Установка заготовок при обработке отверстий в тонкостенных втулках

Технология обработки деталей со сложной установкой

Кроме относительно простых цилиндрических и плоских поверхностей, детали типа тел вращения могут иметь участки сложной формы (конические, фасонные и резьбовые), размеры которых определяются несколькими элементами. Их обработка во многих случаях нуждается в особой наладке станка наиболее высокой квалификации токаря.

Последовательность изготовления деталей с участками сложной формы устанавливается на основании ранее рассмотренных технологических правил.

Однако при этом приходится решать некоторые дополнительные задачи:

1) подготовка заготовок под обработку сложных поверхностей;

2) выбор способа обработки сложной поверхности;

3) возможность выбора сложной поверхности в качестве установочной базы; 4) включение обработки поверхностей сложной формы в операции.

1. Подготовка заготовок под обработку сложных поверхностей преследует цель удаления основного слоя металла и возможно большего приближения их формы к требуемой. Для этого поверхности заготовок под наружные конусы обтачивают по наибольшему диаметру, а под внутренние сверлят или растачивают по наименьшему диаметру конуса. Поверхностям под крутые конусы рекомендуется придавать ступенчатую форму обтачиванием или растачиванием с механической подачей либо сверлением несколькими сверлами с постепенно увеличивающимися диаметрами.

Участкам заготовок под фасонные поверхности сообщают ступенчатую форму, близкую к необходимой, предварительной обработкой резцами.

Поверхности заготовок под резьбу с треугольным профилем обрабатывают резцами либо сверлами до требуемого диаметра, учитывая возможное выдавливание металла в процессе резания. Для прямоугольных и трапецеидальных резьб эти поверхности выполняются по номинальным диаметрам резьб. В конце резьбового участка, нарезаемого резцом, вытачивается канавка для выхода резца. На торце заготовки с целью притупления острого начала резьбового витка делают небольшую фаску. Если резьба нарезается плашкой, то такая фаска необходима для центрирования ее в начале резания.

2. Сложные поверхности могут быть получены различными способами, выбор которых решается на основе общего принципа наибольшей производительности с учетом величины партии деталей, возможностей станка, размеров поверхности и требуемой точности обработки. Так, из известных способов нарезания крепежных резьб на токарных станках наиболее производительными является выполнение их метчиками, плашками, нарезными и накатными головками. Однако последние можно применять в том случае, когда к резьбе не предъявляют требования строгой соосности с другими поверхностями детали. Фасонные поверхности небольшой длины наиболее производительно можно обработать фасонными резцами. Но их экономически выгодно применять в случае, когда партия обрабатываемых деталей значительная. Длинные конусы нельзя обработать угловым резцом или методом поворота верхних салазок суппорта. Для этого применяют способы обработки конусов в смещенных центрах или при помощи конусной линейки. Следовательно, выбор того или иного способа обработки нуждается в учете конкретных условий работы.

3. Сложные поверхности иногда используются в качестве установочных баз, но при этом следует учитывать их особенности.

Конические поверхности обеспечивают точное центрирование заготовок, но не могут служить базой, когда требуется высокая точность линейных размеров. Это объясняется тем, что небольшое изменение диаметра конуса влечет за собой значительные погрешности осевого положения заготовки на станке.

Фасонные поверхности весьма редко применяются в качестве установочных баз, так как для этого необходимо иметь приспособления с соответствующей формой зажимных поверхностей. Для этой цели иногда применяют специальный комплект сырых кулачков к токарному патрону, рабочим поверхностям которых придают фасонную форму.

Резьба довольно часто используется в качестве установочной базы, но в тех случаях, когда к детали не предъявляют требования высокой точности расположения поверхностей. Это объясняется наличием в резьбовых соединениях значительных зазоров, которые трудно устранить, а иногда и нецелесообразно в связи с необходимостью дополнительных затрат.

