Метод крепления и установки заготовки в станке выбирают с учетом точности обработки, габаритов и жесткости материала. Обработка в центрах — это один из широко используемых методов точения деталей на токарном оборудовании.

Когда применяется крепление в центры

установка заготовки с помощью оправки: 1 — оправка средняя часть; 2 — лыска; 3 — центровые отверстия; 4 — заготовка

• Так протачивают длинные детали, у которых длина пятикратно превышает поперечник;
• если нужно создать концентричность поверхностей во время фиксации;
• дальнейший этап точения проходит на шлифовальном оборудовании;
• технология не предусматривает другие методы.

Технология крепления

Заготовка фиксируется в центрах с использованием специальных оправок. Для этого конус оправки не должен превышать 1:2000. На подготовительном этапе в торцах детали делают центральные выемки, в которые будут вставлены верхушки обоих центров. Оправку обрабатывают смазкой и плотно натягивают болванку. Для большей плотности по концу оправки аккуратно постукивают деревянным чурбачком. Закрепление детали в оправках такого типа может меняться в зависимости от ее поперечника.

Движение болванке передается посредством поводкового патрона, который надевается на резьбу шпинделя. Палец поводкового патрона принуждает болванку к вращению. Этот метод более опасен для оператора станка, поэтому предпочтительнее использовать планшайбу поводкового типа с защитным кожухом. Болт закрепляют хомутиком, который опирается на лыску оправки.

Установка заготовок с отверстиями (например, зубчатых колес или втулок) происходит с использованием центровых оправок разнообразной формы. Один из типов оправок имеет шейку в форме цилиндра, на нее надевают заготовку и закрепляют шайбой с гайкой. Гайка прижимается к буртику и фиксирует полученную конструкцию. Слева при помощи винта крепится хомутик. Деталь фиксируется в станке для точения выемками на торцевых участках оправки.

Конструкции центров

Центры для токарной обработки могут иметь различную конструкцию. Самая распространенная представляет собой конус, на него надевается заготовка, а также хвостовик конической формы. Хвостовик должен совпадать с отверстиями пиноли и шпинделя станка.

Для закрепления заготовок с внешними конусами используются обратные центры. Конусообразное окончание должно совпадать с серединой хвостовика. Чтобы проверить совпадение в шпиндель вставляется центр и запускается на малых оборотах. Об исправности детали говорит отсутствие биения.

Задний центр чаще всего неподвижный, передний вращается с заготовкой и шпинделем. В результате трения выходят из строя обе поверхности, поэтому необходимо наносить смазку:

• мела — 25%;
• тавота — 65%;
• графита — 5%;
• серы — 5%.

Перед смешиванием необходимо растереть в порошок без комков серу и мел. Если не использовать смазку, поверхности центров разрушатся, изменится их конфигурация.

Во время точения заготовок на больших скоростях центры быстрее изнашиваются, увеличивается отверстие в торце самой детали. Чтобы уменьшить разрушение заднего конуса на него наплавляют износостойкий слой.

Стандартный центр используют при скоростях до 120 оборотов в минуту. Во время работы с громоздкими и тяжелыми заготовками на высоких оборотах, при выборке крупной стружки жесткости конструкции мало: деталь начинает вибрировать и может отжаться.

Поэтому используют вращающиеся центры, смонтированные в заднюю стойку. Он содержит шпиндель, который крутится в радиально-упорном подшипнике. При высоких нагрузках предпочтительнее роликоподшипник, при средних — шарикоподшипник.

Отладка оборудования

Чтобы во время точения получилась деталь цилиндрической формы, нужно совместить центры с осью шпинделя и передвигать по ней резак.

Правильность отладки проверяется так: оба центра придвигаются друг к другу. Когда их верхушки совмещаются, можно закреплять заготовку и приступать к ее обтачиванию.

В противном случае необходимо проверить положение задней стойки, иначе поверхность детали невозможно будет вывести в конус. Иногда центры не совпадают из-за мусора в шпинделе и пиноли, поэтому предварительно их прочищают. Если после всех процедур биение продолжается, его требуется заменить.

Проверив положение, можно закреплять заготовку:

1. Пиноль выдвигаем из стойки на 35 — 45 мм.
2. Задняя стойка перемещается вдоль станины и фиксируется в нужном месте.
3. Обрабатываем выемку в заготовке, которая будет совмещаться с задней стойкой.
4. Совмещаем болванку с передним центром и, придерживая, вставляем конус задней стойки в подготовленную выемку детали. Вылет пиноли из задней стойки должен быть небольшим. Чем меньше вылет, тем устойчивее и жестче пиноль.
5. Прокручиваем болванку, поджимаем пиноль в стойке.

Необходимо иметь в виду, что во время точения инструмент нажимает на заготовку. В результате чего при плохой фиксации или неправильном положении резака деталь может вылететь. Поэтому установка и крепление в центрах это очень важный момент при токарной обработке.

Видео демонстрирует токарную обработку детали, зафиксированной в центрах:

На главную

раздел пятый

Основные операции и работы,
выполняемые на токарном станке

Глава XI

Обтачивание наружных цилиндрических поверхностей

На токарных станках можно обрабатывать детали, поверхности которых имеют форму тел вращения. Большинство деталей, применяемых в машиностроении, имеет цилиндрические поверхности, как, например, валики, втулки и др.

1. Резцы для продольного обтачивания

Для продольного обтачивания применяют проходные резцы. Проходные резцы разделяются на черновые и чистовые .

Черновые резцы (рис. 99) предназначены для грубого обтачивания - обдирки, производимой с целью быстро снять излишний металл; их называют часто обдирочными. Такие резцы изготовляют обычно с приваренной или припаянной, либо с механически прикрепленной пластинкой и снабжают длинной режущей кромкой. Вершину резца закругляют по радиусу r = 1-2 мм. На рис. 99, а показан резец черновой проходной прямой, а на рис. 99, б - отогнутый. Отогнутая форма резца очень удобна при обтачивании поверхностей деталей, находящихся около кулачков патрона, и для подрезания торцов. После обтачивания черновым резцом поверхность детали имеет крупные риски; качество обработанной поверхности получается вследствие этого низким.

Чистовые резцы служат для окончательного обтачивания деталей, т. е. для получения точных размеров и чистой, ровной поверхности обработки. Существуют различные виды чистовых резцов.

На рис. 100, а показан чистовой проходной резец, отличающийся от чернового главным образом большим радиусом закругления, равным 2-5 мм. Этот тип резца применяется при чистовых работах, которые производятся с небольшой глубиной резания и малой подачей. На рис. 100, б показан чистовой резец с широкой режущей кромкой, параллельной оси обрабатываемой детали. Такой резец позволяет снимать чистовую стружку при большой подаче и дает чистую и гладко обработанную поверхность. На рис. 100, в показан резец В. Колесова, который позволяет получать чистую и гладко обработанную поверхность при работе с большой подачей (1,5-3 мм/об) при глубине резания 1-2 мм (см. рис. 62).

2. Установка и закрепление резца

Перед обтачиванием нужно правильно установить резец в резцедержателе, следя за тем, чтобы выступающая из него часть резца была возможно короче - не больше 1,5 высоты его стержня.

При большем вылете резец при работе будет дрожать, в результате обработанная поверхность получится негладкой, волнистой, со следами дробления.

На рис. 101 показана правильная и неправильная установка резца в резцедержателе.

В большинстве случаев рекомендуется устанавливать вершину резца на высоте центров станка. Для этого применяют подкладки (не больше двух), помещая их под всей опорной поверхностью резца. Подкладка представляет собой плоскую стальную линейку длиной 150-200 мм, имеющую строго параллельные верхнюю и нижнюю поверхности. Токарь должен иметь набор таких подкладок разной толщины, чтобы получить необходимую для установки резца высоту. Не следует для этой цели пользоваться случайными пластинками.

Подкладки надо ставить под резец так, как показано на рис. 102 сверху.

Для проверки положения вершины резца по высоте подводят вершину его к одному из предварительно выверенных центров, как показано на рис. 103. Для этой же цели можно пользоваться риской, проведенной на пиноли задней бабки, на высоте центра.

Закрепление резца в резцедержателе должно быть надежным и прочным: резец должен быть закреплен не менее чем двумя болтами. Болты, закрепляющие резец, должны быть равномерно и туго затянуты.

3. Установка и закрепление деталей в центрах

Распространенным способом обработки деталей на токарных станках является обработка в центрах (рис. 104). При этом способе в торцах обрабатываемой детали предварительно засверливают центровые отверстия - центруют деталь. При установке на станке в эти отверстия входят острия центров передней и задней бабок станка. Для передачи вращения от шпинделя передней бабки к обрабатываемой детали применяется поводковый патрон 1 (рис. 104), навинчиваемый на шпиндель станка, и хомутик 2, закрепляемый винтом 3 на обрабатываемой детали.

Свободным концом хомутик захватывается пазом (рис. 104) или пальцем (рис. 105) патрона и приводит деталь во вращение. В первом случае хомутик делается отогнутым (рис. 104), во втором - прямым (рис. 105). Поводковый патрон с пальцем, показанный на рис. 105, представляет опасность для рабочего; более безопасным является поводковый патрон с предохранительным кожухом (рис. 106).

Существенными принадлежностями токарного станка являются центры . Обычно применяется центр, показанный на рис. 107, а.

Он состоит из конуса 1, на который устанавливается деталь, и конического хвостовика 2. Хвостовик должен точно подходить к коническому отверстию шпинделя передней бабки и пиноли задней бабки станка.

Передний центр вращается вместе со шпинделем и обрабатываемой деталью, тогда как центр задней бабки в большинстве случаев неподвижен и трется о вращающуюся деталь. От трения нагреваются и изнашиваются как коническая поверхность центра, так и поверхность центрового отверстия детали. Для уменьшения трения необходимо смазывать задний центр.

При обтачивании деталей на больших скоростях, а также при обработке тяжелых деталей работа на неподвижном центре задней бабки невозможна ввиду быстрого износа самого центра и разработки центрового отверстия.

В этих случаях применяют вращающиеся центры . На рис. 108 показана одна из конструкций вращающегося центра, вставляемого в коническое отверстие пиноли задней бабки. Центр 1 вращается в шариковых подшипниках 2 и 4. Осевое давление воспринимается упорным шариковым подшипником 5. Конический хвостовик 3 корпуса центра соответствует коническому отверстию пиноли.

Для сокращения времени на закрепление деталей вместо хомутиков с ручным зажимом часто применяют рифленые передние центры (рис. 109), которые не только центруют деталь, но и выполняют роль поводка. При нажиме задним центром рифления врезаются в обрабатываемую деталь и этим передают ей вращение. Для полых деталей применяют наружные (рис. 110, а), а для валиков-внутренние (обратные) рифленые центры (рис. 110, б).

Такой способ крепления позволяет обтачивать деталь по всей длине за одну установку. Обтачивание тех же деталей с обычным центром и хомутиком может быть произведено только за две установки, что значительно увеличивает время обработки.

