Способы обработки конических поверхностей. Способы точения конуса, обработка фасонных поверхностей Режимы резания при обработке отверстий коническими развертками

Цель : научиться налаживать станок для обработки наружных конических поверхностей при помощи поворота верхней части суппорта; проверять обрабатываемую коническую поверхность по размерам штангенциркулем, калибром (втулкой), универсальным угломером.

Материально техническое оснащение: плакат станка ТВ1А-616; методическое пособие, резцы с широкой режущей кромкой и ЩЦ-1.

1. Ознакомиться с методическим указанием;
2. Ответить на контрольные вопросы;
3. Получить допуск к выполнению работы;
4. Получить задание у преподавателя;
5. Выполнить обработку конуса одним из способов по заданию преподавателя;
6. Обработку конуса согласовать с технологической картой;
7. Выполненное изделие предоставить на оценку;

Теоретическое введение.

Коническая поверхность характеризуется следующими параметрами (рис. 1): меньшим d и большим D диаметрами и расстоянием 1 между плоскостями, в которых расположены окружности с диамет­рами d и D.

Угол α называют углом наклона конуса, а угол 2α - углом конуса. Отношение К = (D- d)/l называют конусностью и обычно обозначают отношением, например 1:20 или

1:50, а в некоторых случаях десятичной дробью, например 0,05 или 0,02. Отношение У = (D - d)/2l = tg α называют уклоном.

При обработке валов часто встречаются переходы между обрабатываемыми поверхностями, которые имеют коническую форму, дрели длина конуса не превышает 50 мм, то его срабатывают широким резцом (рис. 2). При этом режущая кромка резца должна быть установлена в плане относительно оси центров на угол, соответствующий углу наклона конуса на обрабатываемой детали. Резцу сообщают подачу в поперечном или продольном направлении. Чтобы уменьшить искажение образующей конической поверхности и отклонение угла наклона конуса, режущую кромку резца устанавливают по оси вращения детали.

Рис. 2. Обработка конической поверхности широким резцом.

Следует учитывать, что при обработке конуса резцом с режущей кромкой длиной более 10 - 15мм могут возникнуть вибрации. Уровень вибраций растет с увеличением длины обрабатываемой детали и с уменьшением ее диаметра, а также с уменьшением угла наклони конуса, с приближением расположения конуса к середине детали и с увеличением вылета резца и при недостаточно прочном его закреплении. При вибрациях появляются следы и ухудшается качество обработан­ной поверхности. При обработке широким резцом жестких деталей вибрации могут не возникать, но при этом возможно смещение резца под действием радиальной составляющей силы резания, что может привести к нарушению настройки резца на требуемый угол наклона. Смещение резца зависит также от режима обработки и на­правления подачи.

Конические поверхности с большими уклонами можно обрабатывать при по­вернутых верхних салазках суппорта с резцедержателем (рис. 3) на угол α, равный углу наклона обрабатываемого конуса. Подача резца производится вручную (рукояткой верхних салазок), что является недостатком этого способа, так как неравномерность подачи приводит к увеличению шероховатости обработанной поверхности. По этому способу обрабатывают конические поверхности, длина которых соизмерима с длиной хода верхних салазок.

Рис 3. Обработка конической поверхности при повернутых верхних салазках суппорта на угол α.

Рис. 4. Обработка конической поверхности при смещении задней бабки.

Конические поверхности большой длины с углом наклона α = 8 - 10° можно обрабатывать при смещении заднего центра (рис. 4). Величину смещения задней бабки определяют по шкале, нанесенной на торце опорной плиты со стороны маховика, и риске на торце корпуса задней бабки. Цена деления на шкале 1 мм. При отсутствии шкалы на опорной плите величину смещения задней бабки отсчитывают по линейке, приставленной к горной плите. Контроль величины смещения задней бабки производят с помощью упора (рис. 5, а) или индикатора (рис.5, б).

Индикатор устанавливают в резцедержатель, подводят к детали до сопри­косновения у задней бабки и перемещают (суппортом) вдоль образующей детали. Заднюю бабку смещают до тех пор, пока отклонение стрелки индикатора не будет минимальным на длине образующей конической поверхности, после чего бабку за­крепляют. Одинаковая конусность деталей в партии, обрабатываемых этим способом, обеспечивается при минимальных отклонениях заготовок по длине и центровых отверстий по размеру (глубине). Поскольку смещение центров станка вызывает изнашивание центровых отверстий заготовок, конические поверхности обрабатывают предварительно, а затем, исправив центровые отверстия, производят окончательную чистовую обработку. Для уменьшения разбивки центровых отверстий и износа центров целесообразно применять центры со скругленными вершинами.

Рис. 6. Обработка конической поверхности с применением копирных устройств при продольном (а) и поперечном (б) перемещении.

Конические поверхности с α = 0 - 12° обрабатывают с использованием копирных устройств. К станине станка крепится плита 1 (рис. 6, а) с копирной линейкой 2, по которой перемещается ползун 5, соединенный с суппортом 6 станка тягой 7 с помощью зажима 8. Для свободного перемещения суппорта в поперечном направлении необходимо отсоединить винт поперечной подачи. При продольном перемещении суппорта 6 резец получает два движения: продольное от суппорта и поперечное от копирной линейки 2. Угол поворота линейки относительно оси 3 оп­ределяют по делениям на плите 1. Закрепляют линейку болтами 4. Подачу резца на глубину резания производят рукояткой перемещения верхних салазок суппорта.

Обработку наружных и торцовых конических поверхностей 9 (рис. 6, б) производят по копиру 10, который устанавливают в пиноли задней бабки или в револь­верной головке станка. В резцедержателе поперечного суппорта закрепляют приспособление 11с копирным роликом 12 и остроконечным проходным резцом. При поперечном перемещении суппорта копирный палец в соответствии с профилей копира 10 получает продольное перемещение на определенную величину, которая передается резцу. Наружные конические поверхности обрабатывают проходными резцами, а внутренние - расточными резцами.

а) б)

в) г)

Рис. 7. Обработка конического отверстия в сплошном материале: а - готовое (после чистового развертывания) отверстие с диаметрами d и D на длине l, б - цилиндрическое отверстие под черновую развертку, в - съем припуска черновой разверткой, г - съем припуска получистовой разверткой.

