Поворот верхней части суппорта применяют при обработке коротких наружных и внутренних конических поверхностей. Верхнюю часть суппорта (рис. 7.19б) поворачивают на угол α, равный углу конуса, указанному на чертеже детали. Резец подают вручную рукояткой винта верхнего суппорта. Недостатки этого метода — необходимость использования ручной подачи и небольшая длина обрабатываемой конической поверхности, которая ограничивается длиной хода верхнего суппорта.
Рис. 7.19. Схемы точения конической поверхности:
а — смещением задней бабки; б — поворотом верхней части суппорта; в — с применением конусной линейки; г — широким резцомТочение по конусной линейке применяют на специально оборудованных станках. Конусная линейка служит для обработки наружных и внутренних конических поверхностей с углом при вершине до 25° (рис. 7.19в). Работу ведут в следующем порядке. К станине станка прикрепляют плиту 6 с нанесенными на ней делениями, определяющими угол поворота линейки 5. Линейку поворачивают вокруг пальца 4 на необходимый угол и закрепляют болтами 7. По линейке свободно скользит ползун 3, соединяющийся с нижней поперечной частью 10 суппорта с помощью тяги 1 и зажима 2. Для свободного перемещения поперечного суппорта по направляющим необходимо отсоединить винт поперечной подачи. При продольном перемещении суппорта резец получает два движения: продольное и поперечное от конусной линейки. При сложении этих движений обеспечивается перемещение резца вдоль образующей обрабатываемого конуса. После каждого прохода резец устанавливают на глубину резания с помощью рукоятки 8 верхней части 9 суппорта. Эта часть суппорта должна быть повернута на 90° относительно ее нормального положения. Если даны диаметры оснований конуса D и d и его длина l , то угол поворота линейки можно найти по формуле:
tg a = (D — d) / (2 * l).
Если деления на плите обозначены не в градусах, а в миллиметрах, то число делений С, на которое необходимо повернуть линейку, определяют по формуле:
C = (D — d) * H / 2 * l,
где Н — расстояние от оси линейки до ее конца, мм; l — длина конуса, мм.
При использовании конусной линейки обеспечиваются простота настройки, возможность растачивания внутренних конических поверхностей и обработки с ручной или механической подачей. Для обработки фасонных поверхностей вместо линейки устанавливают специальный фасонный копир с профилем, соответствующим профилю детали.
Обработку конических поверхностей широким резцом применяют при небольшой длине конуса (до 50 мм). Широкий резец должен иметь угол в плане, соответствующий углу уклона конуса на обрабатываемой детали (рис. 7.19 г). В этом случае резцу сообщается подача в поперечном или продольном направлении.
Растачивание отверстийРастачиванием называется увеличение диаметра отверстия в заготовке. Растачивание осуществляют снятием металла с поверхности отверстия расточным резцом. Растачивание производят для исправления соосности отверстия к нарушенной поверхности и обработки отверстий больших размеров. Исправить просверленное или неравномерно изношенное отверстие можно только растачиванием. Заготовки с отверстиями, полученные при отливке, и детали с изношенными отверстиями обычно растачивают.
При растачивании отверстий можно получить отверстие с точностью по 8–10-му квалитету, шероховатость поверхностей для чистового растачивания Ra = 12,5–42,5 мкм. При растачивании цветных металлов твердосплавными резцами точность отверстия соответствует 6–7-му квалитету с Ra = 0,32–12,5 мкм.
Углы заточки расточных резцов выбирают в основном такими же, как у резцов для наружного точения (за исключением заднего угла, который для расточных резцов имеет большую величину). Величина заднего угла зависит от диаметра растачиваемого отверстия (чем меньше диаметр отверстия, тем больше должен быть задний угол резца).
При растачивании поперечное сечение резца должно быть меньше диаметра отверстия, а вылет резца из резцедержателя больше глубины растачиваемого отверстия на 5–10 мм, поэтому при растачивании глубокого отверстия возможны пружинение и изгиб резца, а при высоких скоростях резания — сильные вибрации.
Для определения глубины отверстия при растачивании глухих отверстий и уступов применяют различные упоры, позволяющие быстро расточить отверстие с требуемой глубиной. Глубину растачиваемого отверстия устанавливают путем нанесения риски на стержне резца (рис. 7.20а, 7.20б) на расстоянии от вершины А, равном расстоянию от торца заготовки до уступа.Рис. 7.20. Схема растачивания отверстий
Чтобы расточить ступенчатое отверстие с применением упора, необходимо упор закрепить в резцедержателе вместе с резцом и расточить отверстие до тех пор, пока торец планки не подойдет вплотную к торцу заготовки.
При растачивании длинных небольших отверстий расточной резец (рис. 7.20в) отжимается под действием упругой деформации на величину припуска t1 относительно заданного диаметра обработки, а при выходе из отверстия возвращается в первоначальное положение.
