Детали, закрепляемые в центрах

Детали, закрепляемые в центрах

Установка и закрепление детали

Прежде чем закреплять деталь в центрах, необходимо проверить правильность их установки и, в случае необходимости, отрегулировать.

Проверка правильности установки центров

Обрабатываемую деталь нужно предварительно отцентровать. Для этого на ее торцах размечают и накернивают центры, а затем высверливают центровые отверстия. Разметку центровых отверстий очень удобно делать с помощью центроискателя.

Разметка центра с помощью центроискателя

Его можно сделать самому из двух планок, соединенных под углом в 90° (угол может быть взят иной), и укрепленной на них линейки, которая одним ребром проходит через вершину угла и делит его пополам. Еще более простой самодельный центроискатель изображен на следующем рисунке.

Самодельный центроискатель из двух дощечек

Приложив центроискатель к торцу цилиндрической детали, графилкой проводят риску, затем повертывают его примерно на 90° и проводят вторую риску. В точке пересечения рисок, после накернивания, высверливают центровое отверстие. Такую же операцию проделывают и на другом торце. Чтобы риски были заметнее, торцы можно замазать мелом.

Самой простой и удобной будет наметка центрового приспособления с помощью специального устройства — колокола. Он устанавливается вертикально на торец детали, и ударом молотка производится накернивание.

Если длина детали невелика, можно обрабатывать ее и без предварительной разметки. Для этого деталь закрепляют в трехкулачковом самоцентрирующем патроне, подрезают торец заготовки и высверливают центровое отверстие нужного размера.

Центровое отверстие показано на следующем рисунке:

Схема центрового отверстия

Оно состоит из конической и цилиндрической частей. Угол конической части должен точно соответствовать углу центров станка. Глубина цилиндрической части (L) равна половине, а ее диаметр (d) — одной пятой диаметра обрабатываемой детали. Цилиндрическую часть делают сверлом, а коническую — зенковкой.

Изготовление цилиндрической (а) и конической (б) частей центрового отверстия

Удобнее, конечно, для этой цели употреблять комбинированное центровочное сверло, которое, так же как простое сверло и зенковка, укрепляется в пиноли задней бабки.

Комбинированное центровое сверло

Подготовленную деталь устанавливают в центрах.

Форма центра и его вид показаны на следующем рисунке:

Его хвостовик должен точно входить в конические отверстия шпинделя и пиноли задней бабки. Передний центр вращается вместе со шпинделем и обрабатываемой деталью. Задний центр неподвижен и трется о деталь. Для уменьшения его износа задний центр нужно смазывать, закладывая смазку в цилиндрическую часть центрового отверстия.

Для передачи вращения от шпинделя к детали, при обработке ее в центрах, пользуются поводковым патроном, который навинчивается на шпиндель, и хомутиком с зажимным винтом.

Обработка детали в центрах: 1 — поводковый патрон; 2 — хомутик; 3 — зажим.

Наиболее безопасным в работе будет поводковый патрон с защитным кожухом.

Поводковый патрон с предохранительным кожухом

Иногда для сокращения времени на закрепление детали вместо поводкового патрона пользуются рифлеными передними центрами, которые, центруя деталь, одновременно служат и поводком.

Полые детали закрепляют в наружных, а валики — во внутренних (обратных) рифленых центрах.

Применение рифленых центров: а — для полых деталей; б — для валиков

Установка деталей в патронах

Короткие детали удобнее закреплять не в центрах, а в патронах, простых и самоцентрирующих.

Простые патроны делают обычно четырехкулачковыми, и каждый кулачок перемещается своим винтом, независимо от остальных трех. Это позволяет закреплять в простом патроне не только цилиндрические детали.

Для выверки правильности установки детали можно воспользоваться таким приемом. Установив деталь в центре патрона на глаз, начинают вращать шпиндель. К детали осторожно подносят кусок мела, который будет отмечать наиболее удаленные от оси вращения части.

Проверка установки детали с помощью мела

Остановив шпиндель, регулируют положение детали в патроне и снова проверяют мелом до тех пор, пока мел не станет оставлять ровный след по всей окружности. Выверив деталь, ее окончательно закрепляют, равномерно поджимая ключом все четыре кулачка.

Самоцентрирующие патроны удобнее простых, потому что три кулачка этих патронов двигаются одновременно и сразу устанавливают и зажимают цилиндрическую деталь по оси шпинделя.

Самоцентрирующий трехкулачковый патрон. Внешний вид и устройство.

Длинные и сравнительно тонкие детали нужно закреплять и в патроне и в заднем центре, иначе усилие от резца и вес выступающей части детали могут изогнуть ее и даже вырвать из патрона.

Установка детали в патроне и в заднем центре

Для быстрого закрепления мелких деталей служат цанговые патроны.

Такой патрон своим хвостовиком закрепляется в коническом отверстии шпинделя. Деталь вставляют в отверстие разрезной пружинящей втулки — цанги — и закрепляют, навинчивая на корпус патрона гайку.

МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ


ТОКАРНАЯ ФРЕЗЕРНАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛА


Обработка заготовок в центрах


Обработка в центpax

Обработка в центpax должна выполняться при правильной зацентровке заготовки. На зацентрованную заготовку 1 ( рис. 268 ) надевают хомутик 2 и закрепляют его винтом 4, после чего заготовку устанавливают на центры без люфта.


