Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
На износ поверхности несколько влияют перераспределения давления при выходе части ножа за край заготовки, а также изменения ширины соприкасающейся кромки ножа. Исходная заготовка для изготовления выпуклых параболических поверхностей 2 имеет сферическую поверхность 1 ближайшего радиуса (рис. 7.14, а), рассчитываемого по формуле R =р + г^/4р, где г — радиус основания поверхности.
Объем материала, который при этом необходимо удалить, определяют по формуле Av = яЛ3/6, где h — высота (стрелка) параболоида.
Рис. 7.14. Схема расчета сферы ближайшего радиуса кривизны для выпуклой (а) и вогнутой (б) поверхностей
353
Для вогнутых параболоидов 3 (рис. 7.14, б) пользуются фор-где 2уу — диаметр круга, по которому сфера
Гп2 ^ „2
\Р +У 1<
мулой R
4 (радиуса R) касается параболоида. Обе формулы справедливы лишь при г <р.
Экспериментальные исследования показывают, что уменьшение ширины ножа и длины его хода, как одновременно, так и порознь, ведут к притуплению вершины выпуклой обрабатываемой поверхности, т. е. увеличению ее параметра; изменение параметра в процессе обработки происходит медленно; для получения параболоида заданного параметра из сферы ближайшего радиуса необходимо при со/и =1:2 применять ножи шириной l = 0,7D при длине хода Н = (0,85 -н 0,90) D (D — диаметр заготовки), либо шириной I = 0,8D при длине хода Н = 0,8?>; увеличение со/и, т. е. увеличение скорости вращения параболоида по сравнению со скоростью ножа, приводит к увеличению износа на краю поверхности и, таким образом, — к уменьшению параметра выпуклой поверхности; последняя становится круче; вогнутая поверхность, наоборот, становится более пологой; тонкие ножи меньше искажают поверхность; характер ошибок по краю поверхности при данном диаметре заготовки зависит от величины хода инструмента.
В зависимости от величины хода ножа наблюдаются два противоположных по характеру типа износа поверхности. При ходе ножа Н, меньшем 0,7D, поверхность, равномерно сошлифовываясь в центральной части (профиль ее все время остается параболическим, хотя параметр может при этом меняться), в некотором интервале средней зоны, ближе к краю заготовки, начинает сошлифовываться медленнее, и в этой зоне образуются положительные отступления от параболической формы. Наоборот, при большом ходе ножа в этой зоне наблюдается более интенсивное сошлифовывание поверхности
и отступления от формы отрицательны. На рис. 7.15 приведены ошибки профилей параболических поверхностей, обработанных при Н = 50 мм (0,62?>) — кривая 1 и при Н = 60 мм (0,72D) — кривая 3. Кривая 2 соответствует положению края детали. Величина 6 представляет собой отступле-^ т ние поверхности от теоретической фор-451 мы. Отклонения поверхности минимальны при Н = 0,7 D.
Точность изготовления параболических поверхностей ножевым методом составляет для деталей с крутизной поверхности менее 20° — 10-30 угл. с, с крутизной до 30° — 0,5-1,0 угл. мин и при крутизне более 30° — 1-6 угл. мин.
В, мкм 20—
г
1
11
]
15 1 30 \
\ з\
\
Рис. 7.15. График ошибок параболических поверхностей, обработанных при различных настройках станка
354
Рис. 7.16. Схема получения конических и гиперболических поверхностей по видоизмененному методу ножевого инструмента
Конические и гиперболические поверхности типа двуполостных гиперболоидов, относящиеся к линейчатым поверхностям, т. е. к поверхностям, образованным перемещением в пространстве прямой линии, могут быть получены также методом ножа по несколько измененной схеме обработки (рис. 7.16). В этом случае нож 1 устанавливают вдоль направления его движения. Для образования конуса (рис. 7.16, а) плоскость инструмента должна пройти через ось вращения заготовки 2. Для образования гиперболической поверхности 4 (рис. 7.16, б) плоскость инструмента 3 должна располагаться от оси на некотором расстоянии е, определяемом параметрами поверхности. При обработке конических и гиперболических поверхностей также происходит взаимоисправление инструмента и обрабатываемой поверхности. Точность изготовления конических поверхностей составляет две-три интерференционных полосы.
Крутизна параболоидов, изготовляемых методом ножа, ограничена условиями: при шлифовании 2p/D>0,2, при полировании 2p/D> 0,6. Эти ограничения вызваны направлением силы F (рис. 7.17), прикладываемой к ножу 2, перемещаемому по поверхности заготовки 1. В случае, когда угол а между направлением силы F и нормалью к поверхности N меньше или равен углу у, определяемому коэффициентом трения, сила трения FTp больше или равна тангенциальной силе^. Поэтому движение ножа «в лоб» по поверхности заготовки невозможно. Но вращение заготовки, создавая «серпантин» траектории, позволяет снизить эти ограничения до 2p/D = 0,5 (и даже до 0,4).
С помощью ножа можно изготавливать гиперболоиды (рис. 7.18, а) и эллипсоиды (рис. 7.18, б) вращения. Различие состоит в том, что одновременно с возвратно-поступательным движением ножу, по-
355
следовательные положения которого при перемещении по поверхности заготовки отмечены на рис. 7.18 позициями 1-6, дополнительно сообщается движение вокруг центра, лежащего на оси заготовки 7 в одном из геометрических фокусов F поверхности. Здесь использовано следующее свойство поверхностей 2-го порядка. При пересечении их плоскостью, проходящей через фокус и перпендикулярной к некоторой меридиональной плоскости, радиус кривизны линии пересечения в точке, принадлежащей этой меридиональной плоскости, равен радиусу кривизны в вершине поверхности. Однако кривизна рабочей кромки инструмента и обрабатываемой поверхности при этом строго совпадают только в одной точке сечения, принадлежащей перпендикулярной ножу меридиональной плоскости. В других точках сечения кривизна при различных положениях плоскости сечения изменяется. Рабочая кромка инструмента при его движении будет встречать участки поверхности с различной кривизной и в каких-то пределах изменять ее, поэтому точность получаемых таким способом эллиптических и гиперболических поверхностей ниже, чем у изготовленных по методу ножа параболоидов. Применение при шлифовании переходов от крупных размеров абразивных зерен к мелким приводит к различным зазорам между кромкой инструмента и обрабатываемой поверхностью. Это надо учитывать при выборе ширины ножа. Чем круче поверхность, тем должен быть уже нож.
