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.
- Когда обрабатывают конус широкими резцами?
- В чем заключается недостаток обработки конусов широкими резцами?
- 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.
- Как нужно установить верхнюю часть суппорта, если угол а уклона конуса задан по чертежу с точностью до 1°?
- Как установить верхнюю часть суппорта, если угол задан с точностью до 30′ (до 30 минут)?
- Перечислите недостатки обтачивания конических поверхностей с поворотом верхней части суппорта.
Упражнения
- Настройте станок для точения конической поверхности под углом 10°, 15°, 5°, 8°30′, 4°50′.
- 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.
Растачивают конические отверстия обычно путем поворота верхней части суппорта на нужный угол. Расточной резец устанавливают в резцедержатель по центру оси станка и закрепляют. Поворотную часть суппорта вместе с резцом располагают под нужным углом к оси центров станка и закрепляют.
После чистового растачивания отверстия на конус его развертывают конической разверткой соответствующей конусности. Конические отверстия выгоднее обрабатывать непосредственно после сверления набором специальных разверток, имеющих одну и ту же конусность.
Применяют последовательно три развертки — черновую, получистовую и чистовую.
Черновой разверткой снимают самый большой припуск. Чтобы облегчить работу черновой развертки, ее режущие кромки делают ступенчатыми, с круглыми канавками для дробления стружки. Канавки располагают по винтовой линии. Обработанная черновой разверткой поверхность обычно грубая, с винтовыми бороздками на стенках.
 |
Получистовая развертка, в отличие от черновой, имеет на режущих кромках более мелкие канавки для дробления стружки. Благодаря этому обработанная поверхность получается более чистой, но винтовые бороздки на стенках остаются.
Чистовую развертку изготовляют с цельными прямолинейными режущими кромками. Ею придают отверстию окончательные размеры и гладкую поверхность.
 |
Вопросы
- Как обрабатывают большие конические отверстия?
- Для чего служит черновая развертка?
- Каково назначение получистовой и чистовой разверток?
- Какая разница между получистовой и чистовой развертками?
Контроль обработки конических поверхностей
В массовом производстве конические поверхности проверяют нерегулируемыми или регулируемыми шаблонами.
Диаметры пологих конических поверхностей проверяют штангенциркулем или микрометром (в зависимости от точности обработанной детали).
Наружные конусы проверяют калибрами-втулками.
Контролируют наружную коническую поверхность так. Калибр-втулку надевают на проверяемую поверхность конуса детали. Если калибр не качается — значит, конусность выполнена правильно.
Точнее контроль конусности по окраске. Для контроля тонкий слой краски равномерно наносят на проверяемую поверхность конуса детали. Затем на конус детали надевают калибр-втулку и поворачивают на пол-оборота. Если краска удаляется с поверхности конуса детали неравномерно, это говорит о неточности и необходимо конус исправить.
Стирание краски у меньшего диаметра конуса покажет, что угол уклона конуса мал, и, наоборот, стирание краски у большего диаметра покажет, что угол уклона конуса велик.
Диаметры наружного конуса проверяют тем же калибром-втулкой. При надевании втулки на правильно обработанный конус его торец должен совпадать с риской на срезанной части втулки.
Если торец конуса не дойдет до риски, необходима дальнейшая его обработка; если, наоборот, торец конуса перешел риску, деталь бракуют.
Конические отверстия контролируют калибрами-пробками.
Делают это так. Калибр-пробку, имеющую две риски, вводят, легко нажимая, в отверстие и замечают, не качается ли калибр в отверстии. Отсутствие качания показывает, что угол уклона конуса правильный.
Убедившись в этом, приступают к проверке диаметров конического отверстия. Для этого наблюдают, до какого места калибр войдет в проверяемое отверстие. Если конец отверстия совпадет с одной из рисок или же находится между рисками калибра, размеры конуса правильны. Когда обе риски калибра войдут в отверстие, это показывает, что диаметр отверстия больше заданного. Если обе риски окажутся вне отверстия, его диаметр меньше требуемого.
Вопросы
- Каким инструментом проверяют наружные конические поверхности?
- Как контролируют наружные конические поверхности калибром-втулкой и по окраске?
- Каким инструментом проверяют конические отверстия?
- Как контролируют конические отверстия калибром-пробкой?
«Слесарное дело», И.Г.Спиридонов,
Г.П.Буфетов, В.Г.Копелевич
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)….
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 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…
Цель работы
1. Знакомство с методами обработки конических поверхностей на токарных станках.