Для получения конического отверстия в сплошном материале (рис. 7, а - г) заготовку обрабатывают предварительно (сверлят, зенкеруют, растачивают), а за­тем окончательно (развертывают, растачивают).

Контрольные вопросы.

1. Какие существуют методы обработки конических поверхностей?
2. Как обрабатывают внутренние конические поверхности?
3. Как проверяют наружные и внутренние конические поверхности?
4. Требования к инструменту для обработки конических поверхностей.
5. Когда применяется тот или иной способ?

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек - в наличии на складе! Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе! Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор. Доставка по всей России!

Общие сведения о конусах

Коническая поверхность характеризуется следующими параметрами (рис. 4.31): меньшим d и большим D диаметрами и расстоянием l между плоскостями, в которых расположены окружности диаметрами D и d. Угол а называется углом наклона конуса, а угол 2α - углом конуса.

Отношение K= (D - d)/l называется конусностью и обычно обозначается со знаком деления (например, 1:20 или 1:50), а в некоторых случаях - десятичной дробью (например, 0,05 или 0,02).

Отношение Y= (D - d)/(2l) = tgα называется уклоном.

При обработке валов часто встречаются переходы между поверхностями, имеющие коническую форму. Если длина конуса не превышает 50 мм, то его обработку можно производить врезанием широким резцом. Угол наклона режущей кромки резца в плане должен соответствовать углу наклона конуса на обработанной детали. Резцу сообщают поперечное движение подачи.

Для уменьшения искажения образующей конической поверхности и уменьшения отклонения угла наклона конуса необходимо устанавливать режущую кромку резца по оси вращения обрабатываемой детали.

Следует учитывать, что при обработке конуса резцом с режущей кромкой длиной более 15 мм могут возникнуть вибрации, уровень которых тем выше, чем больше длина обрабатываемой детали, меньше ее диаметр, меньше угол наклона конуса, чем ближе расположен конус к середине детали, чем больше вылет резца и меньше прочность его закрепления. В результате вибраций на обрабатываемой поверхности появляются следы и ухудшается ее качество. При обработке широким резцом жестких деталей вибрации могут отсутствовать, но при этом возможно смещение резца под действием радиальной составляющей силы резания, что приводит к нарушению настройки резца на требуемый угол наклона. (Смещение резца зависит от режима обработки и направления движения подачи.)

Конические поверхности с большими уклонами можно обрабатывать при повороте верхних салазок суппорта с резцедержателем (рис. 4.32) на угол α, равный углу наклона обрабатываемого конуса. Подача резца производится вручную (рукояткой перемещения верхних салазок), что является недостатком этого метода, поскольку неравномерность ручной подачи приводит к увеличению шероховатости обработанной поверхности. Указанным способом обрабатывают конические поверхности, длина которых соизмерима с длиной хода верхних салазок.

Коническую поверхность большой длины с углом α= 8... 10° можно обрабатывать при смещении задней бабки (рис. 4.33)

При малых углах sinα ≈ tgα

h≈L(D-d)/(2l),

где L - расстояние между центрами; D - больший диаметр; d - меньший диаметр; l - расстояние между плоскостями.

Если L = l, то h = (D-d)/2.

Смещение задней бабки определяют по шкале, нанесенной на торце опорной плиты со стороны маховика, и риске на торце корпуса задней бабки. Цена деления на шкале обычно 1 мм. При отсутствии шкалы на опорной плите смещение задней бабки отсчитывают по линейке, приставленной к опорной плите.

Достаточно распространенной является с применением копирных устройств. К станине станка крепится плита 7 (рис. 4.34, а) с копирной линейкой 6, по которой перемещается ползун 4, соединенный с суппортом 1 станка тягой 2 с помощью зажима 5. Для свободного перемещения суппорта в поперечном направлении необходимо отсоединить винт поперечного движения подачи. При продольном перемещении суппорта 1 резец получает два движения: продольное от суппорта и поперечное от копирной линейки 6. Поперечное перемещение зависит от угла поворота копирной линейки 6 относительно оси 5 поворота. Угол поворота линейки определяют по делениям на плите 7, фиксируя линейку болтами 8. Движение подачи резца на глубину резания производят рукояткой перемещения верхних салазок суппорта. Наружные конические поверхности обрабатывают проходными резцами.

Способы обработки внутренних конических поверхностей

Обработку внутренней конической поверхности 4 заготовки (рис. 4.34, б) производят по копиру 2, установленному в пиноли задней бабки или в револьверной головке станка. В резцедержателе поперечного суппорта устанавливают приспособление 1 с копирным роликом 3 и остроконечным проходным резцом. При поперечном перемещении суппорта копирный ролик 3 в соответствии с профилем копира 2 получает продольное перемещение, которое через приспособление 1 передается резцу. Внутренние конические поверхности обрабатывают расточными резцами.

Для получения конического отверстия в сплошном материале заготовку сначала обрабатывают предварительно (сверлят, растачивают), а затем окончательно (развертывают). Развертывание выполняют последовательно комплектом конических разверток. Диаметр предварительно просверленного отверстия на 0,5... 1 мм меньше заходного диаметра развертки.

Если требуется коническое отверстие высокой точности, то его перед развертыванием обрабатывают коническим зенкером, для чего в сплошном материале сверлят отверстие диаметром на 0,5 мм меньше, чем диаметр конуса, а затем применяют зенкер. Для уменьшения припуска под зенкерование иногда применяют ступенчатые сверла разного диаметра.

Обработка центровых отверстий

В деталях типа валов часто выполняют центровые отверстия, которые используют для последующей токарной и шлифовальной обработки детали и для восстановления ее в процессе эксплуатации. На основании этого центровку выполняют особенно тщательно.

Центровые отверстия вала должны находиться на одной оси и иметь одинаковые конусные отверстия на обоих торцах независимо от диаметров концевых шеек вала. При невыполнении этих требований снижается точность обработки и увеличивается износ центров и центровых отверстий.

Конструкции центровых отверстий приведены на рис. 4.35. Наибольшее распространение имеют центровые отверстия с углом конуса 60°. Иногда в тяжелых валах этот угол увеличивают до 75 или 90°. Для того чтобы вершина центра не упиралась в заготовку, в центровых отверстиях выполняют цилиндрические углубления диаметром d.

