Обработка наружных цилиндрических поверхностей

ОБРАБОТКА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

ЛЕКЦИЯ № 17

РАЗДЕЛ IV. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ТИПОВЫХ

Первой технологической операцией является черновая обработка цилиндрической наружной поверхности. Закрепление заготовки производится в зависимости от формы, размеров и назначения детали. Оно должно быть прочным, так как на черновой операции резцы снимают стружку большой толщины, поэтому возникают значительные силы резания.

Резцы при черновом точении снимают стружку большого сечения при большой скорости резания. Поэтому резец должен быть прочным, а форма резца должна обеспечивать легкость съема стружки (рис. 17.1).

10⁰

90⁰

Рис. 17.1. Резец для черновой обработки

Проходные упорные резцы применяют для обработки заготовок с уступами небольших размеров. Главный угол в плане у таких резцов φ = 90⁰, что уменьшает вибрации в процессе работы. Проходные резцы, используемые для обработки заготовок из стали и чугуна изготавливают из быстрорежущей стали или твердого сплава.

Обработку заготовок из стали с небольшой глубиной резания и относительно равномерным припуском производят резцами, оснащенными пластинами из сплавов Т14К8, Т15К6, Т15К6Т.

При черновой обработке заготовок из чугуна с неравномерным припуском применяют резцы с пластинами из твердых сплавов ВК2 и ВК4.

Величина переднего угла γ у резцов из быстрорежущей стали выбирается в зависимости от обрабатываемого материала и формы передней поверхности резца.

Задний угол α выполняют равным 12⁰ при подачах до 0,2 мм/об и 8⁰ – при больших подачах.

Главный угол в плане φ для резцов, предназначенных для обтачивания ступенчатых заготовок большой длины и малого диаметра, принимают 90⁰. При обработке заготовок малой жесткости угол φ принимают равным 65 … 70⁰, а для более жестких заготовок 30 … 60⁰. Радиус резца при вершине при подачах до 0,2 мм/об, принимают 0,5 … 5 мм, а при подаче более 0,2 мм/об – 1 … 3 мм.

При чистовой обработке закрепление детали должно быть прочным, исключающим смещение ее в процессе обработки. Это позволит получить требуемое качество обработки поверхности детали.

Резцы при чистовой обработке должны обеспечивать заданную чистоту обработки поверхности детали. В соответствии с этими требованиями выбирают их форму (рис. 17.2).

А

А

А–А

γ

α

φ

2⁰

а б

Рис. 17.2. Резцы для чистовой обработки: а – остроносый; б – широкий

Остроносые резцы (рис. 17.2, а) работают в обе стороны – как правый и левый. При чистовом обтачивании с большой подачей применяют широкие (рис. 17.2, б) резцы, которые называют лопаточными.

При выборе формы передней поверхности, передних и других углов резцов из быстрорежущих сталей для чистовой обработки можно пользоваться рекомендациями для резцов для черновой обработки. Для получения меньшей шероховатости передний угол резца должен быть больше.

Задний угол резца α при обтачивании заготовок из стали принимается, 12⁰, а при обтачивании заготовок из серого чугуна – 10⁰.

Существуют два метода точения наружных цилиндрических поверхностей.

Обтачивание методом радиальной подачи, который применяют при обработке коротких цилиндрических шеек канавочными или широкими резцами (рис. 17.3,а).

Обтачивание методом продольной подачи (рис. 17.3, б). Этот метод является наиболее распространенным методом обработки. Обрабатываемая деталь закрепляется в центрах или в патроне и вращается, а резцу сообщается движение подачи.

Цилиндрические поверхности обычно обтачивают в два или несколько рабочих ходов: сначала снимают начерно большую часть припуска (до 6 мм на диаметр), а затем снимают оставшуюся часть (до 1 мм на диаметр).

S

+

S

а б

Рис.17.3. Методы обтачивания цилиндрических поверхностей

Для получения необходимых размеров цилиндрической наружной поверхности пользуются лимбом поперечной подачи и устанавливают резец на нужный размер по методу пробных проходов. Такая обработка обеспечивает точность по 8 … 9 квалитетам. У многих современных токарных станков имеются продольные лимбы, которые позволяют получать продольные размеры с точностью до 0,2 мм. Производительность и точность обработки повышаются, если применять регулируемые упоры с самовыключением суппорта. При этом точность обработки продольных размеров достигает 0,08 … 0,15 мм.

При работе на скоростных режимах резания задние центры должны быть вращающимися. На универсальных станках применяют вставные (сменные) центры, на операционных и многооперационных станках вращающиеся центры встраивают в пиноли задних бабок, что существенно повышает их жесткость.

При обработке партии заготовок за один рабочий ход (рис. 17.4, а) резец, заранее установленный на размер d, не перемещают в поперечном направлении. После обтачивания заготовки по длине l ее снимают, а резец отводят в исходное положение для обработки следующей заготовки.

По такой схеме выполняют черновую, а иногда и получистовую обработку небольших партий заготовок за два установа. После обтачивания одной половины заготовки (рис. 17.4, б) ее переустанавливают в центрах и обрабатывают вторую половину заготовки (рис. 17.4, в).

Обработка наружных ступенчатых поверхностей. При черновой обработке ступенчатых заготовок, если в качестве заготовки выбран прокат, важно правильно выбрать последовательность обработки ступеней.

l

d

+

S

+

S

б

а

в

Рис. 17.4. Схемы обработки заготовки за один (а) и два (б, в) установа

Рассмотрим черновую обработку одного конца ступенчатого вала из проката диаметром 100 мм (рис. 17.5, а). Возможные варианты обработки приведены на рис. 17.5 б – д.