Рис. 268

Вращение от шпинделя станка хомутику 2 и заготовке 1 передается через навинченный на резьбовую часть шпинделя поводковый патрон 3. Типы центровых отверстий показаны на рис. 269 .


Рис. 269 . Типы центровых углублений:
а — с одинарным конусом; б — с двойным конусом; в — с двойным конусом и резьбой

Передний центр, установленный в коническом отверстии шпинделя, вращается вместе с заготовкой. Задний центр ( рис. 270, а ) установлен неподвижно в пиноли задней бабки, и заготовка в процессе ее обработки трется центровым углублением по конусу центра, изнашивая его.


Рис. 270 . Токарные центры:
а — простой; б — срезанный «полуцентр» с шариком; в — с шариковым наконечником; г — обратный центр; д — вращающийся центр

С целью уменьшения износа заднего центра центровое углубление заготовки смазывают тавотом, а на рабочем конце заднего центра наплавляют твердый сплав. При работе с большими числами оборотов пользуются вращающимся задним центром ( рис. 270, б ). Кроме простого и вращающегося центров, применяют срезанный ( рис. 270, в ) центр, полуцентр при подрезке торца, центр с шариковым наконечником ( рис. 270, г ) при обтачивании конической поверхности в центрах способом смещения задней бабки и обратный центр (р ис. 270, д ) при обтачивании заготовок малого диаметра (до 5 мм), у которых концы делают коническими для установки в обратных центрах. При обтачивании в центрах гладких валов вначале подрезают один торец и обтачивают конец вала на достаточную длину для установки хомутика. Затем вал перевертывают, подрезают второй торец и обтачивают цилиндрическую поверхность.

Обтачивание ступенчатых валов можно делать разными способами. На рис. 271 показаны 2 способа обработки ступенчатых валов.


Рис. 271 . Способы вытачивания ступенчатого вала:
а — первый способ; б — второй способ

Подрезание торцов в центрах выполняют с поперечной подачей специальными подрезными резцами при установке обрабатываемой заготовки в «срезанном» центре ( рис. 272, а ) или же при зацентровке заготовки с двойным конусом и при ее креплении в простом центре ( рис. 269, б и 272, б ).


Рис. 272 . Подрезка торцов, вытачивание канавок и галтелей

Галтель (закругление между двумя цилиндрическими поверхностями) можно вытачивать при обточке цилиндрической поверхности прямым проходным резцом, имеющим необходимое закругление режущего лезвия; иногда галтель вытачивают специальным резцом ( рис. 272, в ).

Канавки вытачивают резцом соответствующей формы с поперечной подачей. Широкие канавки вытачивают теми же резцами сначала с поперечной, а затем с продольной подачей.

Обработка в центрах и люнете выполняется с целью избежания ошибок токарной обработки . В процессе обработки на центрах заготовка под действием радиальной составляющей силы Ру изгибается. При большой длине заготовки после обтачивания диаметр в середине получается больше, чем по краям. Для устранения (или уменьшения) величины прогиба и применяют установку заготовок в центре и подвижном или неподвижном люнетах.

Неподвижный люнет ( рис. 273, а ) устанавливается на направляющих 4 станины и крепится к ней при помощи болта 3. Опорой заготовке 2 в люнете служат кулачки 1 или ролики, регулируемые винтами.


Рис. 273 . Люнеты токарного станка:
а — неподвижный; б — подвижный

Подвижной люнет ( рис. 273, б ) перемещается вместе с суппортом 4 и крепится к нему с обратной стороны обрабатываемой заготовки 3. Два кулачка 2 люнета подводятся вплотную к обрабатываемой заготовке винтами 1 и препятствуют прогибу заготовки.

Обработка в кулачковых патронах применяется для заготовок с отверстиями и большими торцовыми поверхностями (маховики, шкивы, втулки и т. д.).

Простые четырехкулачковые патроны ( рис. 274, а ) имеют независимое перемещение каждого кулачка 4 от отдельного винта 5. Такое перемещение кулачков позволяет устанавливать и закреплять как цилиндрические, так и нецилиндрические заготовки с необходимой точностью.


Рис. 274 . Кулачковые патроны к токарным станкам:
а — четырехкулачковый; б — трехкулачковый «самоцентрирующий»

Самоцентрирующие трехкулачковые патроны ( рис. 274, б ) приводятся в действие от малого конического колеса 2, вращающего большое коническое колесо 3, с обратной стороны которого имеется торцовая резьба (спираль Архимеда) 4. В пазах патрона перемещаются одновременно три кулачка 1. Движение кулачков 1 в радиальном направлении корпуса патрона позволяет установить и закрепить точно по оси шпинделя заготовку с цилиндрической наружной или внутренней поверхностью.

Обработка на оправках применяется в случаях, требующих получения наружной поверхности концентрично относительно отверстия.

Обработку при комбинированном закреплении применяют для сравнительно тяжелых заготовок. Один конец заготовки закрепляют в кулачковом патроне, а в отверстие второго конца вставляют грибок, поддерживаемый центром ( рис. 275, а ), и протачивают наружную поверхность почти до кулачков патрона. После этого обрабатываемую заготовку перевертывают, устанавливают ее в кулачки патрона и неподвижный люнет ( рис. 275, б ), затем обтачивают поверху, подрезают торец и растачивают отверстие.

Рис. 275 . Обтачивание при комбинированном способе крепления заготовок:
а — в патроне при поддержке «грибком»; б — в патроне и люнете

Сверление , зенкерование и развертывание на токарном станке выполняют вручную путем подачи пиноли задней бабки вместе со вставленным в нее инструментом. Иногда осуществляют механическую подачу сверла, зенкера или развертки суппортом.