4. Большинство способов обработки сложных поверхностей требует особой наладки токарного станка (нарезание резьб резцами, обработка конусов в смещенных центрах, обработка фасонных поверхностей по копиру и др.). В таких случаях выполнение сложных поверхностей следует выделять в отдельные операции. Вместе с тем некоторые способы обработки этих же поверхностей, не требующие особой перестройки станка (нарезание резьб метчиками и плашками* обработка коротких конусов угловыми резцами и дрО» можно включать в операцию в виде отдельных переходов.

С учетом изложенного рассмотрим характерные примеры изготовления деталей со сложными поверхностями.

К сложным способам установки заготовок на токарном станке относятся: установка в 4-кулачковом несамоцентрирующем патроне, на планшайбе, угольнике, в люнетах и установка заготовок при обработке эксцентричных деталей. Все они нуждаются либо в особой настройке приспособления, либо в выверке заготовки относительно оси вращения.

§ 1. Обработка в 4-кулачковых патронах

Для закрепления заготовок некруглой формы, отливок и поковок с неровными поверхностями, заготовок несимметричной формы и некоторых других работ применяются 4-кулачковые патроны с независимым перемещением кулачков.

Они состоят из корпуса 2, опор 3, винтов 4 и кулачков 5. Кулачки могут быть использованы в качестве прямых или обратных. Зажим и центрирование заготовок в таких патронах выполняются раздельно. Патрон крепится на резьбовом конце шпинделя при помощи переходного фланца 1. Для станков с фланцевой конструкцией шпинделя посадочное отверстие выполнено непосредственно в корпусе патрона.
Корпус 4-кулачкового патрона может быть использован в качестве планшайбы для установки и закрепления заготовок с обработанной опорной поверхностью. Для этой цели в нем предусмотрены сквозные продолговатые пазы для установки крепежных болтов. Патроны изготавливаются различных размеров *с наружным диаметром от 160 до 1000 Мм.

Особенность обработки заготовок в таких патронах заключается в необходимости совмещения оси обрабатываемой поверхности с осью патрона (шпинделя). Это осуществляется выверкой заготовок по меловой риске или по разметке,
В первом случае (рис. 237, а) к выверяемой поверхности медленно вращающейся заготовки подносят кусочек мела и определяют концентричность ее с осью вращения по виду меловой риски. Чтобы не повредить руки, брусок мела располагают примерно на уровне оси заготовки с небольшим наклоном вниз, а для большей устойчивости правую руку поддерживают левой. Если след риски располагается по всей окружности, что при первой проверке бывает весьма редко, то положение заготовки правильное.

Когда же риска остается лишь на небольшом участке проверяемой поверхности, положение заготовки регулируют сдвигом кулачков, противоположных риске.
Если заготовка имеет относительно ровную или предварительно обработанную поверхность, то аналогичную выверку выполняют слесарным рейсмасом, как показано на рис. 237, б. Иглу рейсмаса, установленного на специальную плиту или верхнюю плоскость поперечных салазок, подводят к проверяемой поверхности с небольшим зазором и, включив малые обороты шпинделя,' определяют его равномерность по окружности. Изменяя положение заготовки в патроне сдвигом соответствующих кулачков, добиваются, чтобы изменение зазора было возможно меньшим. Затем заголовку окончательно закрепляют.

По второму способу выверку производят по разметке на торце заготовки при помощи заднего центра или рейсмаса.
Вершину заднего центра вводят в накерненное углубление точки пересечения центровых линий разметки (рис. 237, в), поджимают заготовку центром к торцу корпуса патрона и закрепляют ее кулачками в таком положении.
При выверке рейсмасом (рис. 237, г) его устанавливают на . плоскость поперечных салазок суппорта или специальную плиту. Иглу рейсмаса, установленную по высоте вершины заднего центра, подводят к центровым линиям торца заготовки и поперечным перемещением выверяют поочередно положение каждой линии. При этом центровая линия при повороте заготовки на 180° должна совмещаться с вершиной иглы рейсмаса на всей длине.