2. Анализ достоинств и недостатков методов.
3. Выбора способа изготовления конической поверхности.
Материалы и оборудование
1. Токарно-винторезный станок модели ТВ-01.
2. Необходимый набор гаечных ключей, режущего инструмента, угломеры, штангенциркуль, заготовки изготавливаемых деталей.
Порядок выполнения работы
1. Прочитайте внимательно основные сведения по теме работы и разберитесь в общих сведениях о конических поверхностях, способах их обработки с учетом основных достоинств и недостатков.
2. С помощью учебного мастера ознакомьтесь со всеми способами обработки конических поверхностей на токарно-винторезном станке.
3. Выполните индивидуальное задание преподавателя по выбору способа изготовления конических поверхностей.
1. Название и цель работы.
2. Схема прямого конуса с указанием основных элементов.
3. Описание основных методов обработки конических поверхностей с приведением схем.
4. Индивидуальное задание с приведением расчетов и обоснования выбора того или иного метода обработки.
Основные положения
В технике часто используются детали с наружными и внутренними коническими поверхностями, например, конические шестерни, ролики конических подшипников. Инструменты для обработки отверстий (сверла, зенкеры, развертки) имеют хвостовики со стандартными конусами Морзе; шпиндели станков имеют конусную расточку под хвостовики инструментов или оправок и т. п.
Обработка деталей с конической поверхностью связана с образованием конуса вращения или усеченного конуса вращения.
Конусом называется тело, образованное всеми отрезками, соединяющими некоторую неподвижную точку с точками окружности в основании конуса.
Неподвижная точка называется вершиной конуса .
Отрезок, соединяющий вершину и любую точку на окружности, называется образующей конуса.
Осью конуса , называется перпендикуляр, соединяющий вершину конуса с основанием, а образующийся отрезок прямой является высотой конуса .
Конус считается прямым или конусом вращения , если ось конуса проходит через центр окружности в его основании.
Плоскость, перпендикулярная оси прямого конуса, отсекает от него меньший конус. Оставшаяся часть называется усеченным конусом вращения .
Усеченный конус характеризуется следующими элементами (рис. 1):
1. D и d – диаметры и большего именьшего оснований конуса;
2. l –высота конуса, расстояние между основаниями конуса;
3. угол конуса 2a – угол между двумя образующими, лежащими в одной плоскости, проходящей через ось конуса;
4. угол уклона конуса a – угол между осью и образующей конуса;
5. уклон У – тангенс угла уклона У = tg a = (D –d )/(2l ) , который обозначается десятичной дробью (например: 0,05; 0,02);
6. конусность – определяется по формуле k = (D –d )/l , и обозначается с использованием знака деления (например, 1:20; 1:50 и т. д.).
Конусность численно равна удвоенному уклону.
Перед размерным числом, определяющим уклон, наносят знак Ð, острый угол которого направлен в сторону уклона. Перед числом, характеризующим конусность, наносят знак, острый угол которого должен быть направлен в сторону вершины конуса.
В массовом производстве на станках-автоматах для точения конических поверхностей используются копировальные линейки на один неизменный угол наклона конуса, который может изменяться только при переналадке станка с другой копировальной линейкой.
В единичном и мелкосерийном производстве на станках с ЧПУ точение конических поверхностей с любым углом конуса при вершине осуществляется подбором соотношения скоростей продольной и поперечной подачи. На станках, не оснащенных ЧПУ, обработка конических поверхностей может быть произведена четырьмя способами, перечисленными ниже.
1. Широким резцом
При обработке валов часто встречаются переходы между обрабатываемыми поверхностями, имеющие коническую форму, а на торцах обычно снимают фаску. Если длина конуса не превышает 25 мм, то его обработку можно производить широким резцом (рис. 2).
Угол наклона режущей кромки резца в плане должен соответствовать углу уклона конуса на обрабатываемой детали. Резцу сообщают подачу в поперечном или продольном направлении.
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. В результате вибраций на обрабатываемой поверхности появляются следы, и ухудшается ее качество. Это объясняется ограниченностью жесткости системы: станок – приспособление – инструмент – деталь (СПИД). 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 уклона.
Достоинства метода:
1. Простота настройки.
2. Независимость угла уклона a от габаритов заготовки.
3. Возможность обработки как наружных, так и внутренних конических поверхностей.
Недостатки метода:
1. Ручная подача.
2. Ограниченность длины образующей конуса длиной режущей кромки резца (10–12 мм). При увеличении длины режущей кромки резца возникают вибрации, приводящие к формированию волнистости поверхности.