Проектирования токарных операций обработки нежестких валов на станках с ЧПУ

Токарной обработкой металлических деталей называется процесс удаления припуска с поверхности заготовки за счет стружкообразования. При этом возникают механические деформации, сопровождаемые трением и, как следствие, нагреванием изделия и рабочего инструмента. Одним из видов токарной обработки является точение валов.

Вал — это круглая цилиндрическая деталь, длина которой намного больше ее диаметра. Форма валов подразделяется на гладкую и ступенчатую. При обработке гладких валов должны выдерживаться заданные размеры и показатели шероховатости. К ступенчатым валам предъявляются дополнительные требования: соосность отдельных цилиндрических участков и соблюдение перпендикулярности уступов к оси вращения.

Общие сведения


Для изготовления валов используются заготовки с большим припуском, которые зажимаются в патроне и поджимаются задним центром. При черновой обработке необходимо максимально снять припуск, используя наибольшую глубину резания, определяемую мощностью станка. Оставшиеся припуски для окончательной обработки высчитываются исходя из конфигурации и размеров детали, методов последующей обработки.

При соотношении диаметра вала к его длине более чем 1:15 применяются подвижные и неподвижные люнеты. Эти поддерживающие устройства принимают на себя реакцию сил резания, не допуская деформаций заготовки. Этим повышается жесткость режущей системы и уменьшается вероятность возникновения нежелательных вибраций.

Чистовая обработка валов проводится в центрах, при этом конец вала закрепляется в поводковом патроне или используется хомутик. При обработке единичных изделий одна сторона вала проходится за одну установку с использованием всех необходимых инструментов. Крупные партии изделий изготавливаются на различных станках с использованием минимального набора инструментов.

Читайте также:  Двигатель автомобиля не развивает полной мощности

Чистовая обработка проводится на высокоточном оборудовании. При этом обработка начинается с наибольшего диаметра, последовательно переходя на следующий меньший размер.

Обработка гладких валов


Изготовление гладкого вала заключается в обтачивании наружной цилиндрической поверхности. Работа выполняется проходным резцом с использованием продольной подачи. При этом заготовка устанавливается в центрах.

Центровые отверстия выполняются на различных станках: токарных, сверлильных, револьверных. На специальных двухсторонних центровальных станках проводится одновременное протачивание противоположных центров. В любом случае для этой операции применяются спиральные сверла, зенковки или комбинированный центровочный инструмент.

От точности выполнения центровочных отверстий, называемых установочными базами, зависит качество изготовления всей детали.

При изготовлении гладкого вала выполняются следующие операции:

  • Отрезание заготовки от общего прутка.
  • Обработка торцовой поверхности с последующим центрованием
  • Изготовление противоположной торцовой плоскости и ее центрование.
  • Черновая обработка одной половины заготовки, находящейся в центрах.
  • Черновая обработка второй части заготовки.
  • Последовательная чистовая обработка первой и второй части заготовки.

Надо сказать, что самым экономичным способом изготовления гладкого вала является применение калиброванной стали. При этом отпадает необходимость в обработке внешней цилиндрической поверхности. Но в большинстве случаев применяется сортовой прокат. Поэтому, выбирая заготовку, нужно брать наружный размер прутка с диаметром, наиболее близким к максимальному сечению будущего вала.

Изготовление ступенчатых валов

Ступенчатые валы изготавливают по двум схемам:

  1. Деление припуска на части.
  2. Деление длины заготовки на несколько отрезков.

Первая схема предполагает обработку заготовки с небольшой глубиной резания. При этом общее расстояние проходимое резцом получается больше. Во втором случае снятие припуска происходит за один проход с большой глубиной резания. При таком подходе необходим более мощный электропривод станка.

Перед обработкой цилиндрической поверхности подрезаются торцы. Операция проводится подрезным резцом с подачей в двух направлениях. Подрезание от центра к поверхности вала отличается менее шероховатым качеством плоскости.

Галтели (скругления между ступенями) выполняют проходным резцом с одновременной поперечной и продольной подачей. Радиус галтели зависит от диаметра ступени.

Канавки проходятся поперечной подачей фасонного резца с режущей частью равной ширине канавки. Широкие канавки выполняют в два приема: поперечной и продольной подачей.

Сверлят отверстия закрепленным в пиноли инструментом. Расточные резцы, закрепленные в резцедержателе, служат для прохода внутренних цилиндрических поверхностей.

Проходные резцы

Для гладких сквозных отверстий применяются проходные резцы. Упорные расточные резцы используются для изготовления глухих и ступенчатых отверстий.

Для отрезки готовой детали устанавливают отрезной резец и применяют поперечную подачу. При этом, для получения чистого среза лучше использовать резец с наклонной режущей кромкой. Прямая кромка разрушает срез и требуется дальнейшая подрезка торца.

Массовое производство ступенчатых валов организуется следующими методами:

  1. Обработка на обычных станках без использования специальной оснастки.
  2. Обработка с применением дополнительных приспособлений на специально настроенных станках.
  3. Работа на станках с копировальными устройствами.

Для изготовления валов обычной точности необходимо не более двух установок заготовки. Токарная обработка за три-четыре установки требуется для изготовления валов высокой точности и в случаях, когда заготовка имеет неравномерные припуски.