Для защиты от повреждений центровые отверстия многократного использования выполняют с предохранительной фаской под углом 120° (рис. 4.35, б).

Для обработки центровых отверстий в небольших заготовках применяют различные методы. Заготовку закрепляют в самоцентрирующем патроне, а в пиноль задней бабки вставляют сверлильный патрон с центровочным инструментом. Центровые отверстия больших размеров обрабатывают сначала цилиндрическим сверлом (рис. 4.36, а), а затем однозубой (рис. 4.36, б) или многозубой (рис. 4.36, в) зенковкой. Центровые отверстия диаметром 1,5... 5 мм обрабатывают комбинированными сверлами без предохранительной фаски (рис. 4.36, г) и с предохранительной фаской (рис. 4.36, д).

Центровые отверстия обрабатывают при вращающейся заготовке; движение подачи центровочного инструмента осуществляют вручную (от маховика задней бабки). Торец, в котором обрабатывают центровое отверстие, предварительно подрезают резцом.

Необходимый размер центрового отверстия определяют по углублению центровочного инструмента, используя лимб маховика задней бабки или шкалу пиноли. Для обеспечения соосности центровых отверстий деталь предварительно размечают, а длинные детали при зацентровке поддерживают люнетом.

Центровые отверстия размечают с помощью угольника.

После разметки производят накернивание центрового отверстия. Если диаметр шейки вала не превышает 40 мм, то можно производить накернивание центрового отверстия без предварительной разметки с помощью приспособления, показанного на рис. 4.37. Корпус 1 приспособления устанавливают левой рукой на торце вала 3 и ударом молотка по кернеру 2 намечают центр отверстия.

Если в процессе работы конические поверхности центровых отверстий были повреждены или неравномерно изношены, то допускается их исправление резцом. В этом случае верхнюю каретку суппорта поворачивают на угол конуса.

Контроль конических поверхностей

Конусность наружных поверхностей измеряют шаблоном или универсальным угломером. Для более точных измерений применяют калибры-втулки (рис. 4.38), с помощью которых проверяют не только угол конуса, но и его диаметры. На обработанную поверхность конуса карандашом наносят две-три риски, затем на измеряемый конус надевают калибр-втулку, слегка нажимая на нее и поворачивая ее вдоль оси. При правильно выполненном конусе все риски стираются, а конец конической детали находится между метками А и В.

При измерении конических отверстий применяют калибр-пробку. Правильность обработки конического отверстия определяется (как и при измерении наружных конусов) взаимным прилеганием поверхностей детали и калибра-пробки. Если тонкий слой краски, нанесенный на калибр-пробку, сотрется у малого диаметра, то угол конуса в детали велик, а если у большого диаметра - угол мал.

www.autowelding.ru

Обработка конических поверхностей

Обточку конических поверхностей можно осуществлять раз­личными способами в зависимости от величины конусности, от конфигурации и размеров обрабатываемой детали:

Поворотом верхних салазок суппорта (рис. 200, а). Салазки / верхнего суппорта поворачивают вокруг вертикальной оси суп­порта на угол конусности а.

Обточку конической поверхности осуществляют вручную пе­ремещением резца вдоль образующей конуса путем вращения махо­вичка 2. Этим способом обрабатывают как наружные, так и вну­тренние поверхности с любым углом конусности а с длиной обра­ботки меньше, чем величина хода верхних салазок суппорта.

Смещение корпуса задней бабки (рис. 200, б). Корпус задней бабки смещают в поперечном направлении относительно салазок на величину ft, в результате чего ось заготовки, установленной в центрах, образует с линией центров, а следовательно, с направ­лением продольной подачи суппорта угол конусности обрабаты­ваемой поверхности а. Образующая конической поверхности при такой установке располагается параллельно продольной подаче резца.

При длине конической поверхности / и длине заготовки L величину необходимого смещения корпуса задней бабки опре­деляют по формуле

Рис. 200. Схемы обработки конических поверхностей

При малых значениях a: sina≈tga, следовательно,

h = L tga = L (D - d) /2l

Этот способ применяют для обточки пологих конических поверхностей (угол а не более 8°).

Недостаток этого способа состоит в том, что вследствие непра­вильного положения центровых отверстий обрабатываемой детали на центрах станка центровые отверстия детали и сами центра быстро изнашиваются.

Для изготовления точных конических поверхностей этот способ непригоден.

С помощью конусной или копировальной линейки (рис. 200, в). Конусная линейка / укрепляется с задней стороны станка на крон­штейнах 2. Линейка устанавливается под заданным углом а. На линейке свободно сидит ползушка 3, соединенная с попереч­ными салазками суппорта. Поперечные салазки суппорта предва­рительно отсоединяются от нижней каретки суппорта путем вывин­чивания поперечного ходового винта.

При продольном перемещении суппорта резец получает резуль­тирующее движение: наряду с продольным поперечное перемеще­ние, обусловленное движением ползушки 3 по линейке /. Резуль­тирующее движение направлено вдоль образующей конической поверхности.

Этот метод применяют для обточки конических поверхностей под углом до 12°.

С помощью широких фасонных резцов. Режущие лезвия резца устанавливают под углом конусности а обрабатываемой поверх­ности к линии центров станка параллельно образующей кониче­ской поверхности.

Обточку можно осуществлять как продольной, так и попереч­ной подачей.

Этот способ пригоден для обработки коротких наружных и внутренних конических поверхностей с длиной образующей не более 25 мм, так как при больших длинах образующей возникают вибрации, приводящие к получению обработанной поверхности низкого качества.

Обработка фасонных поверхностей

Короткие фасонные поверхности (длиной не более 25-30 мм) обрабатывают фасонными резцами: круглыми, призматическими и тангенциальными.

Точность обработки фасонных поверхностей призматическими круглыми фасонными резцами, работающими одной точкой по центру и с базой, параллельной оси детали, зависит от точности коррекционного расчета профиля инструмента по профилю детали (обычно точность коррекционного расчета составляет до 0,001 мм). Однако эта расчетная точность относится только к узловым точ­кам профиля резца.

