Выполняя токарные работы, обработка многогранника является достаточно сложной операцией и важно определить погрешность формы при его обработке на токарном станке. В машиностроении при производстве узлов и механизмов машин часто встречаются изделия многогранной формы, такие как четырех- и шестигранные болты и гайки, ключи, воротки, хвостовики металлорежущих инструментов и др.
Существующие технологии имеют ряд недостатков:
- фрезерование поверхностей многогранных деталей с помощью универсальной делительной головки не позволяет произвести автоматизацию, что негативно влияет на время обработки детали;
- точение деталей на токарном станке из стандартного сортового проката не позволяет изготавливать детали с радиальными сечениями большими, чем сечения многогранной формы этой же детали. Существуют ограничения в имеющихся размерах заготовок;
- полигональное точение, однако применяя современный токарный станок с чпу по металлу для этих целей, метод обработки будет очень дорогостоящим.
Исходя из вышесказанного, актуальным вопросом в машиностроении является разработка новой технологии получения деталей с сечениями многогранной формы. Данная технология должна позволять обрабатывать точением детали с элементами, имеющими многогранные сечения, с возможностью автоматизации процесса, применением недорогого оборудования. Известны методы формообразования гранных поверхностей при обработке на токарных станках. Токарная обработка этим способом требует два вращения, что затрудняет использование универсального оборудования.
В Юго-Западном государственном университете разработано приспособление обработки многогранников на токарном станке. Принцип работы приспособления заключается в том, что на станине закреплена неподвижная шестерня (условно показана поз.1 на рис.1), по которой обкатывается планетарная шестерня (условно показана поз.2 на рис.1). На валу одной из планетарных шестерен установлена резцовая головка, а на валу другой шестерни устанавливается маховик. Для обработки многогранных поверхностей на токарном станке c сечениями в форме квадрата, шестиугольника и др. выбирают такое количество резцов в головке, что каждый резец обтачивает две стороны обрабатываемого многогранника. При этом соотношение диаметров неподвижной шестерни и планетарного колеса, передающего вращение резцовому блоку, составляет 1/2. Схема образования шестиугольного сечения представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Схема формообразования шестигранного профиля (а, б, в, г - мгновенные положения резцов): 1 – неподвижная шестерня; 2 – подвижная шестерня; 3 – сечение получаемого многогранника; 4, 5, 6 – резцы; А, Б, В – траектории, образуемые резцами при вращении; Vш – направление вращение центра резцового блока; Vр – направление вращения трёх резцов
Получаемый профиль поперечного сечения имеет форму правильного многоугольника с выпуклыми сторонами. Представляет интерес расчет геометрической погрешности формы, то есть отклонения формы получаемого профиля от желаемого правильного многоугольника.
В таблице приведены результаты расчета погрешности формы, когда выполняется токарная обработка валов с диаметром D от 10 до 30 мм для получения шестигранного профиля с помощью устройства с неподвижной кольцевой шестерней радиусом 180 мм и планетарным колесом радиусом 90 мм, на валу которого расположен резцовый блок. Данные параметры обусловлены техническими особенностями, которые имеет токарный станок 1К62, на станине которого устанавливается приспособление.
На рисунке 2 представлен график зависимости погрешности формы от диаметра заготовки D, построенный по рассчитанным данным.
Диапазон изменения значений токарные работы обработка полученных погрешностей не превышает типичные для токарных станков класса 1К62 геометрические погрешности, погрешности установки и закрепления, на основе чего можно сделать вывод о возможности проводить подобные токарные работы, обработку многогранников и применять получаемые таким способом профили в машиностроении.
The paper presents the questions of calculation of an error of the form are considered at polyhedron processing on the lathe on example hexahedron processing.
Таблица 1. Результаты расчета погрешности формы при обработке валов с диаметром D от 10 до 30 мм
Рис.2. График зависимости погрешности от диаметра
