Методы обработки цилиндрических поверхностей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методы обработки цилиндрических поверхностей

Точение -- это метод обработки наружных цилиндрических поверхностей резцами. Точение осуществляется на станках токарной группы (токарно-винторезных, карусельных, токарно-револьверных и др.). При точении имеются следующие формообразующие движения: главное V, обеспечивающее отделение стружки от заготовки -- вращение заготовки 2, закрепленной в трехкулачковом патроне 1; подача S (в данном случае продольной Snp) резца 3, позволяющая распространять процесс резания на всю обрабатываемую поверхность -- поступательное движение резца. Слева на станине установлена передняя бабка 6, в которой расположена коробка скоростей, основной частью которой является шпиндель-узел, осуществляющий главное вращательное движение со скоростью V, м-мин. Коробка скоростей предназначена для получения разных частот вращения шпинделя. На шпинделе устанавливают приспособление для закрепления заготовки, например, трехкулачковый самоцентрирующий патрон.

Для управления механизмами и передачами коробки скоростей на лицевой стороне передней бабки, установлена панель управления 5. По направляющим станины с продольной подачей -Snp, мм-об, перемещается продольный суппорт 7. Поперечная подача Sn, мм-об, сообщается резцу, закрепленному в резцедержателе 8 верхнего суппорта, перпендикулярно оси вращения заготовки. Верхний суппорт 9 смонтирован на поперечной каретке и перемещается вместе с ней по поперечным направляющим продольного суппорта. К продольному суппорту крепятся фартук 10, в котором смонтированы передачи, преобразующие вращательное движение ходового вала и ходового винта в поступательное перемещение суппорта. Для получения разных скоростей движения суппорта слева в станине расположена коробка подач 3. Для наладки станка на нарезание резьбы с левой торцовой стороны станины установлена коробка 4 сменных зубчатых колес. С правой стороны на направляющих станины расположена задняя бабка 11, которая служит для поддержания обрабатываемой заготовки при работе в центрах, а также для закрепления мерных инструментов, применяемых для обработки отверстий (сверл, зенкеров, разверток) и нарезания резьбы (метчиков, плашек). Кроме точения с продольной подачей на токарных станках может осуществляться точение с поперечной подачей (прорезка каналов, подрезка торцов, отрезка и т. д.).

По технологическому назначению различают следующие виды токарных резцов: проходные, подрезные, расточные, отрезные, резьбовые, фасонные, галтельные и др.). Для крепления режущего инструмента применяют следующий вспомогательный инструмент: резцедержатели, резцедержавки, патроны, переходные втулки и др. Для крепления заготовок применяют различные виды приспособлений: патроны (четырех-, трех- и двухкулачковые), цанговые, поводковые и другие; центра (прямые, обратные, грибковые и другие); оправки (гладкие, конические, резьбовые и др.), люнеты -- дополнительные опоры для обработки длинных нежестких валов и другие.

Для повышения производительности процесса точения применяют токарные полуавтоматы, в которых по сравнению с простыми станками не автоматизирована установка заготовки, и автоматы, в которых автоматизирован весь цикл обработки. Различают: одно-шпиндельные токарные автоматы (револьверные, фасонно-отрезные и фасонно-продольные); одношпиндельные токарные полуавтоматы (с числовым программным управлением, многорезцовые, копировальные и многорезцовокопировальные); многошпиндельные токарные автоматы (горизонтальные последовательного и параллельного действия); многошпиндельные токарные полуавтоматы (горизонтальные и вертикальные последовательного и параллельного действия). Растачивание -- метод обработки внутренних цилиндрических поверхностей в заготовках с отверстием резцами. При растачивании на токарных станках главное вращательное движение со скоростью V, м-мин, получает заготовка 1, закрепленная в патроне 2, а движение продольной подачи Snp, мм-об, получает резец 3. При растачивании на горизонтально-расточном станке главное вращательное движение со скоростью V, м-мин, и движение осевой (продольной) подачи Su, мм-об, получает державка с резцом. Растачивание при вращении инструмента осуществляют также на координатно- и на алмазно-расточных станках. Заготовки на столе расточного станка закрепляют в машинных тисках, с помощью прижимных планок, угольников, призм и других приспособлений. Инструментами для растачивания являются расточные резцы и блоки со вставными регулируемыми резцами и расточные головки специальной конструкции. Вспомогательными инструментами на токарных станках являются резцедержатели, а на расточных -- расточные скалки (бор-штанги, державки).

При растачивании разными резцами с различными режимами резания обеспечивается точность 5-14 квалитета и шероховатость R = 0,4-12,5 мкм. Сверление -- метод обработки цилиндрических отверстий в сплошном материале сверлами, имеющими два режущих лезвия. При сверлении на токарном станке главное вращательное движение со скоростью V, м-мин, получает заготовка, а продольная подача S сверла При сверлении на вертикально-сверлильном станке главное движение -- вращение со скоростью V, м-мин, и вертикальную подачу SB мм-об, получает сверло. Заготовки на столе сверлильного станка закрепляют в приспособлениях, аналогичных для расточных станков, а также в различных кондукторах (сверлильных приспособлениях с направляющими сверло элементами -- кондукторными втулками). Кроме спиральных применяют следующие виды сверл: перовые, пушечные, ружейные, трепанирующие и др. Вспомогательным инструментом при сверлении являются переходные втулки и сверлильные патроны.

