Обрабатываемые поверхности деталей машин

Категория:
Металлорежущие станки


Обрабатываемые поверхности деталей машин

В элементарной геометрии поверхность определяется как граница тела. Рассматривая границу тела различных деталей машин, нетрудно убедиться, что она состоит, как правило, из отдельных участков, представляющих собой геометрически правильные поверхности. В дальнейшем, говоря об обрабатываемой поверхности, мы будем иметь в виду отдельные участки общей поверхности детали, подвергающиеся механической обработке.

Рис. 1. Характерные обрабатываемые поверхности деталей машин типа тел вращения.

Виды поверхностей. Имеется ряд классификаций поверхностей. Для рассмотрения методов образования поверхностей при обработке на металлорежущих станках представляется целесообразным разбить их на следующие виды: поверхности вращения, плоскости, контурно-сложные линейчатые поверхности, винтовые поверхности и пространственно-сложные поверхности.

К числу поверхностей вращения относятся: наружные и внутренние цилиндрические поверхности; конические поверхности; торцовые поверхности; сферические поверхности; тороидные поверхности поверхности с криволинейной образующей.

Рис. 2. Характерные обрабатываемые поверхности корпусных деталей машин.

К плоским поверхностям относятся поверхности, поверхности. Совокупность поверхностей типа 3 и 4 может быть названа многогранной поверхностью.

На рис. 3 представлен ряд контурно-сложных линейчатых поверхностей. Контурно-сложной линейчатой поверхностью является поверхность различных дисковых и плоских кулачков, поверхность некоторых видов лопаток турбин, поверхность зубьев прямозубых цилиндрических колес и ряд других.

Рис. 3. Характерные контурно-сложные обрабатываемые поверхности деталей машин.

Значительно распространены в машиностроении винтовые поверхности. Винтовые поверхности образуют витки резьбы различных винтов, червяков, цилиндрических шестерен с косым зубом.

В ряде отраслей машиностроения мы сталкиваемся с пространственно-сложными поверхностями. Такие поверхности характерны для различных пресс-форм, штампов, некоторых видов лопаток турбин и др.

Геометрия образования поверхностей. Ряд геометрических поверхностей может быть получен как след движения образующей линии по направляющей линии. К числу таких поверхностей относятся поверхности, входящие в первые четыре группы.

Рис. 4. Пространственно-сложная поверхность.

Поверхности вращения могут быть получены перемещением образующей линии той или иной формы, расположенной в осевой плоскости, по круговой линии, которая является направляющей.

Рис. 5. Образование поверхностей.

Контурно-сложная линейчатая поверхность может быть получена при перемещении образующей линии, остающейся параллельной своему начальному положению, вдоль направляющей прямой линии. Если образующая линия имеет форму прямой, то при ее перемещении образуется плоскость. Контурно-сложная линейчатая поверхность может быть также получена при перемещении прямой линии, которая в этом случае является образующей, по линии, имеющей ту или иную форму, которая в этом случае служит направляющей. При этом прямолинейная образующая должна быть перпендикулярной к плоскости, в которой расположена направляющая линия. Поверхности, полученные таким образом, называются в аналитической геометрии цилиндрическими поверхностями.

Рассматривая процесс образования поверхностей, мы предполагали, что при образовании поверхностей вращения образующая линия находится в осевой плоскости а при образовании контурно-сложных линейчатых поверхностей — в плоскости ABCD, перпендикулярной к направляющей линии. Однако при образовании поверхностей в процессе обработки на станках образующая линия может занимать и иное положение. Например, при образовании поверхностей вращения она может быть расположена в плоскости A BCD, параллельной осевой плоскости. Предположим, что образующая является прямолинейной и наклонена под углом в плоскости ABCD. Рассмотрим вопрос о форме образующей линии, расположенной в осевой плоскости, которую будем называть действительной образующей линией, в отличие от образующей, которую назовем производящей образующей линией.

Как видно из уравнения, действительная образующая уже не является прямой линией. Величина отклонения действительной образующей от прямой зависит от смещения х0. В ряде случаев это отклонение не выходит из пределов, допустимых требованиями к точности обработки.

Подобная же картина получается при обработке линейчатых поверхностей. Располагая образующую в плоскости ABCD, не перпендикулярной к направляющей, мы получим искажение действительной образующей. Например, при образующей в форме дуги окружности действительная образующая будет дугой эллипса.

Вопрос об искажении действительной образующей подробно рассматривается в курсе проектирования режущего инструмента в разделе, посвященном фасонному инструменту. Однако этот вопрос имеет существенное значение и при других методах обработки, поэтому при оценке точности получающихся поверхностей необходимо уделять внимание вопросам правильного расположения образующей линии в соответствии с принятым процессом образования поверхности, определяя величину получающихся отклонений на основе соответствующих расчетов.

При обработке сферических поверхностей должен быть задан радиус г и величина I, определяющая положение центра образующей вдоль оси. При обработке тороидных поверхностей необходимо, кроме того, задать радиус R.

При образовании поверхностей вращения различного рода корпусных деталей должны быть также заданы координаты оси обрабатываемой поверхности х0 и у0, х1 и у1 и т. д.

Для фасонных поверхностей вращения должна быть известна форма профиля образующей линии. Образующая линия может быть алгебраической и тогда ее можно задать уравнением или кривой, построенной на основе тех или иных эмпирических данных. В последнем случае профиль задается координатами ряда точек профиля а—ап, взятых с определенными интервалами х. Эти координаты называются координатами опорных точек профиля.

Задание профиля кривой уравнением имеет смысл в том случае, когда конструкция станка позволяет воспроизвести форму образующей непосредственно путем соответствующей настройки станка, в ином случае на основе уравнения определяются координаты опорных точек профиля.

При обработке плоскостей необходимо также задать координаты, определяющие положение этих плоскостей относительно тех или иных баз. Например, положение плоскости определяется координатой z, плоскости — координатой у. Для плоскостей, расположенных под углом , должны быть, кроме того, заданы углы наклона ух, у2, а также размеры, определяющие положение их относительно базовых поверхностей. Так, размер а полностью определяет положение поверхности относительно базовой поверхности, а размер b — длину наклонной образующей.

При обработке винтовых поверхностей необходимо задать профиль образующей, внутренний Dx и наружный D2 диаметры винтовой поверхности и шаг t.

При образовании контурно-сложных линейчатых поверхностей перемещением прямолинейной образующей по криволинейной направляющей профиль направляющей задается либо уравнением, либо координатами опорных точек. В полярной системе координат задаются радиусы векторы q—Qn точек а—ап, расположенных с интервалами у.

Пространственно-сложные поверхности также могут быть заданы уравнениями или координатами опорных точек. При задании поверхности координатами опорных точек берется ряд сечений п1 — пх, пп — п, расположенных с интервалами у, и для каждого сечения задаются координаты опорных точек кривых, получающихся в результате пересечения поверхности с секущей плоскостью.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум