Для случая нарезания винтовой поверхности с заданными диаметром D И шагом Р при выбранной скорости резания V частоту вращения шпинделя определяют по формуле п = 1000а/(nd). После выбора соответствующего этой частоте значения лр из ряда частот вращения шпинделя данного станка, находят требуемую минутную подачу Su = Pnp. Все параметры режимов реза­ния при нарезании винтовой поверхности («р, Р, sM) должны находиться в допус­тимых для конкретного станка пределах.

Например, параметры нарезания резьбы М16Х0,5 при скорости резания у = 80, м/мин составляют: пр=1600 об/мин; Р = 0,5 мм; sM = 800 мм/мин, т. е. лежат в допустимых пределах для этого станка: пР = 20 + 2000 об/мин; sM max = 1200 мм/мин; Р = 0,2 + 30 мм. Увели­чение шага резьбы до Р = 2,5 мм требует sM = 4000 мм/мин, что превышает наибольшую минутную подачу, которую может обеспечить данный станок (рис. 7.6).

Технологические схемы многопроход­ной обработки крепежных резьб пока­заны на рис. 7.7. Их строят исходя из того, что форма резьбового резца соот­ветствует профилю обрабатываемой резь­бы. Многопроходная обработка резьб состоит из черновых проходов для выбор­ки резьбовой впадины и чистовых про­ходов с небольшим припуском или без него. На рис. 7.7, а представлен общий

П, оВ/мин

N^In-20 OS/MUI

10

Io~1 2 Т б 8 ю° г T Вею1 г

Рис. 7.6. График (в логарифмической сетке) для определения предельных значений пара­метров режимов резания при обработке вин­товых поверхностей

Рис. 7.7. Технологические схемы многопроходной обработки крепежных резьб

Случай радиального перемещения резь­бового резца под некоторым углом а к направлению винтовой поверхности. Частными случаями этой схемы являются схемы, которые предусматривают заглуб­ление резца перпендикулярно к направ­лению винтовой поверхности (рис. 7.7, б) и вдоль одной из сторон профиля резьбы (рис. 7.7, в, г). По схемам на рис. 7.7, д, е Резец перемещается поочередно вдоль обоих сторон профиля резьбы.

В схемах на рис. 7.7, а, б при нареза­нии резьбы участвуют одновременно обе режущие кромки резца, стружка имеет корытообразную форму, что повышает ее жесткость, в результате чего увеличи­вается нагрузка на резец. Схемы на рис. 7.7, в, г обеспечивают лучшее струж - кообразование, но приводят к неравно­мерному изнашиванию режущих кромок резца. Схемы обработки, показанные на рис. 7.7, д, е, позволяют наряду с удовле­творительным стружкообразованием до­стигнуть равномерности изнашивания обеих кромок резца. Резьбонарезание по схеме рис. 7.7, е предусматривает образо­вание зазора в между проходами, исклю­чающего трение ненагруженной кромки резца, что повышает стойкость инстру­мента.

Разделение припуска на черновые проходы является самостоятельной зада­чей, решаемой с учетом требований к параметрам режима резьбонарезания.

Простейшее решение, наиболее часто применяемое на практике,— выбор оди­наковой глубины резания T на всех черно­вых проходах: T = H/K, где H — глубина впадины резьбы; k — число черновых проходов. Такое равномерное разделение припуска приводит к увеличению сечения стружки на каждом последующем про­ходе и, следовательно, к увеличению нагрузки на резец. В этом случае допус­тимую глубину прохода выбирают из условия прочности резца на последнем черновом проходе, а на всех предшест­вующих проходах резец будет недо­гружен.

Постоянство сечения стружки на г-м проходе достигается разделением при­пуска по закону геометрической про­грессии:

Ti = Hk~'/2[I>/2— (г—1)1/2].

Нагрузка на единицу длины режущей кромки более равномерна при разделении припуска на проходы по закону арифме­тической прогрессии:

T, = 2Hk-L[-I/(K + )}.

Приращение координаты Лz вершины резьбового резца на I-М проходе для схем на рис. 7.7, а—г определяют по формуле Azi — Ti ctg а, а для схем на рис. 7.7, д, е — По формуле Az, = — ^ ctg а (при четных значениях г) или Дг/ = , ctg а (при нечетных значениях г, кроме г=1, когда AZ; = 0).

Приращение координаты Ах для всех схем, кроме схемы на рис. 7.7, е, Дх; = = —Ti, а для схемы на рис. 7.7, е в целях образования зазора е первое приращение увеличивают на (k—1)е, а последующие уменьшают на е:

ДХ] = — Ti — (K— 1)е; Дх,= — Ti + E.

