Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Точение заготовок в центрах

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................... 3

ГЛАВА 1. ТОЧЕНИЕ НАРУЖНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ…………………………………………......................... 4

Понятие о точности обработки………..……………………………... 4
Установка заготовок на станке…………………………….………… 6

Установка заготовок в патроне……………………………………… 11
Установка заготовок в центрах……………………………………… 13

ГЛАВА 2. ОБРАБОТКА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ………………………………………………………….15

2.1. Обтачивание гладких поверхностей. Применяемые резцы………… 15

2.2. Установка резцов на станке…………………………………………… 16

2.3. Приёмы обтачивания…………………………………………………….16

2.4. Особенности пользования лимбами…………………………………….18

2.5. Обтачивание ступенчатых поверхностей. Особенности обработки….19

2.6. Работа по упорам…………………………………………………………22

2.7. Режимы резания при обтачивании………………………………………23

2.8. Брак цилиндрических поверхностей……………………………………25

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………….. 27 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………… ..28

ПРИЛОЖЕНИЕ………………………………………………………….......

ВВЕДЕНИЕ

Токарь — одна из важнейших профессий современного производства. Токарь должен уметь выполнять работы по чертежам, выбирать оптимальный порядок обработки деталей, проводить расчеты, связанные с выполнением сложных работ. Токарь, работающий на универсальном станке, изготавливает единичные детали, требующие особой точности обработки.

Резание металлов — один из способов механической обработки поверхности заготовки (или предварительно обработанной детали) путем снятия стружки для придания изделию требуемых формы, размеров, взаимного расположения и шероховатости его поверхностей. Обработку резанием точением изделий типа тел вращения выполняют на токарном станке, такими деталями являются, например, валы, зубчатые колеса, шкивы, кольца, муфты, гайки и др. Токарная обработка — обработка резанием при помощи режущих инструментов наружных (обтачивание) и внутренних (растачивание) поверхностей тел вращения (цилиндрических, конических, фасонных), а также спиральных и винтовых поверхностей. Процесс характеризуется вращательным движением заготовки (главное движение) и непрерывным поступательным движением режущего инструмента (движение подачи). Используемые режущие инструменты — резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, резьбонарезные головки и др. Основные виды токарных работ — обработка цилиндрических, конических, фасонных, торцовых поверхностей, уступов, точение канавок, отрезка частей заготовки, обработка отверстий сверлением, зенкерованием, растачиванием, развертыванием, нарезание резьбы, полирование, накатывание рифлений. В процессе обработки резанием выполненный из твердого материала токарный резец при сближении с подлежащим обработке вращающимся изделием внедряется в его поверхностный слой и при движении вдоль вращающегося изделия режущей кромкой отделяет лишние.

ГЛАВА 1. ТОЧЕНИЕ НАРУЖНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

1.1 Понятие о точности обработки

К точности обработки поверхностей детали (рис 1) предъявляются определенные технические требования, вытекающие из условий и характера ее работы в узле машины. Эти требования в общем случае состоят из четырех элементов: точности размеров, точности геометрической формы поверхностей, их взаимного расположения и шероховатости. Они указываются на рабочем чертеже условными обозначениями, принятыми в ЕСКД (единая система конструкторской документации).

Рис. 1. Виды наружных поверхностей:

1-цилиндрические; 2-торцы; 3- фаска; 4- канавка; 5-уступы

Точность размеров ограничивается предельными отклонениями, которые проставляются справа от номинального размера. Например, размер

означает, что деталь по этому показателю будет годной, если ее действительный размер находится в пределах наибольшего предельного размера 40, 1 мм и наименьшего - 39, 8 мм. Величина допустимого колебания размера - допуск - определяется разностью предельных размеров и для данного примера равна 40, 1 - 39, 8 =0, 3 мм.

Неответственные размеры, по которым деталь не сопрягается, часто проставляются на чертеже без допустимых отклонений. Однако точность таких размеров также ограничивается, обычно 14-м квалитетом, о чем на чертеже принято указывать текстом.

