Изготовление цилиндрических и конических деталей ручным инструментом — Гипермаркет знаний. Обработка конических поверхностей на токарном станке Способы обработки внутренних конических поверхностей

Способы обработки конических поверхностей. Обработ­ка конических поверхностей на токарных станках произ­водится следующими способами: поворотом верхних са­лазок суппорта, поперечным смещением корпуса задней бабки, с помощью конусной линейки, специальным широ­ким резцом.

С применением поворота верхних салазок суппорта об- тачивают короткие конические поверхности с различным углом уклона а. Верхние салазки суппорта устанавливают на величину угла уклона по делениям, нанесенным по ок­ружности опорного фланца суппорта. Если в чертеже детали угол уклона а не указан, то его определяют по формуле: и таблице тангенсов.

Подачу при таком способе работы производят вручную вращением рукоятки винта верхних салазок суппорта. Про­дольные и поперечные салазки в это время должны быть застопорены.

Конические поверхности с небольшим углом уклона ко­нуса при сравнительно большой длине заготовки обраба­тывают с применением поперечного смещения корпуса зад­ней бабки. При этом способе обработки резец перемещается продольной подачей так же, как и при обтачивании, цилиндрических поверхностей. Коническая поверхность об­разуется в результате смещения заднего центра заготовки. При смещении заднего центра «от себя» диа­метр D большого основания конуса образуется на правом конце заготовки, а при смещении «на себя» - на левом. Величину поперечного смещения корпуса задней баб­ки b определяют по формуле: где L - рас­стояние между центрами (длинавсей заготовки), l - дли­на конической части. При L = l (конус по всей длине за­готовки) . Если известны К или а, то , или

Смещение корпуса задней бабки производят, используя деления, нанесенные на торце опорной плиты, и риску на торце корпуса задней бабки. Если на торце плиты деле­ний нет, то корпус задней бабки смещают, пользуясь из­мерительной линейкой.

Обработка конических поверхностей с помощью конус­ной линейки производится при одновременном осуществле­нии продольной и поперечной подач резца. Продольная подача производится, как обычно, от ходового валика, а поперечная - посредством конусной линейки. К станине станка прикреплена плита, на которую установлена конусная линейка. Линейка мо­жет поворачиваться вокруг пальцапод необходимым углом а° к оси обрабатываемой заготовки. Положение ли­нейки фиксируется болтами. Скользящий по линей­ке ползун соединен с нижней поперечной частьюсуппорта посредством тягии зажима. Чтобы эта часть суппорта свободно скользила по своим направляющим, ее отсоединяют от каретки, сняв или отключив винт попе­речной подачи. Если теперь каретке сообщить продольную подачу, то тяга будет перемещать ползунвдоль конус­ной линейки. Так как ползун соединен с поперечными са­лазками суппорта, то они вместе с резцом будут двигаться параллельно конусной линейке. Таким образом, резец бу­дет обрабатывать коническую поверхность с углом укло­на, равным углу поворота конусной линейки.

Глубина резания устанавливается с помощью рукояткиверхних салазок суппорта, которые должны быть повер­нуты на угол 90° относительно своего нормального поло­жения.

Режущие инструменты и режимы резания при всех рас­смотренных методах обработки конусов аналогичны тем, что и при обтачивании цилиндрических поверхностей.

Конические поверхности с небольшой длиной конуса могут обрабатываться специальным широким резцом с уг­лом в плане, соответствующем углу уклона конуса. Подача резца при этом может быть продольной или поперечной.

Обработка конических и фасонных поверхностей

Технология обработки конических поверхностей

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.

Способы обработки конических поверхностей

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.

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.

Достаточно распространенной является обработка конических поверхностей 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.

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.

Вопросы

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?

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.

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.

Вопросы

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 , помещенной ниже.