На конусном участке обработанной детали будут криволиней­ные образующие с суммарной ошибкой Δ. Суммарная ошибка Δ складывается из двух составляющих Δ 1 и Δ 2. Ошибка Δ 1 при­суща фасонным резцам вследствие установки только одной точ­кой на высоте центра и расположения других точек ниже линии центра, что приводит к образованию на детали гиперболоида вместо цилиндра или конуса. Для устранения ошибки Δ 1 необхо­димо режущее лезвие всеми точками устанавливать по центру, т. е. в одной плоскости с осью детали.

Ошибка Δ 2 возникает только при работе круглыми резцами. Так, круглый резец для обработки конической поверхности пред­ставляет собой усеченный конус, пересеченный плоскостью (перед­няя поверхность), параллельной оси конуса, но не проходящей через ось. Поэтому лезвие резца имеет выпуклую гиперболиче­скую форму. Эта выпуклость и есть ошибка Δ 2. У призматиче­ского резца ошибка Δ 2 равна нулю. В среднем ошибка Δ 2 в 10 раз больше величины Δ 1. При высоких требованиях к точности обра­ботки следует применять призматические резцы.

Тангенциальные резцы применяют в основном при чистовой обработке длинных нежестких деталей, так как обработка проис­ходит не сразу по всей длине детали, а постепенно.

Длинные фасонные профили обрабатывают с помощью механи­ческих копировальных устройств, устанавливаемых с задней стороны станины на специальном кронштейне так же, как копирная линейка (рис. 200, в). В этих случаях копир имеет фасонный про­филь.

Механические копировальные устройства имеют такие недо­статки, как сложность изготовления термически обработанного копира, значительные усилия в месте контакта сухарика или ро­лика копировального устройства с рабочей поверхностью ко­пира.

Это привело к широкому распространению гидравлических и электромеханических копировальных устройств со следящим приводом.

В гидравлических копировальных устройствах в месте кон­такта рычажного наконечника и копира возникают незначитель­ные усилия, что позволяет изготавливать копир из мягких мате­риалов.

Гидравлические копировальные устройства обеспечивают точ­ность копирования от ±0,02 до ±0,05 мм. 284

studfiles.net

Обработка конической поверхности широкими резцами

Главная / Слесарное дело / Комплексные работы / Обработка конических поверхностей на токарном станке / Обработка конической поверхности широкими резцами

Широкими резцами обрабатывают конусы длиной до 20 мм на жестких деталях. При этом добиваются высокой производительности, но чистота и точность обработки невысокие.

Обрабатывают конусную поверхность так. Заготовку зажимают в патроне передней бабки.

Обработка конической поверхности широким резцом

Обрабатываемый конец заготовки должен выступать из патрона не более 2,0 - 2,5 диаметра заготовки. Главную режущую кромку резца при помощи шаблона или угломера устанавливают под нужный угол конуса. Обтачивать конус можно при поперечной и продольной подачах.

При выступании конуса заготовки из патрона больше 20 мм или длине режущей кромки резца свыше 15 мм возникают вибрации, которые делают невозможным обработку конуса. Поэтому этот способ применяют ограниченно.

Запомните! Длина конуса, обрабатываемого широкими резцами, не должна превышать 20 мм.

1. Когда обрабатывают конус широкими резцами?
2. В чем заключается недостаток обработки конусов широкими резцами?
3. Почему конус заготовки не должен выходить из патрона более 20 мм?

Обработка конической поверхности путем поворота верхней части суппорта

Для обтачивания на токарном станке коротких наружных и внутренних конических поверхностей с углом уклона конуса α = 20° нужно повернуть верхнюю часть суппорта относительно оси станка под углом α.

Обработка конической поверхности путем поворота верхней части суппорта

При таком способе подачу можно производить от руки, вращая рукоятку винта верхней части суппорта, и лишь в наиболее современных токарных станках имеется механическая подача верхней части суппорта.

Если угол а задан, то верхнюю часть суппорта повертывают, используя деления, нанесенные обычно в градусах на диске поворотной части суппорта. Устанавливать минуты приходится на глаз. Таким образом, чтобы повернуть верхнюю часть суппорта на 3°30′ нужно нулевой штрих поставить примерно между 3 и 4°.

Недостатки обтачивания конических поверхностей с поворотом верхней части суппорта:

• снижается производительность труда и ухудшается чистота обработанной поверхности;
• получаемые конические поверхности сравнительно короткие, ограниченные длиной хода верхней части суппорта.

1. Как нужно установить верхнюю часть суппорта, если угол а уклона конуса задан по чертежу с точностью до 1°?
2. Как установить верхнюю часть суппорта, если угол задан с точностью до 30′ (до 30 минут)?
3. Перечислите недостатки обтачивания конических поверхностей с поворотом верхней части суппорта.

Упражнения

1. Настройте станок для точения конической поверхности под углом 10°, 15°, 5°, 8°30′, 4°50′.
2. Изготовьте кернер по технологической карте, помещенной ниже.

Технологическая карта на изготовление кернера

	Заготовка	Поковка
Материал	Сталь У7
№ п/п	Последовательность обработки	Эскизы обработки	Инструменты	Оборудование и приспособления
рабочий	разметочный и контрольно-измерительный
1	Отрезать заготовку с припуском		Ножовка слесарная	Штангенциркуль, линейка измерительная	Тиски слесарные
2	Подрезать торец в размер длины с припуском на центровку		Резец подрезной	Штангенциркуль	Токарный станок, патрон трехкулачковый
3	Центровать с одной стороны		Сверло центровочное	Штангенциркуль	Токарный станок, патрон сверлильный
4	Накатать цилиндр на длине L- (l1+l2)		Накатка	Штангенциркуль	Патрон токарный трехкулачковый, центр
5	Обточить конус на длине l1 под углом α, обточить заострение под углом 60°		Резец проходной отогнутый	Штангенциркуль
6	Подрезать торец с зацентровкой по длине l		Резец проходной отогнутый	Штангенциркуль	Патрон токарный трехкулачковый
7	Обточить конус бойка на длине l2		Резец проходной отогнутый	Штангенциркуль	Патрон токарный трехкулачковый
8	Обточить закругление бойка		Резец проходной отогнутый	Шаблон радиусный	Патрон токарный трехкулачковый

«Слесарное дело», И.Г.Спиридонов,Г.П.Буфетов, В.Г.Копелевич

Понятие об элементах конической поверхности

В шестом и седьмом классах вы познакомились с различными работами, выполняемыми на токарном станке (например, наружное цилиндрическое точение, отрезание деталей, сверление). Многие заготовки, обрабатываемые на токарных станках, могут иметь наружную или внутреннюю коническую поверхность. Детали с конической поверхностью широко используют в машиностроении (например, шпиндель сверлильного станка, хвостовики сверл, центры токарного станка, отверстие пиноли задней бабки)….

