Способ обработки резанием

 

Изобретение относится к способам механической обработки и может быть использовано при обработке заготовок с плоскими или криволинейными поверхностями. Техническим результатом является повышение качества и снижение трудоемкости обработки. В соответствии с изобретением обработку заготовок с плоскими или выпуклыми выпукло-вогнутыми или с двойной вогнутостью криволинейными поверхностями, по меньшей мере, с одним участком с двойной вогнутостью, осуществляют торцевым режущим инструментом, касавшимся обрабатываемой поверхности линией или точкой на своем торце. При этом инструмент ориентирован таким образом, что его ось, являющаяся осью вращения, направлена перпендикулярно направлению подачи и наклонена к поверхности обрабатываемой детали таким образом, что режущая кромка прилегает к поверхности обрабатываемой детали перпендикулярно к направлению подачи. 6 з.п. ф - лы, 6 ил.

Изобретение относится к способам механической обработки и может быть использовано при обработке заготовок с плоскими или криволинейными поверхностями.

Известен способ обработки резанием заготовки с плоскими или выпуклыми, выпукло-вогнутыми или с двойной вогнутостью криволинейными поверхностями, по меньшей мере, с одним участком с двойной вогнутостью, торцевым режущим инструментом.

Недостатком известного способа является невысокое качество обработки сложных поверхностей, что требует введения последующих финишных операций.

Техническим результатом заявленного способа является повышение качества обработки и, как следствие, снижение трудоемкости дальнейшей обработки.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе обработки резанием заготовки с плоскими или выпуклыми, выпукло-вогнутыми или с двойной вогнутостью криволинейными поверхностями, по меньшей мере, с одним участком с двойной вогнутостью, торцевым режущим инструментом, касающимся обрабатываемой поверхности линией или точкой на своем торце, инструмент ориентирован таким образом, что его ось, являющаяся осью вращения, направлена перпендикулярно направлению подачи и наклонена к поверхности обрабатываемой детали таким образом, что режущая кромка прилегает к поверхности обрабатываемой детали перпендикулярно к направлению подачи. При этом режущая кромка инструмента прилегает к поверхности обрабатываемой детали по линии наименьшей кривизны, инструмент перемещают по отношению к обрабатываемой поверхности по пяти осям перемещения, а именно трем взаимно перпендикулярным осям линейного перемещения и двум осям вращения. Обработку осуществляют инструментом с рабочей поверхностью, выполненной в виде конуса, усеченного конуса, сопряженного со сферическим сегментом или выпуклой криволинейной поверхности вращения.

На фиг. 1 схематично представлен предлагаемый способ при обработке детали с вогнутой криволинейной поверхностью; на фиг. 2 сечение I I на фиг. 1; на фиг. 3 вид сверху фиг. 1; на фиг. 4 пример конструктивного выполнения инструмента для осуществления способа; на фиг. 5 пример конструктивного выполнения инструмента для обработки криволинейного переходного участка, например, между рабочей поверхностью и основанием лопатки турбины; на фиг. 6 - пример конструктивного выполнения инструмента с рабочей поверхностью в виде усеченного конуса.

Как показано на фиг. 1 3, при обработке профилей с вогнутой криволинейной поверхностью осуществляется линейный контакт между инструментом 1 и обрабатываемой поверхностью 2. Для достижения линейного контакта рабочую поверхность 3 инструмента 1 выполняют в виде конуса и инструмент 1 устанавливают под углом конуса α. В этом случае ось 4 инструмента перпендикулярна направлению подачи 5. Как видно из фиг. 1, контакт инструмента с деталью происходит по линии 6, длина которой составляет около половин диаметра D инструмента. При обработке вогнутой криволинейной поверхности наименьший возможный радиус кривизны поверхности определяется по формуле: Криволинейные поверхности с двойной вогнутостью можно обрабатывать инструментом с конической рабочей поверхностью. При этом режущая кромка инструмента прилегает к поверхности обрабатываемой детали по линии наименьшей кривизны.