При выверке штангенрейсмасом острие ножки подводят к заготовке и производят выверку также как и рейсмасом.

Указанные выверки выполняют только при изготовлении первой детали из партии. Остальные детали правильно ориентируют в 4-кулачковом патроне поджимом к двум соседним кулачкам, которые не перемещают при откреплении заготовок.

§ 2. Обработка на планшайбе и угольнике
Детали произвольной формы типа рычагов или корпусов, которые невозможно правильно установить в.-4-кулачковом патроне, закрепляют на планшайбе. К этому способу установки прибегают также, если требуется выдержать строгую перпендикулярность оси обрабатываемой поверхности к торцу, или основанию детали.
Планшайба 1 (рис.) представляет собой чугунный диск со ступицей, усиленный с обратной стороны ребрами жесткости,
Отверстия ступицы выполняются по форме переднего конца шпинделя, на который устанавливается и закрепляется планшайба и вращается вместе с ним.
Передний торец планшайбы строго перпендикулярен к ее оси. На нем расположены Т-образные и сквозные пазы для крепежных болтов. Планшайба напоминает корпус 4-кулачкового патрона, который иногда используется для этой же цели.
Заготовка прижимается к торцу планшайбы прихватами и болтами, а для исключения смещения во время обработки ее дополнительно поджимают боковыми опорами.

Рис. Закрепление заготовки на планшайбе:

а – костылями, б – планками прихватками, в – планками через заготовку, 1 – гайка, 2 шайба, 3 – планшайба, 4 – костыль, 5 – опора, 6 – планка-прихват, 7 – болты, 8 – планка 9 – упор, 10 – заготовки, I, II, III, IV – нумерация болтов.

Заготовку закрепляют в начале предварительным затягиванием гаек крест-накрест ( например I – III- II- IV), а затем окончательным затягиванием. После закрепления и обработки первой заготовки на планшайбе устанавливают упоры (рис. 9.2, б), соприкасающиеся в нескольких точках с поверхностью заготовки. По этим упорам фиксируются положения последующих заготовок партии.

Важным условием обработки на планшайбе является уравновешивание заготовки. Противовес устанавливается с более легкой стороны планшайбы. При обработке отверстий в заготовках, у которых ось отверстия должна быть параллельна основанию, установку заготовки производят на угольнике. Рабочие поверхности угольника – взаимно-перпендикулярные. Угольник крепят болтами к планшайбе за вертикальную плоскость, а заготовку к горизонтальной плоскости угольника. Угольник и заготовку уравновешивают противовесом. Положение заготовки выверяют рейсмасом.

Такое крепление показано на рис. 238. Деталь 4 прижата к планшайбе двумя прихватами 2 и болтами 3. Передний конец прихвата опирается на деталь, задний — на подставку 8. Боковыми опорами здесь служат винты 6, которые ввернуты в угольники 5, прикрепленные к планшайбе.

Заготовки, устанавливаемые на планшайбе, должны иметь чисто обработанный опорный (обращенный к планшайбе) торец. При их закреплении необходимо придерживаться следующих правил.
1. Зажимные болты следует располагать возможно ближе к детали для создания более прочного крепления.

2. Затяжку гаек выполнять в диагональном порядке вначале слабо, затем окончательно.
3. Прихваты устанавливать по возможности в местах детали, которые имеют опору на планшайбе.
4. Если третье правило выдержать невозможно, затяжку гаек производить не слишком сильно во избежание прогиба детали.
5. Опорные подставки подбирать такой высоты, чтобы прихваты
располагались параллельно рабочей плоскости планшайбы.
Первая заготовка из партии выверяется на планшайбе теми же способами, что и в 4-кулачковом патроне. При немного отжатых гайках ее можно сдвинуть в любую сторону легкими ударами молотка. Остальные заготовки правильно ориентируются боковыми опорами.