Нарезание резьбы резцом программи­руется вручную преимущественно для схем, приведенных на рис. 7.7, б, в или г, С равномерным разделением припуска на заданное число проходов. Более техно­логична, но более трудоемка при вычисле­ниях схема на рис. 7.7, е.

Рассмотрим пример реализации схемы, приведенной на рис. 7.7, е, с разделением на проходы по закону геометрической прогрессии для резания метрической резьбы М30Х1.5 при обработке ступени детали типа «вал» (рис 7.8).

Исходные данные для расчета координат точек начал проходов: диаметр резьбы D = = 30 мм; шаг резьбы Р = 1,5 мм; число проходов ft = 5; зазор между проходами е = 0,02 мм.

Высота исходного треугольника

Н = Рл[Щ= 1,573/2= 1,3 мм.

Глубина разделяемой на проходы впадины

Глубины проходов ti, приращения коорди­нат ДXi и Дг;, рассчитанные по приведенным выше формулам, и координаты точек начал проходов (точек запуска) в системе координат станка

Xi = D — 2Axr, Zi = LyCT2 + 3P + Azt Сведены в табл. 7.3.

Программирование обработки тел вращения. Определить координаты опор­ных точек контуров тел вращения доста­точно просто с помощью исходной схемы обработки, на которой показаны системы координат станка и детали, базовые точки, исходные точки размещения ин­струмента и т. д. Необходимо учитывать ориентацию детали на станке относи­тельно заданного ее расположения на чертеже (относительно принятой системы координат детали).

Деталь типа «вал» (например, рис. 7.9, а) изготовляется на токарном станке за два установа: в прямой и обрат­ной ориентации относительно ее распо­ложения на чертеже. Взаимное распо­ложение систем координат станка, детали и инструмента при закреплении заготовки в первом установе показано на рис. 7.9, б.

4-,5 (ЗР)

L Уст. г = 390

Таблицы координат опорных точек в системе координат станка заполняют отдельно для каждого установа. Сначала находят координаты всех опорных точек контура в системе координат детали, а затем их пересчитывают в систему координат станка с учетом взаимного расположения этих систем в каждом установе. Для упрощения подготовки УП в большинстве УЧПУ токарных станков, включая рассматриваемый случай, пере­мещения по оси X задают в кадрах УП значениями диаметров, а не радиусов.

Zj-Zi ; 2 J ; 25 Рис. 7.8. Нарезание резьбы М30Х1,5 в детали типа «вал» по схеме, приведенной на рис. 7.7.

Некоторые координаты опорных точек рассматриваемого в системе координат детали контура вала можно перенести в таблицу, (табл. 7.4) без пересчетов. Неизвестные координаты вычисляют с

Таблица 7.3. Данные для нарезания резьбы, мм Номер прохода (' Ti A Xi A zi Xi * Zi 1 0,41 — 0,49 0 29,02 394,50 2 0,17 — 0,15 — 0,10 28,72 394,40 3 0,13 -0,11 0,10 28,50 394,50 4 0,11 — 0,09 — 0,06 28,32 394,44 5 0,10 -0,08 0,06 28,16 394,50

* В большинстве случаев в УП для токарных станков с ЧПУ, согласно инструкции, указанная коорди­ната х-, означает диаметр (не радиус), если координаты заданы в абсолютных размерах.

Ю

1заг= 210 ISO____

/	/
	1

У//////ШЬ

Wz=34- § А СМ

Рис. 7.9. Обработка детали типа «вал» на токарном станке: а — чертеж детали в системе коор­динат детали; б — общая схема установа детали на станке

''-^///////Л?

Таблица 7.4. Исходная таблица коорди­нат опорных точек в системе координат детали XnWZa Точка Коорди­наты, мм Га ж Коорди­наты, мм Точка Коорди­наты, мм 2д Х„ О Н 2д •^д 1 210 0 8 28 37,5 15 40 40 2 210 *2 9 29 Хя 16 40 27,8 3 23 23 10 21 0 50 17 217 27,8 4 24 23 И 2] I 50 18 218 30 5 25 Х5 12 212 54 19 2 30 6 26 38 13 85 54 20 0 Х-20 7 Z7 38 14 85 Х|4 21 0 0 282

Помощью размерных цепей, например:

Х2 = Хз — 2 • I = 23 — 2 = 21 мм;

23 = 2, — 1 =2 1 0—1 =209 мм;

24 = 25 = 2i — 30 = 210 — 30 = 180 мм;

Х5 = хв — 2 -1 =38 — 2 = 36 мм и т. д.