Для легких и средних токарных работ применяют самозажимные хомутики . Один из таких хомутиков изображен на рис. 111. В корпусе 1 такого хомутика на оси установлен кулачок 4, конец которого имеет рифленую поверхность 2. После установки хомутика на деталь рифленая поверхность кулачка под действием пружины 3 прижимается к детали. После установки в центры и пуска станка палец 5 поводкового патрона, нажимая на кулачок 4, заклинивает деталь и приводит ее во вращение. Такие самозажимные хомутики значительно сокращают вспомогательное время.

4. Наладка станка для обработки в центрах

Для получения цилиндрической поверхности при обтачивании заготовки в центрах необходимо, чтобы передний и заданий центры находились на оси вращения шпинделя, а резец перемещался параллельно этой оси. Чтобы проверить правильность расположения центров, нужно придвинуть задний центр к переднему (рис. 112). Если острия центров не совпадают, необходимо отрегулировать положение корпуса задней бабки на плите, как было указано на стр. 127.

Несовпадение центров может быть также вызвано попаданием грязи или стружки в конические отверстия шпинделя или пи-ноли. Чтобы избежать этого, необходимо перед установкой центров тщательно протереть отверстия шпинделя и пиноли, а также коническую часть центров. Если центр передней бабки и после этого, как говорят, «бьет», значит он неисправен и должен быть заменен другим.

При точении деталь нагревается и удлиняется, создавая при этом усиленный нажим на центры. Чтобы предохранить деталь от возможного изгиба, а задний центр - от заедания, рекомендуется время от времени освобождать задний центр, а затем снова его поджимать до нормального состояния. Необходимо также периодически дополнительно смазывать заднее центровое отверстие детали.

5. Установка и закрепление деталей в патронах

Короткие детали обычно устанавливают и закрепляют в патронах, которые подразделяются на простые и самоцентрирующие.

Простые патроны изготовляют обычно четырехкулачковыми (рис. 113). В таких патронах каждый кулачок 1, 2, 3 и 4 перемещается своим винтом 5 независимо от остальных. Это позволяет устанавливать и закреплять в них различные детали как цилиндрической, так и нецилиндрической формы. При установке детали в четырехкулачковом патроне необходимо ее тщательно выверить, чтобы она не била при вращении.

Выверку детали при ее установке можно производить при помощи рейсмаса. Чертилку рейсмаса подводят к проверяемой поверхности, оставляя между ними зазор в 0,3-0,5 мм; поворачивая шпиндель, следят за тем, как изменяется этот зазор. По результатам наблюдения отжимают одни кулачки и поджимают другие до тех пор, пока зазор не станет равномерным по всей окружности детали. После этого деталь окончательно закрепляют.

Самоцентрирующие патроны (рис. 114 и 115) в большинстве случаев применяются трехкулачковые, значительно реже - двухкулачковые. Эти патроны очень удобны в работе, так как все кулачки в них перемещаются одновременно, благодаря чему деталь, имеющая цилиндрическую поверхность (наружную или внутреннюю), устанавливается и зажимается точно по оси шпинделя; кроме того, значительно сокращается время на установку и закрепление детали.

В нем кулачки перемещаются при помощи ключа, который вставляют в четырехгранное отверстие 1 одного из трех конических зубчатых колес 2 (рис. 115, в). Эти колеса сцеплены с большим коническим колесом 3 (рис. 115, б). На обратной плоской стороне этого колеса нарезана многовитковая спиральная канавка 4 (рис. 115, б). В отдельные витки этой канавки входят своими нижними выступами все три кулачка 5. Когда ключом повертывают одно из зубчатых колес 2, вращение передается колесу 3, которое, вращаясь, посредством спиральной канавки 4 перемещает по пазам корпуса патрона одновременно и равномерно все три кулачка. При вращении диска со спиральной канавкой в ту или другую сторону кулачки приближаются или удаляются от центра, соответственно зажимая или освобождая деталь.

Необходимо следить, чтобы деталь была прочно закреплена в кулачках патрона. Если патрон в исправном состоянии, то прочный зажим детали обеспечивается применением ключа с короткой ручкой (рис. 116). Другие способы зажима, например зажим с помощью ключа и длинной трубы, надеваемой на ручку, ни в коем случае не должны допускаться.

Кулачки патронов . Кулачки применяют закаленные и сырые. Обычно пользуются закаленными кулачками ввиду их малой изнашиваемости. Но при зажиме такими кулачками деталей с чисто обработанными поверхностями на деталях остаются следы в виде вмятин от кулачков. Во избежание этого рекомендуется применять также и сырые (незакаленные) кулачки.

Сырые кулачки удобны еще и тем, что их можно периодически растачивать резцом и устранять биение патрона, которое неизбежно появляется при длительной его работе.

Установка и закрепление деталей в патроне с поддержкой задним центром . Этот способ применяется при обработке длинных и сравнительно тонких деталей (рис. 116), которые недостаточно закрепить только в патроне, так как усилие от резца и вес выступающей части могут изогнуть деталь и вырвать ее из патрона.

Цанговые патроны . Для быстрого закрепления коротких деталей небольшого диаметра за наружную обработанную поверхность применяют цанговые патроны . Такой патрон показан на рис. 117. Коническим хвостовиком 1 патрон устанавливается в коническом отверстии шпинделя передней бабки. В выточке патрона установлена разрезная пружинящая втулка 2 с конусом, называемая цангой. В отверстие 4 цанги вставляют обрабатываемую деталь. Затем навертывают на корпус патрона при помощи ключа гайку 3. При навертывании гайки пружинящая цанга сжимается и закрепляет деталь.

Пневматические патроны . На рис. 118 показана схема пневматического патрона, который обеспечивает быстрое и надежное закрепление деталей.

На левом конце шпинделя закреплен воздушный цилиндр, внутри которого имеется поршень. Сжатый воздух по трубкам поступает в центральные каналы 1 и 2, откуда направляется в правую или левую полость цилиндра. Если воздух поступает по каналу 1 в левую полость цилиндра, то поршень вытесняет воздух из правой полости цилиндра по каналу 2 и наоборот. Поршень связан со штоком 3, соединенным со штангой 4 и ползуном 5, который действует на длинные плечи 6 коленчатых рычажков, короткие плечи 7 которых перемещают зажимные кулачки 8 патрона.

Длина хода кулачков составляет 3-5 мм. Давление воздуха обычно 4-5 am. Для приведения в действие пневматического цилиндра на корпусе коробки скоростей устанавливается распределительный кран 9, поворачиваемый рукояткой 10.

6. Навинчивание и свинчивание кулачковых патронов

Прежде чем навинчивать патрон на шпиндель, необходимо тщательно протереть тряпкой резьбу на конце шпинделя и в отверстии патрона и затем смазать их маслом. Легкий патрон подносят обеими руками непосредственно к концу шпинделя и навинчивают его до отказа (рис. 119). Тяжелый патрон рекомендуется положить на доску (рис. 120), подведя его отверстие к концу шпинделя, навинчивают патрон до отказа, как и в первом случае, вручную. При навинчивании патрона нужно следить за тем, чтобы оси патрона и шпинделя строго совпадали.

Для предупреждения случаев самоотвинчивания патронов в станках для скоростного резания применяют дополнительное закрепление патрона на шпинделе при помощи различных устройств

(навинчивание дополнительной гайки, закрепление патрона фасонными сухарями и др.).

Свинчивание патрона производится следующим образом. Вставляют в патрон ключ и обеими руками производят рывок на себя (рис. 121).

Другие способы свинчивания, связанные с резкими ударами по патрону или по кулачкам, недопустимы: патрон повреждается, кулачки в его корпусе расшатываются.

Навинчивание и свинчивание тяжелого патрона лучше производить, прибегая к помощи подсобного рабочего.

7. Приемы обтачивания гладких цилиндрических поверхностей

Обтачивание цилиндрических поверхностей обычно производят в два приема: сначала снимают начерно большую часть припуска (3-5 мм на диаметр), а затем оставшуюся часть (1-2 мм на диаметр).

Чтобы получить заданный диаметр детали, необходимо установить резец на требуемую глубину резания. Для установки резца на глубину резания можно применить способ пробных стружек или пользоваться лимбом поперечной подачи.

Для установки резца на глубину резания (на размер) способом пробных стружек необходимо:
1. Сообщить детали вращательное движение.
2. Вращением маховичка продольной подачи и рукоятки винта поперечной подачи вручную подвести резец к правому торцу детали так, чтобы его вершина коснулась поверхности детали.
3. Установив момент касания, отвести вручную резец вправо от детали и вращением рукоятки винта поперечной подачи переместить резец на нужную глубину резания. После этого обтачивают деталь с ручной подачей на длине 3-5 мм, останавливают станок и измеряют диаметр обточенной поверхности штангенциркулем (рис. 122). Если диаметр получится больше требуемого, резец отводят вправо и устанавливают его на несколько большую глубину, снова протачивают поясок и опять делают измерение. Все это повторяют до тех пор, пока не будет получен заданный размер. Тогда включают механическую подачу и обтачивают деталь по всей заданной длине. По окончании выключают механическую подачу, отводят резец назад и останавливают станок.

В таком же порядке производят чистовое обтачивание.

Пользование лимбом винта поперечной подачи . Для ускорения установки резца на глубину резания у большинства токарных станков имеется специальное приспособление. Оно расположено у рукоятки винта поперечной подачи и представляет собой втулку или кольцо, на окружности которого нанесены деления (рис. 123). Эта втулка с делениями называется лимбом. Деления отсчитывают по риске, имеющейся на неподвижной втулке винта (на рис. 123 эта риска совпадает с 30-м штрихом лимба).

Число делений на лимбе и шаг винта могут быть различными, следовательно, различной будет и величина поперечного перемещения резца при повороте лимба на одно деление. Предположим, что лимб разделен на 100 равных частей, а винт поперечной подачи имеет резьбу с шагом 5 мм. При одном полном обороте рукоятки винта, т. е. на 100 делений лимба, резец переместится в поперечном направлении на 5 мм. Если же повернуть рукоятку на одно деление, то перемещение резца составит 5:100 = 0,05 мм.

Следует иметь в виду, что при перемещении резца в поперечном направлении радиус детали после прохода резца уменьшится на такую же величину, а диаметр детали - на удвоенную. Таким образом, для того чтобы уменьшить диаметр детали, например с 50,2 до 48,4 мм, т. е. на 50,2 - 48,4 = 1,8 мм, необходимо переместить резец вперед на половинную величину, т. е. на 0,9 мм.

Устанавливая резец на глубину резания при помощи лимба винта поперечной подачи, необходимо, однако, учитывать зазор между винтом и гайкой, образующий так называемый «мертвый ход». Если упустить это из вида, то диаметр обработанной детали будет отличаться от заданного.

Поэтому при установке резца на глубину резания при помощи лимба необходимо соблюдать следующее правило. Всегда подходить к требуемой установке по лимбу медленным правым вращением рукоятки винта (рис. 124, а; требуемая установка - 30-е деление лимба).