Обработка конических отверстий

Конические отверстия с большим углом при вершине обрабатывают следующим образом: заготовку закрепляют в патроне передней бабки и для уменьшения припуска на растачивание отверстие обрабатывают сверлами разного диаметра. Сначала заготовку обрабатывают сверлом меньшего диаметра, затем сверлом среднего диаметра и, наконец, сверлом большого диаметра. Последовательность сверления детали под конус Растачивают конические отверстия обычно путем поворота верхней части…

Брак при обработке конических поверхностей и меры его предотвращения

При обработке конических поверхностей возможны следующие виды брака: неправильная конусность, отклонения в размерах конуса, отклонения в размерах диаметров оснований при правильной конусности, непрямолинейность образующей конической поверхности. Неправильная конусность получается главным образом из-за неточно установленного резца, неточного поворота верхней части суппорта. Проверив установку корпуса задней бабки, верхней части суппорта перед началом обработки, можно предотвратить этот вид…

www.ktovdome.ru

Обработка конических поверхностей

Обработка деталей с конической поверхностью связана с образованием конуса, который характеризуется следующими размерами - рисунок слева а): меньшим d и большим D диаметрами и расстоянием L между плоскостями, в которых расположены окружности с диаметрами D и d. Угол α называется углом наклона конуса, а угол 2α - углом конуса. Отношение K=(D-d)/L называется конусностью и обычно обозначается со знаком деления (например, 1: 20 или 1: 50), а в некоторых случаях десятичной дробью (например, 0,05 или 0,02). Отношение y=(D-d)/(2L)=tg α называется уклоном.

Способы обработки конических поверхностей

При обработке валов часто встречаются переходы между обрабатываемыми поверхностями, имеющие коническую форму. Если длина конуса не превышает 50 мм, то его обработку можно производить широким резцом - рисунок слева б). Угол наклона режущей кромки резца в плане должен соответствовать углу наклона конуса на обрабатываемой детали. Резцу сообщают подачу в поперечном или продольном направлении. Для уменьшения искажения образующей конической поверхности и уменьшения отклонения угла наклона конуса необходимо устанавливать режущую кромку резца по оси вращения обрабатываемой детали. Следует учитывать, что при обработке конуса резцом с режущей кромкой длиной более 10-15 мм могут возникнуть вибрации, уровень которых тем выше, чем больше длина обрабатываемой детали, меньше ее диаметр, меньше угол наклона конуса, ближе расположен конус к середине детали, больше вылет резца и меньше прочность его закрепления. В результате вибраций на обрабатываемой поверхности появляются следы и ухудшается ее качество. При обработке широким резцом жестких деталей вибрации могут отсутствовать, но при этом возможно смещение резца под действием радиальной составляющей силы резания, что приводит к нарушению настройки резца на требуемый угол наклона. Смещение резца зависит от режима обработки и направления подачи.

Конические поверхности с большими уклонами можно обрабатывать при повороте верхних салазок суппорта с резцедержателем - рисунок слева в), на угол α, равный углу наклона обрабатываемого конуса. Подача резца производится вручную (рукояткой перемещения верхних салазок), что является недостатком этого метода, поскольку неравномерность ручной подачи приводит к увеличению шероховатости обработанной поверхности. Указанным способом обрабатывают конические поверхности, длина которых соизмерима с длиной хода верхних салазок.

Конические поверхности большой длины с α=8-10 градусов можно обрабатывать при смещении задней бабки - рисунок слева г), величина которого h=L×sin α. Величину смещения задней бабки определяют по шкале, нанесенной на торце опорной плиты со стороны маховика, и риске на торце корпуса задней бабки. Цена деления на шкале обычно 1 мм. При отсутствии шкалы на опорной плите величину смещения задней бабки отсчитывают по линейке, приставленной к опорной плите. Способы контроля величины смещения задней бабки показаны на рисунке справа. В резцедержателе закрепляют упор, рисунок а) или индикатор, рисунок б). В качестве упора может быть использована тыльная сторона резца. Упор или индикатор подводят к пиноли задней бабки, фиксируют их исходное положение по лимбу рукоятки поперечной подачи или по стрелке индикатора, а затем отводят. Заднюю бабку смещают на величину больше h, a упор или индикатор передвигают (рукояткой поперечной подачи) на величину h от исходного положения. Затем заднюю бабку смещают в сторону упора или индикатора, проверяя ее положение по стрелке индикатора или по тому, насколько плотно зажата полоска бумаги между упором и пинолью. Положение задней бабки для обработки конической поверхности можно определить по готовой детали. Готовую деталь (или образец) устанавливают в центрах станка и заднюю бабку смещают до тех пор, пока образующая конической поверхности не окажется параллельной направлению продольного перемещения суппорта. Для этого индикатор устанавливают в резцедержатель, подводят к детали до соприкосновения и перемещают (суппортом) вдоль образующей детали. Заднюю бабку смещают до тех пор, пока отклонения стрелки индикатора не будут минимальными, после чего закрепляют.

Для обеспечения одинаковой конусности партии деталей, обрабатываемых этим способом, необходимо, чтобы размеры заготовок и их центровых отверстий имели незначительные отклонения. Поскольку смещение центров станка вызывает износ центровых отверстий заготовок, рекомендуется обработать конические поверхности предварительно, затем исправить центровые отверстия и после этого произвести окончательную чистовую обработку. Для уменьшения разбивки центровых отверстий и износа центров целесообразно последние выполнять со скругленными вершинами.

