Необходимые расчеты для получения заданных конусных поверхностей. Обработка наружных и внутренних конических поверхностей. Обработка конических поверхностей способом поперечного смещения корпуса задней бабки

Обработку конических поверхностей на токарных станках выполняют различными способами: поворотом верхней части суппорта; смещением корпуса задней бабки; поворотом конусной линейки; широким резцом. Применение того или иного способа зависит от длины конической поверхности и угла уклона конуса.

Обработка наружного конуса способом поворота верхних салазок суппорта целесообразна в тех случаях, когда необходимо получить большой угол уклона конуса при сравнительно небольшой его длине. Наибольшая длина образующей конуса должна быть несколько меньше хода каретки верхнего суппорта. Обработка наружного конуса способом смещения корпуса задней бабки удобна для получения длинных пологих конусов с малым углом уклона (3...5). Для этого корпус задней бабки сдвигают в поперечном направлении от линии центров станка по направляющим основания бабки. Обрабатываемая заготовка закрепляется между центрами станка в поводковом патроне с хомутиком. Обработку конусов с помощью конусной (копировальной) линейки, закрепленной с задней стороны станины токарного станка на плите, применяют для получения пологого конуса значительной длины. Заготовку крепят в центрах или в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне. Резец, закрепленный в резцедержателе суппорта станка, получает одновременное перемещение в продольном и поперечном направлениях, в результате чего обрабатывает коническую поверхность заготовки.

Обработку наружного конуса широким резцом применяют при необходимости получения короткого конуса (l<25 мм) с большим углом уклона. Широкий проходной резец, режущая кромка которого длинней образующей конуса, устанавливают в резце держатель так, чтобы главная режущая кромка резца составляла с осью заготовки угол а, равный углу уклона конуса. Обработку можно вести как с продольной, так и с поперечной подачей. На чертежах деталей часто не указывают размеры, необходимые для обработки конус и их необходимо подсчитывать. Для подсчета неизвестных элементов конусов и их размеров (в мм) можно пользоваться следующими формулами

а) конусность K= (D--d)/l=2tg

б) угол уклона конуса tg = (D--d)/(2l) = K/2

в) уклон i = K/2=(D--d)/(2l) = tg

г) больший диаметр конуса D = Кl+d = 2ltg

д) меньший диаметр конуса d = D-- К1 = D--2ltg

е) длина конуса l = (D--d)К = (D--d)/2tg

Обработку внутренних конических поверхностей на токарных станках выполняют также различными способами: широким резцом, поворотом верхней части (салазок) суппорта, поворотом конусной (копировальной) линейки. Внутренние конические поверхности длиной до 15 мм обрабатывают широким резцом, главная режущая кромка которого установлена под требуемым углом к оси конуса, осуществляя продольную или поперечную подачу. Этот способ применяют в том случае, когда угол уклона конуса большой, а к точности угла уклона конуса и шероховатости поверхности не предъявляют высоких требований. Внутренние конусы длинней 15 мм при любом угле наклона обрабатывают поворотом верхних салазок суппорта с применением ручной подачи.

§ 1. Общие сведения
1. Область применения конусов. Наряду с цилиндрическими деталями в машиностроении получили довольно широкое распространение детали с коническими поверхностями. Примерами их могут служить конусы центров, хвостовиков сверл, зенкеров, разверток. Для крепления этих инструментов передние участки отверстий шпинделя и пиноли токарного станка имеют также коническую форму.
Однако область использования конусов не ограничивается режущими инструментами. Конические поверхности имеют многие детали машин.
Широкое использование конических соединений объясняется рядом их преимуществ.
1. Они обеспечивают высокую точность центрирования деталей.
2. При плотном соприкосновении пологих конусов получается неподвижное соединение.
3. Изменяя осевое положение деталей конического соединения, можно регулировать величину зазора между ними.
2. Конус и его элементы. Конус представляет собой геометрическое тело, поверхность которого получается вращением прямой линии (образующей), наклонно расположенной к оси вращения (рис. 129, а).
Точка пересечения образующей с осью называется вершиной конуса.
Плоскости, перпендикулярные к оси конуса, называются, основаниями.
Различают полный и усеченный конусы. Первый расположен между основанием и вершиной, второй - между двумя основаниями (большим и меньшим).
Конус характеризуется следующими элементами: диаметром большего основания D; диаметром меньшего основания d; длиной l; углом уклона а между образующей и осью конуса; углом конуса 2а между противоположными образующими.
Кроме этого, на рабочих чертежах конических деталей часто употребляют понятия конусность и уклон.
Конусностью называется отношение разности диаметров двух перечных сечений конуса к расстоянию между ними. Она опреляется по формуле

Уклоном называется отношение разности радиусов двух поперечных сечений конуса к расстоянию между ними. Его определяют по формуле

Из формул (9) и (10) видно, что уклон равен половине конусности.


Тригонометрически уклон равен тангенсу угла уклона (см. рис. 129, б, треугольник ABC), т. е.