Если же повернуть рукоятку винта поперечной подачи на величину больше требуемой (рис. 124, б), то для исправления ошибки ни в коем случае не подавать рукоятку назад на величину ошибки, а нужно сделать почти полный оборот в обратную сторону, а затем вращать рукоятку снова вправо до требуемого деления по лимбу (рис. 124, в). Так же поступают, когда надо отвести резец назад; вращая рукоятку влево, отводят резец более чем это нужно, а затем правым вращением подводят к требуемому делению лимба.

Перемещение резца, соответствующее одному делению лимба, на разных станках различно. Поэтому, приступая к работе, необходимо определить величину перемещения, отвечающую на данном станке одному делению лимба.

Пользуясь лимбами, наши токари-скоростники добиваются получения заданного размера и без пробных стружек.

8. Обработка деталей в люнетах

Длинные и тонкие детали, длина которых в 10-12 раз больше их диаметра, при обтачивании прогибаются как от собственного веса, так и от усилия резания. В результате деталь получает неправильную форму - в середине она оказывается толще, а по концам - тоньше. Избежать этого можно, применив особое поддерживающее приспособление, называемое люнетом . При применении люнетов можно обтачивать детали с высокой точностью и снимать стружку большего сечения, не опасаясь прогиба детали. Люнеты б,шают неподвижные и подвижные.

Неподвижный люнет (рис. 125) имеет чугунный корпус 1, с которым посредством откидного болта 7 скрепляется откидная крышка 6, что облегчает установку детали. Корпус люнета внизу обработан соответственно форме направляющих станины, на которых он закрепляется посредством планки 9 и болта 8. В отверстиях корпуса при помощи регулировочных болтов 3 перемещаются два кулачка 4, а на крыше - один кулачок 5. Для закрепления кулачков в требуемом положении служат винты 2. Такое устройство позволяет устанавливать в люнет валы различных диаметров.

Прежде чем установить необточенную заготовку в неподвижный люнет, нужно проточить у нее посередине канавку под кулачки шириной немного больше ширины кулачка (рис. 126). Если заготовка имеет большую длину и малый диаметр, то при этом неизбежен ее прогиб. Во избежание этого протачивают дополнительную канавку ближе к концу заготовки и, установив в ней люнет, протачивают основную канавку посередине.

Неподвижные люнеты применяют также для отрезания концов и подрезания торцов у длинных деталей. На рис. 127 показано использование неподвижного люнета при подрезании торца: деталь закреплена одним концом в трехкулачковом патроне, а другим установлена в люнете.

Таким же образом можно обработать точное отверстие с торца длинной детали, например, расточить коническое отверстие в шпинделе токарного станка или просверлить такую деталь по всей ее длине.

Подвижный люнет (рис. 128) используют при чистовом обтачивании длинных деталей. Люнет закрепляют на каретке суппорта так, что он вместе с ней перемещается вдоль обтачиваемой детали, следуя за резцом. Таким образом, он поддерживает деталь непосредственно в месте приложения усилия и предохраняет деталь от прогибов.

Подвижный люнет имеет только два кулачка. Их выдвигают и закрепляют так же, как кулачки неподвижного люнета.

Люнеты с обычными кулачками не пригодны для скоростной обработки из-за быстрого износа кулачков. В таких случаях применяют люнеты с роликовыми или шариковыми подшипниками (рис. 129) вместо обычных кулачков, благодаря чему облегчается работа роликов и уменьшается нагрев обрабатываемой детали.

9. Приемы обтачивания цилиндрических поверхностей с уступами

При обработке на токарных станках партии деталей ступенчатой формы (ступенчатые валики) с одинаковой длиной у всех деталей отдельных ступеней новаторы в целях сокращения времени на измерение длины применяют продольный упор, ограничивающий перемещение резца, и лимб продольной подачи.

Использование продольного упора . На рис. 130 показан продольный упор. Он закрепляется болтами на передней направляющей станины, как показано на рис. 131; место закрепления упора зависит от длины обтачиваемого участка детали.

При наличии на станке продольного упора можно обрабатывать цилиндрические поверхности с уступами без предварительной разметки, при этом, например, ступенчатые валики обтачиваются за одну установку значительно быстрее, чем без упора. Достигается это укладкой между упором и суппортом ограничителя длины (мерной плитки), соответствующего по длине ступени валика.

Пример обтачивания ступенчатого валика при помощи упора 1 и мерных плиток 2 и 3 показан на рис.131. Обтачивание ступени а 1 производится до тех пор, пока суппорт не упрется в мерную плитку 3. Сняв эту плитку, можно обтачивать следующую ступень валика длиной а 2 до момента, когда суппорт упрется в плитку 2. Наконец, сняв плитку 2, протачивают ступень а 3 . Как только суппорт дойдет до упора, необходимо выключить механическую подачу. Длина мерной плитки 2 равна длине уступа a 3 , а длина плитки 3 - соответственно длине уступа а 2 .

Применять жесткие упоры можно только на станках, имеющих автоматическое выключение подачи при перегрузке (например, 1А62 и другие новые системы станков). Если станок такого устройства не имеет, то производить обтачивание по упору можно только при условии заблаговременного выключения механической подачи и доведения суппорта до упора вручную, иначе неизбежна поломка станка.

Использование лимба продольной подачиИспользование лимба продольной подачи . Для сокращения времени, затрачиваемого на измерение длин обрабатываемых деталей, на современных токарных станках установлен лимб продольной подачи . Этот лимб представляет вращающийся диск большого диаметра (рис. 132), расположенный на передней стенке фартука и за маховичком продольной подачи. На окружность диска нанесены равные деления. При вращении маховичка поворачивается и лимб, связанный зубчатой передачей с колесом продольной подачи. Таким образом, определенному продольному перемещению суппорта с резцом соответствует поворот лимба на определенное число делений относительно неподвижной риски.

При обработке ступенчатых деталей использование лимба продольной подачи весьма рационально. В этом случае токарь перед обработкой первой детали из партии намечает предварительно резцом при помощи штангенциркуля длину ступеней, а затем начинает их обтачивать. Обточив первую ступень, он устанавливает продольный лимб в нулевое положение относительно неподвижной риски. Обтачивая следующие ступени, он запоминает (или записывает) соответствующие показания лимба относительно той же риски. Обтачивая последующие детали, токарь пользуется показаниями, установленными при обтачивании первой детали.

Использование поперечного упора . Для сокращения времени, затрачиваемого на измерение диаметров при обработке ступенчатых деталей, на ряде токарных станков возможно использование поперечного упора.

Один из таких упоров показан на рис. 133. Упор состоит из двух частей. Неподвижную часть 1 устанавливают на каретке и закрепляют болтами 2; упорный штифт 6 неподвижен. Подвижный упор 3 устанавливают и закрепляют болтами 4 на нижней части суппорта. Винт 5 устанавливают точно на требуемый размер детали. Конец винта 5, упираясь в штифт 6, предопределяет требуемый размер детали. Помещая между штифтом 6 и винтом 5 мерные плитки, можно производить обтачивание детали со ступенями различных диаметров.

10. Режимы резания при обтачивании

Выбор глубины резания . Глубину резания при обтачивании выбирают в зависимости от припуска на обработку и вида обработки - черновой или чистовой (см. стр. 101-102).

Выбор величины подачи . Подачу также выбирают в зависимости от вида обработки. Обычно принимают подачу при черновом обтачивании от 0,3 до 1,5 мм/об, а при получистовом и чистовом от 0,1 до 0,3 мм/об при работе нормальными резцами и 1,5-3 мм/об при работе резцами конструкции В. Колесова.

Выбор скорости резания . Скорость резания обычно выбирают по специально разработанным таблицам в зависимости от стойкости резца, качества обрабатываемого материала, материала резца, глубины резания, подачи, вида охлаждения и др. (см., например, табл. 6, стр. 106).

11. Брак при обтачивании цилиндрических поверхностей и меры его предупреждения

При обтачивании цилиндрических поверхностей возможны следующие виды брака:
1) часть поверхности детали осталась необработанной;
2) размеры обточенной поверхности неверны;
3) обточенная поверхность получилась конической;
4) обточенная поверхность получилась овальной;
5) чистота обработанной поверхности не соответствует указаниям в чертеже;
6) сгорание заднего центра;
7) несовпадение поверхностей при обработке валика в центрах с двух сторон.

1. Брак первого вида получается из-за недостаточных размеров заготовки (недостаточного припуска на обработку), плохой правки (кривизна) заготовки, неправильной установки и неточной выверки детали, неточного расположения центровых отверстий и смещения заднего центра.
2. Неверные размеры обточенной поверхности возможны при неточной установке резца на глубину резания или неправильном измерении детали при снятии пробной стружки. Устранить причины этого вида брака можно и должно повышением внимания токаря к выполняемой работе.
3. Конусность обточенной поверхности получается обычно в результате смещения заднего центра относительно переднего. Для устранения причины этого вида брака необходимо правильно установить задний центр. Обычной причиной смещения заднего центра является попадание грязи или мелкой стружки в коническое отверстие пиноли. Очисткой центра и конического отверстия пиноли можно устранить и эту причину брака. Если же и после очистки острия переднего и заднего центров не совпадают, надо соответственно переместить корпус задней бабки на ее плите.
4. Овальность обточенной детали получается при биении шпинделя из-за неравномерной выработки его подшипников или неравномерного износа его шеек.
5. Недостаточная чистота поверхности при обтачивании может быть по ряду причин: большая подача резца, применение резца с неправильными углами, плохая заточка резца, малый радиус закругления вершины резца, большая вязкость материала детали, дрожание резца из-за большого вылета, недостаточно прочное крепление резца в резцедержателе, увеличенные зазоры между отдельными частями суппорта, дрожание детали из-за непрочного крепления ее или вследствие износа подшипников и шеек шпинделя.

Все перечисленные причины брака могут быть своевременно устранены.

6. Сгорание жесткого центра задней бабки может быть вызвано следующими причинами: слишком туго закреплена деталь между центрами; плохая смазка центрового отверстия; неправильная зацентровка заготовки; высокая скорость резания.
7. Несовпадение поверхностей обработки при обтачивании с двух сторон в центрах получается главным образом как следствие биения переднего центра или разработки центровых отверстий в заготовке. Для предупреждения брака необходимо при чистовой обработке проверить состояние центровых отверстий заготовки, а также следить за тем, чтобы не было биения центра передней бабки.

12. Техника безопасности при обтачивании цилиндрических поверхностей

Во всех случаях обработки на токарных станках необходимо обращать внимание на прочное закрепление детали и резца.

Надежность крепления детали, обрабатываемой в центрах, в значительной мере зависит от состояния центров. Нельзя работать с изношенными центрами, так как деталь под действием усилия резания может быть вырвана из центров, отлететь в сторону и нанести токарю ранение.