Распространенной является обработка конических поверхностей с применением копирных устройств. К станине станка крепится плита 1, рисунок слева а), с копирной линейкой 2, по которой перемещается ползун 5, соединенный с суппортом 6 станка тягой 7 с помощью зажима 8. Для свободного перемещения суппорта в поперечном направлении необходимо отсоединить винт поперечной подачи. При продольном перемещении суппорта 6 резец получает два движения: продольное от суппорта и поперечное от копирной линейки 2. Величина поперечного перемещения зависит от угла поворота копирной линейки 2 относительно оси 3 поворота. Угол поворота линейки определяют по делениям на плите 1, фиксируют линейку болтами 4. Подачу резца на глубину резания производят рукояткой перемещения верхних салазок суппорта. Обработку конической поверхности 4, рисунок слева б), производят по копиру 3, установленному в пиноли задней бабки или в револьверной головке станка. В резцедержателе поперечного суппорта устанавливают приспособление 1 с копирным роликом 2 и остроконечным проходным резцом. При поперечном перемещении суппорта копирный ролик 2 в соответствии с профилем копира 3 получает продольное перемещение, которое передается (через приспособление 1) резцу. Наружные конические поверхности обрабатываются проходными, а внутренние конические поверхности - расточными резцами.

Для получения конического отверстия в сплошном материале, рисунок справа, заготовку обрабатывают предварительно (сверлят, растачивают), а затем окончательно (развертывают). Развертывание выполняют последовательно комплектом конических разверток - рисунок внизу. Диаметр предварительно просверленного отверстия на 0,5-1 мм меньше заходного диаметра развертки. Формы режущих кромок и работа разверток: режущие кромки черновой развертки - а) имеют форму уступов; получистовая развертка - б) снимает неровности, оставленные черновой разверткой; чистовая развертка - в) имеет сплошные режущие кромки по всей длине и калибрует отверстие. Если требуется коническое отверстие высокой, точности, то его перед развертыванием обрабатывают коническим зенкером, для чего в сплошном материале сверлят отверстие диаметром на 0,5 мм меньше, чем диаметр конуса, а затем применяют зенкер. Для уменьшения припуска под зенкерование иногда применяют ступенчатые сверла разного диаметра.

8.1. Способы обработки При обработке валов часто встречаются переходы между обрабатываемыми поверхностями, которые имеют коническую форму. Если длина конуса не превышает 50 мм, то его обрабатывают широким резцом (8.2). При этом режущая кромка резца должна быть установлена в плане относительно оси центров на угол, соответствующий углу наклона конуса на обрабатываемой детали. Резцу сообщают подачу в поперечном или продольном направлении. Чтобы уменьшить искажение образующей конической поверхности и отклонение угла наклона конуса, режущую кромку резца устанавливают по оси вращения детали.
Следует учитывать, что при обработке конуса резцом с режущей кромкой длиной более 10-15 мм могут возникнуть вибрации. Уровень вибраций растет с увеличением длины обрабатываемой детали и с уменьшением ее диаметра, а также с уменьшением угла наклона конуса, с приближением расположения конуса к середине детали и с увеличением вылета резца и при недостаточно прочном его закреплении. При вибрациях появляются следы и ухудшается качество обработанной поверхности. При обработке широким резцом жестких деталей вибрации могут не возникать, но при этом возможно смещение резца под действием радиальной составляющей силы резания, что может привести к нарушению настройки резца на требуемый угол наклона. Смещение резца зависит также от режима обработки и направления подачи.
Конические поверхности с большими уклонами можно обрабатывать при повернутых верхних салазках суппорта с резцедержателем (8.3) на угол а, равный углу наклона обрабатываемого конуса. Подача резца производится вручную (рукояткой верхних салазок), что является недостатком этого способа, так как неравномерность подачи приводит к увеличению шероховатости обработанной поверхности. По этому способу обрабатывают конические поверхности, длина которых соизмерима с длиной хода верхних салазок.