Виды наружных поверхностей. По форме наружные поверхности цилиндрических деталей могут быть разделены на цилиндрические, торцовые, уступы, канавки, фаски (рис. 25).

Цилиндрические поверхности 1 получаются вращением прямой линии (образующей) вокруг параллельной ей линии, называемой осью цилиндра. В продольном сечении такие поверхности прямолинейны, в поперечном -- имеют форму окружности. Крайние плоские поверхности 2, перпендикулярные к оси детали, называют торцами.

Переходные плоские поверхности 5 между цилиндрическими участками, перпендикулярно расположенные к оси детали, принято называть уступами. Занижения 4, выполненные по окружности цилиндрической или торцовой поверхности, называются канавками. Фасками называются небольшие скосы 3 на кромках детали.

2. Способы установки заготовок на станке. При токарной обработке наиболее часто применяются четыре основных способа установки заготовок на станке: в патроне, в патроне и заднем центре, в центрах и на оправках.

В патроне 1 (рис. 26, а) устанавливают короткие заготовки с длиной выступающей части l из кулачков до 2--3 диаметра d.

Для повышения жесткости более длинные заготовки устанавливают в патроне 1 и заднем центре 2 (рис. 26, б).

Установку в центрах (рис. 26, в) применяют в основном для чистового обтачивания длинных валов, когда необходимо выдержать строгую соосность обрабатываемых поверхностей, а также в случаях последующей обработки детали на других станках с такой же установкой. Заготовку опирают центровыми отверстиями на передний 4 и задний 2 центры, а вращение от шпинделя к ней передается поводковым патроном 1 и хомутиком 3.

Установка на оправке 1 (рис. 26, г) используется для обработки наружных поверхностей, когда заготовка имеет ранее обработанное отверстие (см. гл. IV).

Обработка цилиндрических поверхностей

1. Обтачивание гладких поверхностей. Технические требования. При обработке цилиндрической поверхности токарь должен выдержать ее размеры (диаметр, длину), правильную форму и требуемую чистоту. Точность размеров ограничивается допустимыми отклонениями, проставляемыми на чертеже.

Размеры без допусков должны выполняться по 7-му или реже 8-9-му классам точности. В этом случае на наружные размеры допустимые отклонения устанавливаются на минус от номинального размера, на внутренние -- на плюс.

Точность цилиндрической формы определяется отклонениями цилиндра в продольном направлении -- конусообразностью, бочкообразностью, седлообразностью и в поперечном -- овальностью (рис. 38). Первые три погрешности характеризуются разностью диаметров обработанной поверхности по краям и в середине, четвертая -- разностью диаметров одного сечения во взаимно перпендикулярных направлениях. Если на чертеже отсутствуют указания точности формы поверхности, то ее погрешности не должны превышать допуска на диаметр.

Чистота обработки характеризуется степенью шероховатости поверхности, остающейся на ней после точения. Допустимая шероховатость обозначается на чертеже треугольником, справа от которого проставляется число, соответствующее классу чистоты.

Например, V.5 означает пятый класс чистоты.

Точность обработки должна соответствовать техническим требованиям рабочего чертежа. При этом следует учитывать, что нормально достижимая точность обтачивания на токарных станках составляет 3--4-й класс и чистота до 7-го класса. Поверхности более высокой точности и чистоты обычно обрабатывают точением предварительно с припуском 0,3--0,6 мм на диаметр для последующего шлифования.

Применяемые резцы. Обтачивание наружных поверхностей выполняют проходными резцами (рис. 39). По форме они делятся на прямые а, отогнутые б и упорные в.

Первые два типа резцов преимущественно применяют для обработки жестких деталей; ими можно обтачивать, снимать фаски, а отогнутыми и подрезать торцы. Наибольшее распространение в токарной практике получили упорные резцы, которые, кроме указанных работ, позволяют подрезать уступы. Эти резцы особенно рекомендуются для обтачивания нежестких валов, так как они создают наименьший по сравнению с другими резцами поперечный прогиб детали.

Проходные резцы имеют различную стойкость (время непосредственной работы от заточки до переточки). При равных условиях наименее стойки упорные резцы, так как их острая вершина менее прочна и быстрее нагревается. Эту особенность упорных резцов следует учитывать при назначении режимов резания.

При универсальных работах проходные резцы с различным радиусом закругления вершины применяют как для чернового, так и чистового точения. У черновых резцов вершину закругляют радиусом r=0,5--I мм, у чистовых- r = 1,5--2 мм. С увеличением радиуса закругления вершины чистота обработки улучшается.

Для выполнения только чистового обтачивания рекомендуется применять чистовые двусторонние резцы (рис. 39, г) с увеличенным радиусом закругления вершины г=2--5 мм, ими можно работать с продольной подачей в обе стороны.