При обработке деталей в центрах и патронах выступающие части хомутика и кулачки патрона нередко захватывают одежду рабочего. Эти же части могут быть причиной повреждения рук при измерении детали и уборке станка на ходу. Для предупреждения несчастных случаев следует устраивать у хомутиков предохранительные щитки или применять безопасные хомутики, а кулачковые патроны ограждать. Совершенный тип безопасного хомутика показан на рис. 134. Обод 3 прикрывает не только головку болта 2, но и палец 1 поводкового патрона.

Для защиты рук и одежды токаря от выступающих частей патрона или планшайбы на современных токарных станках применяется специальное ограждение (рис. 135). Кожух 1 приспособления шарнирно соединен с пальцем 2, закрепленным на корпусе передней бабки.

При установке деталей в центрах нужно обращать внимание на правильность центровых отверстий. При недостаточной их глубине деталь во время вращения может сорваться с центров, что очень опасно. Точно так же, закрепив деталь в патроне, надо проверить, вынут ли ключ. Если ключ остался в патроне, то при вращении шпинделя он ударится о станину и отлетит в сторону. В этом случае возможны и поломка станка, и нанесение ранения рабочему.

Причиной несчастных случаев часто является стружка, особенно сливная, которая при высоких скоростях резания сходит непрерывной лентой. Такую стружку ни в коем случае нельзя удалять или обрывать руками, она может причинить сильные порезы и ожоги. Следует во всех возможных случаях применять стружколоматели. В крайнем случае, когда ломание стружки не достигается, следует удалять ее специальным крючком.

При обработке материалов, дающих короткую отскакивающую стружку, необходимо пользоваться защитными очками или применять предохранительные щитки из небьющегося стекла или целлулоида (рис. 136), прикрепляемые на шарнирной стойке к каретке. Сметать мелкую стружку, получающуюся при обработке хрупких металлов (чугуна, твердой бронзы), нужно не руками, а щеткой.

Возможны ранения рук при установке и закреплении резцов в результате срыва ключа с головок крепежных болтов резцедержателя. Срыв ключа происходит при изношенных губках ключа и головках болтов. Часто, однако, срыв происходит и от того, что токарь пользуется ключом, размер которого не соответствует размеру болта.

Установка резца по высоте центров при помощи всякого рода не приспособленных для этого подкладок (металлических обрезков, кусочков ножовок и т. п.) не обеспечивает устойчивого положения резца во время его работы. Под давлением стружки такие подкладки смещаются, и установка резца разлаживается. При этом ослабевает и крепление резца. В результате подкладки и резец могут выскочить из резцедержателя и поранить токаря. Кроме того, во время установки резца и при работе на станке возможны повреждения рук об острые кромки металлических подкладок. Поэтому рекомендуется каждому токарю иметь набор подкладок, различных по толщине, с хорошо обработанными опорными плоскостями и краями.

Контрольные вопросы 1. Как правильно установить резец в резцедержателе?
2. Как проверить положение вершины резца относительно линии центров?
3. Как устанавливают и закрепляют детали при обтачивании цилиндрических поверхностей?
4. В чем различие между условиями работы переднего и заднего центров?
5. Как устроен вращающийся центр и в каких случаях его применяют?
6. Как устроен рифленый передний центр и в чем его преимущества?
7. Как проверить правильность установки центров для обтачивания цилиндрической поверхности?
8. Как устроен самоцентрирующий патрон? Назовите его детали, правила установки и подготовки его к работе.
9. Как произвести выверку детали при ее установке в четырехкулачковом патроне?
10. Каково назначение лимба винта поперечной подачи?
11. Для чего служит лимб продольной подачи? Как он устроен?
12. Для чего служат люнеты и в каких случаях они применяются?
13. Как устроен неподвижный люнет?
14. Как устроен подвижный люнет?
15. Как подготовляется заготовка вала для установки в люнет?
16. Приведите пример использования продольного упора; поперечного упора.
17. Какие виды брака возможны при обтачивании цилиндрических поверхностей? Как устранить причины брака?
18. Перечислите основные правила техники безопасности при обтачивании цилиндрических поверхностей.

К этим деталям относятся эксцентрики, эксцентричные валики, коленчатые валы, отличительной особенностью которых является наличие нескольких поверхностей вращения со строго параллельными осями. Обеспечение параллельности этих осей, расстояния между ними и их углового расположения (например, при обработке коленчатых валов) является одной из задач, возникающих при обработке эксцентричных деталей.

Типичный эксцентрик показан на рис. 211, а. У этой детали должны быть обработаны поверхности А и В и отверстие С, причем поверхность А имеет ось 0 1 0 1 а поверхность В - ось 0 2 0 2 , не совпадающую с первой и отстоящую от нее на расстоянии е. Кроме того, должны быть обработаны все торцовые поверхности детали. Один из способов обработки эксцентриков состоит в следующем. У детали, закрепленной в четырехкулачковом патроне за поверхность А, обрабатываются поверхность В, отверстие С и торцы, доступные для обработки. После этого деталь надевается на оправку, центровые отверстия которой смещены относительно ее наружной поверхности на величину е. Установив оправку на центры, обрабатывают поверхность А детали и последний торец.

Рис. 211. Эксцентрик (а) и его обработка (б)

При отсутствии такой оправки обработку рассматриваемою эксцентрика можно выполнить следующим образом. Закрепив эксцентрик в четырехкулачковом патроне за поверхность В, надо обработать поверхность А эксцентрика и его левый (по рис. 211, а) торец. После этого эксцентрик закрепляется (рис. 211, б) в том же патроне за обработанную поверхность А.

Для проверки необходимого при этом смещения оси поверхности на величину е можно поступать так. Подведя к поверхности А детали резец, установленный задним концом вперед, измеряют величину просвета Т. В этот момент деталь должна быть установлена так, чтобы против торца резца находилась (рис. 211, б) самая «высокая» точка поверхности А. После этого измерения деталь поворачивают вместе с патроном на 180° так, чтобы против торца резца оказалась (рис. 211, в) самая «низкая» точка поверхности А, и снова измеряют просвет между этой поверхностью и торцом резца. Если просвет оказался равным Т+2е, можно приступить к обтачиванию поверхности В, обработке отверстия С и правых (по рис. 211, в) торцовых поверхностей детали. В большинстве случаев приходится несколько раз смещать деталь и столько же раз производить указанные выше измерения.

Для определения самой высокой точки поверхности А можно воспользоваться куском мела, как при проверке установки детали в четырехкулачковом патроне. При медленном вращении детали мел коснется ее и сделает отметку на наиболее высоком участке поверхности в виде линии, в середине которой находится самая высокая точка этой поверхности. Самая низкая точка ее лежит, очевидно, на противоположной стороне.

При небольшой величине е проверку смещения детали, установленной по рис. 211, б, можно производить с помощью индикатора, закрепленного в резцедержателе. Кнопка индикатора прижимается в этом случае к поверхности А медленно вращающейся детали, по колебаниям стрелки можно судить о величине смещения этой поверхности относительно оси вращения шпинделя станка.

Обработка эксцентричных валиков . Обработка таких деталей производится в патроне или в центрах. В первом случае необходимое смещение поверхностей валика достигается способами, рассмотренными выше, а во втором - использованием двух пар центровых отверстий (рис. 212), имеющихся в торцах валика. Первая пара отверстий, расположенных на оси 0 1 0 1 , используется при обтачивании поверхности диаметром D, а вторая пара, расположенная на оси 0 2 0 2 , - при обтачивании поверхности d. Оси 0 1 0 1 и 0 2 0 2 расположены на расстоянии, равном требуемому эксцентриситету е.

Рис. 212. Обработка эксцентричного валика

Точность выполнения этого размера в данном случае зависит от правильности центровки, которая производится по разметке или по кондуктору.

К токарным относится большая группа станков, предназначенных в основном для обработки поверхностей вращения, соосных оси шпинделя (цилиндрических, конических, фасонных, винтовых, а также торцовых). Для обработки наружных поверхностей деталей ти­па валов применяют как центровые, так и бес­центровые токарные станки. Концентрические поверхности деталей типа втулок и колец обрабатывают на токарно-центровых и па­тронных токарных станках. Детали типа ди­сков (со значительными по размеру торцовы­ми поверхностями) обрабатывают на лоботокарных станках, которые занимают меньшую площадь, чем центровые станки, и лучше при­способлены для обработки наружных и вну­тренних торцовых поверхностей детали. Лоботокарные станки имеют устройства для поддержания постоянной скорости резания, а также устройства для нарезания торцовых резьб (спиралей).

Обработку на токарных бесцентровых станках осуществляют вращающимися много­резцовыми головками при продольной подаче заготовок. На этих станках обтачивают трубы, сортовой прокат цилиндрической формы. Станки характеризуются высокой производи­тельностью; они относятся к группе спе­циальных станков. Широко применяют в про­мышленности универсальные токарные патронно-центровые станки горизонтальной компоновки.

Способы установки и выверки заготовок. Наиболее часто применяемые способы уста­новки и выверки заготовок приведены ниже. Погрешность установки заготовок см. гл. 1.

Установку на центрах наиболее часто при­меняют для валов, барабанов, цилиндров, а также различных заготовок, закрепленных на оправках. Мелкие и средние по массе заготов­ки устанавливают на цельные упорные центры (рис. 1,а). В случае подрезания торца заготов­ки со стороны задней бабки используют полуцентр . Задние центры при обработке с высоки­ми скоростями резания выполняют вращающимися (масса деталей до 20 т). Точность установки на таких центрах ниже, чем на цельных (радиальное биение допускается до 0,007 и 0,015 мм соответственно для центров повышенной и обычной точности). Заготовки с отверстием устанавливают на центры увели­ченного диаметра со срезанной вершиной ко­нуса (грибковые центры). На рис. 1,б задний центр - грибковый вращающийся, пере­дний - рифленый. Применение рифленого цен­тра (трехгранного или многозубого ) позволяет полностью обработать гладкий вал или цилиндр по наружной поверхности и подрезать оба торца у заготовки, так как обработку ве­дут без поводка. Однако установка на ри­фленые центры не обеспечивает высокой точ­ности (радиальное биение до 0,5 мм), допу­скает только однократное использование базы вследствие ее повреждения при первой уста­новке.

Заготовки малого диаметра устанавливают на обратные центры (рис. 1,в), используя при этом конусные фаски на наружной поверхно­сти. Передача крутящего момента при чисто­вой обработке таких заготовок возможна без поводка. Обработку конусов методом смеще­ния задней бабки осуществляют с установкой на шаровые центры (рис. 1,г).