По первой схеме (рис. 17.5, б) каждая последующая ступень обрабатывается отдельно после обработки предшествующей ступени. При этом длина хода резца l _р будет составлять 400 мм, длина вспомогательного хода инструмента l _всп = 400 мм. Глубина резания составляет от 11 до 3,5 мм. При обработке по второй схеме (рис.4.5, в) длина рабочего хода инструмента составит l _р =550 мм, l _всп = 550 мм; по третьей схеме (рис. 4.5,г) l _р = 650 мм, l _всп = 650 мм; по четвертой схеме (рис.17.5, д) l _р = 800 мм, l _всп = 800 мм.

Наименьшая длина рабочего и вспомогательного хода инструмента получается при первой схеме обработки. Следовательно, эта схема обеспечивает наибольшую производительность. Однако при небольшой мощности станка работа с большой глубиной резания t = 3, … 11 мм невозможна. В этом случае наибольшая производительность будет достигаться по четвертой схеме обработки (рис. 17.5, д).

На рациональный выбор той или иной схемы обработки оказывает влияние и жесткость технологической системы.

Часто при обработке ступенчатых валов необходимо подрезать уступы после продольного точения. В этих случаях чистовую обработку уступов проводят после обработки всех цилиндрических поверхностей ступенчатой заготовки (рис. 17.6, а).

Чистовую обработку ступенчатых валов целесообразно производить комбинированными резцами, по схеме, приведенной на рис. 17.6, б.

а

б

в г

д

Рис. 17.5. Схемы черновой обработки ступенчатых валов

б

а

Рис. 17.6. Схемы чистовой обработки ступенчатых валов

При обработке валов в центрах величина погрешностей от переустановок вала мала. При обработке в трехкулачковом патроне кулачки последнего для уменьшения биения протачивают на этом же станке, для чего твердость закаленных кулачков не должна превышать HRCэ 35 … 40.

В единичном производстве осевые размеры ступенчатых валов получают настройкой станка на каждый из них методом пробных рабочих ходов, каждый размер длины вала после обработки проверяют измерительным инструментом. Пробные рабочие ходы производят только при обработке первой детали партии. Остальные детали партии заготовок обрабатывают по соответствующим делениям лимбов или по установочным упорам.

Обработка заготовок по лимбам. Современные токарные станки выпускаются промышленностью с лимбами для настройки как поперечной, так и продольной подачи.

Лимб – это втулка с нанесенными на ней делениями. Предположим, что лимб разделен на 100 равных частей, а винт поперечной подачи имеет резьбу с шагом 5 мм. При полном обороте рукоятки винта, то есть на 100 делений лимба, резец переместится на 5 мм в поперечном направлении. Если же рукоятку винта повернуть на одно деление, то перемещение резца составит 5: 100 = 0,05 мм.

Таким образом, чтобы проточить деталь с размера 55,2 до 53,4 мм, то есть на 1,8 мм, необходимо переместить резец вперед на 0,9 мм. На окружности лимба продольной подачи нанесены деления с ценой 0,1 мм. Следовательно, если в начале резания установить лимб на нулевое деление, то определенному продольному перемещению суппорта с резцом соответствует поворот лимба на длину обрабатываемого участка детали. Такой способ обработки существенно сокращает время обработки, особенно деталей ступенчатой формы.

Обтачивание деталей с применением упоров. При обработке больших партий деталей продольное перемещение резца ограничивают продольными упорами, установленными на станине станка. Один упор устанавливают по первой детали вплотную к каретке суппорта, второй – на расстоянии длины обтачиваемого участка. При обработке последующих деталей нет необходимости измерять ее длину, достаточно подвести суппорт к упору так, чтобы его коснулась каретка суппорта. Необходимо лишь периодически проверять, не произошло ли смещение упора или резца.

Обтачивание по копиру. Для повышения производительности в мелкосерийном производстве ступенчатые валы обрабатывают по копирам или шаблонам. Профиль рабочей поверхности копира соответствует профилю обрабатываемой детали.

Точение ступенчатых валов с помощью копировального приспособления осуществляется следующим образом. В центрах токарного станка закрепляют обрабатываемую заготовку. Резец обтачивает первую ступень вала, при этом сухарь, в котором крепится резец, скользит по копиру. Встретив на своем пути ступеньку копира, сухарь соскакивает на нее, резец под действием пружины отходит на расстояние равное глубине ступеньки копира, и начинает обтачивать вторую ступеньку вала и т. д. Для повышения производительности применяют гидрокопировальные устройства.

Смазывающе-охлаждающие жидкости (СОЖ), применяемые при обработке наружных цилиндрических поверхностей. Охлаждение при точении стали повышает стойкость резца, сохраняет его твердость, уменьшает износ, влияющий на точность обработки детали. Применение охлаждающей жидкости, содержащей маслянистые вещества, например эмульсии, облегчает отделение стружки, вследствие чего обрабатываемая поверхность получается чистой.

При обработке заготовок из чугуна охлаждение, как правило, не применяют.

Для охлаждения обрабатываемых заготовок из низколегированных, инструментальных, легированных сталей и стальных отливок применяют эмульсию и сульфофрезол. Заготовки из бронзы и алюминия иногда охлаждают эмульсией и керосином, но чаще всего, обрабатывают без охлаждения.

Количество СОЖ, подводимое к месту резания при черновом точении должно составлять 10 … 12 л/мин. При чистовой обработке количество СОЖ, подаваемое в зону резания должно быть: эмульсии 10 … 12 л/мин, а сульфофрезола – 3 … 4 л/мин.

Дата добавления: 2014-01-07