Установка резцов на станке. Резцы должны быть правильно установлены и прочно закреплены в резцедержателе суппорта. Первое условие определяется положением резца относительно оси центров станка. Резцы для наружного точения устанавливаются так, чтобы вершина их находилась на уровне оси центров. В некоторых случаях, например при черновом обтачивании и обработке нежестких валов, рекомендуется выполнять такую установку выше линии центров на 0,01--0,03 диаметра детали. Высоту установки резца регулируют стальными подкладками 1 (рис. 40, а), обычно не более чем двумя. При этом размеры подкладок должны обеспечивать устойчивое положение резца по всей опорной поверхности. Токарь должен иметь набор таких подкладок разной толщины для компенсации уменьшения высоты резца по мере переточки.

Установку резца по высоте проверяют совмещением вершин резца и одного из центров или пробной подрезкой торца заготовки.

В последнем случае при правильной установке резца в центре торца заготовки не должна оставаться бобышка.

Закрепление резца должно быть прочное, не менее чем двумя винтами. Для повышения жесткости крепления вылет резца из резцедержателя устанавливают наименьшим, не более 1,5 высоты стержня. Кроме того, резец располагают перпендикулярно к оси обрабатываемой детали (рис. 40, б).

Приемы обтачивания. Чтобы получить необходимый диаметр обрабатываемой поверхности, резец устанавливают на глубину резания. Для этого его подводят до касания с поверхностью вращающейся заготовки. Когда появится слабо заметная риска, резец отводят вправо за торец заготовки, лимб поперечной подачи устанавливают на нуль и подают суппорт поперечно вперед на требуемый размер по лимбу. Механическую продольную подачу включают после того, как резец врежется в металл ручным перемещением суппорта.

Установку резца на точный размер выполняют аналогично пробным обтачиванием конца заготовки на длину 3--5 мм. По результатам измерения диаметра полученной поверхности штангенциркулем (рис. 41, а) или при более высокой точности -- микрометром (рис. 41, б) резец подают на окончательный размер по лимбу. Когда требуемый размер достигнут, лимбовое кольцо устанавливают на нуль для возможности обработки всех последующих деталей из партии без пробных отсчетов.

Длину обтачивания выдерживают разметкой заготовки или по лимбу продольной подачи. В первом случае на заготовке протачивают риску на определенном расстоянии от торца, расположение которой устанавливают линейкой (рис. 42) или штангенциркулем.

При пользовании для этой цели лимбом продольной подачи резей подводят к торцу заготовки, устанавливают лимб на нуль и ручным продольным перемещением суппорта врезаются в металл. Затем включают продольную подачу и выполняют обтачивание. Подачу выключают, не доходя 2--3 мм до требуемого размера длины. Оставшуюся часть обрабатывают ручным перемещением суппорта.

Чистоту обработки определяют сравнением поверхности детали с эталонами чистоты 2 (рис. 43).

Особенности пользования лимбами. Подавая резец на глубину резания по лимбу поперечной подачи, следует иметь в виду, что он перемещается по радиусу к оси детали. Следовательно, диаметр последней после обтачивания уменьшается на величину, вдвое большую глубины резания. Например, если заготовку диаметром 30 мм надо обточить до диаметра 27 мм, т. е. уменьшить диаметр на 3 мм, то резец следует переместить поперечно на 1,5 мм. Чтобы определить необходимый поворот лимба, следует разделить глубину резания на цену его деления.

станок точение резец цилиндрический

Ценой деления называется величина перемещения резца, соответствующая повороту лимба на одно деление. Допустим, требуется подать резец на глубину резания 1,5 мм при цене деления лимба 0,05 мм. Число делений поворота лимба будет равно 1,5 : 0,05 = 30.

Некоторые станки имеют лимбы поперечной подачи, цена деления которых указывается «на диаметр». В таком случае величину поворота лимба определяют делением разности диаметров заготовки до и после обтачивания на цену деления. Например, заготовка диаметром 25 мм обтачивается до диаметра 20 мм при цене деления лимба 0,05 на диаметр. Число делений, на которое потребуется повернуть лимб, будет равно (25--20): 0,05=100.

При пользовании лимбами необходимо учитывать наличие и величину люфта (зазора) в передачах движения суппорта. Если, например, выдвинутый вперед суппорт отводить назад, то при некоторой части оборота маховичка ручной подачи он будет стоять на месте. Это и характеризует величину люфта в передаче. Поэтому во время отсчетов размеров на станке маховичок ручной подачи необходимо плавно поворачивать только в одну сторону (рис. 44, а). Если допущена ошибка и лимб повернут на большее число делений, чем требуется, то маховичок поворачивают в обратную сторону на величину немного больше люфта (примерно 0,5--1 оборота), а затем, вращая в прежнем направлении, доводят лимб до нужного деления (рис. 44, б). Так же поступают, когда надо отвести резец от поверхности детали на определенный размер. Для этого суппорт отводят на величину, больше необходимой, а затем, подавая его к детали, доводят лимб до необходимого деления.

Размещено на Allbest.ru