Установка на плавающий передний центр (рис. 1,д) с базированием заготовки по торцу обеспечивает высокую точность размеров по оси (при способе автоматического получения размеров). Для уменьшения вибрации системы предусматривают стопорение центра вруч­ную-винтом 1 или автоматически - при заклинивании центра плунжерами 2 (рис. 1, е). Наличие в конструкции поводковой шайбы 3 позволяет вести обработку заготовки за один установ , так как отпадает необходимость применения поводкового устройства. Эту схе­му применяют при обработке заготовок диа­метром до 80 мм, длиной до 400 мм. При чер­новой обработке шайбу выполняют трехзубой (рис. 1, ж), при чистовой - многозубой (рис. 1,з). В последнем случае от зубьев поводково­го устройства на торце детали остаются более мелкие следы, Заготовки с отверстием боль­шого диаметра устанавливают на центры с помощью пробок или крестовин (рис.1, и - н ). Пробки выполняют цельными для D = 10 ÷ 150 мм (рис. 1, к) разжимными для D = 40 ÷ 350 мм (рис. 1, л), саморазжимными для D = 70 ÷ 450 мм (рис. 1,и). Регулируемые крестовины применяют при D = 400 ÷ 1500 мм (рис. 1,м); при D >1500 мм используют сварные крестовины (рис. 1,н).

Установку на пробках выполняют без вы­верки с точностью 0,03-0,10 мм, на сварных крестовинах - с точностью 0,2 мм. В случае установки заготовки на регулируемые кресто­вины контролируют радиальное биение и положение детали в горизонтальной и верти­кальной плоскостях с точностью 0,5 мм.

Установку в патроне и на заднем центре применяют в случае обработки заготовок больших диаметра и длины, при отсутствии центрового отверстия со стороны передней бабки. Точность установки в самоцентрирую­щихся патронах 0,05-0,10 мм; при использо­вании четырехкулачкового патрона установку выполняют с выверкой положения заготовки со стороны патрона по высоте и биения с точ­ностью 0,05 мм.

Установку в патроне и на неподвижном лю­нете используют для обработки отверстия и торца заготовки, а также участка заготовки, расположенного между люнетом и патроном.

При обработке тяжелых заготовок приме­няют люнеты открытого типа, в других слу­чаях - закрытого типа. Под люнеты протачи­вают (рис. 2,а) специальные пояски, В неко­торых случаях валы диаметром 30-200 мм можно устанавливать без обработки поясков с помощью регулируемых муфт (рис. 2,б). Установку заготовок проводят с выверкой по­ложения в горизонтальной и вертикальной плоскостях и биения с точностью 0,03 - 0,05 мм. Без выверки устанавливают заготовки в специальных патронах (рис. 2, в).

Установку на центрах с использованием подвижного люнета используют при обработке нежестких заготовок (рис. 3). К установоч­ной поверхности под люнет предъявляют вы­сокие требования по суммарным отклонениям и допускам формы и расположения поверхно­стей.

При установке в патронах обрабатывают заготовки небольшой длины. Наибольшая жесткость системы обеспечивается при крепле­нии заготовки за наружную или внутреннюю поверхность обода (венца), а наименьшая - при креплении за ступицу. Установку в само­центрирующихся патронах проводят без вы­верки с точностью 0,1 мм; в разрезной втулке или незакаленных кулачках - 0,03 мм; в четырехкулачковых патронах с выверкой по наруж­ному диаметру и торцу - с точностью 0,05 мм.

Заготовки с отверстием при высоких требо­ваниях к расположению баз и обрабаты­ваемых поверхностей устанавливают на кон­цевых или центровых оправках . Применяют оправки гладкие с зазором (рис. 4, а), кониче­ские (рис. 4,б), кулачковые (рис. 4,в), шари­ковые (рис. 4, г), роликовые самозаклинивающиеся (рис. 4, д ), цанговые (рис. 4, е), с тарель­чатыми пружинами (рис. 4, ж), с гидропластом (рис. 4, з ), упругими элементами гофрирован­ного типа (рис. 4, и), с натягом (рис. 4, к) и т.д.

На кулачковой оправке (см. рис. 4, в) заго­товка закрепляется несколькими кулачками 1, которые при установке оправки на центрах разводятся пальцами 2. Для закрепления заго­товки на шариковой оправке (рис. 4, г) сепара­тор с шариками необходимо сместить вдоль оси влево. Шарики при этом заклиниваются между заготовкой и втулкой 1. Роликовая оправка (рис. 4, д ) - самозаклинивающаяся. В начальный момент обработки заготовка не­сколько проворачивается относительно корпу­са 1; ролики 2 при этом заклиниваются между поверхностью отверстия и лысками корпуса. На оправки с упругими элементами (рис. 4, е - и) заготовку устанавливают с зазором, затем деформируют упругий элемент, с по­мощью которого устраняют зазор.

Оправка с натягом (рис. 4, к) позволяет за один установ обрабатывать наружную поверх­ность и торцы заготовки, в результате чего обеспечивается высокая точность расположе­ния поверхностей. На таких оправках часто обрабатывают зубчатые колеса перед нареза­нием зубьев. При запрессовке заготовки на оправку необходимо точно выдержать размер L . Для облегчения установки на оправке имеется направляющая часть 1 с направляю­щей шпонкой 2. Оправки такого типа приме­няют также для установки заготовок с глад­ким и шлицевым отверстием. Наибольшую точность расположения поверхностей обеспечивают оправки с натягом и оправки с упруги­ми элементами.

Детали сложной формы (рычаги, кор­пусные детали) при обработке на токарных станках устанавливают на планшайбе . Пра­вильность установки проверяют выверкой по­ложения цилиндрических поверхностей, торца и плоскости разъема. Для уменьшения вибра­ции применяют балансир.

Установку на угольнике применяют при обработке корпусных деталей, подшипников и т. д. Заготовку крепят в специальных при­способлениях (рис. 5) без выверки (точность установки 0,1 мм) или на универсальном угольнике с выверкой по разметке или обрабо­танным ранее поверхностям и плоскости разъ­ема - точность установки 0,5 мм. Крепление на угольнике часто применяют при обработке системы соосных отверстий разного диаметра в корпусных деталях на станках с ЧПУ. Сме­щением резца по радиусу можно получить за­данные размеры отверстий. На расточных станках с ЧПУ это сделать сложнее.

При отсутствии расточных станков тя­желые неуравновешенные корпусные детали обрабатывают на токарных станках с установ­кой заготовки на суппорте ; инструмент крепят в шпинделе с дополнительной опорой на за­дней бабке.

При выверке цилиндрических заготовок, устанавливаемых в трех- и четырехкулачковых патронах , проверяют биение заготовки (при большой длине биение проверяют у па­трона и у свободного конца) (рис. 6, а) и правильность расположения ее в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Контрольный инструмент при этом закре­пляют на суппорте или на станине станка. Правильное положение заготовки прямоуголь­ной формы обеспечивают следующими спосо­бами. При первом способе (рис. 6, б) заготовка поступает на токарную обработку с нане­сенными на торце разметочными рисками, на­ходящимися на расстоянии а и b от граней. При установке заготовки точку пересечения рисок необходимо совместить с осью враще­ния. Для этого измеряют расстояние от гори­зонтально расположенной риски (например, а) до направляющих или суппорта. После двух измерений (при исходном положении и после поворота патрона на 180°) определяют необ­ходимое смещение заготовки. Путем ослабле­ния одного и поджатия противоположного ку­лачка заготовку смещают в необходимое по­ложение.

При втором способе для ускорения уста­новки точку пересечения рисок кернят , заго­товку поджимают центром, а затем осторож­но подводят кулачки.

Для выверки положения составных загото­вок размечают положение диаметральной пло­скости, а затем индикатором проверяют поло­жение стыка (добиваются горизонтального положения плоскости стыка и совмещения ее с осью вращения).

При установке в патроне и неподвижном люнете контролируют биение заготовки у па­трона. Затем проверяют положение вала около люнета следующими методами. При наличии центрового отверстия положение за­готовки проверяют по кольцевому зазору ме­жду отверстием и центром с помощью щупа (рис. 7, г). Отклонение от соосности пиноли за­дней балки или осевого инструмента контро­лируют инструментом, закрепленным на пино­ли или на заготовке (рис. 7, а).

Правильность положения в вертикальной и горизонтальной плоскостях оценивают по зазору между иглой рейсмуса и поверхностью заготовки (рис. 7, б), с помощью индикаторов. Индикаторы можно закреплять на специаль­ном приспособлении (рис. 7, в). Показания ин­дикаторов корректируют с учетом фактическо­го диаметра заготовки в месте контроля, Некоторые заготовки после выверки (роторы турбин, генераторов и т. п.) окончательно устанавливают по методу, схема которого приведена на рис. 7, в. Отклонение от соосно­сти с контрольным пояском, расточенным в люнете, контролируют путем измерения расстояния от этого пояска до поверхности заго­товки в трех точках.

Схемы выполнения основных операций. Об­тачивание одним резцом - основной метод обработки на токарных станках. Вылет резца принимают не более 1,0-1,5 высоты его стержня соответственно для резцов с пластин­ками из твердого сплава и быстрорежущей стали. Вершину резца устанавливают на высо­те центров или несколько выше (черновое об­тачивание) или ниже (чистовое обтачивание). При R > 50 мм смещение проводят на величи­ну h ≤ 0,01 R (где R - радиус обрабатываемой заготовки). При чистовой обработке такая установка предохраняет от возможного брака вследствие деформации резца. Положение вер­шины резца проверяют по риске, нанесенной на пиноли задней бабки, по центру или с по­мощью специальных шаблонов. Наладку ин­струмента на размер по диаметру ведут мето­дом пробных ходов. Партию заготовок обра­батывают методом автоматического получе­ния размеров без смещения резца в попереч­ном направлении по лимбу, с помощью индикаторных и жестких упоров.

При обработке ступенчатых заготовок ис­пользуют поворотные многопозиционные упоры в сочетании с мерными плитками (рис. 8, а). Продольные размеры выдерживают по лимбу, по размеченным ранее рискам, по упорам (упоры могут быть жесткими, жесткими с плитками, барабанными и индикаторными) (рис. 8, б). Обтачивание с использова­нием многорезцовой наладки позволяет сокра­тить время обработки партия деталей.

Обработка торцов одним резцом . При обработке заготовок, закрепленных в патроне, применяют проходные резцы. Применение подрезных резцов при снятии больших припу­сков с подачей к центру приводит к образова­нию вогнутости. Поэтому чистовую обработ­ку торцов ведут с подачей резца от центра к периферии. С такой же подачей обрабаты­вают торцы у заготовок больших размеров, так как в результате изнашивания резца обра­зуется менее опасное при сборке деталей от­клонение - вогнутость.

Обработка отверстия осевым режущим ин­струментом . Инструмент (сверло, зенкер, раз­вертку) крепят в задней бабке или суппорте. Сверление спиральным сверлом ведут при l / d < 10. Инструментом для глубокого сверле­ния (рис. 9) обрабатывают отверстия с отно­шением l / d > 10. Отверстия значительной длины для уменьшения вибраций и повыше­ния точности обрабатывают с «обратной по­дачей» (оправка работает с растяжением).