На чертеже (рис. 130) конусность обозначают знаком <, а уклон -, острие которых направляется в сторону вершины конуса. После знака указывается отношение двух цифр. Первая из них соответствует разности диаметров в двух принятых сечениях конуса, вторая для конусности- расстояние между сечениями, для уклона - удвоенной величине этого расстояния.
Конусность и уклон иногда записываются числами десятичной дроби: 6,02; 0,04; 0,1 и т. д. Для конусности эти цифры соответствуют разности диаметров конуса на длине 1 мм, для уклона - разности радиусов на этой же длине.
Для обработки полного конуса достаточно знать два элемента: диаметр основания и длину; для усеченного конуса - три элемента: диаметры большего и меньшего оснований и длину. Вместо одного из указанных элементов может быть задан угол наклона а, уклон или конусность. В этом случае для определения недостающих размеров пользуются вышеприведенными формулами (9), (10) и (11).


Пример 1. Дан конус, у которого d=30 мм, /=500 мм, К=1: 20. Определить больший диаметр конуса.
Решение. Из формулы (9)

Пример 2. Дан конус, у которого D=40 мм, l = 100 мм, а=5 , Определить меньший диаметр конуса.
Решение. Из формулы (11)

По таблице тангенсов находим tg5°=0,087. Следовательно, d=40-2*100Х Х0,87=22,6 мм.
Пример 3. Определить угол уклона а, если на чертеже указаны размеры конуса: D-50 мм, d=30 мм, /=200 мм.
Решение. По формуле (11)

Из таблицы тангенсов находим а=2 50 .
Пример 4. Дан конус, у которого D=60 мм, /=150 мм, К=1: 50. Определить угол уклона а.
Решение. Так как уклон равен половине конусности, можно записать:

По таблице тангенсов находим а=0 30 .
3. Нормальные конусы. Конусы, размеры которых стандартизованы, называются нормальными. К ним относятся конусы Морзе, метрические, конусы для насадных разверток и зенкеров с конусностью 1:50 0, под конические штифты - с конусностью 1:50, для конических резьб с конусностью 1: 16 и др.
Наибольшее распространение в машиностроении получили инструментальные конусы Морзе и метрические, основные размеры которых приведены в табл. 13.

Размеры конусов Морзе выражаются дробными числами. Это объясняется тем, что впервые стандарт на них был принят в дюймовой системе измерения, которая сохранилась до настоящего времени. Конусы Морзе имеют различную конусность (примерно 1 20), метрические конусы одинаковую - 1:20.

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.

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?

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.

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 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.

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.

Общие сведения о конусах. Коническая поверхность характеризуется следующими параметрами (рис. 4.31): меньшим d и большим D диаметрами и расстоянием 1 между плоскостями, в которых расположены окружности диаметрами D u d. Угол а называется углом наклона конуса, а угол 2α - углом конуса.

Рис. 4.31. Геометрия конуса:
d и D - меньший и больший диаметры; l - расстояние между плоскостями; α - угол наклона конуса; 2α - угол 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 а, 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.

Рис. 4.32. Обработка конической поверхности путем поворота верхних салазок суппорта:
2α - угол конуса; α - угол наклона конуса

Коническую поверхность большой длины с углом 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.

Рис. 4.33. Обработка конической поверхности путем смещения задней бабки: d и D - меньший и больший диаметры; l - расстояние межау плоскостями; h - расстояние между центрами; h - смещение заднего центра; α - угол наклона конуса

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 3. 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.

Рис. 4.34. Обработка конической поверхности с применением копирных устройств:
а - при продольном перемещении суппорта: 1 - суппорт; 2 - тяга; 3 - зажим; 4 - ползун; 5 - ось; 6 - копирная линейка; 7 - плита: 8 - болт; б - при поперечном перемещении суппорта: 1 - приспособление; 2 - копир; 3 - копир-ный ролик; 4 - внутренняя коническая поверхность; α - угол поворота копирной линейки

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.

Рис. 4.35. Центровые отверстия:
1 - незащищенные от повреждений; б - защищенные от повреждений

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 самоцент-рирующем 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).

Рис. 4.36. Центровые инструменты:
а - цилиндрическое сверло; б - однозубая зенковка; в - многозубая зенковка; г - комбинированное сверло без предохранительной фаски; д - комбинированное сверло с предохранительной фаской

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.

Рис. 4.37. Приспособление для накернивания центровых отверстий без предварительной разметки:
1 - корпус; 2 - кернер; 3 - вал

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.

Рис. 4.38. Калибр-втулка для проверки наружных конусов (а) пример ее применения (б):
А, В - метки

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.

Контрольные вопросы

1. Что называют конусностью и как она обозначается?
2. Какие существуют методы обработки наружных конических поверхностей?
3. Какие существуют методы обработки внутренних конических поверхностей?
4. Расскажите, как обрабатывают центровые отверстия.
5. Расскажите, как производят контроль конических поверхностей.

← Вернуться