Цилиндрических конических фасонных поверхностей как. Обработка наружных и внутренних конических поверхностей

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?

Конические поверхности можно обраба­тывать несколькими способами: ши­роким резцом, при повернутых верх­них салазках суппорта, при смещен­ном корпусе задней бабки, с помощью копирно-конусной линейки и с помо­щью специальных копировальных при­способлений.

Обработка конусов широким резцом. Конические поверхности длиной 20-25 мм обрабатывают ши­роким резцом (рис. 151,а). Для полу­чения необходимого угла применяют установочный шаблон, который при­кладывают к заготовке, а к его наклон­ной рабочей поверхности подводят резец. Затем шаблон убирают и резец подводят к заготовке (рис. 151,6). Обработка конусов при по­вернутых верхних салазках суппорта (рис. 152, а, б). Поворот­ная плита верхней части суппорта мо­жет поворачиваться относительно по­перечных салазок суппорта в обе сто­роны; для этого нужно освободить гай-

152 ОБРАБОТКА КОНИЧЕСКИХ ПО - " ВЕРХНОСТЕЙ (КОНУСОВ) ПРИ ПО­ВЕРНУТЫХ ВЕРХНИХ САЛАЗКАХ СУППОРТА:

Ки винтов крепления ПЛИТЫ. Контроль угла поворота с точностью до одного градуса осуществляется по делениям поворотной плиты.

Достоинства способа: возможность об­работки конусов с любым углом укло­на; простота наладки станка. Недостатки способа: невозможность обработки длинных конических поверх­ностей, так как длина обработки огра­ничена длиной хода верхнего суппор­та (например, у станка 1KG2 длина хода 180 мм); обтачивание произво­дится ручной подачей, что снижает производительность и ухудшает каче ство обработки.

При обработке при повернутой верхней части суппорта подача может механи­зироваться при помощи приспособле­ния с гибким валом (рис. 153). Гибкий вал 2 получает вращение от ходового винта или от ходового валика станка через конические или спиральные зуб­чатые колеса .

(ІК620М, 163 и др.) с механизмом пе­редачи вращения на винт верхней ча­сти суппорта. На таком станке неза­висимо от угла поворота верхнего суп­порта. можно получить автоматическую подачу.

Если наружная коническая поверх­ность вала и внутренняя коническая поверхность втулки должны сопрягать­ся, то конусность сопрягаемых поверх­ностей должна быть одинакова. Чтобы обеспечить одинаковую конусность, обработку таких поверхностей выпол­няют без переналадки положения верхней части суппорта (рис. 154 а, б). При этом для обработки конусного от­верстия применяют расточный резец с головкой, отогнутой вправо от стерж­ня, а шпинделю сообщают обратное вращение.

Настройку поворотной плиты верхней части суппорта на требуемый угол по­ворота осуществляют с помощью ин­дикатора по предварительно изготов­ленной детали-эталону. Индикатор закрепляют в резцедержатель, а нако­нечник индикатора устанавливают точ­но по центру и подводят к конической поверхности эталона вблизи меньшего сечения, при этом стрелка индикатора ставится на «нуль»; затем суппорт пе­ремещают так, чтобы штифт индика­тора касался заготовки, а стрелка все время находилась на нуле. Положение суппорта фиксируют зажимными гай­ками.

Обработка конических по­верхностей путем смещения задней бабки. Длинные наруж­ные конические поверхности обрабаты­вают путем смещения корпуса задней бабки. 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 Н корпуса задней бабки определяют из треугольника ЛВС (рис. 155,а):

Н = L sin а. Из тригонометрии известно, что для малых углов (до 10°) синус практи­чески равен тангенсу угла. Например, для угла 7° синус равен 0,120, а тан­генс-0,123.

Способом смещения задней бабки об­рабатывают, как правило, заготовки с малыми углами уклона, поэтому мож­но считать, что sina = tga. Тогда

Иг. г D-d L D-d

И = L tg а ~ L ------------- = ----- ММ.

Допускается смещение задней бабки на ±15 мм.

Пример. Определить величину смещения зад­ней бабки для обтачивания заготовки, изобра­женной на рис. 155,6, если L=600 мм /=500 мм D=80 мм; d=60 мм.

Я= 600----===600 ■ _______ =12мм.

Величину смещения корпуса задней бабки относительно плиты контролиру­ют по делениям на торце плиты или при помощи лимба поперечной подачи. Для этого р резцедержателе закреп­ляют планку, которая подводится к пиноли задней бабки, при этом фикси­руется положение лимба. Затем по­перечные салазки отводят назад на расчетную величину по лимбу, а затем заднюю бабку смещают до соприкос­новения с планкой.