Конические поверхности большой длины с углом наклона сс = 84-Ю° можно обрабатывать при смещении заднего центра (8.4), величина которого й = = L sin а. При малых углах sin a«tg a, а h = L{D-d)/2l. Если L = /, то /i = (D - -d)/2. Величину смещения задней бабки определяют по шкале, нанесенной на торце опорной плиты со стороны маховика, и риске на торце корпуса задней бабки. Цена деления на шкале 1 мм. При отсутствии шкалы на опорной плите величину смещения задней бабки отсчитывают по линейке, приставленной к опорной плите. Контроль величины смещения задней бабки производят с помощью упора (8.5, а) или индикатора (8.5, б). В качестве упора может быть использована тыльная сторона резца. Упор или индикатор подводят к пиноли задней бабки, фиксируют их исходное положение по лимбу рукоятки поперечной подачи или по стрелке индикатора. Заднюю бабку смещают на величину, большую h (см. 8.4), а упор или индикатор передвигают (рукояткой поперечной подачи) на величину h от исходного положения. Затем заднюю бабку смещают в сторону упора или индикатора, проверяя ее положение по стрелке индикатора или по тому, насколько плотно зажата полоска бумаги между упором и пи-нолью. Положение задней бабки можно определить по готовой детали или образцу, которые устанавливают в центрах станка.
Затем индикатор устанавливают в резцедержатель, подводят к детали до соприкосновения у задней бабки и перемещают (суппортом) вдоль образующей детали. Заднюю бабку смещают до тех пор, пока отклонение стрелки индикатора не будет минимальным на длине образующей конической поверхности, после чего бабку закрепляют. Одинаковая конусность деталей в партии, обрабатываемых этим способом, обеспечивается при минимальных отклонениях заготовок по длине и центровых отверстий по размеру (глубине). Поскольку смещение центров станка вызывает изнашивание центровых отверстий запотовок, конические поверхности обрабатывают предварительно, а затем, исправив центровые отверстия, производят окончательную чистовую обработку. Для уменьшения разбивки центровых отверстий и износа центров целесообразно применять центры со скругленными вершинами.
Конические поверхности с a = 0-j-12° обрабатывают с использованием копирных устройств. К станине станка-крепится плита / (8.6, а) с копирной линейкой 2, по которой перемещается ползун 5, соединенный с суппортом 6 станка тягой 7 с помощью зажима 8. Для свободного перемещения суппорта в поперечном направлении необходимо отсоединить винт поперечной подачи. При продольном перемещении суппорта 6 резец получает два движения: продольное от суппорта и поперечное от копирной линейки 2. Угол поворота линейки относительно оси 3 определяют по делениям на плите /. Закрепляют линейку болтами 4. Подачу резца на глубину резания производят рукояткой перемещения верхних салазок суппорта.
Обработку наружных и торцовых конических поверхностей 9 (8.6, б) производят по копиру 10, который устанавливают в пиноли задней бабки или в револьверной головке станка. В резцедержателе поперечного суппорта закрепляют приспособление 11 с копирным роликом 12 и остроконечным проходным резцом. При поперечном перемещении суппорта копирный палец в соответствии с профилем копира 10 получает продольное перемещение на определенную величину, которая передается резцу. Наружные конические поверхности обрабатывают проходными резцами, а внутренние - расточными резцами.
Для получения конического отверстия в сплошном материале (8.7, а-г) заготовку обрабатывают предварительно (сверлят, зенкеруют, растачивают), а затем окончательно (развертывают, растачивают). Развертывание выполняют последовательно комплектом конических разверток (8.8, а-в). Предварительно в заготовке сверлят отверстие диаметром на 0,5- 1,0 мм меньше диаметра направляющего конуса развертки. Затем отверстие обрабатывают последовательно тремя развертками: режущие кромки черновой развертки (первой) имеют форму уступов; вторая, получистовая развертка снимает неровности, оставленные черновой разветкой; третья, чистовая развертка имеет сплошные режущие кромки по всей длине и калибрует отверстие.
Конические отверстия высокой точности предварительно обрабатывают коническим зенкером, а затем конической разверткой. Для уменьшения съема металла зенкером отверстие иногда обрабатывают ступенчато сверлами разного диаметра. 8.2. Обработка центровых отверстий В деталях типа валов часто приходится выполнять центровые отверстия, которые используют для дальнейшей обработки детали и для восстановления ее при эксплуатации.
Центровые отверстия вала должны находиться на одной оси и иметь одинаковые размеры на обоих торцах вала независимо от диаметров концевых шеек вала. При невыполнении этих требований снижается точность обработки и увеличивается износ центров и центровых отверстий.
Наиболее распространены центровые отверстия с углом конуса 60° (8.9, а; табл. 8.1). Иногда при обработке крупных тяжелых заготовок этот угол увеличивают до 75 или до 90°. Вершина рабочей части центра не должна упираться в заготовку, поэтому центровые отверстия всегда имеют при вершине цилиндрическое углубление малого диаметра d. Для защиты центровых отверстий от повреждений при многократной установке заготовки в центрах предусмотрены центровые отверстия с предохранительной фаской с углом 120° (8.9, б).
На 8.10 показано, как изнашивается задний центр станка при неправильно выполненном центровом отверстии в заготовке. При несоосности а центровых отверстий и несоосности b центров (8.11) заготовка базируется с перекосом, что вызывает значительные погрешности формы наружной поверхности детали.
Центровые отверстия в заготовках обрабатывают различными способами. Заготовку закрепляют в самоцентрирующем патроне, а в пиноль задней бабки вставляют сверлильный патрон с центровочным инструментом.
Центровые отверстия диаметром 1,5- 5 мм обрабатывают комбинированными центровыми сверлами без предохранительной (8.12, г) и с предохранительной фаской (8.12, д). Центровые отверстия других размеров обрабатывают раздельно, сначала цилиндрическим сверлом (8.12, а), а затем однозубой (8.12, б) или многозубой (8.12, е) зенковкой. Центровые отверстия обрабатывают при вращающейся заготовке и ручной подаче центровочного инструмента. Торец заготовки предварительно подрезают резцом. Необходимый размер центрового отверстия определяют по углублению центровочного инструмента, пользуясь лимбом маховика задней бабки или шкалой (упором) пиноли. Для обеспечения соосности центровых отверстий заготовку предварительно размечают, а при зацентровке поддерживают люнетом. Центровые отверстия размечают с помощью разметочного угольника (8.13). Пересечение нескольких рисок определяет положение центрового отверстия на торце вала. После разметки производят накер-нивание центрового отверстия.
Измерение конусности наружных конических поверхностей может выполняться шаблоном или универсальным угломером. Для более точных измерений конусов применяют калибры-втулки. С помощью калибра-втулки проверяют не только угол конуса, но и его диаметры (8.14). На обработанную поверхность конуса наносят 8.14. Калибр-втулка для проверки наружных конусов (а) и пример ее применения (б) 2-3 риски карандашом, затем надевают калибр-втулку на измеряемый конус детали, слегка нажимая вдоль оси и поворачивая ее. При правильно выполненном конусе все риски стираются, а конец конической детали находится между метками А и В калибра-втулки.
При измерении конических отверстий применяют калибр-пробку. Правильность обработки конического отверстия определяют так же, как и при измерении наружных конусов по взаимному прилеганию поверхностей детали и калибра-пробки.

Обработку конических поверхностей на токарных станках выполняют различными способами: поворотом верхней части суппорта; смещением корпуса задней бабки; поворотом конусной линейки; широким резцом. Применение того или иного способа зависит от длины конической поверхности и угла уклона конуса.

Обработка наружного конуса способом поворота верхних салазок суппорта целесообразна в тех случаях, когда необходимо получить большой угол уклона конуса при сравнительно небольшой его длине. Наибольшая длина образующей конуса должна быть несколько меньше хода каретки верхнего суппорта. Обработка наружного конуса способом смещения корпуса задней бабки удобна для получения длинных пологих конусов с малым углом уклона (3...5). Для этого корпус задней бабки сдвигают в поперечном направлении от линии центров станка по направляющим основания бабки. Обрабатываемая заготовка закрепляется между центрами станка в поводковом патроне с хомутиком. Обработку конусов с помощью конусной (копировальной) линейки, закрепленной с задней стороны станины токарного станка на плите, применяют для получения пологого конуса значительной длины. Заготовку крепят в центрах или в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне. Резец, закрепленный в резцедержателе суппорта станка, получает одновременное перемещение в продольном и поперечном направлениях, в результате чего обрабатывает коническую поверхность заготовки.