Черновые и чистовые операции должны быть разделены по времени. Это необходимо для снятия внутренних механических напряжений металла, возникших при первичной обработке.

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:

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.

Пример отработки технологии на вал:

Дробление у заказчика

Станок с ЧПУ — РМЦ 3000 мм, максимальный диаметр обработки — 800мм. При обработке в центрах заготовки типа вал длиной 1916 мм и диаметром 200 мм выявлено сильное дробление при выполнении чернового и чистового проходов. При перевороте вала его диаметр в самом тонком месте — 159 мм, дробление увеличивается.

Диагностика проблемы

1. Проверка фундамента станка 2. Проверка жесткости станка 3. Проверка геометрической точности станка по контрольным оправкам 4. Проверка станка на точность прибором Renishaw ballbar QC20W В ходе анализа проблемы было выявлено: — станок установлен на фундамент с нарушением технологии (не держат анкера) — центровка отверстия под вращающий центр не соответствует нормам (очень маленькое) — кулачки не проточены и установлены на несоответствующий вылет — несоответствующий режущий инструмент и режимы обработки Решение — проработка технологии — расчет времени изготовления

Описание оборудования

Классификация станков с ЧПУ:

  1. По ориентации оси главного шпинделя: горизонтальное и вертикальное точение.
  2. По набору инструментов: одно и многоинструментальные.
  3. По уровню автоматизации: полуавтоматические с ручной установкой заготовок и автоматические с автоматизацией всех рабочих операций.
  4. Какое у направляющих расположение: в вертикальной или горизонтальной плоскости, под наклоном.
  5. По виду установленной накопителя инструментов: с револьверной головкой, одним или группой суппортов, комбинированные.
  6. По номенклатуре операций: станок патронного типа, центрового или патронно-центровой.

Автоматизированные агрегаты оснащаются магазином инструментов или головкой револьверного типа на 4, 6 и 12 гнезд. Каждое гнездо предусматривает размещение двух инструментов для точения наружных и внутренних элементов. На токарных станках с ЧПУ ориентация оси револьверной головки относительно главной шпиндельной оси бывает параллельной, перпендикулярной и наклонной.

В токарных станках ЧПУ монтируют магазины небольшой вместительности, потому что для изготовления одной детали достаточно 10 инструментов.

Вместительный накопитель рабочих элементов необходим на оборудовании, где ведется обработка труднообрабатываемых материалов. В этом случае у инструментов низкий период стойкости и требуется частая замена.

Агрегаты с ЧПУ используют для изготовления деталей из материалов большого спектра:

  • чугуны разных видов;
  • стали обыкновенного качества, инструментальные и специальные;
  • нержавеющие материалы для медицинской и пищевой промышленности;
  • цветные металлы и их сплавы (медь, титан, латунь, бронза);
  • композиционные материалы;
  • пластики;
  • дерево.

На центровых станках ЧПУ (например, 1725Ф3,1Б732Ф3) ведется обработка валов различной конфигурации. Ведется точение цилиндрических наружных поверхностей, конических переходов, фасонных шеек и нарезаются разные резьбы.

Патронно-центровые обрабатывающие центры ЧПУ (например, 16Б16Ф3, 1740РФ3,16К50Ф3) имеют возможность установки заготовки в патроне и центрах, выполнения операций точения и растачивания, нарезки резьб, сверления, развертывания и зенкерования.

Обработка дерева и металла

Валы, имеющие несколько участков различного диаметра и длины, называются ступенчатыми. Для обработки ступенчатых валов резец настраивают с помощью пробных проходов, отдельно для каждой ступени. Деления лимба, соответствующие диаметрам каждой ступени, запоминают или записывают. По этим данным ведут обработку всей, партии заготовок без пробных проходов.

Длины ступеней контролируют штангенциркулем с выдвижным глубиномером (типа ШЦТ ), штангенглубиномером, линейкой или шаблоном. Токарные станки 16К20, 1К62, 1К625, 1И611 и другие имеют лимб продольной подачи. Повороту лимба на одно деление соответствует перемещение суппорта на один миллиметр. По лимбу продольной подачи можно контролировать продольное перемещение резца и отводить резец в тот момент, когда получена нужная длина ступени. Высокая производительность при обработке ступенчатых валов достигается за счет правильного выбора схемы обработки. Наиболее производительной является такая схема обтачивания, при которой весь припуск снимают за один проход резца. Общий путь перемещения резца при этом равен сумме длин ступеней, т. е. общей длине заготовки.

Работа по второй схеме менее производительна, чем по первой.

Большую партию ступенчатых заготовок целесообразно обрабатывать, пользуясь продольным упором, закрепляемым на направляющей станины и ограничивающим перемещение суппорта. Проточив первую пробную заготовку на нужную длину, выключают станок и, не отводя суппорта, закрепляют упор так, чтобы он прикоснулся к левой боковой грани каретки суппорта. Теперь все последующие заготовки, обрабатываемые при перемещении суппорта до упора, будут иметь одинаковый размер. Механическую подачу выключают при подходе суппорта к упору на расстоянии 1 — 2 мм и доводят его до упора ручной подачей.

Заготовки с несколькими ступенями обрабатывают по упору с мерными длиноограничите-лями, в качестве которых можно использовать наборы мерных плиток (обычно потерявших исходную точность) или специальные шаблоны.