Наладку станка на обтачивание кону­сов способом смещения задней бабки можно выполнять по эталонной дета­ли. Для этого эталонную деталь за­крепляют в центрах и смещают зад­нюю бабку, контролируя индикатором параллельность образующей поверх­ности эталонной детали к направлению подачи. Для этой же цели можно ис-

1 55 ОБРАБОТКА НАРУЖНЫХ КОНИЧЕС - КИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (КОНУСОВ) СПОСОБОМ СМЕЩЕНИЯ ЗАДНЕЙ БАБКИ:

Пользовать резец и полоску бумаги: резец соприкасают с конической по­верхностью по меньшему, а затем по большему диаметру так, чтобы между резцом и этой поверхностью протяги­валась полоска бумаги с некоторым сопротивлением (рис. 156).

По закону сохранения энергии энергия, затраченная на процесс резания, не может исчезнуть: она превращается в другой вид -в тепловую энергию. В зоне резания возникает теплота ре­зания. В процессе резания больше …

Особенностью современного техниче­ского прогресса является автоматиза­ция на базе достижений электронной техники, гидравлики и пневматики. Главными направлениями автоматиза­ции являются применение следящих (копировальных) устройств, автомати­зация управления станками и контроля деталей. Автоматическое управление …

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, илиLtga.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.

Наружные и внутренние конусы длиной до 15 мм обрабатывают резцом 1, главная режущая кромка которого устанавливается под требуемым углом а к оси конуса, осуществляя продольную или поперечную подачу (рис. 30, а). Этот способ применяется в том случае, когда обрабатываемая заготовка жесткая, угол уклона конуса большой, а к точности угла уклона конуса, шероховатости поверхности и прямолинейности образующей не предъявляют высоки требований.

Рис. 30.

Внутренние и наружные конусы небольшой длины (но длиннее 15 мм) при любом угле наклона обрабатывают при повернутых верхних салазках (рис. 30,б). Верхние салазки суппорта 1 устанавливают под углом в осевой линии станка, равным углу уклона обтачиваемого конуса, по делениям на фланце 2 поворотной части суппорта. Угол поворота отчитывается от риски, нанесенной на поперечных салазках суппорта.

Обработка наружных конусов при смещенной задней бабке применяется для заготовок относительно большой длины с малым углом уклона (рис. 30, в). Заготовку 2 при этом закрепляют только в центрах 1. Учитывая неизбежность износа центровых поверхностей даже при малых углах уклона конуса, обработку ведут резцом 3 в два приема. Сначала обрабатывают конус начерно. Затем производят подправку центровых отверстий. После этого осуществляется чистовое обтачивание. Для уменьшения разработки центровых отверстий в таких случаях успешно применяют центры с вершинами в виде шаровой поверхности. Поперечное смещение задней бабки допускается обычно не более чем на 1/5 часть длины заготовки.

Обтачивание наружных и внутренних конических поверхностей при помощи универсальной копирной линейки применяется при обработке заготовок любой длины с малым углом уклона конуса, примерно до 12° (рис. 30, г). Копирная линейка 1 устанавливается на плите 5 параллельно образующей обтачиваемой конической поверхности, верхняя часть суппорта 4 при этом поворачивается на 90°. Отсчет угла поворота линейки при наладке производится по делениям (миллиметровым или угловым), нанесенным на плите 5. Плита крепится при помощи кронштейнов к станине станка. После поворота линейки вокруг оси на требуемый угол а она закрепляется гайкой 6. В пазу линейки расположена ползушка 7, жестко соединенная с поперечными салазками 2 суппорта. При точении резец вместе с суппортом перемещается в продольном направлении и под действием ползушки, скользящей в прорези линейки,— в поперечном направлении. При этом будет обтачиваться коническая поверхность с углом при вершине 2а. Угол поворота линейки должен быть равен углу уклона конуса. Если шкала линейки имеет миллиметровые деления, то поворот линейки определяется по одной из следующих формул:

где h — число миллиметровых делений шкалы копирной линейки; Н — расстояние от оси вращения линейки до ее торца, на котором нанесена шкала; D — наибольший диаметр конуса; d—наименьший диаметр конуса; tga — угол наклона конуса; К —конусность

(К= (D-d)/l); l — длина конуса.

При а>12° используют так называемый комбинированный метод обработки, при котором угол наклона разбивается на два угла: a1 =11—12°; a2 =a - a1. Копирную линейку устанавливают на угол a1 = 12°; а заднюю бабку смещают для обработки конической поверхности с углом наклона a2=a— 12°.

Способ обработки конических поверхностей при помощи копирной линейки достаточно универсален и обеспечивает высокую точность, а наладка линейки удобна и производится быстро.

Независимо от способа обработки конуса резец устанавливают точно на высоте центров станка.

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)….