Обработку наружного конуса широким резцом применяют при необходимости получения короткого конуса (l<25 мм) с большим углом уклона. Широкий проходной резец, режущая кромка которого длинней образующей конуса, устанавливают в резце держатель так, чтобы главная режущая кромка резца составляла с осью заготовки угол а, равный углу уклона конуса. Обработку можно вести как с продольной, так и с поперечной подачей. На чертежах деталей часто не указывают размеры, необходимые для обработки конус и их необходимо подсчитывать. Для подсчета неизвестных элементов конусов и их размеров (в мм) можно пользоваться следующими формулами

а) конусность K= (D--d)/l=2tg

б) угол уклона конуса tg = (D--d)/(2l) = K/2

в) уклон i = K/2=(D--d)/(2l) = tg

г) больший диаметр конуса D = Кl+d = 2ltg

д) меньший диаметр конуса d = D-- К1 = D--2ltg

е) длина конуса l = (D--d)К = (D--d)/2tg

Обработку внутренних конических поверхностей на токарных станках выполняют также различными способами: широким резцом, поворотом верхней части (салазок) суппорта, поворотом конусной (копировальной) линейки. Внутренние конические поверхности длиной до 15 мм обрабатывают широким резцом, главная режущая кромка которого установлена под требуемым углом к оси конуса, осуществляя продольную или поперечную подачу. Этот способ применяют в том случае, когда угол уклона конуса большой, а к точности угла уклона конуса и шероховатости поверхности не предъявляют высоких требований. Внутренние конусы длинней 15 мм при любом угле наклона обрабатывают поворотом верхних салазок суппорта с применением ручной подачи.

Обработка конических поверхностей – это технически сложный процесс, который выполняется на токарном оборудовании.

Кроме специального инструмента необходима высокая квалификация (разряд) оператора. Обработка конических поверхностей на токарных станках делится на две категории:

• работа с наружными конусами;


• работа с коническими отверстиями.

Каждый вид обработки обладает своими техническими особенностями и нюансами, которые должны учитываться токарем.

Особенности обработки наружного конических поверхностей

В силу своей специфической формы, работа с наружными коническими поверхностями обладает своей спецификой.

При несоответствии инструмента, дины фигуры и ее физических характеристик поверхность детали приобретает волнистую форму, что негативно сказывается на качестве заготовки и ее дальнейшей пригодности в эксплуатации.

Причины возникновения волнистости:

• длина конуса более 15 мм;


• большой вылет резца или плохое крепление детали;


• увеличение длины заготовки с пропорциональным уменьшением ее диаметра (толщины).

Обработка конических поверхностей на токарном станке без эффекта волн производится при соблюдении таких условий:

• не нужно достигать высокого класса обработки;


• при закреплении деталей должен быть большой угол наклона конуса относительно стационарного резца;


• длина конуса не превышает 15 мм;


• заготовка конической формы изготовлена из твердого сплава.

Способы обработки конических поверхностей выбираются исходя из указанных критериев.

Конические отверстия

Для обработки конических отверстий в сплошном материале существует два этапа:

• сверление;


• развертывание;

В первом случае используют сверло с диаметром равным или меньшим на 2-3 мм чем предполагаемое отверстие.

Размерную дельту уменьшают за счет финальной расточки. Сначала выбирается крупное сверло, которым пробивается отверстие, на глубину, меньше заданной. Затем тонкими сверлами производится каскадное сверление отверстия и доведение глубины до заданной.

При использовании нескольких сверл, внутренний конус соответствует заданным размерам и не имеет ступенчатых переходов.

При развертке отверстий используются сверла с тремя видами рабочей поверхности:

• первичные (обдирочные). Поверхность сверла имеет редкие грубые зубья, расположенные по винтовой спирали. При работе с этим сверлом снимается большой слой материала и формируется профиль отверстия;


• вторичное. У этого сверла больше канавок и зубьев, что позволяет добиться более четкого профиля отверстия и убрать излишки металла внутри;


• третье (чистовое). Поверхность этого сверла имеет прямые зубья, которые позволяют сделать «чистую» проходку и убрать ступенчатый эффект после двух предыдущих разверток.

Глубину и диаметр полученных отверстий проверяют при помощи пробок-калибров.

Обработка цилиндрических поверхностей

Обработка цилиндрических поверхностей на токарном станке – это две разные технологии, одна из которых позволяет работать с внешней поверхностью (валы, втулки, диски), а другая – с внутренней (отверстия).

Для работы используются резцы, сверла, развертки.

Использование определенного типа инструмента зависит от диаметра отверстия (толщины вала), класса чистоты обработки и шероховатости поверхности.

Детали с цилиндрической формой широко используются в машиностроении и тяжелой промышленности, а качество отверстий в сплошном материале определяет степень стыковки элементов конструкции, общую механическую прочность узла и длительность эксплуатации изделия.

Обработка наружных цилиндрических поверхностей заключается в доведении заготовки до заданной толщины путем снятия стружки при помощи резца. Для этого деталь располагается параллельно полу и закрепляется на токарном станке.

Проходом резца вдоль поверхности вращения позволяет достигнуть необходимого класса обработки и толщины детали.

Обработка цилиндрических поверхностей наружного типа делается в три этапа:

• черновая обточка. При таком методе получают шероховатость до 3-го класса и точность поверхности до 5-го;


• чистовая обработка. Класс точности возрастает до 4-го, а шероховатость до 6-го;


• чистовая тонкая (сверхточная). Степень шероховатости на уровне 9-го класса, а точность до 2-го.

В зависимости от желаемых показателей мастер использует одну или несколько стадий обработки.

Ввиду того, что при изготовлении многоступенчатых валов из цельной заготовки значительная часть материала становится стружкой, в современном производстве заготовки получают методом литья, а на станке проводится доводка детали до заданных параметров.

Обработка внутренних цилиндрических поверхностей – это достижение заданного класса точности при работе с отверстиями.

По своему типу отверстия делятся на категории:

• сквозные;


• глухие (досверленные до определенной глубины);


• глубокие со ступенчатой структурой (несколько диаметров на разных глубинах).

Исходя из типа отверстия и его габаритных размеров, применяются сверла определенной формы и диаметра.

Для достижения заданного класса точности мастера используют несколько разновидностей инструментов и производят обработку внутренней поверхности в три этапа, так же, как и с внешним цилиндром (черновое сверление, чистовое и высокоточное).

Тип инструмента зависит от твердости материала и заданных технических характеристик отверстия.

Современные технологии обработки конических и цилиндрических поверхностей демонстрируются на ежегодной выставке « ».