2. Поворотом верхних салазок суппорта
Конические поверхности с большими уклонами можно обрабатывать при повороте верхних салазок суппорта с резцедержателем на угол a
, равный углу уклона обрабатываемого конуса
(рис. 3).
Поворотная плита суппорта вместе с верхними салазками может поворачиваться относительно поперечных салазок, для этого освобождают гайку винтов крепления плиты. Контроль угла поворота с точностью до одного градуса осуществляется по делениям поворотной плиты. Положение суппорта фиксируют зажимными гайками. Подача производится вручную рукояткой перемещения верхних салазок.
Указанным способом обрабатывают конические поверхности, длина которых соизмерима с длиной хода верхних салазок (до 200 мм).
Достоинства метода:
1. Простота настройки.
2. Независимость угла уклона a от габаритов заготовки.
3. Обработка конуса с любым углом уклона.
4. Возможность обработки как наружных, так и внутренних конических поверхностей.
Недостатки метода:
1. Ограничение длины образующей конуса.
2. Ручная подача.
Примечание: Некоторые токарные станки (16К20, 16А30) имеют механизм передачи вращения на винт верхних салазок суппорта. На таком станке независимо от угла поворота можно получить автоматическую подачу верхних салазок.
3. Смещением корпуса задней бабки станка
Конические поверхности большой длины с
a
= 8-10° можно обрабатывать при смещении задней бабки, величина которого определяется следующим образом (рис. 4):
H = L ×sin a ,
где Н – величина смещения задней бабки;
L – расстояние между опорными поверхностями центровых отверстий.
Из тригонометрии известно, что для малых углов синус практически равен тангенсу угла. Например, для угла 7º синус равен 0,120, а тангенс – 0,123. Способом смещения задней бабки обрабатывают заготовки с малым углом уклона, поэтому можно считать, что sin a = tg a . Тогда
H = L ×tg a = L ×(D –d )/2l .
Заготовку устанавливают в центрах. Корпус задней бабки при помощи винта смещают в поперечном направлении так, что заготовка становится «на перекос». При включении подачи каретки суппорта резец, перемещаясь параллельно оси шпинделя, будет обтачивать коническую поверхность.
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. 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 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 целесообразно использовать шариковые центры. Вращение заготовке передается поводковым патроном и хомутиками.
Достоинства метода:
1. Возможность автоматической подачи.
2. Получение заготовок, соизмеримых по длине с габаритами станка.
Недостатки метода:
1. Невозможность обработки внутренних конических поверхностей.
2. Невозможность обработки конусов с большим углом (a ³10º). Допускается смещение задней бабки на ±15мм.
3. Невозможность использования центровых отверстий в качестве базовых поверхностей.
4. Зависимость угла a от габаритов заготовки.
4. С помощью копировальной (конусной) линейки
Распространенной является обработка конических поверхностей с применением копировальных устройств (рис. 5).
К станине станка крепится плита 1, с копировальной линейкой 2, по которой перемещается ползун 4, соединенный с поперечной кареткой верхнего суппорта 5 станка тягой 6. Для свободного перемещения суппорта в поперечном направлении необходимо отсоединить винт поперечной подачи. При перемещении продольного суппорта 8 по направляющим станины 7 резец получает два движения: продольное от суппорта и поперечное от копировальной линейки 2. Величина поперечного перемещения зависит от угла поворота копировальной линейки 2. Угол поворота линейки определяют по делениям на плите 1, фиксируют линейку болтами 3. Подачу резца на глубину резания производят рукояткой перемещения верхних салазок суппорта.
Способ обеспечивает высокопроизводительную и точную обработку наружных и внутренних конусов с углом уклона до 20º.
Достоинства метода:
1. Механическая подача.
2. Независимость угла уклона конуса a от габаритов заготовки.
3. Возможность обработки как наружных, так и внутренних поверхностей.
Недостатки метода:
1. Ограничение длины образующей конуса длиной конусной линейки (на станках средней мощности – до 500 мм).
2. Ограничение угла уклона шкалой копировальной линейки.
Для обработки конусов с большими углами уклона сочетают смещение задней бабки и наладку по конусной линейке. Для этого линейку поворачивают на максимально допустимый угол поворота a ´, а смещение задней бабки рассчитывают как при обточке конуса, у которого угол уклона равен разности между заданным углом a и углом поворота линейки a ´, т.е.
H = L ×tg (a – a ´) .
Похожая информация.
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 « ».