Погрешности геометрической формы цилиндрической поверхности (рис 20) в большинстве случаев объединяются в общее понятие - отклонение от цилиндричности, которое на чертеже обозначается условным знаком . Для торцов и уступов погрешность формы - отклонение от плоскостности - помечается знаком . Допустимая величина погрешности в миллиметрах указывается после условного обозначения цифрой.

Если на чертеже отсутствуют указания о допустимых погрешностях формы, то в этих случаях принято условно считать, что для цилиндрической поверхности они не должны превышать допуска на диаметр, а для торца или уступа -допуска соответствующего размера.

Погрешности взаимного расположения поверхностей деталей, прошедших токарную обработку, характеризуются: радиальным или торцовым биением, обозначаемым условно знаком , отклонение от соосности - , отклонение от перпендикулярности- . отклонение от параллельности - , после которых численно указывается их допустимая величина (рис.2).

Рис. 2. Погрешности формы цилиндрической поверхности:

а -конусообразность; б - бочкообразность; а - седлообразность; г – овальность

Требуемая шероховатость поверхностей (величина неровностей, остающихся после обработки резанием) обозначается знаком , над которым указывается значение высоты неровностей Rz или среднеарифметического отклонения профиля Ra в микрометрах, причем символ Ra на чертеже не указывается (рис.3).

Рис. 3. Чертеж опоры

1.2 Установка заготовок на станке

При токарной обработке наиболее часто применяются три основных способа установки заготовок на станке: в патроне, в патроне и заднем центре, в центрах (рис.4).

В патроне устанавливают короткие заготовки с длиной l выступающей части из кулачков до 2-3 диаметров d.

Рис. 4. Способы установки заготовок на токарном станке:

а - в патроне; б - в патроне и заднем центре; в - в центрах;

1 - зажимной патрон; 2 - задний центр; 3 - поводковый патрон; 4 - передний центр;

5 – хомутик

Установка в патроне и заднем центре применяется преимущественно для чернового обтачивания длинных валов.

Установку в центрах используют главным образом для чистового обтачивания валов, когда необходимо выдержать строгую соосность обрабатываемых поверхностей, а также в случаях последующей обработки детали на других станках с такой же установкой.

Применяемые приспособления. Приспособлениями называются устройства, предназначенные для установки и закрепления заготовок на станке или для расширения возможностей последнего.

Для рассмотренных выше способов установок пользуются токарными приспособлениями общего назначения: зажимными и поводковыми патронами, хомутиками, центрами.

Наибольшее распространение в практике работы токаря получили зажимные 3-кулачковые самоцентрирующие патроны (рис.5), в которых заготовка одновременно с закреплением центрируется по оси вращения. Такие патроны предусмотрены для закрепления круглых заготовок с относительно ровными поверхностями.

Патрон состоит из корпуса 4, трех кулачков 3 и 5, центрального зубчатого колеса 2 со спиральной нарезкой на торце, трехконических шестерен 1 с квадратными отверстиями под ключ. Если торцовым ключом вращать зубчатые колеса, то кулачки с помощью спиральной нарезки будут одновременно перемещаться радиально.

Патроны снабжаются комплектом прямых и обратных кулачков либо кулачками сборной конструкции.

Прямые кулачки 3 предназначены для закрепления заготовок небольшого диаметра «на зажим» или «на разжим» - заготовок с отверстиями. Обратные кулачки 5 используются для закрепления заготовок большого диаметра. Сборный кулачок состоит из собственно кулачка 6 и рейки 7, которые скрепляются винтами. Такие кулачки можно переставлять на рейках и использовать в качестве прямых или обратных.

Рис. 5. 3-кулачковый самоцентрирующий патрон

Кулачки, поставляемые в комплекте с патроном, обычно закалены для повышения долговечности. При закреплении ими деталей с окончательно обработанными поверхностями на последних остаются вмятины. В таких случаях рекомендуется пользоваться мягкими незакаленными кулачками, специально изготовленными, чаще всего сборной конструкции.

