Обтачивание длинных изделий на токарных станках

Опубликовано admin Янв 4, 2011 в Токарные станки

Изделия, устанавливаемые в центрах, должны быть снабжены центровыми отверстиями. Центровые отверстия, согласно стандарту, выполняются двух типов. Тип А применяется при ровных торцовых поверхностях, тип Б — при неровных торцовых поверхностях и для деталей, подвергающихся в процессе эксплуатации дополнительной обработке или перешлифовке или многократно устанавливаемых при обработке на станках (токарные, шлифовальные и фрезерные оправки). Цилиндрическое отверстие служит для разгрузки вершины центра и для размещения смазки; деталь опирается на коническую поверхность с углом 60°. Предохранительный конус с углом 120° служит для защиты основного конуса от забоин и облегчает подрезку торца детали.

Центровые отверстия должны быть одинаковыми с обеих сторон вала, даже если диаметры концевых шеек различны. Такие отверстия могут выполняться цилиндрическим сверлом диаметром и зенковкой или специальными комбинированными сверлами. Центрование производится на специальных центровочных станках, на токарном станке в самоцентрирующем патроне или на токарном станке с опорой заготовки на задний центр.

В первых двух случаях нет необходимости определять центр заготовки — станок сам обеспечивает правильное ее положение. В третьем случае необходимо предварительно найти центр заготовки и накернить его. Центр определяется при помощи центроискателя, который представляет собой угольник с линейкой, разметочная грань которой делит угол пополам.

Линейка накладывается на торец размечаемой детали, угольник прижимается к ее наружной поверхности и производится накернивание отверстия.

Накернивание отверстия без предварительной разметки у небольших деталей диаметром до 40 мм можно производить при помощи приспособления, называемого «колоколом».

Установка и закрепление детали при обработке в центрах. В зависимости от условий работы (скорость вращения детали, ее вес и габариты) применяются различные конструк­ции центров. Стандартами предусмотрены: центры упорные, центры упорные наплавленные и центры вращающиеся. Кроме того, для облегчения процесса подрезки торца обрабатываемой детали применяются упорные полуцентры.

В упорном центре различают конус, цилиндрическую шейку, хвостовую конусную часть и концевую часть хвостовика. Угол конуса принимается равным 60°, конус посадочной части меняется от наименьшего (конус Морзе №0) для малого диаметра центра (диаметр шейки 9 мм) до наибольшего (конус Морзе № 6) для большого диаметра (диаметр шейки 60 мм). Центры устанавливаются в конические расточки в шпинделе и пиноли задней бабки. Передний центр вращается вместе со шпинделем, задний неподвижен и подвергается непрерывному истиранию и нагреву вращающейся деталью.

Для повышения стойкости упорные центры изготовляются из инструментальной углеродистой стали марок У7 и У8. Рабочий конус и торец хвостовика закаливаются на твердость HRC 55—58. Для наплавленных центров — материал сталь 40Х, торец хвостовика калится, твердость HRC 45—50. Наплавка рабочего конуса производится твердым сплавом типа сормайт.

Вращающиеся центры работают в более легких условиях, чем упорные, однако они обладают меньшей жесткостью, что может повести к возникновению вибрации при точении. Радиальные составляющие усилия резания воспринимаются радиальным шарикоподшипником, осевые усилия — упорным шарикоподшипником. При тяжелых условиях работы вместо шариковых радиальных применяются конические роликовые радиально-упорные подшипники. Для получения изделия правильной цилиндрической формы необходимо, чтобы оси переднего и заднего центров находились на оси вращения шпинделя и центр передней бабки вращался без биения. Несовпадение центров может быть вызвано смещением задней бабки в поперечном направлении и загрязнением конусного отверстия в шпинделе. Поэтому перед установкой детали необходимо прочистить ветошью отверстие под передний центр и проверить совпадение осей центров, придвинув заднюю бабку к передней до касания центров. Точно установить соосность центров можно, измерив диаметры концов валика после пробной проточки — они должны быть строго одинаковы. Биение центра устанавливается индикатором и исправляется шли­фовкой на месте.

Перед установкой детали на станок центровое отверстие для заднего центра заполняется смазкой, деталь устанавливается центровым отверстием на передний центр, задняя бабка подвигается до упора заднего центра в центровое отверстие детали и закрепляется неподвижно. Затем маховичком пиноль бабки подвигается влево, поджимает центр до необходимой величины и закрепляется рукояткой во избежание произвольного отхода во время работы. Сила зажатия должна быть такой, чтобы деталь туго проворачивалась от руки. При слабом зажатии возможно разбивание центровых отверстий и вырывание детали из центров. При слишком сильном зажатии возможно сгорание центра. При продолжительной работе деталь нагревается и длина ее увеличивается. Поэтому необходимо периодически проверять усилие поджатия центра. Для увеличения жесткости системы деталь — станок — инструмент необходимо, чтобы вылет пиноли из задней бабки был минимальным (30—50 мм).

Вращение детали при обработке в центрах сообщается поводковыми патронами различных конструкций. Патроны навинчиваются на шпиндель токарного станка и имеют устройства для захвата детали. Простейший патрон представляет собой планшайбу с отверстием для прохода центра и прорезью для захвата отогнутого конца хомутика, закрепляемого винтом на конце обрабатываемого вала. Патрон закрывается предохранительным кожухом. Такой патрон позволяет вести обработку как при правом, так и при левом вращении. Применение предохранительного кожуха в известной степени предотвращает захватывание одежды токаря.

Поводковый самозажимный патрон конструкции Семинского применяется при обточке гладких валов диаметром до 60 мм. Патрон состоит из корпуса, вращающегося центра, фланца с радиальными прорезями, кольца, плавающего кольца, кулачков, пальцев и осей.

Обрабатываемый вал устанавливается между центром задней бабки и центром. При пуске станка сначала поворачиваются корпус и соединенное с ним кольцо Непальцами, входящими в продольные пазы кулачков. Пальцы поворачивают кулачки и прижимают их к поверхности обрабатываемого вала. Сила зажатия возрастает с увеличением усилия резания. Для увеличения надежности крепления на зажимном профиле кулачка нарезаются зубцы.

Применение плавающего самоустанавливающегося кольца обеспечивает равномерный зажим детали.Диапазон диаметров валов, закрепляемых в патроне, составляет 20—25 мм. Он может быть увеличен за счет применения сменных кулачков. Для снятия детали со станка достаточно повернуть ее против часовой стрелки. Патрон закрепляет деталь только при вращении в одну сторону.

Торцовой поводковый патрон для чистовой обточки валов. Вал устанавливается между подпружиненным центром и задним центром. При поджатии заднего центра передний входит внутрь корпуса, сжимая пружину. Одновременно торец вала нажимает на зубья поводка, перемещая его и связанную с ним обойму влево. При этом цанга сжимается и фиксирует подпружиненный центр. При дальнейшем нажатии заготовки происходит врезание зубьев поводка в ее торец. Этим обеспечивается надежный привод заготовки при вращении шпинделя.