Для первого установа координаты опорных точек 1 — И контура вала пере­считаны из системы координат детали в систему координат станка (табл. 7.5) по формулам:

2с = 1уст | +2Д= 180 + 2д; Л:с = Хд.

Таблица 7.5. Таблица координат опорных точек в системе координат станка XCMZC (первый уставов) Координаты, мм Координаты , мм И * Та * Х — О 2д = *д Г 3- О 2д ~ Хд Zc Н F— 1 210 0 390 7 134,3 38 314,3 2 210 21 390 8 134,3 37,5 314,3 3 209 23 389 9 134,3 48 314,3 4 180 23 360 10 133,3 50 313,3 5 180 36 360 11 100 50 280 6 179 38 359

Таблица 7.6. Таблица координат опорных точек в системе координат станка XCMZ0 (второй установ) Координаты, мм Координать , ММ J Точка Гд — хл Zc Точка 2д Хс = = *д Zc

12	100	54	290	17	36	27,8	354
13	85	54	305	18	34,09	30	355,91
14	85	49	305	19	2	30	388
15	40	40	350	20	0	26	390
16	40	27,8	350	21	0	0	390

Для второго установа (табл. 7.6) пересчитаны координаты опорных точек 12—21:

2С /-уст 2 2д == 390 Xq ==z Хд.

Выполненные схемы и расчеты позво­ляют определить траекторию движения каждого из назначенных инструментов (см. рис. 7.9, б) при обработке детали как в первом, так и во втором установах, назначить опорные точки на траектории черновых проходов. После уточнения режимов резания для каждого инстру­мента на каждом переходе вся инфор­мация по обработке детали может быть представлена как РТК, состоящая из рисунка, пояснительного текста на рисун­ке (указывающего, например, порядок обхода опорных точек каждым инстру­ментом), таблиц координат опорных точек и схемы наладки инструмента.

Режимы резания, назначенные при разработке операционной технологии, при составлении РТК должны быть уточнены.

Скорость резания при токарной обра­ботке на каждом переходе может быть задана или постоянной, или изменяю­щейся по определенному закону. В любом случае она определяется частотой враще­ния шпинделя и регулируется или бессту­пенчато, или переключением ряда частот вращения шпинделя. Зависимость между частотой вращения шпинделя п и ско­ростью резания v имеет вид /г = = 100(Ъ/(ЛйО , где D — диаметр обра­батываемой поверхности вращающейся заготовки. При бесступенчатом регули­ровании и заданная скорость резания реализуется практически без отклоне­ния, а при ступенчатом регулировании отклонения V определяются параметрами ряда частот вращения шпинделя.

Ряд частот вращения шпинделя «/(; = = 1, 2, ..., N), как правило, строят по закону геометрической прогрессии со знаменателем (р:

Tij — Ti 1 ф' 1. ' -

Для горизонтальных проходов (при постоянном диаметре точения rf,) необхо­димо выбрать одну из двух соседних частот вращения ряда (л,- и n;+i). между которыми лежит значение требуемой частоты ир, обеспечивающей заданную скорость резания Vp. В связи с тем что превышение технологически обоснован­ной скорости резания нежелательно, из двух соседних частот вращения ряда выбирают ту, которая соответствует меньшему значению скорости резания.

Для наклонных или вертикальных проходов (d, = var), например при обра­ботке торца заготовки на токарном станке, рабочий ход разбивают на участки элементарных перемещений, между которыми переключается частота вращения шпинделя. В зависимости от того, уменьшается или увеличивается диаметр, частота вращения шпинделя определяется соответственно начальным или конечным диаметрами на этих участ­ках и заданной скоростью резания. Наи­большее отклонение от заданной скорости на каждом участке

Аи = рр(ф—1)/ф.

На рис. 7.10 приведен график измене­ния скорости резания при обработке

У, фин Рис. 7.10. Характер изменения скорости реза­ния при торцовом точении

Торца заготовки с наружным диаметром d„ и внутренним DK в направлении от периферии к центру. Частоты вращения шпинделя переключаются в точках траектории резца Tit в которых для диа­метров di и данного ряда частот вращения tij скорость v равна заданной скорости резания Vp.

Скорость подачи инструмента V„ при токарной обработке обычно задают для всех участков траектории значением минутной подачи Sw = S0N, где S0 — пода­ча на оборот.

Тз(Хз. гз) Г Tz(X2,Z2)I

Вспомогательные перемещения произ­водятся на максимальной рабочей подаче или в режиме быстрого хода.