Кулачки обозначаются номерами 1, 2, 3, в порядке которых они устанавливаются в пазы корпуса с аналогичной маркировкой.

Самоцентрирующие 3-кулачковые патроны выпускаются разных размеров с наружным диаметром от 80 до 630 мм четырех классов точности. Для универсальных работ предусмотрены патроны нормальной точности Н и повышенной П; для чистовых работ - высокой В и особо высокой А. Точность патрона (кроме нормальной) маркируется на его корпусе.

Для установки на станок зажимные патроны крепятся к переходным фланцам, имеющим отверстие соответственно форме и размерам переднего конца шпинделя (см. рис.9).

Поводковые патроны (рис.6,а,б), применяемые при установке заготовок в центрах, предназначены для передачи крутящего момента от шпинделя к заготовке посредством хомутика. Поводковый палец 1 может быть отрегулирован в пазу патрона на необходимый размер хомутика. Такие патроны крепятся на переднем конце шпинделя аналогично переходным фланцам зажимных патронов.

Рис. 6. Поводковые патроны:

а - открытый; б -закрытый; хомутики: в - прямой; г – отогнутый

Для токарных работ предусмотрены два типа хомутиков (рис 6, в, г): прямые и отогнутые, которые устанавливаются на левом конце заготовки и закрепляются винтом 2. Благодаря овальной форме отверстия хомутик соприкасается с заготовкой в двух точках, что повышает надежность его крепления.

Рис. 7. Токарные центры:

а - прямой;, б обратный; в - полуцентр; г - вращающийся; д - грибковый,

е – рифленый

Центры (рис.7) служат для установки заготовок типа валов по центровым отверстиям или внутренним фаскам. По конструкции они делятся на упорные, вращающиеся и поводковые, а по форме рабочей части - на прямые, обратные, полуцентры и грибковые.

Упорный прямой центр (рис.7, а) состоит из рабочего конуса с углом 60°, шейки 2 и хвостовика 3, выполненного по размерам стандартных конусов Морзе. Такие центры изготавливаются из инструментальных углеродистых сталей У7 - У8 и подвергаются термической обработке - конец хвостовика и рабочий конус закаливаются.

Обратный упорный центр (рис.7, б) имеет на рабочей части коническое отверстие с углом 60°. Он предусмотрен для валиков малых диаметров (до 4 мм), на концах которых выполняются наружные центровые конусы.

Полуцентры упорные (рис.7,в) устанавливаются в пиноль задней бабки. Они имеют неполный рабочий конус, который позволяет подрезать торец заготовки, закрепленной в центрах.

Грибковый упорный центр (рис.7,д) выполнен в виде усеченного конуса увеличенного диаметра, что позволяет устанавливать на станке пустотелые заготовки по внутренним фаскам.

Упорные центры при точении с большой скоростью устанавливают преимущественно в шпинделе станка. Если такие центры закрепляют в заднюю бабку, то центровое отверстие заготовки, опирающееся на задний центр, следует заполнить густой графитовой смазкой.

Вращающиеся центры (рис.7,г) используются в качестве задних центров. Они состоят из корпуса 6, подшипников качения 3, 4 и 5, вставки 1 и резьбовой крышки 2 с войлочным уплотнителем;изготавливаются нормальной и повышенной точности.

Поводковые центры позволяют обтачивать детали на всю длину без хомутика и поводкового патрона. Установленные в шпиндель станка такие центры передают заготовке крутящий момент посредством рифленых поверхностей.

Рис. 8. Поводково-плавающий центр

Поводковый рифленый центр (рис.7,е) применяют при обработке пустотелых валов, втулок в тех случаях, когда на кромке отверстия допустимы вмятины от рифлений центра или их можно удалить последующей обработкой.