Если центр тяжести заготовки смещен с оси вращения, применяют уравновешивание противовесом 7 (рис. 238). Балансировку выполняют в таком порядке. Противовес сначала закрепляют на планшайбе на каком-либо расстоянии от ее оси, противоположно центру тяжести заготовки. Затем, отключив шпиндель от механизма коробки скоростей, вручную проворачивают планшайбу. Если последняя останавливается, в разных положениях, то балансировка правильна. В противном случае противовес смещают в нужную сторону от оси вращения и снова повторяют балансировку.
Детали с параллельным или угловым расположением оси обрабатываемой поверхности к основанию устанавливаются на угольнике 4 (рис. 239), который прикрепляется к планшайбе болтами и гайками 5. Деталь 3 (в данном случае корпус подшипника) в свою очередь закрепляется на горизонтальной полке угольника прихватами 2 и уравновешивается противовесом 1.
Выверка первой заготовки из партии совместно с угольником осуществляется одним из выше рассмотренных способов по меловой • риске или по разметке.
Для указанных работ может быть также использован. 4-кулачковый патрон, Один из кулачков которого заменяют угольником.

Установка нежестких валов.

Нежесткими обычно считают валы, длина которых превышает 12—15 диаметров. Такие детали под действием усилия резания и' собственного веса прогибаются, вибрируют, что вызывает выкрашивание резца, ухудшает качество обработки и вынуждает снижать режим резания. Кроме того, прогиб детали может оказаться причиной несчастного случая в результате вырыва ее из центров. Поэтому для обеспечения безопасности и повышения производительности работы длинные валы поддерживают люнетами.

Токарные станки оснащаются люнетами общего назначения двух типов — неподвижными и подвижными.

Неподвижный люнет (рис. 240, а) состоит из основания 7, откидной крышки 3 и трех кулачков 2 с независимым перемещением. Люнет устанавливается на средние направляющие станины 10 и закрепляется скобой 9, которая поджимается к уступам направляющих болтом и гайкой 8. Кулачки могут радиально перемещаться винтами посредством вращения рукояток 4 и закрепляться в необходимом положении зажимами 5. Крышка 3, соединенная с основанием осью 1, при освобождении зажима 6 может отбрасываться для установки детали в люнет. Наконечники кулачков сменные. Они
изготавливаются из чугуна или бронзы. Для работы с большой скоростью резания вместо них устанавливают подшипники качения.
Подвижный люнет (рис. 240, б) состоит из корпуса 5, верхняя часть которого отогнута вправо, и двух регулируемых кулачков 2 с независимым перемещением. Последние можно переместить и закрепить в требуемом положении рукоятками 4 и 3. Люнет устанавливается и закрепляется винтами 6 на левой стороне каретки 1 суппорта.

Рассмотрим обработку деталей посредством люнетов .Перед установкой заготовки в неподвижный люнет на ней (примерно посередине) вытачивают неглубокую канавку немного шире кулачков люнета, чтобы устранить биение этого участка поверхности. Во избежание прогиба заготовки канавку вытачивают проходным упорным резцом с отрицательным углом наклона главной режущей кромки. Глубина резания и подача при этом должны быть небольшими.
Очень длинный вал может прогнуться даже при осторожном вытачивании канавки. В таком случае канавку вытачивают сначала немного ближе к передней бабке, устанавливают в этом месте люнет, а затем выполняют вторую канавку посередине детали.

После этого люнет устанавливают и закрепляют на станине так, чтобы он расположился против канавки вала. Кулачки его равномерно, без сильного поджима подводят к поверхности канавки и закрепляют. Выполняя эти действия, следует учитывать возможность прогиба детали в случае неравномерного поджима кулачков. Чтобы избежать этого, кулачки люнета можно сначала установить по короткой шейке, которую протачивают на конце вала у заднего центра. Диаметр такой дополнительной шейки выполняют по диаметру канавки под кулачки люнета.
При изготовлении партии деталей кулачки люнета удобно установить один раз, перед работой, по короткой жесткой оправке.
После закрепления заготовки на станке вначале обтачивают одну половину вала (до люнета), а затем, после переустановки, оставшуюся часть. Люнет вторично, устанавливают по обработанной поверхности вала. Для уменьшения трения канавку под кулачки люнета смазывают маслом.

