Движение в станках необходимо для получения детали требуемой формы и размеров, в этот момент с заготовки в процессе ее обработки на металлорежущем станке срезается избыточный металл в виде стружки. Форма обработанной поверхности зависит от движений, которые сообщает станок заготовке и инструменту, от согласованности этих движений и вида режущего инструмента. Изменяя параметры движения (скорость, согласованность с другими движениями, направление, траекторию и пр.) и меняя инструмент, можно на одном и том же станке обработать поверхности различной формы.
Процесс снятия стружки осуществляется на станке рабочими движениями в станке (так называемые движениям формообразования), которые сообщаются либо инструменту, либо заготовке, либо обоим одновременно. Рабочими движениями станка являются главное движение, или движение резания, и движение (или движения) подачи; каждое из рабочих движений характеризуется скоростью.
Главное движение обеспечивает срезание стружки с заготовки со скоростью резания, которая равна скорости схода стружки с заготовки. Наибольшая допустимая и практически целесообразная величина скорости резания зависит от материала обрабатываемой заготовки, инструмента, технологического процесса и других факторов и определяется экспериментально.
Движение подачи происходит со значительно меньшей скоростью. Оно позволяет распространить процесс резания на всю подлежащую обработке поверхность заготовки. Величина (скорость) подачи определяет, при прочих одинаковых условиях, площадь поперечного сечения стружки.
Кроме главных движений, в станке всегда имеют место вспомогательные движения, цель которых подготовить процесс резания, обеспечить последовательную обработку нескольких поверхностей на одной заготовке или одинаковых поверхностей на различных заготовках. К числу вспомогательных движений относятся движения, обеспечивающие транспортирование и закрепление заготовки на станке, подвод режущего инструмента к соответствующей поверхности заготовки и отвод от нее, Включение, выключение, изменение скоростей и направлений рабочих движений станка и др. Рабочие движения в станках осуществляются, как правило, автоматически, подобные станки называются - станки с ЧПУ. Исключение составляют некоторые мелкие станки, на которых подача производится вручную.
Вспомогательные движения могут осуществляться как автоматически, так и вручную, в станках-автоматах все вспомогательные движения практически автоматизированы и выполняются в определенной последовательности самим станком в должные моменты автоматического цикла работы.
Какие бывают виды главного движения в станках
В металлорежущих станках чаще всего используются два основных вида главного движения в станке - вращательное и возвратно-поступательное (прямолинейное). В отдельных станках главное движение может иметь и более сложный характер, но определяется оно также через вращательное и поступательное движения.
Вращательное главное движение может сообщаться либо заготовке, как, например, в токарных станках (рис. 1, а), либо режущему инструменту, как это имеет место в фрезерных станках (рис. 1, в), сверлильных станках (рис. 1, г), шлифовальных (рис. 1, б) и других, либо одновременно заготовке и инструменту (сверление отверстий малого диаметра). При вращательном главном движении скорость резания
v = (πdn)/1000 м/мин,
где d - диаметр обрабатываемой поверхности вращающейся заготовки или инструмента в мм; n - угловая скорость заготовки или инструмента в об/мин.
Для станков шлифовальной группы скорость резания определяется в м/сек, следовательно,
v = (πdn)/(1000*60) м/сек,
где d и n - соответственно диаметр в мм и число оборотов шлифовального круга в минуту.
Рис. 1. Виды главного движения в разных металлообрабатывающих станках
В станках строгальных, долбежных, протяжных, ножовочных пилах и некоторых других главное движение - поступательное (прямолинейное). Оно может сообщаться либо инструменту, как это делается в станках поперечно-строгальных (рис. 1, е), долбежных (рис. 1, д) и некоторых других, либо заготовке, как в станках продольно-строгальных (рис. 1, ж).
На большинстве станков ЧПУ с поступательным главным движением резание осуществляется периодически. Цикл резания состоит из рабочего хода, во время которого металлорежущий инструмент срезает стружку, и холостого, когда инструмент возвращается в исходное положение. Для сокращения непроизводительных затрат времени скорость холостого хода обычно больше скорости рабочего хода. Кулисные и кривошипно-шатунные механизмы, применяемые для преобразования вращательного движения в возвратно поступательное движение в станке, не обеспечивают постоянства скоростей рабочего и холостого ходов. В этом случае вводятся понятия средней скорости рабочего и холостого ходов и их максимальных значений. Скорость резания и (или ее среднее значение) может быть подсчитана по формуле:
v = (L(K+1)n')/(1000K) м/мин,
где L - длина рабочего хода в мм; n' - число двойных ходов в минуту; К = Tp/Tx, где Тp, и Tx - соответственно время рабочего и холостого ходов.
Вышеприведенные формулы могут быть использованы и для определения требуемых для обработки числа оборотов и числа двойных ходов, если известны остальные, входящие в них величины. Для определения чисел оборотов иногда пользуются специальными графиками.