Центровые отверстия в заготовках не могут иметь абсолютно одинаковую глубину, поэтому при установке в центрах заготовки смещаются, заготовки с более глубоким центровым отверстием устанавливаются ближе к передней бабке, а с более мелким — дальше. При обработке по упору вследствие различной глубины отверстий получаются различные длины ступеней на различных деталях партии. Чтобы обеспечить одинаковые длины ступеней для всех деталей партии ступенчатых валов, закрепляемых в центрах, применяют передний плавающий центр. Он состоит из конического корпуса, который устанавливается в конической расточке шпинделя; собственно центра, свободно перемещающегося в осевом отверстии корпуса; пружины и упорного винта. Винт играет роль шпонки, а винт — роль стопора.

Токарная обработка в Ижевске на станках с ЧПУ

Токарная обработка с ЧПУ в Ижевске

может качественно выполняться благодаря следующим условиям:

  • отсутствия зазоров в передаточных механизмах;
  • повышенная жесткость агрегатов, которые обрабатывают металл;
  • минимальное число передач в кинематических цепях;
  • существенное уменьшение длины самих цепей;
  • применение сигнализаторов, которые обеспечивают обратное соединение;
  • использование механизмов уменьшающих вибрацию.
  • применение эффективного оборудования, которое снижает тепловую деформацию детали.

При токарной обработке с ЧПУ

используются прочные направляющие, которые не подвержены влиянию сил трения и вибрации. Таким образом, заметно уменьшается степень рассогласования, увеличивается точность в функционировании механизмов. Направляющие качения делаются таким методом, что показатель трения не видоизменяется даже при очень интенсивной работе всех механизмов станка.

MACHINE-TOOLS

Главное меню

Установка и закрепление деталей в центрах
Добавил(а) Administrator
05.02.10 18:14

Распространенным способом обработки деталей на токарных станках является обработка в центрах (рис. 34). При этом способе в торцовых поверхностях обрабатываемой детали предварительно сверлят центровые отверстия. При установке детали на станке в эти отверстия водят вершину конуса переднего 2 и заднего 4 центров. Для передачи вращения обрабатываемой детали применяют поводковый патрон 1, навинчиваемый на шпиндель станка и хомутик 3, закрепляемый винтом 5 на конце обрабатываемой детали.

Свободный конец хомутика при помощи паза (см. рис. 34) или пальца 1 (рис. 35) поводкового патрона приводит деталь во вращение. В первом случае хомутик 3 делается отогнутым (см. рис. 34), во втором – прямым 2 (см. рис. 35). Поводковый патрон с пальцем 1, показанный на рис. 35, представляет опасность для рабочего; более безопасной является поводковая планшайба с предохранительным кожухом.

Некоторые детали (типа втулок, заготовки зубчатых колес и др.), имеющие обработанные отверстия, устанавливают в центрах при помощи специальных центровых оправок , которые могут быть различных конструкций. Одна из применяемых конструкций оправок показана на рис. 36. Обрабатываемую деталь 2 надевают на цилиндрическую шейку 3 оправки, после чего на оправку надевают шайбу 4, а затем навертывают гайку 5. Этой гайкой деталь закрепляется на оправке, упираясь в буртик 1. На левом конце оправки закрепляют болтом хомутик 6. В таком виде оправку вместе с закрепленной на ней деталью и хомутиком 6 вставляют в центры при помощи центровых отверстий, имеющихся в обоих торцах оправки.

Центры. На токарных станках применяют различные типы центров. Наиболее распространенный центр показан на рис. 37, а. Он состоит из конуса 1, на который устанавливается обрабатываемая деталь, и конического хвостовика 2. Хвостовик должен точно входить в коническое отверстие шпинделя передней бабки и пиноли задней бабки.

Детали с наружными конусами на концах обрабатывают в обратных центрах (рис. 37, б).

Вершина конуса центра должна точно совпадать с осью хвостовика. Для проверки центр вставляют в отверстия шпинделя и приводят его во вращение. Если центр исправен, то вершина его конуса не будет “бить”.

Передний центр вращается вместе со шпинделем и обрабатываемой деталью, тогда как задний центр в большинстве случаев неподвижен – о его поверхность трется вращающаяся деталь. От трения нагреваются и изнашиваются как коническая поверхность заднего центра, так и поверхность центрового отверстия детали. для уменьшения трения необходимо наполнить центровое отверстия детали у заднего центра густой смазкой следующего состава: тавот – 65%, мел – 25%, сера – 5%, график – 5% (мел, сера и графит должны быть тщательно растерты).

Отсутствие смазки ведет к сгоранию конца центра, а также к порче и задирам поверхности центрового отверстия.

При обтачивании деталей на больших скоростях (u>75 м/мин) происходит быстрый износ центра и разработка центрового отверстия детали. Для уменьшения износа заднего центра его конец иногда оснащают твердым сплавом; лучше однако применять вращающиеся центры.

На рис. 38 показана конструкция 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.

При обработке тяжелых деталей на больших скоростях резания, а также при срезании стружек большого сечения вращающиеся центра имеют недостаточную жесткость, вследствие чего возможен и отжим детали, и сильные вибрации в работе. Чтобы избежать этих явления, применяют вращающиеся центры , встроенные в пиноль задней бабки.

На рис. 39 показаны конструкция такого центра. В передней части пиноли 1 расточено отверстие, в котором установлены передний упорный 3 и задний радиальный 2 подшипники для втулки 4. Осевая сила воспринимается упорным шарикоподшипником 3. Втулка 4 имеет коническое отверстие, в которое вставляют центр 5. Если при помощи стопора соединить втулку 4 с пинолью 1, втулка вращаться не будет. В этом случае в заднюю бабку можно становить сверло или другой осевой инструмент (зенкер, развертку).