При черновом растачивании резец необходимо устанавливать на высоте центров или немного ниже. При чистовом растачивании режущую кромку нужно располагать выше линии центров, учитывая, что вследствие действия силы резания резец отожмет вниз.
При растачивании деталей с тонкими стенками (втулок, стаканов, гильз), необходимо иметь в виду, что при закреплении заготовки в патроне возникает деформация (изменение формы) вследствие сильной затяжки.
На рис. 7.21 показано деформированное отверстие, полученное при сильном зажиме детали в патроне. Отверстие после зажима приняло трехгранную форму (рис. 7.21а).Рис. 7.21. Схема растачивания детали с тонкими стенками
При последующем растачивании резец обрабатывает точную цилиндрическую поверхность, но после снятия готовой детали со станка она примет прежнюю форму: ее наружная поверхность станет снова цилиндрической, а обработанное отверстие примет треугольную огранку (рис. 7.21б). Такое искажение формы не может быть обнаружено обычными способами измерения, так как наружный диаметр по всем сечениям одинаков. Обнаружить такую погрешность можно только с помощью индикаторного нутромера с трехточечным касанием (рис. 7.21в). Поэтому перед чистовым растачиванием рекомендуется немного ослабить затяжку кулачков.
Если требуется обработать отверстие точно, необходимо либо закрепить деталь, равномерно прилагая небольшие усилия по всей окружности в специальном патроне, либо закрепить ее на планшайбе с торца.
7.5. Контроль качества обработанных поверхностей
Отклонение от цилиндричности является комплексным показателем отклонения формы цилиндрических деталей. Так как отсутствуют приборы, контролирующие этот параметр, то на практике используют такие показатели, как отклонение от круглости и отклонение профиля продольного сечения цилиндрической поверхности.
Отклонениями от круглости являются овальность и огранка, отклонениями профиля в продольном сечении — конусообразность, бочкообразность, седлообразность.
Дефектами торцевой поверхности являются неплоскостность (выпуклость и вогнутость) и неперпендикулярность торца к оси цилиндра. Все эти виды дефектов обусловлены наличием случайных и систематических погрешностей динамической системы станка, на котором обрабатывают детали.
Отклонения от круглости измеряют на специальных приборах — кругломерах, принцип работы которых заключается в воспроизведении идеальной окружности и ее сравнении с реальным профилем измеряемого изделия.
Отклонения профиля продольного сечения цилиндрических поверхностей контролируют различными индикаторами. Во время контроля деталь устанавливают на специальное приспособление в центрах, в которых она вращается, а индикаторы перемещают вдоль оси детали.
При обработке цилиндрических отверстий возникают те же дефекты, что и при обработке наружных поверхностей.
Цилиндрические отверстия контролируют калибрами — пробками и универсальными измерительными инструментами — штангенциркулем, штихмасом, индикаторным нутромером. Для контроля отверстий диаметром до 100 мм рекомендуется применять полные пробки и штангенциркули, до 250 мм — неполные пробки и штангенциркули и свыше 250 мм — штихмасы и нутромеры.
Если в технических условиях содержатся требования по овальности, конусности, бочкообразности или другим отклонениям от правильной геометрической формы отверстия, то для контроля применяют различные универсальные инструменты и приборы.
Для контроля конических поверхностей применяют угловые меры, шаблоны, угольники, конусные калибры, синусные и тангенсные линейки, универсальные микроскопы, оптические делительные головки и др.
Углы у конических валов и втулок измеряют угломерами, которые могут быть снабжены нониусами или оптическими приспособлениями.
Для проверки угла конусности вала применяют конусные калибры-втулки, а для проверки угла конусных втулок — конусные калибры-пробки.
Контрольные вопросы
1. Назовите характеристики резания на токарных станках.
2. Расскажите об основных узлах токарно-винторезного станка.
3. Какие типы токарных резцов существуют?
4. Перечислите способы обтачивания заготовок.
5. Каким образом устанавливают резцы на станке?
6. Какую последовательность в работе следует соблюдать при продольном точении деталей?
7. Опишите последовательность обтачивания длинных цилиндрических деталей.
8. Какими способами осуществляют обработку конических поверхностей?
9. Что такое растачивание отверстий и как его выполняют?
10. Что контролируют кругломерами и индикаторами?Глава 8 Фрезерование
8.1. Общие сведения о фрезеровании
Фрезерование — это высокопроизводительный метод формообразования поверхностей деталей многолезвийным режущим инструментом — фрезами. Для фрезерования характерны непрерывное главное вращательное движение инструмента и поступательное движение подачи заготовки. В некоторых случаях заготовка совершает круговое или винтовое движение подачи.