Неподвижные люнеты также используются для подрезки торца, центрования и обработки отверстия на конце длинного вала, если последний не проходит в отверстие шпинделя. В этом случае вал
закрепляют одним концом в патроне, а вторым — устанавливается в кулачки люнета.
Подвижный люнет применяют при обработке длинных цилиндрических поверхностей. Кулачки его располагают правее резца на расстоянии 10—15 мм. Требуемое смещение резца выполняют верхними салазками суппорта.
Кулачки подвижного люнета устанавливаются по обработанной поверхности первой детали из партии. Для этого сначала на ее конце обтачивают небольшой участок длиной 20—25 мм до необходимого диаметра, к которому вплотную подводят кулачки люнета. Если работа ведется без охлаждения, надо периодически полизать маслом обработанную поверхность перед кулачками люнета.

Нежесткие длинные валы даже при обработке в люнетах получаются с прогибом. Поэтому перед чистовым обтачиванием их правят.

Правка выполняется правильной скобой (рис. 242) следующим образом. К поверхности вращающегося в центрах вала в различных местах по длине подносят кусочек мела, при этом на ней остаются меловые следы, которые показывают место прогиба. Если все следы оказались с одной стороны вала, то прогиб односторонний.

Место наибольшего прогиба определяют по величине дуги мелового следа. Там, где прогиб наибольший, длина дуги наименьшая. В этом месте и устанавливают винт 1 правильной скобы 2, как показано на рис. 242.

Так как во время правки вал немного удлиняется, задний центр следует перед этим слегка ослабить.

Часто вал имеет сложный прогиб в разные стороны. В таком случае по меловым следам находят преобладающее направление прогиба. Сначала правят участки, где направление прогиба противоположно преобладающему, чтобы получить общий односторонний прогиб. Затем выправляют вал, как было указано выше.

§ 4. Обработка эксцентриковых деталей.

Эксцентриковыми называются детали, у которых оси отдельных поверхностей смещены параллельно осей других поверхностей.
К таким деталям относятся эксцентрики, эксцентриковые и коленчатые валы (рис. 243). Эксцентриковыми деталями называются детали, у которых оси отдельных поверхностей смещены параллельно ос ей других поверхностей.

Они характеризуются наличием поверхностей с параллельно смещенными осями. Величина смещения, осей называется эксцентриситетом.
Обработка эксцентриковых деталей на токарных станках может осуществляться: 1) в. 3-кулачковом патроне; 2) на оправке; 3) в 4-кулачковом патроне или на планшайбе; 4) по копиру; 5) в смещенных центрах; 6). при помощи центросместителей.

Предварительно обточенный диск зажимают в четырехкулачковом патроне с выверкой положения его центра рейсмасом. З атем патрон ставят так чтобы его два кулачка расположились горизонтально, а к заготовке подводят резец или металлический стержень, закрепленный в резцодержателе.

Обработка эксцентриков. Эксцентрики небольшой длины могут быть обработаны одним из первых четырех способов.
В 3-кулачковом патроне ось обрабатываемой эксцентриковой поверхности совмещается с осью вращения установкой подкладки под один из кулачков патрона (рис. 244, а).