Наладка станка для обработки в центрах. Для получения цилиндрической поверхности при обтачивании заготовки в центрах необходимо, чтобы передний и задний центры находились на оси вращения шпинделя, а резец перемещался параллельно этой оси. Чтобы проверить правильность расположения центров, нужно придвинуть задний центр к переднему (рис. 40). Если вершины конусов центров не совпадают, необходимо отрегулировать положение корпуса задней бабки на плите. Без такой регулировки обтачиваемая поверхность получится конической. Несовпадение центров может быть также вызвано попадание грязи или стружки в конические отверстия шпинделя или пиноли. Чтобы избежать этого, необходимо перед установкой центров тщательно вытереть отверстия шпинделя и пиноли, а также конусную часть центров. Если после этого передний центр при вращении, как говорят, “бьет”, значит он не исправен и должен быть заменен другим.

Убедившись, что центры находятся на одной оси, приступают к установке детали.

Для этого нужно:

  1. выдвинуть пиноль из корпуса задней бабки на 30-50 мм;
  2. передвинуть заднюю бабку по станине (в зависимости от длины обрабатываемой детали), закрепить ее на станине;
  3. смазать у детали центровое отверстие для заднего центра;
  4. установить деталь центровым отверстием на передний центр и, поддерживая ее левой рукой, ввести задний центр в центровое отверстие детали вращением маховичка задней бабки; пиноль должна иметь небольшой вылет из корпуса задней бабки; чем меньше выдвинута пиноль, тем она устойчивее и тем больше ее жесткость;
  5. проверить свободное, но без слабины, вращение детали в центрах; зажать пиноль в корпусе задней бабки.

Следует всегда помнить, что при точении возникает большое давление резца на деталь, в результате которого деталь может быть отжата от резца. при недостаточно надежном креплении детали или при неправильной установке резца деталь будет вырвана из центров, что может привести к несчастному случаю. Неточность, небрежность и неправильность установки и закрепления детали и резца часто ведут к браку. Вот почему на установку и закрепление из следует обращать самое серьезное внимание.

При точении деталь нагревается и удлиняется, создавая усиленные нажим на центры. Чтобы предохранить деталь от возможного изгиба, а задний центр от заедания, рекомендуется время от времени освобождать задний центр, а затем его снова поджимать о нормального состояния. Необходимо также периодически дополнительно смазывать центровое отверстие у заднего центра.

Закрепление в центрах при токарной обработке деталей

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

  • 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:

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:

Приспособления для закрепления деталей, обрабатываемых в центрах

Предварительные замечания. На рис. 34 схематически показано закрепление детали 5 в переднем 4 и заднем 6 центрах станка с помощью просверленных в ее торцах центровых отверстий. На конце детали, обращенном к передней бабке станка, закреплен хомутик 3. Посредством поводкового патрона 1, установленного на шпинделе станка, и поводка 2, закрепленного в патроне, вращение шпинделя передается через хомутик обрабатываемой детали (защитный кожух для ясности схемы на рисунке не показан). После того как один конец детали обработан, она снимается с центров, и хомутик переставляется на обработанный конец детали. Затем деталь перевертывается, снова устанавливается в центрах и обрабатывается второй ее конец.

Если центровые отверстия детали, обрабатываемой в центрах, имеют правильную форму и размеры, а центры станка верно обработаны и установлены, поверхности в этой детали, обработанные при первой и второй установках ее, будут концентричными, т. е. будут иметь общую ось.

На большинстве заводов центрование заготовок производят в заготовительных или механических цехах на специальных центровочных станках или на фрезерно-центровальных станках, где одновременно с центрованием фрезеруются торцы заготовки. Однако нередко еще центрование приходится производить самим токарям, используя имеющиеся в их распоряжении средства. Поэтому ниже приводятся соответствующие рекомендации.

Форма и размеры центровых отверстий. Наиболее употребительная форма центровых отверстий показана на рис. 35, а. В центровом отверстии, изображенном на рис. 35, б, кроме рабочего конуса с углом при вершине 60°, имеется дополнительный конус с углом 120°, который служит для защиты рабочего конуса от забоин (при случайных ударах) и называется поэтому предохранительным.

Очень важно, чтобы угол при вершине рабочего конуса был равен 60°. Если этот угол не равен 60°, а центр станка прошлифован правильно и имеет угол при вершине 60 0 , соприкосновение отверстия и центра будет происходить не по поверхности конуса, а по узкой полоске, в связи с чем неизбежны быстрый износ центрового отверстия, отклонение положения детали от правильного я часто брак ее.

Цилиндрическая часть центрового отверстия в торце детали, обращенной к задней бабке, заполняется густой смазкой. Во время работы станка эта смазка прогревается (от теплоты трения между деталью и центром), стремится выйти наружу и хорошо смазывает трущиеся поверхности центра и центрового отверстия.

Размеры центровых отверстий не должны быть слишком малы, так как такие отверстия быстро срабатываются; точность установки на центры при этом уменьшается. Центры станка в этом случае также быстро изнашиваются. Слишком большие центровые отверстия портят внешний вид детали. В табл. 4 даны рекомендуемые размеры центровых отверстий.