Поводково-плавающий центр (рис.8) обеспечивает не только быструю установку и съем заготовок, но также практически высокую точность продольного положения их на станке. Центр состоит из корпуса 3, плавающего центра 4, гайки 5, опорной шайбы 6 и поводковой шайбы 7 с рабочими зубьями Б. Корпус и шайбы, сопряженные полукруглыми крестообразно расположенными выступами и впадинами А и В, образуют шарнирную систему, которая позволяет зубьям шайбы 7 равномерно прижиматься к торцу заготовки. Необходимое давление пружины 2 регулируется резьбовой пробкой 1.

Рис. 9. Установка токарного патрона на резьбовом конце шпинделя ( α )

и фланцевом (б)

1.2.1 Установка заготовок в патроне.

Вначале необходимо надежно и правильно установить и закрепить патрон на шпинделе, для чего посадочные поверхности шпинделя и переходного фланца патрона очищают тряпкой, смоченной керосином, а затем слегка смазывают маслом.

Если шпиндель имеет резьбовой передний конец (рис.9,а), легкий патрон подносят к нему обеими руками и навинчивают до отказа (рис.8, а). Чтобы шпиндель при этом не поворачивался, положение рукояток коробки скоростей устанавливают соответственно наименьшей частоте вращения.

Более тяжелый патрон рекомендуется вначале положить на деревянный брусок (рис.10,б), а затем, подведя к шпинделю, навернуть вручную до отказа.

Чтобы предупредить самоотвинчивание во время работы, патроны, устанавливаемые на резьбовые концы шпинделей, следует закреплять дополнительными креплениями, предусмотренными на станке.

При фланцевой конструкции (рис.9,б) патрон устанавливают на центрирующий конус шпинделя так, чтобы резьбовые шпильки 5 совместно с гайками 4 прошли в отверстие фланца2 и поворотной шайбы 3, а фиксирующая шпонка 6 вошла в углубление переходного фланца патрона 1, После этого поворотную шайбу поворачивают на себя до отказа и равномерно в диагональном порядке затягивают гайки 4,

В самоцентрирующих патронах заготовка одновременно с закреплением цетрируется по оси шпинделя. Длина зажимаемой части заготовки в патроне должна составлять примерно 1/3 ее общей длины. Закрепление выполняют торцовым ключом, вставленным в одно из квадратных отверстий патрона. При этом категорически запрещается применение различных удлинителей, надетых на ручку ключа, так как приложение чрезмерно больших усилий способствует преждевременному выходу патрона из строя.

Иногда заготовка может занять неправильное положение в патроне, перекоситься. В таких случаях ее следует выверить на отсутствие биения. Для этого к вращающейся поверхности заготовки подносят кусочек мела и по характеру следа риски определяют «бьющий»участок. Выключив вращение, легкими ударами молотка (с мягким бойком) по указанному участку заготовке придают правильное положение, которое контролируют повторной проверкой. После этого заготовку необходимо окончательно закрепить.

При большом вылете заготовки из кулачков патрона (более 2-3 диаметров) ее поджимают задним центром (см.рис.4,б). Для этого зацентрованную с одной стороны заготовку слабо закрепляют в патроне за небольшой участок длиной 5-6 мм, в центровое отверстие плотно вводят задний центр и производят окончательное закрепление.

1.2.2 Установка заготовок в центрах.

Применяется из-за невысокой жесткости в основном для чистового обтачивания деталей типа валов. Для этого на торцах заготовки сверлением выполняют центровые отверстия с углом рабочего конуса 60°.

Рис. 10. Установка патрона на станке

Для получения высокой точности обработки необходимо, чтобы оси центров станка точно совпадали, а рабочий конус переднего центра не имел биения. Это достигается правильной установкой центров и выверкой их положения. Перед установкой хвостовики Центров и конические отверстия шпинделя и пиноли следует протереть насухо тряпкой. Совпадение осей проверяют сближением центров: их вершины должны совместиться. На некоторых станках для этой цели на корпусе и плите задней бабки имеются обработанные платики. Их совмещение обеспечивает соосность центров станка. Окончательно ее определяют пробным обтачиванием вала на всю длину. Если при этом диаметры на его концах окажутся одинаковыми, значит, оси центров совпадают.