Для уменьшения погрешности установки подкладку рекомендуется вырезать из кольца, отверстие которого выполняется по диаметру обрабатываемой детали. На выпуклой стороне подкладки срезают углы так, чтобы опорная площадка b была меньше ширины рабочей поверхности кулачка.
Если заготовка эксцентрика имеет ранее выполненное отверстие, ее обрабатывают с установкой на оправке (рис. 244, б). На торцах последней расположены две пары центровых отверстий, смещенных на величину эксцентриситета. Обработка ведется за две установки в центрах. В первой установке относительно отверстий А-А обтачивают поверхность Г, во второй
— относительно отверстий Б-Б обтачивают поверхность В.
Смещенную поверхность эксцентрика можно также обработать с установкой в 4-кулачковом патроне или на планшайбе. В этом случае на торце заготовки разметкой находят положение обрабатываемой поверхности, а затем ось ее совмещают с осью шпинделя одним из способов, описанных по рис. 237, виг.
При обтачивании эксцентрика по копиру (рис. 244, в) на оправку 2 устанавливается копир 3, промежуточная втулка 4, заготовка 5, шайба 6, закрепляемые гайкой 7. Оправка коническим хвостовиком устанавливается в отверстие шпинделя и затягивается длинным винтом или поджимается задним центром. В резцедержателе закрепляются широкий ролик 1 и резец 8. Ролик плотно прижимается к копиру пружиной, установленной в суппорте вместо винта поперечной подачи. При включении продольного перемещения суппорта резец будет обтачивать деталь по профилю копира.
Обработка эксцентриковых и коленчатых валов. Поверхности таких валов обрабатывают в смещенных центрах, если они размещаются на торцах- детали, или при помощи центросместителей.
Первый способ изображен на рис. 245, а.

Для этого заготовку вначале обтачивают в нормальных центрах А-А до диаметра D. Вторую пару центровых отверстий Б-Б размечают и накернивают на торцах заготовки, после чего сверлят. У небольших заготовок это можно выполнить ручным способом центрования на токарном станке. В этом случае центровочное сверло устанавливается в шпиндель станка при помощи сверлильного патрона, а заготовку, зажатую в левой руке, опирают накерненным углублением на задний центр и подают вперед к сверлу перемещением пиноли задней бабки.
У заготовок крупных размеров смещенные центровые отверстия выполняют на центровочных станках либо посредством специально, го приспособления — кондуктора на сверлильных станках.
Если эксцентриситет большой и не позволяет разместить смещенные центровые отверстия на торце детали, их выполняют в съемных центросместителях, которые закрепляют на предварительно обточенные концевые шейки вала. При этом смещенная пара центровых отверстий должна располагаться строго в одной диаметральной плоскости. Пример такого способа обработки коленчатого вала показан на рис. 245, б. Коренные шейки 3 обтачиваются при установке заготовки по центровым отверстиям А-А центросместителей 7, шатунные шейки 2 и 5—соответственно в смещенных центровых отверстиях Б-Б и В-В.
Балансировку неуравновешенных частей осуществляют противовесом 7, который закрепляют на поводковой планшайбе 8, а жесткость вала повышают распорными стержнями 4 и 6.

Установка заготовок при обработке отверстий в тонкостенных втулках

При растачивании отверстия в тонкостенной втулке, установленной в трехкулачковом самоцентрирующем патроне, происходит искажение обработанного отверстия — оно приобретает огранку. Это происходит в результате деформации стенок втулки кулачками патрона. При обработке отверстие получает цилиндрическую форму, но после извлечения детали из кулачков патрона деформированные стенки втулки занимают прежнее положение, а обработанное отверстие приобретает огранку (рис. 9.6).

А б в г

Рис. Деформации возникающие в процессе обработки тонкостенной втулки: а- втулка до зажима в трехкулачковом патроне, б- втулка зажатая в патроне, в – процесс растачивания, г- втулка после освобождения из патрона, 1 – резец, д – главное движения

Для устранения возникающего дефекта рекомендуется закреплять тонкостенные втулки в приспособлениях, в которых нагрузка распределяется более равномерно, например, в патронах с широкими сегментными или удлиненными кулачками (рис. 9.7, а, б) Можно также увеличивать толщину стенок надевая на заготовку разрезную втулку.

Дата добавления: 2021-04-05; просмотров: 474; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!