка поверхности деталив процессе обработки должна соприкасаться с исходной инструментальной поверхностью и в ней должно соблюдаться условие контакта

Если исходная инструментальная поверхность не существует, то, естественно, невозможно создать инструмент, с помощью которого можно было бы обработать поверхность детали. Анализ уравнения контакта показывает, что при обработке заданной поверхности деталиможно влиять на процесс только изменением скорости относительного движения. Направление же вектора нормалипри задании поверхности детали является определенным и изменить это направление,неизменяя форму обработанной поверхности, невозможно. Поэтому при конструировании инструментов, стремясь обеспечить полную обработку поверхности детали,можно изменять направление скорости относительного движения. Изменить направление скорости в различных точках поверхности детали можно за счет изменения установки (положения) детали на станке или изменения скоростей движений, совершаемых инструментом и заготовкой при обработке.

Так, представим себе плоскость, которая совершает прямолинейно-поступательное движение с некоторой скоростью

перпендикулярной к плоскости.

Тогда во всех точках плоскости нормали параллельны скорости и условие контакта не соблюдается, а сопряженная исходная инструментальная поверхность не существует. Обработка плоскости при рассматриваемых движениях невозможна. То же имеет место и в том случае, когда скорость направлена под некоторым углом к плоскости.

В этом случае

причем составляющая

остается перпендикулярнак плоскости.

Только в том случае, когда скорость параллельна плоскости, во всех ее точках одновременно выполняется условие контакта. В этом случае исходная инструментальная поверхность будет совпадать с плоскостью. Такая схема образования плоскости соответствует ее обработке протягиванием и строганием.

Рассмотрим второй пример обработки плоскости, когда движением заготовки относительно инструмента будет вращение вокруг постоянной оси. Считаем, что ось вращения лежит в плоскости. Тогда скорость любой точки плоскости будет ей перпендикулярна. Следовательно, нормали к плоскости параллельны скорости и условие контакта не соблюдается. Поэтому в этом случае исходная инструментальная поверхность не существует и обработка плоскости невозможна.

Чтобы выполнить условие контакта и изменить направление скорости относительного движения, попытаемся изменить положение оси вращения. Расположим ось параллельно плоскости на некотором расстоянии от нее. Тогда проекция оси на плоскость является характеристикой. Вращаясь вокруг оси, характеристика опишет исходную инструментальную поверхность, которая будет круглым цилиндром. Этот случай соответствует фрезерованию плоскости цилиндрической фрезой.

Движение поверхности деталив любой момент времени может быть мгновенным вращением вокруг соответствующей оси. Совокупность осей мгновенного вращения, связанных с поверхностью детали, образует аксоидэтойповерхности, а совокупность осей в системе, связанной с инструментом‑аксоид инструмента. В процессе обработки аксоид детали катится без скольжения по аксоиду инструмента. В точках контакта нормаль к поверхности деталидолжна проходить через мгновенную ось ее вращения. Поэтому для существования исходной инструментальной поверхности, сопряженной с поверхностью детали, необходимо, чтобы общие нормали в каждой точке пересекали аксоид детали.

При мгновенном винтовом относительном движении геометрическая интерпретация условия существования исходной инструментальной поверхности более сложна и не так наглядна. Она основывается на понятии комплекса лучей винтового относительного движения. Комплексом лучей винта называют совокупность прямых линий (лучей), у которых при рассматриваемом винтовом движении скорости всех точек перпендикулярны к самим линиям. Лучи комплекса винта можно определить как прямые, которые образуют с осью винта угол, тангенс которого определяется следующим образом:

где

‑ это параметр винта;

‑ кратчайшее расстояние прямой от оси винта.

При винтовом относительном движении рассматриваемая точка поверхности детали будет профилирующей тогда, когда нормаль к поверхности детали в этой точке принадлежит к комплексу лучей винта.

Дата добавления: 2014-01-06