Биение рабочего конуса переднего центра не должно превышать 0,01 мм при проверке индикатором. Если правильно установленный центр имеет биение больше допустимого, его надо заменить новым или проточить на месте твердосплавным резцом.

Поводковый патрон закрепляется на переднем конце шпинделя аналогично зажимным патронам.

Установка в центрах выполняется в следующем порядке.

На левый конец заготовки закрепляют хомутик, который подбирают по размеру так, чтобы зажимной винт в закрепленном состоянии не слишком выступал. Если конец заготовки чисто обработан, то под винт хомутика подкладывают пластинку из мягкого металла или применяют специальное разрезное кольцо.

Учитывая длину заготовки, заднюю бабку закрепляют на станине в таком месте, чтобы вылет пиноли был наименьшим.

Удерживая заготовку левой рукой, опирают ее на передний центр, а правой, вращая маховичок задней бабки, вводят задний центр в центровое отверстие заготовки. Поджим центром должен обеспечивать свободное вращение заготовки без люфта. После этого пиноль следует закрепить.

При обтачивании происходит нагрев и удлинение заготовки. Поэтому крепление длинных заготовок в центрах следует периодически ослаблять и снова доводить до нормального состояния.

ГЛАВА 2. ОБРАБОТКА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

2.1 Обтачивание гладких поверхностей. Применяемые резцы

Обтачивание выполняют проходными прямыми, отогнутыми и упорными резцами (рис.11).

Первые два типа резцов с главными углами в плане φ = 30-60° применяют преимущественно для обработки жестких деталей; ими можно обтачивать, протачивать фаски, а отогнутыми и подрезать торцы. Более широкое распространение в токарной практике получили упорные резцы с углом φ = 90°, которые, кроме указанных работ, позволяют подрезать уступы. Эти резцы особенно рекомендуются для обтачивания нежестких валов, так как они вызывают наименьший по сравнению с другими резцами поперечный прогиб обрабатываемой детали.

При выборе и эксплуатации проходных резцов следует учитывать также их различную стойкость (время непосредственной работы от заточки до переточки). При равных условиях менее стойкими являются упорные резцы, имеющие более острую и менее прочную вершину, склонную к перегреву.

При универсальных работах проходные резцы применяют как для чернового, так и для чистового точения. У черновых резцов вершину закругляют радиусом r = 0, 5-1 мм, у чистовых- r=1, 5-2. мм. Причем с увеличением радиуса закругления вершины снижается шероховатость обрабатываемой поверхности.

Рис.11. Проходные резцы:

а - прямой; б -отогнутый; в – упорный

2.2 Установка резцов на станке

Резцы должны быть правильно установлены и прочно закреплены в резцедержателе суппорта. Первое определяется положением резца относительно оси центров станка. При наружном точении резцы устанавливаются на станке так, чтобы их вершина находилась на уровне оси центров. В некоторых случаях, например при черновом обтачивании и обработке нежестких валов, рекомендуется выполнять такую установку выше линии центров примерно на 0, 02 диаметра детали. Высоту установки регулируют стальными подкладками 1 (рис.12), обычно не более чем двумя. При этом размеры подкладок должны обеспечивать устойчивое положение резца на всей опорной поверхности.

Установку по высоте проверяют совмещением вершин резца и одного из центров или пробной подрезкой торца заготовки, в центре которого не должна оставаться бобышка.

Резец также располагают перпендикулярно оси центров с наименьшим вылетом из резцедержателя(не более 1, 5 высоты стержня) и закрепляют прочно не менее чем двумя винтами.