Обработка отверстий расточным резцом. Отверстия d <70 мм, l < 150 мм при l / d <5 обрабатывают резцом, закрепленным в суп­порте (рис. 10,а); при d > 70 мм, l > 150 мм, l / d < 5 - резцом, закрепленным в расточной оправке (рис. 10,б); при l / d > 5 устанавливают дополнительную опору в шпинделе (рис. 10, в); при l / d > 10 применяют расточные головки с направляющими колодками (рис. 10, г). Закрытые отверстия, например камеры валков, обрабатывают специальными инстру­ментами. После ввода инструмента в отверстие вершина резца рычажным или иным ме­ханизмом устанавливается в рабочую пози­цию.

Обработка отверстия абразивным инстру­ментом. Используя специальные приспособле­ния, отверстия обрабатывают путем внутрен­него шлифования (рис. 11), суперфиниширова­ния , хонингования.

Прорезание канавок и отрезка . Обработка одним резцом - основной метод обработки простых канавок и отрезки деталей. Резцы устанавливают строго по высоте центров, без перекоса к оси заготовки. Узкие (шириной до 20 мм) канавки невысокой точности проре­зают за одни рабочий ход, более точные канавки - за три рабочих хода. Широкие канав­ки низкой точности прорезают сразу за несколько рабочих ходов; для канавок высо­кой точности после черновой выполняют чи­стовую обработку боковых стенок. Неответ­ственные фасонные канавки прорезают за один рабочий ход. В других случаях обработ­ку ведут вначале прорезным резцом, а затем фасонным. Прямым резцом отрезают тонко­стенные детали, отогнутым - толстостенные и валы. С использованием специальной налад­ки (рис. 12) можно отрезать несколько деталей или прорезать одновременно наружную и вну­треннюю канавки на детали.

Обработка конусных поверхностей. Фа­сонным резцом обрабатывают короткие на­ружные и внутренние конусы. Обработку мож­но вести с продольной и поперечной подача­ми. При высоких требованиях к точности инструмент устанавливают по шаблону с уче­том деформации системы.

Внутренние конусы (центрирующие фаски) при d < 1000 мм и конические отверстия обра­батывают специальными зенковками, зенкера­ми и развертками, Стандартизованные ко­нусные отверстия (в насадных инструментах и т. п.) обрабатывают комплектом разверток после сверления (диаметр сверла на 0,5- 1,0 мм меньше номинального размера первой развертки). При обработке с поворотом верх­них салазок суппорта наибольшая длина конуса ограничена, так как определяется ходом верхних салазок суппорта.

Способом смещения задней бабки обраба­тывают пологие наружные конусы невысокой точности. Метод прост, так как не требует специальной оснастки. При обработке проис­ходит смятие центрового гнезда, поэтому для установки лучше применять шаровой центр. Необходимое смещение задней бабки (обычно на величину не более 0,01 длины конусной по­верхности заготовки) устанавливают по шка­ле, нанесенной на этой бабке, по индикатору или по лимбу суппорта (при контроле с по­мощью щупа и бруска, закрепленного в суп­порте).

По конусной линейке обрабатывают ко­нусы с углом наклона до 12°. Способ обеспе­чивает более высокую точность по сравнению с предшествующим. Обработка по копиру с помощью электрических или гидравлических устройств по сравнению с обработкой по ко­нусной линейке обеспечивает большую точность и меньший износ копира. Обратная ко­нусность не более 30-40°. С помощью гитары поперечной подачи резцу задаются одновре­менная продольная и поперечная подачи. Me тод получения конуса при одновременной осе­вой и радиальной подачах широко применяют на станках с ЧПУ.

Обработка фасонных поверхностей . Фа­сонными резцами обрабатывают поверхности длиной до 60 мм (на крупных станках длиной до 150 мм) и переходные поверхности радиу­сом до 20 мм. Черновую обработку для повы­шения производительности ведут обычными резцами. При использовании поворотных при­способлений вершина резца перемещается на угол α по дуге окружности радиусом R , обра­батывая при этом сферическую наружную (рис. 13, а) и внутреннюю поверхности (рис. 13,б) или бочкообразный профиль (рис. 13,в) заготовки. Резец перемещают обычно с по­мощью червячной передачи (рис. 13, г).

Сферические поверхности заготовок сред­них размеров обрабатывают с помощью ры­чажных приспособлений разных конструкций. Например, одну опору рычага закрепляют на станине (рис. 14), другую - на суппорте. При подаче суппорта к оси резец перемещается по радиусу R , обрабатывая сферическую поверх­ность.

При обработке по копиру применяют при­способления прямого действия (сила резания действует на копир; износ и упругие деформа­ции копира велики, точность обработки низ­кая) и приспособления с усилительным эле­ментом. В приспособлениях прямого действия копир устанавливают соосно с деталью, кре­пят на задней бабке с помощью кронштейна сзади или спереди (рис. 15, а) станка. При этом ролик прижимается к копиру с разной силой (рис. 15,б). При чистовой обработке применяют схему II , на легких работах - схе­му I , при черновой обработке на тяжелых ра­ботах - схему III . В наиболее точных приспособлениях вместо ролика используют ножевой щуп. Для обработки поверхностей с углами подъема профиля более 35° применяют растя­нутые копирные линейки. С помощью спе­циального механизма такая линейка переме­щается относительно щупа с большей ско­ростью, что позволяет на линейке сделать углы подъема меньшими, чем на детали.

С помощью гидросуппорта можно обрабо­тать поверхности с возрастающими диаметра­ми и убывающими, но не более чем на величи­ну D - d ≤ l , где l - длина обрабатываемого участка. Применение гидросуппорта обеспечи­вает повышение производительности в 1,5-2 раза.

Специальными чашечными инструментами обрабатывают сферические внутренние (рис 16, а) и наружные (рис. 16,б - г) поверхности радиусом R , Шпиндель инструмента устано­влен под углом α :

где D - диаметр чашечного инструмента; b - расстояние между вершиной инструмента и центром сферы Инструмент при обработке вращается от специального привода.

Обработка кулачков, криволинейных кана­вок. По копиру, установленному соосно с де­талью, обрабатывают кулачки небольшой длины. Рычажное приспособление (рис. 17, а) применяют при перепадах профиля Rmax - Rmin ≤ 0,5 Rmin , но не более 150 мм. Аналогично обрабатывают спиральные канавки.

При изготовлении кулачка по копиру и обработанной поверхности копир неболь­шой толщины крепят к торцу заготовки (рис 17,б). По нему обрабатывают небольшой на­чальный участок; далее ролик перемещается по обработанному ранее участку поверхности. Этот метод применяют при обработке плавных кулачков с перепадом Rmax - Rmin ≤ 0,2 Rmin , но не более 100 мм. Точность обработки низкая.

Обработка эксцентрических поверхностей. При эксцентриситете более 8-10 мм в валах с эксцентриками сверлят смещенные центровые отверстия (рис. 18, а) по разметке или кондуктору. Детали с отверстиями устанавли­вают на оправки (рис. 18,б). При большом эксцентриситете применяют центросмесители (бугели): для D = 45÷860 мм - цельные (рис. 18,в), для D - 55÷250 мм - разъемные (рис. 18, г). При креплении на консольных оправках обработку выполняют без выверки. Точность обработки зависит от погрешности базирования детали на оправке (рис. 18, д ).

Положение смещенной заготовки при ис­пользовании четырехкулачкового патрона (рис. 19, а) контролируют с точностью 0,05 мм (по чисто обработанной поверхности). При использовании трехкулачковых патронов (рис. 19, б) толщина мерной пластинки b = 1,5е, где D - диаметр базы; е - эксцентриситет.

Эксцентрические поверхности обрабаты­вают также с помощью специальных патронов (рис. 19, в), состоящих из трехкулачкового па­трона 1, поворотного стола 2 и суппорта 3 для создания эксцентриситета. При установке де­тали в специальные кольца (рис. 20) растачи­вают отверстия, расположенные эксцентрично и под углом к наружной поверхности. При установке колец необходимо обеспечить их правильное расположение (обычно выверку проводят по риске, нанесенной на торцах ко­лец и образующей детали). При обработке правое кольцо крепят в патроне, левое - на люнете.

Проектирование токарной операции. На станках токарной группы обрабатывают раз­нообразные по форме и размерам детали, в основном относящиеся к классу тел враще­ния. Среди них детали типа валов имеют дли­ну в несколько раз большую диаметра; у дета­лей типа дисков диаметр больше длины, а у деталей типа втулок, цилиндров диаметр и длина - одного порядка. Различие форм и размеров деталей влияет на способ установ­ки заготовок для обработки и последователь­ность обработки. Но в то же время у этих деталей есть и много общего. Объединяющим признаком является то, что они образованы в основном наружными, внутренними и тор­цовыми поверхностями, имеющими общую ось вращения. Поэтому при обработке таких деталей помимо общей задачи получения за­данных размеров стоит технологическая зада­ча обеспечения соосности этих поверхностей и точного расположения торцов относительно оси детали. Эти требования обеспечиваются следующими способами установки и обработ­ки заготовок на токарных станках: 1) обра­боткой соосных поверхностей с одного установа ; 2) обработкой в два установа - сначала наружных поверхностей, а затем внутренних с базированием детали по наружной поверхно­сти (обработка от наружной поверхности); 3) обработкой в два установа - сначала вну­тренней поверхности, а затем наружной с ба­зированием по внутренней поверхности (обра­ботка от отверстия).

Обработка за один установ обеспечивает при изготовлении деталей высокой жесткости малые отклонения от соосности и перпендику­лярности торцов оси детали. Сказанное отно­сится и к обработке валов с установкой на центры, хотя эта обработка соответствует третьему способу. При зацентровке вала мож­но обрабатывать и отверстия. Переустановка вала не вызывает больших отклонений распо­ложения поверхностей Рассмотренные второй и третий способы относятся к обработке дета­лей, закрепляемых в патроне и на оправке.

Обработка от наружной поверхности (с ба­зированием по этой поверхности при обработ­ке отверстия) обеспечивает надежное закрепле­ние и передачу большого крутящего момента. Однако точность установки детали в патронах по наружной поверхности низкая, так как на размеры наружной поверхности назначают широкие допуски и погрешность установки в патроне высока, Но в некоторых случаях ис­пользование этого способа диктуется особен­ностями технологического процесса.

Если используется третий способ (обработ­ка от отверстия), то окончательная обработка детали проводится с установкой ее на оправке, что во многих случаях обеспечивает высокую точность расположения поверхностей (сравни­мую с точностью обработки за один установ ) и позволяет использовать более простые и точные приспособления (оправки). Крупно­габаритные детали на оправках не обрабаты­вают.

Кроме рассмотренных способов возможны и другие. Так, на станках с ЧПУ обработку выполняют за два установа . Сначала деталь обрабатывают с одной стороны, затем пово­рачивают ее на 180° и обрабатывают с другой стороны. В этом случае поверхности, свя­занные жесткими допусками, желательно обрабатывать за один установ .