При пользовании таблицей необходимо руководствоваться следующими правилами:

1) центровые отверстия должны иметь одинаковые размеры в обоих торцах вала даже в том случае, если диаметры концевых шеек вала различны;

2) при легкой работе часто оказывается возможным принять размеры центровых отверстий ближайшие меньшие к предусмотренным таблицей для данного диаметра заготовок и, наоборот, при очень тяжелой работе — ближайшие большие.

Разметка центровых отверстий. На торцах заготовок, особенно тяжелых, находить положение центровых отверстий можно, ползуясь разметкой. Она осуществляется с помощью обычного циркуля. Установив расстояние между его иглами приблизительно равным радиусу размечаемой заготовки, прижимают большим пальцем левой руки конец одной ножки к боковой поверхности детали, а иглой другой ножки наносят на торце детали последовательно четыре риски (рис. 36).

Если расстояние между ножками циркуля было установлено больше радиуса детали, эти риски будут иметь вид, показанный на рис. 36, а; если оно было меньше радиуса детали, риски будут иметь вид, изображенный

на рис. 36, б. Центр детали в том и другом случае лежит внутри этих рисок и без труда может быть намечен на глаз.

Разметку заготовок из точного проката, в особенности, если припуск на обработку невелик, а также обработанных деталей, в которых центровых отверстий почему-либо нет, следует произво­дить при помощи разметочного угольника (рис. 37, а). Штифты 1 и 2 запрессованы в короткой полке этого угольника на одинаковых расстояниях от его кромки А А. Наложив такой угольник на торец детали, проводят на последнем риску. Затем поворачивают угольник на произвольный угол и проводят вторую риску. Пересечение рисок определит центр заготовки. Так же используется угольник, показанный на рис. 37, б. После разметки центровых отверстий производится накернивание их. Накернивание без разметки у небольших деталей диаметром до 40 мм можно производить с помощью приспособления, показанного на рис. 38.

Центровочные инструменты. Сверление центровых отверстий производится спиральным сверлом (рис. 39, а), диаметр которого равен диаметру цилиндрической части центрового отверстия.

Конусная часть центрового отверстия, просверленного сверлом диаметром до 1,5 мм, образуется зенковкой (рис.39,б). При диаметре цилиндрической части отверстия до 6 мм для обработки конуса используется зенковка, изображенная на рис.39,в.

Центровое отверстие может быть получено значительно быстрее при использовании комбинированного центровочного сверла, показанного на рис. 39, г, а отверстие с предохранительным конусом — сверлом, изображенным на рис. 39, д

Сверление центровых отверстий. Сверление центровых отверстий в небольших заготовках из проката черного или ранее обточенного производится без разметки. Заготовка закрепляется в самоцентрирующем патроне (рис. 40, а). В пиноль задней бабки встав>ляется сверлильный патрон с центровочным инструментом. Просверлив центровое отверстие в одном торце, заготовку перевертывают и сверлят второе отверстие.

Размеченные и закерненные заготовки зацентровываются так: вместо переднего центра в шпиндель станка вставляется патрон с центровочным инструментом. Установив заготовку, как показано на рис. 40, б, придерживают ее левой рукой за боковую поверхность (а еще лучше за хомутик, закрепленный посередине детали). Пустив станок в ход и вращая маховичок задней бабки правой рукой, подают заготовку на вращающийся центровочный инструмент. Таким же образом сверлят и второе центровое отверстие.

Обыкновенные центры. Обыкновенный центр показан на рис.41,а. Часть А этого центра называется рабочей, а часть В — хвостовой. Угол при вершине рабочей части центра должен быть равен 60°. Хвостовая часть центра должна быть точно изготовлена и соответствовать коническим гнездам в шпинделе передней и пиноли задней бабок станка. Поверхности рабочей части и хвостовика центра не должны иметь забоин, при наличии которых положение детали получается неправильным.

Диаметр цилиндрической части С хвостовика должен быть меньше меньшего диаметра конуса В. При этом условии некоторое увеличение диаметра части С, возможное в результате выбивки центра из шпинделя, не отразится на точности его установки.


Рис.40.Сверление центровых отверстий

Центр, показанный на рис. 41, б, служит для установки заготовок малого диаметра — до 4 мм. У таких заготовок вместо центровых отверстий делаются с двух сторон наружные конические поверхности с углом при вершине 60°, а в торце рабочей части центра, как это показано на рисунке, делается центровое углубление. Такие центры называются обратными.

Наличие рифленой поверхности у переднего центра (рис. 41, в) позволяет обрабатывать заготовки с большим центральным отверстием (без помощи поводкового патрона).

Наличие среза D у так называемого полуцентра (рис. 41, г), устанавливаемого только в заднюю бабку, дает возможность обрабатывать полностью торец поддерживаемой им детали.

Во избежание быстрого износа и повреждений (от случайных ударов) центры должны быть закаленными и шлифованными.

Передний центр во время работы станка служит только опорой для обрабатываемой детали, вращается вместе с ней и поэтому не нагревается. Ввиду этого передние центры можно изготовлять из углеродистой инструментальной стали марки У6. Задний центр неподвижен, деталь вращается на нем часто с большой скоростью, вследствие чего центр нагревается, теряет свою твердость и быстро изнашивается. Поэтому задние центры делаются из углеродистой стали марки У8 и У10 или с твердосплавным наконечником 1 (рис. 41, д).

Уход за центрами. Для правильной установки детали необходимо, чтобы ось конуса рабочей части переднего центра точно совпала с осью вращения шпинделя передней бабки. Это можно про>верить, если под вращающийся центр положить листок белой бумаги и смотреть на него сверху. Более точная проверка центров производится посредством индикатора, устройство которого рассматривается ниже.