Технологическая карта на изготовление кернера

Заготовка

Поковка

Материал

Сталь У7

№ п/п

Последовательность 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— (l 1 +l 2)

Накатка

Штангенциркуль

Патрон токарный трехкулачковый, центр

5

Обточить конус на длине l 1 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 l 2

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

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…

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…

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 центровых отверстий. Контроль конических поверхностей

Обработка центровых отверстий . В деталях типа валов часто приходится выполнять центровые отверстия, которые используются для последующей обработки детали и для восстановления ее в процессе эксплуатации. Поэтому центровку выполняют особенно тщательно. Центровые отверстия вала должны находиться на одной оси и иметь одинаковые размеры 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 рисунке 40, их размеры - в таблице ниже. Наибольшее распространение имеют центровые отверстия с углом конуса 60 градусов. Иногда в тяжелых валах этот угол увеличивают до 75 или до 90 градусов. 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 градусов (рисунок 40 б).

Рис. 40. Центровые отверстия

Диаметр заготовки	Наименьший диаметр концевой шейки вала Dо, мм	Номинальный диаметр центрового отверстия d	D не более	l не менее	a
Свыше 6 до 10	6,5	1,5		1,8	0,6
Свыше 10 до 18		2,0		2,4	0,8
Свыше 18 до 30		2,5			0,8
Свыше 30 до 50			7,5	3,6	1,0
Свыше 50 до 80				4,8	1,2
Свыше 80 до 120			12,5		1,5

На рисунке 41 показано, как изнашивается задний центр станка при неправильно выполненном центровом отверстии в заготовке. При несоосности (а) центровых отверстии и несоосности (b) центров деталь при обработке базируется с перекосом, что вызывает значительные погрешности формы наружной поверхности детали. Центровые отверстия в небольших заготовках обрабатывают различными методами. Заготовку закрепляют в самоцентрирующем патроне, а в пиноль задней бабки вставляют сверлильный патрон с центровочным инструментом.

Рис. 41. Износ заднего центра станка

Центровые отверстия диаметром 1,5-5 мм обрабатывают комбинированными центровыми сверлами без предохранительной фаски (рисунок 42г) и с предохранительной фаской (рисунок справа 41д).

Центровые отверстия больших размеров обрабатывают сначала цилиндрическим сверлом (рисунок справа 41а), а затем однозубой (рисунок 41б) или многозубой (рисунок 41в) зенковкой. Центровые отверстия обрабатывают при вращающейся заготовке; подачу центровочного инструмента осуществляют вручную (от маховика задней бабки). Торец, в котором обрабатывают центровое отверстие, предварительно подрезается резцом. Необходимый размер центрового отверстия определяют по углублению центровочного инструмента, пользуясь лимбом маховика задней бабки или шкалой пиноли. Для обеспечения соосности центровых отверстий деталь предварительно размечают, а при зацентровке поддерживают люнетом.

Рис. 41. Сверла для образования центровых отверстий

Центровые отверстия размечают с помощью разметочного угольника (рисунок 42а). Штифты 1 и 2 расположены на равном расстоянии от кромки АА угольника. Наложив угольник на торец и прижав штифты к шейке вала, вдоль кромки АА проводят риску на торце вала, а затем, повернув угольник на 60-90 градусов, проводят следующую риску и т. д. Пересечение нескольких рисок определит положение центрового отверстия на торце вала. Для разметки можно также использовать угольник, показанный на рисунке 42б. 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 рисунке 42в. 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; при этом верхнюю каретку суппорта поворачивают на угол конуса.

Рис. 42. Разметка центровых отверстий

Контроль конических поверхностей . Конусность наружных конических поверхностей измеряют шаблоном или универсальным угломером. Для более точных измерений применяют калибры-втулки, рисунок г) и д) слева, с помощью которых проверяют не только угол конуса, но и его диаметры. На обработанную поверхность конуса карандашом наносят 2-3 риски, затем на измерительный 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 Б калибра-втулки. 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 риски, нанесенные карандашом на калибр-пробку, сотрутся у малого диаметра, то угол конуса в детали велик, а если у большого диаметра - угол мал.

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.