В качестве заготовок при обработке на то­карных станках можно использовать поковки, отливки, штучные заготовки из проката. В ав­томатизированном производстве, в частности при обработке на станках с ЧПУ, использова­ние заготовок с низкой точностью недопусти­мо. В этом случае допуски и припуски загото­вок должны быть на 10-30% меньше, чем при обработке на станках с ручным управле­нием.

Валы перед обработкой должны подвер­гаться правке и термической обработке для улучшения обрабатываемости и снятия оста­точных напряжений. Термической обработке подвергают и другие детали.

Ужесточение требований по точности и свойствам материала заготовок, обрабаты­ваемых на станках с ЧПУ, объясняется необ­ходимостью уменьшить нагрузку на станок, стремлением уменьшить количество стружки, образующейся при обработке, создать наибо­лее благоприятные условия работы режущего инструмента. Станок, на котором проводятся обдирочная и черновая обработки, требует по­стоянного внимания оператора. Следователь­но, при этом нельзя организовать многоста­ночное обслуживание и включить станок в состав гибких производственных модулей и систем.

В некоторых случаях целесообразно при изготовлении деталей применять комплексные заготовки. Из комплексной заготовки можно обработать несколько деталей, различных, но близких по форме и размерам (рис. 21).

В качестве заготовки (особенно при авто­матизированном производстве: массовом - при обработке на автоматах и полуавтоматах и серийном - при обработке на станках с ЧПУ) часто используют прокат. Прокат раз­резают на части мерной длины на отрезных станках: ножовочных, ленточнопильных и круглопильных. Точность выполнения этой опера­ции влияет на последующую токарную опера­цию. Необходимо, чтобы отклонение от пер­пендикулярности торца наружной поверхности было минимальным. Наиболее производи­тельными способами являются отрезка прока­та дисковыми пилами и абразивными кругами. Наибольшая точность обеспечивается при вращении отрезаемой заготовки. При диаме­тре заготовки более 50 мм - заготовка штуч­ная (на одну деталь); при меньшем диаметре одну заготовку можно использовать для не­скольких деталей.

После получения штучной заготовки вала среднего размера обрабатывают технологиче­ские базы - два торца и центровые отверстия. Центровые отверстия и торцы валов являются базой не только на токарной, но и на шлифо­вальной операциях, а также при ремонте дета­лей. Поэтому к выполнению их предъявляют высокие требования по соосности , постоянству глубины, диаметра и угла конуса. Для выполнения этой операции применяют центро­вальные, центровально-подрезные, фрезерно-центровальные, центровально-отрезные стан­ки, а также универсальные токарные, фре­зерные, сверлильные и другие станки.

Обработка может вестись с последова­тельным или с параллельно-последова­тельным выполнением переходов. Целесооб­разность выполнения того или иного варианта обработки определяется технико-экономиче­ским расчетом. Как правило, совмещение переходов и применение станков для ком­плексной обработки во многих случаях целе­сообразно даже при небольшой загрузке стан­ков (10% и более). Кроме того двусторонние станки обеспечивают при обработке более вы­сокую точность расположения поверхностей (торцов и центровых отверстий) технологиче­ских баз. Так, при обработке на двустороннем центровальном автомате 2910 отклонение от соосности центрового отверстия к наружной поверхности не превышает 0,072-0,120 мм; допуск на глубину центрового отверстия со­ставляет 0,18-0,30 мм.

Двусторонние центровально-подрезные станки (например, МР179, 2931, 2932 и др.) по­зволяют также обтачивать концы валов, сни­мать фаски, сверлить и растачивать отверстия, нарезать резьбу. Применение оборудования подобного типа существенно влияет на после­дующую токарную обработку - во многих случаях вал можно обработать за один уста­вов, т. е. нет необходимости его переустана­вливать, так как наружная поверхность край­них шеек уже обработана.

Если токарная операция выполняется на станках с ЧПУ, то обработку технологических баз целесообразно выполнять на центровально-подрезных станках. Кроме того, после обработки на центровально-подрезных стан­ках не требуется дополнительная подрезка торца на токарном станке (после фрезерова­ния торцов их подрезка на токарном станке обязательна). Допуск на длину заготовок перед обработкой на станках с ЧПУ - не бо­лее 0,6 мм.

При последующей обработке валов (после термической обработки) требования к точно­сти обработки центровых отверстий повы­шаются. При шлифовании центровых отвер­стий на специальных станках (3922Р, 3922Е, MB -119 и др.) обеспечивается отклонение от круглости 1 - 3 мкм, отклонение от прямоли­нейности образующей до 4-6 мкм; параметр шероховатости поверхности до Ra = 0,63 мкм.

При закреплении заготовки типа втулок, дисков и т. п. в патроне станка с ЧПУ часто перед основной токарной операцией обра­батывают технологические базы на станках с ручным управлением. На станке с ЧПУ заго­товки закрепляют в патронах с использова­нием незакаленных кулачков. Для повышения точности установки незакаленные кулачки перед обработкой детали растачивают по спе­циальной программе за два перехода - черно­вой (рис. 22, а) и чистовой (рис. 22,б).

Правильный выбор технологических баз определяет отклонение расположения поверх­ностей заготовки в рабочей зоне станка, а сле­довательно, равномерность припуска при обработке, точность обработки взаимосвя­занных поверхностей, жесткость крепления за­готовки и производительность обработки.

На токарных станках патронного типа за­готовки закрепляют: в патроне, на планшайбе, на угольнике, расположенном на планшайбе. Наиболее часто используют автоматические (с приводом) быстропереналаживаемые трехкулачковые патроны. При этом базой у заготов­ки служат торец, цилиндрическая и коническая (длиной не менее 8 -10 мм) наружные поверхности. Кулачки могут быть закаленными или незакаленными. Закаленные кулачки приме­няют для крепления заготовок с необработанными поверхностями. Для зажима штам­пованных заготовок или отливок, имеющих уклоны, рабочим поверхностям кулачков мож­но придать коническую форму. В некоторых случаях применяют специальные кулачки с ка­чающимися вставками, обеспечивающими контакт по большей длине. Незакаленные ку­лачки обеспечивают высокую точность уста­новки, так как сами кулачки перед обработкой партии деталей непосредственно обрабаты­вают на станке, а у заготовки используют ра­нее обработанные поверхности.

При выборе баз и конструкции сменных ку­лачков стремятся закрепить заготовку воз­можно ближе к патрону и в качестве базы ис­пользовать цилиндрическую поверхность на­ибольшего диаметра. Однако иногда исполь­зуют торец и предварительно обработанную внутреннюю цилиндрическую поверхность. Этот вариант базирования менее предпочтите­лен по условиям жесткости и точности обра­ботки.

Специальные патроны позволяют без смены кулачков обработать деталь с двух сто­рон (рис. 23).

Применяют также специальные патроны, обеспечивающие обработку деталей арматуры типа крестовин с двух и четырех сторон с по­воротом на определенный угол для совмеще­ния оси обрабатываемого элемента с осью шпинделя. У обычных патронов ход кулачков относительно небольшой.

На станках, входящих в гибкие производ­ственные модули, применяют патроны с боль­шим ходом кулачков, патроны с быстросмен­ными системами замены кулачков и т. д.

Проектирование токарной операции является частью более общей задачи разра­ботки технологического процесса изготовле­ния детали (см. гл. 5). Необходимо знать не только, в каком виде заготовка поступает на токарную операцию, но и какова должна быть ее точность после обработки. Технологиче­скую разработку токарной операции на станках с ЧПУ начинают с составления эскиза за­готовки в том виде, который она принимает после предшествующей обработки с указанием всех размеров и технических требований. Рекомендуется на эскизе тонкими линиями пока­зать контур детали, получаемый после обра­ботки, с указанием допустимых отклонений и качества поверхности.

Несмотря на то, что перед разработкой технологических процессов проводится анализ технологичности детали, при проектировании токарной операции на станках с ЧПУ реко­мендуется дополнительно проанализировать ее технологичность. При этом обращается внимание на унификацию элементов детали, упрощение геометрической формы, обеспече­ние жесткости при обработке.

При применении станков с ЧПУ необходи­мо наиболее полно использовать технологиче­ские возможности этого оборудования. Для каждого станка имеется определенный ком­плект инструмента. Следует проверить воз­можность обработки детали с его примене­нием. В случае необходимости разрабатывают предложения по изменению конструкции дета­ли.

Наибольший эффект достигается при ис­пользовании станков с ЧПУ для решения на­иболее сложных технологических задач, на­пример для обработки деталей сложного профиля, в случае высокой концентрации пере­ходов обработки, исключения слесарных ра­бот и сложных приспособлений. На станках с ЧПУ нецелесообразно обрабатывать детали с числом ступеней меньше трех и детали, вре­мя установки и выверки которых велико. Ста­нок с ЧПУ должен быть занят обработкой де­талей одного наименования в год в течение 10-25 ч.

Поверхность детали после токарной обра­ботки в зависимости от назначения и требова­ния точности разделяют на основные и допол­нительные участки. Основные участки опреде­ляют положение данной и сопряженной с ней деталей в изделии. Точность обработки этих участков должна быть наиболее высокой. Ос­новные участки поверхности обрабатывают проходными, копировальными и расточными резцами, дополнительные участки - торцовые и угловые канавки, резьбовые поверхности, ка­навки под клиновые ремни и т. п. обрабаты­вают канавочными , резьбовыми резцами и т. п.

Несмотря на разнообразие форм деталей, можно установить типовую последователь­ность выполнения переходов обработки. Обы­чно основные участки поверхности обрабаты­вают за несколько переходов. Переходы мож­но осуществить на одном станке за одну операцию, если деталь не подвергается промежуточной термической обработке, или за не­сколько операций на разных станках, если де­таль подвергают термической обработке.

Деление всех переходов на отдельные опе­рации проводят, исходя из возможной точно­сти обработки поверхностей на данном станке или при наличии промежуточных операций термической обработки.

На токарных станках с ЧПУ последова­тельность переходов обработки следующая: а) предварительная (черновая) обработка ос­новных участков поверхностей детали: подрез­ка торцов, центрование перед сверлением от­верстий диаметром до 20 мм, сверление (если используются два сверла, то вначале сверлом большего диаметра), рассверливание отвер­стий, точение (получистовая обработка) на­ружных поверхностей, а затем растачивание внутренних поверхностей; б) обработка до­полнительных участков поверхностей детали (кроме канавок для выхода шлифовального круга, резьбы и т. п.); в тех случаях, когда черновая и чистовая обработки внутренних по­верхностей проводятся одним резцом, все до­полнительные участки обрабатывают после чистовой обработки; в) окончательная (чисто­вая) обработка основных участков поверхно­сти детали, сначала внутренних, потом на­ружных; г) обработка дополнительных участков поверхностей детали, не требующих чер­новой обработки: сначала в отверстиях или на торцах, затем на наружной поверхности.