При обработке выпукло-вогнутых поверхностей используют конический инструмент, размеры рабочей части которого выбираются в зависимости от параметров обрабатываемой поверхности в соответствии с формулой (1), где R - наименьший радиус кривизны вогнутого участка поверхности.

Предлагаемым способом можно обрабатывать детали с двойной вогнутостью с использованием инструмента, представленного на фиг. 4. Рабочая поверхность инструмента выполнена в виде выпуклой криволинейной поверхности вращения с радиусом R_F.

Особый случай использования данного способа имеет место при обработке переходных зон между двумя граничащими поверхностями, например, рабочей поверхностью лопатки турбины и ее основанием (фиг. 5). Здесь используют инструмент 1, рабочая поверхность которого выполнена в виде конуса 7, сопряженного со сферическим сегментом 8. Обработка производится таким образом, что радиус закругления 9 и одна из граничащих поверхностей детали обрабатываются одновременно. Как и в описанных выше случаях, необходимо определить допустимые значения радиуса R и наименьшего угла a при данном диаметре инструмента D.

В определенных случаях можно использовать инструмент, рабочая поверхность которого выполнена в виде усеченного конуса с режущей частью посередине или без нее (фиг. 6).

Способ обеспечивает высокое качество обработки. При наклоне инструмента в любую сторону его ось всегда перпендикулярна направлению подачи и наклонена к поверхности обрабатываемой детали таким образом, что режущая кромка прилегает к обрабатываемой поверхности перпендикулярно к направлению подачи.

Предлагаемый способ позволяет получить стабильные условия резания, т.е. в случае фрезерования осуществляется попутная и встречная подачи.

При неизменном направлении подачи, как и при круговом фрезеровании, по спирали или при фрезеровании по прямоугольному (замкнутому) циклу получают неизменные условия резания за счет сохранения постоянства угла наклона инструмента относительно направления подачи.

При переменном направлении подачи, что имеет место при строчечном фрезеровании, также соблюдается постоянный угол наклона инструмента относительно направления подачи. Это означает, что при изменении направления подачи угол наклона инструмента изменяется на противоположный.

Тангенциальная подача рабочей части инструмента к точке контакта с заготовкой, а также то, что тангенциальная составляющая усилия резания значительно превышает осевую составляющую, способствует стабилизации резания при обработке сложных деталей.

Осуществление перемещения инструмента по пяти осям перемещения, а не шести, как при шлифовании фасонных поверхностей, позволяет упростить конструкцию станка и программу обработки.

Существо заявленного способа проиллюстрировано на примере обработки фрезами, однако данный способ рассчитан на применение различных видов металлорежущего инструмента и не ограничивается фрезерованием.

Формула изобретения

1. Способ обработки резанием заготовки с плоскими или выпуклыми, выпукло-вогнутыми или с двойной вогнутостью криволинейными поверхностями, по меньшей мере с одним участком с двойной вогнутостью, торцевым режущим инструментом, касающимся обрабатываемой поверхности линией или точкой на своем торце, отличающийся тем, что инструмент ориентирован таким образом, что его ось, являющаяся осью вращения, направлена перпендикулярно направлению подачи и наклонена к поверхности обрабатываемой детали таким образом, что режущая кромка прилегает к поверхности обрабатываемой детали перпендикулярно к направлению подачи.

2. Способ по п.1 отличающийся тем, что режущая кромка инструмента прилегает к поверхности обрабатываемой детали по линии наименьшей кривизны.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что инструмент перемещают по отношению к обрабатываемой поверхности по пяти осям перемещения, а именно трем взаимно перпендикулярным осям линейного перемещения и двум осям вращения.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку осуществляют инструментом с рабочей поверхностью, выполненной в виде конуса.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку осуществляют инструментом с рабочей поверхностью, выполненной в виде усеченного конуса.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку осуществляют инструментом с рабочей поверхностью, выполненной в виде конуса, сопряженного со сферическим сегментом.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку осуществляют инструментом с рабочей поверхностью, выполненной в виде выпуклой криволинейной поверхности вращения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6