Рис.12. Установка резца в резцедержателе

2.3 Приемы обтачивания

Чтобы получить необходимый диаметр обрабатываемой поверхности, резец устанавливают на глубину резания. Для этого его подводят до касания с поверхностью вращающейся заготовки. Когда появится слабо заметная риска, резец отводят вправо за торец заготовки, лимб поперечной подачи устанавливают на нуль и подают суппорт вперед на требуемый размер по лимбу. Механическую продольную подачу включают после того, как резец при ручном перемещении суппорта врежется в металл. Установку резца на точный размер выполняют аналогично, пробным обтачиванием конца заготовки на длину 3-5 мм. По результатам измерения (штангенциркулем или при более высокой точности -микрометром) (рис.13) диаметра полученной поверхности резец подают на окончательный размер по лимбу. Когда требуемый размер достигнут, лимбовое кольцо устанавливают на нуль, для того чтобы все детали из данной партии обрабатывать без пробных отсчетов.

Длину обтачивания выдерживают разметкой заготовки или по лимбу продольной подачи. В первом случае на определенном расстоянии от торца заготовки протачивают риску, место для которой устанавливают с помощью линейки (рис.14) или штангенциркуля. При использовании для этой цели лимба продольной подачи резец подводят к торцу заготовки, устанавливают лимб на нуль и ручным продольным перемещением суппорта врезаются в металл. Затем включают продольную подачу и выполняют обтачивание. Подачу выключают за 2-3 мм до требуемого размера и обрабатывают оставшуюся часть ручным перемещением суппорта.

Рис.13. Измерение диаметра поверхности:

а-штангенциркулем, б-микрометром

Шероховатость обработки определяют сравнением поверхности детали с эталонами шероховатости.

2.4 Особенности пользования лимбами

Подавая резец поперечно на глубину резания, следует иметь в виду, что он перемещается по радиусу к оси детали. Следовательно, диаметр последней после обтачивания уменьшается на удвоенную глубину резания.

При пользовании лимбом надо знать его цену деления, под которой подразумевается величина перемещения резца, соответствующая повороту лимба на одно деление. Поэтому, чтобы определить необходимый поворот лимба, глубину резания делят на его цену деления. Например, требуется подать резец на глубину резания 1, 5 мм при цене деления лимба 0, 05 мм. Число делений поворота лимба будет равно 1, 5:0, 05=30.

Рис.14. Разметка риски на заготовке

Некоторые станки имеют лимбы поперечной подачи, цена деления которых указывается «на диаметр». В таком случае величину поворота лимба определяют делением разности диаметров заготовки до и после обтачивания на цену деления. Так, если заготовка диаметром 25 мм обтачивается до диаметра 22 мм при цене деления лимба 0, 05 на диаметр, то число делений, на которое потребуется повернуть лимб, будет равно (25-22) : 0, 05 = 60.

При пользовании лимбами необходимо учитывать наличие и величину люфта (зазора) в передачах движения суппорта. Если, например, выдвинутый вперед суппорт отводить назад, то при некоторой части оборота маховичка ручной подачи он будет стоять на месте. Это и характеризует величину люфта в передаче. Поэтому во время отсчета размеров на станке необходимо маховичок ручной подачи поворачивать плавно и только в одну сторону

(рис.15,а). Если допущена ошибка и лимб повернут на большее число делений, чем требуется, то маховичок следует повернуть в обратную сторону на величину немного больше люфта, а затем, вращая в прежнем направлении, довести лимб до нужного деления (рис.15, в). Так же поступают, когда надо отвести резец на определенный размер от поверхности детали. Для этого суппорт отводят на большую, чем необходимо, величину, а затем, подавая его к детали, доводят лимб до нужного деления.

Рис.15. Установка глубины резания по лимбу поперечной подачи:

а - направление вращения маховичка; б- установка размера; в - вращение маховичка для исправления ошибки;

1 - указательная риска; 2 - лимбовое кольцо

2.5 Обтачивание ступенчатых поверхностей

Особенности обработки. Детали со ступенчатыми поверхностями могут иметь одностороннюю или двухстороннюю ступенчатость (рис.16).

Характерными требованиями, предъявляемыми к точности их обработки, являются соосность отдельных цилиндрических участков и перпендикулярность уступов к оси детали.