Комплекты режущих инструментов, ис­пользуемые при обработке наружных поверх­ностей детали на станках с ЧПУ токарной группы, приведены в табл. 1 и 2. Участки по­верхности детали, обрабатываемые этим ин­струментом, указаны в табл. 3. Комплект ин­струментовдлястанков1723ФЗ,1734ФЗ, 1751ФЗ приведен на рис. 24, а для станка 16К20ФЗ-на рис. 25.

Обработка на токарных станках с ЧПУ ха­рактеризуется следующей точностью. Одно­кратная обработка поверхности обеспечивает точность 12-13-го квалитета и параметр ше­роховатости поверхности R а = 3,2 мкм. Ра­диус при вершине резца при этом назначают по наименьшему радиусу галтели на детали; в других случаях галтель выполняют по про­грамме. При более высоких требованиях к ка­честву поверхности (Ra менее 1,6 мкм) на по­следнем чистовом переходе уменьшают по­дачу и увеличивают частоту вращения. При более высоких требованиях (точности 7 -9-го квалитета) окончательную обработку осущест­вляют чистовым резцом с коррекцией на раз­мер. Для обеспечения высокой точности раз­меров при чистовой обработке резец устана­вливают в такой плоскости, чтобы погреш­ность позиционирования револьверной голов­ки не влияла на точность размера обрабаты­ваемой поверхности.

Черновую обработку со снятием напуска проводят по-разному: если перепад диаметров ступеней больше длины ступени, то обработку ведут с поперечной подачей (в противном слу­чае - с продольной подачей). Современные системы ЧПУ позволяют вести эту обработку по постоянному циклу. При составлении про­граммы задают исходный и требуемый кон­тур. Система ЧПУ автоматически формирует управляющие команды для выполнения обра­ботки. Схемы перемещения инструментов при обработке основных участков поверхности приведены на рис. 27-29. Обычно эти участки обрабатывают черновыми, а затем чистовыми резцами.

На станках с ЧПУ фаски, канавки для вы­хода инструмента обрабатывают, как указано выше, или тогда, когда это наиболее целесо­образно применительно к стойкости инстру­мента и производительности обработки. При этом учитывают, что работа вершины резца при врезании улучшается, если снята фаска. Если обработка начинается со снятия фасок, то детали будут без заусенцев (по этой же причине канавки выполняют нередко после чи­стового перехода). Фаски целесообразно сни­мать серединой режущего лезвия инструмента.

Для уменьшения трудоемкости программи­рования канавки сложной формы обрабаты­вают по типовой программе резцами за несколько переходов (рис. 30, 31). Оконча­тельный профиль детали получают при чисто­вом переходе. Критериями для выбора схемы обработки и инструментов служат глубина ка­навки h = 0,5(D 2 - D 1 ) и ширина канавки В (рис. 30, а). Если h < 5 мм, то предвари­тельную обработку ведут с продольной пода­чей канавочным резцом при В < 30 мм (рис. 30, б) и проходным резцом при В > 30 мм (рис. 30, в). При h > 5 мм и В < 30 мм приме­няют канавочные резцы и работают методом ступенчатого врезания (рис. 30, г). При В < 30 мм после получения канавки шириной до 10 мм (рис. 30, д ) оставшийся материал убирают подрезным резцом (рис. 30, е). Окон­чательную обработку во всех случаях прово­дят двумя канавочными резцами по контуру (рис. 30, ж и з ). Аналогично обрабатывают внутренние канавки.

Обработку торцовых канавок, показанных на рис. 31, а, ведут следующим образом. При ширине канавки В = 0,5 (D 2 - D 1 ) < 60 мм пред­варительную обработку ведут по схеме, пред­ставленной на рис. 31,б (глубина канавки h < 3 мм), или по схеме на рис. 31, в и г (глу­бина канавки h > 3 мм). Окончательную обработку торцовых канавок ведут двумя одина­ковыми резцами, различающимися положе­нием формообразующей вершины (рис. 31, д и е).

В процессе подготовки программы обра­ботки деталей на токарных станках с ЧПУ со­гласуют системы координат станка, патрона, детали и режущего инструмента (рис. 32).

В системах управления токарными станка­ми с ЧПУ предусмотрена возможность ввода коррекций на положение инструмента для компенсации упругих деформаций и износа. При этом корректирующие переключатели (блоки коррекции) выбираются программой обработки либо на всю зону обработки одним инструментом, либо на отдельные поверхно­сти. Блоки коррекций не назначают на сверла, развертки и другой осевой мерный инстру­мент.

По одному блоку коррекции выделяют: на резцы для чистовой обработки основных участков поверхностей; на прорезные и рас­точные резцы для обработки дополнительных участков поверхностей; на черновой резец для окончательной обработки торца; на черновой резец для обработки наружных и внутренних поверхностей (если остаются незанятые бло­ки).

Два блока коррекции на один инструмент с разделением кадров программы назначают: при нарезании резьбы (на зачистных ходах блоки чередуются через ход); при обработке мерных канавок немерным прорезным резцом (для чистовой обработки правой и левой сто­рон канавки); для каждого наладочного режи­ма с остановом и измерением детали (при обработке поверхностей высокой точности).

Три блока коррекции назначают на чисто­вой резец, формирующий сложный и точный контур детали, например зубчатый венец ко­нического колеса. В этом случае блоки коррек­ции должны быть «привязаны» к кадрам, обеспечивающим получение наружного диаме­тра зубчатого колеса, передней и задней кони­ческих поверхностей.

Схемы обработки детали на токарном станке с ЧПУ приведены на рис. 33.

Особенно широкими технологическими возможностями характеризуются современные токарные станки с ЧПУ (например, станки 1П732Ф4, 1П732Ф4А). Кроме различных то­карных работ с использованием специальных инструментальных шпинделей с вращающим­ся инструментом (сверлами, фрезами и т. п.) на них обрабатывают различные отверстия (в том числе и поперечные), фрезеруют канавки, лыски , пазы, нарезают резьбу (рис. 34). На та­ких станках возможна полная обработка дета­лей, если они не подвергаются термической обработке. Для выполнения этих переходов обработки шпиндель останавливается в фиксированном положении. Инструмент закреплен в специальных инструментальных шпинделях. На некоторых станках эти шпиндели встроены в револьверные головки.

Тот же @soklakovна моё возражение, что такой вот верификации может быть недостаточно, ответил что это "уже что-то". на мой взгляд подобная верификация по упрощённой модели может лишь означать, что мы не накосячили, правильно все ГУ, контакты и пр. прикладываем.. с другой стороны в исходной модели при расчёте может быть множество неучтённых вариантов, не говоря уже о том, сможет ли вообще сама программа посчитать правильно такую сложную геометрию.. с нуля делали?) конструктор нарисовал в cad, расчётчик считал в сае - так? на самом деле конкретно этот комрад не разработчик)) этот чертёж переиздавался/корректировался по исходному, присланному с КБ в Питере.. вот их хвалить и надо)) по слухам так и было ну, для данной детали не нужна.. и литьё сойдёт;)
а вот если взять головку бугатти вейрон, они как делают? ну мб если не 3д-принтер, то после отлитой заготовки следует операций 20-30 мех обработки, шлифуют вплоть до R0,05 и точнее небось)))

Вопрос в другом, а нужна ли для данной детали супер точность? На самом деле, там ± автобусная остановка. А что касаемо прочности, это ведь не донышко аппарата, помимо одной из функций которая реально требует прочности, "закрывать" цилиндр, у неё масса других, расположение кучи разных каналов и базирование других деталей двигателя. Вот и получается, что реально рассчитать нужно только маленькую часть а все остальное привяжется и усилит весь корпус.

Была разработана расчетная модель удара цилиндра (на самом деле на цилиндр надеты два кольца большего диаметра, материал частей такого ударника различные металлы) о стальную пластину. Все части смоделированы SPH элементами. Изначально модель разработана в версии R7, однако в ней нет формулировки элементов Section_SPH_Interaction. Эта формулировка необходима для того, чтобы можно было в одной расчетной модели использовать как стандартный метод контакта между SPH элементами, так и метод контакта node to node. Он задается через DEFINE_SPH_COUPLING. Мы нашли у коллег версию R11, однако при запуске на расчет происходит что-то необъяснимое. Во первых время расчета подскочило с 15 минут до 20 часов, далее возникают предупреждения (Warnings) по типу: Warning 41123 SPH in bucket sort of particles time 3.0497e-8 (Таких предупреждений выскакивает много, поэтому время расчета постоянно увеличивается) Increase memory for buckets Old: 151581 New: 303162 Таким обозам память в два раза увеличивается при каждом предупреждении и доходит до значения 155218944. При этом, при просмотре результатов SPH элементы цилиндра уже на втором плоте "пропадают", при нажатии кнопки Auto Center в LS-Prepost можно увидеть что они выстроились в один ряд. Судя по всему, что не хватает оперативной памяти для сортировки элементов. Кто, что думает по этому поводу?

Уважаемый @andrey2147 ! Заранее прошу прошение за критику, на мой взгляд конструктивную. Я за более чем полувековую практику встречал умельцев "золотые ручки" (пишу это без иронии), которым без разницы что ремонтировать - самолеты, станки, СЧПУ и т.д. Но прежде чем лесть с паяльником в старую надежную немецкую технику, нужно было всё проверить и оттестировать, дабы вся основная документация у Вас есть. Однако, успехов.

Вопросы не ко мне это соклаков (и еще несколько моих знакомы расчетчиков) утверждают, что кае расчеты надо всегда проверять (верифицировать) аналитикой. Я по этому поводу ничего сказать не могу в силу недостаточности квалификации. Я конструктор, и если мне и надо что-то посчитать, то зачастую для этого уже все придумано, написано. И для моих скромных задач SW Simulation вполне достаточно, по крайней мере за 8 лет практики ниче не сломалось и гнулось на столько на сколько рассчитано.

В 80-х могли и тупо слямзить технологию с забугорных образцов, не особо что-то высчитывая. 1 рубль затрат за расчет в МКЭ, 10 за эксперимент, 100 за прототип, 1000 за серийный - это в гражданке, где людям нужно бабло от продаж по-любому. Т.е. если Вы сейчас не будете просчитывать корпус в МКЭ - то вы не заработаете ничего. Сам корпус сейчас геометрически сильно сложнее и похож на биологическую ткань с кровеносной системой - аналитикой не возьмёшь. Да и корпусов этих - любой коммерс за бугром может напилить, взгляните на количество и марки авто. А в это время товарищи за бугром пилят 100500 новых корпусов новых форм. Ну, добро пожаловать в мир где скорость разработки - фактор будут у Вас деньги или нет. Аналитикой считать корпуса - это что-то академическое или военное, за гранью добра и зла короче. Академикам и воякам бабло выделяют не за серийные образцы, в гражланке не прокатит. Про эксперимент опять не слышали. На фигню с аналитикой бабло есть, на фигню с дорогущим софтом - есть, а напилить железяку на станке из куска металла - нету. По-моему кто-то тут сильно переоценивает вариант "мы не делаем ошибок, у нас сразу всё идеально в железе - ведь юзаем ANSYS же, епт"