Если оси не совпадают — вершина центра будет перемещаться на величину, которая определяет биение центра. Заметное на глаз биение недопустимо. В этом случае центр следует заменить или прошлифовать на месте, т. е. вставленным в коническое гнездо шпинделя. Шлифование производится при помощи специального устройства с приводом, закрепляемого в резцедержателе суппорта. Верхние салазки суппорта устанавливаются при этом под углом в 30° к центровой линии станка и перемещение их осуществляется вручную. Правильность угла конуса проверяется шаблоном.

Перед шлифованием станину следует защищать от пыли, образующейся при шлифовании. Также восстанавливаются задние центры.

Вращающиеся центры. Для предупреждения вредного влияния износа заднего центра, в особенности при скоростном точении, применяются вращающиеся центры различных конструкций. Вращающийся центр показан на рис. 42. Собственно центр 1 в этом случае вращается на роликовом 2 и шариковом 5 подшипниках, расположенных в корпусе 4. Осевые усилия, действующие на центр, воспринимаются упорным подшипником 3.

Хомутики. Токарный хомутик показан на рис. 43, а. Отверстием А он надевается на обрабатываемую деталь и закрепляется на ней болтом 1. Часть 2 хомутика называется хвостом. Такие хомутики бывают разных размеров. Более удобны в работе хомутики самозахватывающей конструкции. Одна из них показана на рис. 43, б. В корпусе 5 на шарнире 4 закреплен хвостовой кулачок 2, имеющий насечку на секторной поверхности, прилегающей к поверхности вала. Пружина 3 обеспечивает заклинивание хомутика после установки его на вале, а палец 1 поводкового патрона — вращение заготовки.

Поводковые патроны. Обыкновенный поводковый патрон показан на рис. 44. Палец-поводок 3 закреплен гайкой 1 в корпусе 2, конструкция которого обеспечивает безопасность работы, поскольку хомутик и палец спрятаны в чаше корпуса.

Практика работы при закреплении детали в центрах. При выборе хомутика необходимо следить за тем, чтобы конец детали, на которую надевается хомутик, свободно входил в отверстие хомутика. В то же время при слишком большом отверстии самозажимной хомутик не сработает, а у обыкновенного хомутика зажимной болт будет скользить по цилиндрической поверхности обрабатываемой детали и согнется.

Если хомутик надевается на обработанный конец детали, то, чтобы не испортить поверхности ее, между деталью и стенками отверстия в хомутике и под зажимной болт его кладут медную про­кладку или обертывают конец детали медной полоской.

Перед установкой центров в конические гнезда шпинделя передней бабки и пиноли задней бабки последние следует тщательно протирать тряпкой, навернутой на деревянную палочку. Не менее тщательно должны быть протерты хвосты центров. Необходимо также протирать (перед каждой установкой детали на центры) рабочие части центров и центровые отверстия в детали. При несоблюдении этих правил соринки и мелкие стружки, попавшие между центром и поверхностями гнезд и центровых отверстий, портят их, а установка детали получается неправильной.

Непременное условие работы в центрах — это хорошая смазка заднего центра. Недостаточно смазать центр только перед установкой детали на станок. Время от времени следует, остановив станок, отвести немного пиноль задней бабки и добавить смазки.

Приводим несколько составов смазки.

1. К тавоту прибавляют немного толченого мела, чтобы получилась не слишком густая смесь.

2. К тавоту прибавляют мелко истолченную горючую серу.
Масса получается густая, поэтому полезно разбавлять ее керосином.

При слабо поджатом центре обрабатываемая деталь будет вибрировать. Если центр поджат слишком туго, вся смазка будет выдавливаться и центр «заест». Задний центр считается поджатым правильно, если деталь без усилия можно повернуть на центрах настолько, насколько это позволяет хомутик.

Для тяжелых работ применяют задний центр с постоянной смазкой (рис. 45). При установке вала конической поверхностью его центрового отверстия нажимают на несколько выступающий торец плунжера 2 и масло из масленки 1 через канал корпуса 4 и канавки А поступает к трущимся поверхностям. При снятии вала пружина 3 возвращает плунжер в исходное положение и каналы подачи масла перекрываются.

Во время обработки деталь нагревается и, удлиняясь вследствие этого, с большой силой нажимает на центры. От возникшего давления или заест центр, или изогнется деталь. Чтобы предупредить это, следует периодически проверять силу поджима детали задним центром, в особенности при обработке длинных деталей.

Если в центрах обрабатывается партия деталей, надо иметь два хомутика. В то время, когда производится (при автоматической подаче) обтачивание одной детали, токарь может закреплять хомутик на следующей детали, подлежащей обработке.

Детали, закрепляемые в центрах. Деталь, обрабатываемую на , токарном станке, необходимо закреплять в центрах в следующих случаях:

1) если обработка детали, например ступенчатого валика, производится на одном станке за несколько установок, причем необ>ходимо совпадение осей обрабатываемых поверхностей (обеспечение концентричности);

2) если последующая обработка детали, например на шлифовальных станках, производится в центрах;

3) если обрабатываемая деталь (например, ходовой винт токарного станка) по условиям своей работы может быть испорчена (износ, прогиб) и для ремонта этой детали необходима установка ее на станок в центрах.

Читайте также:  Безгаражное хранение автомобилей
Ссылка на основную публикацию