Способы обработки внутренних конических поверхностей. Обработка наружных и внутренних конических поверхностей

Обработка конических поверхностей – это технически сложный процесс, который выполняется на токарном оборудовании.

Кроме специального инструмента необходима высокая квалификация (разряд) оператора. Обработка конических поверхностей на токарных станках делится на две категории:

• работа с наружными конусами;


• работа с коническими отверстиями.

Каждый вид обработки обладает своими техническими особенностями и нюансами, которые должны учитываться токарем.

Особенности обработки наружного конических поверхностей

В силу своей специфической формы, работа с наружными коническими поверхностями обладает своей спецификой.

При несоответствии инструмента, дины фигуры и ее физических характеристик поверхность детали приобретает волнистую форму, что негативно сказывается на качестве заготовки и ее дальнейшей пригодности в эксплуатации.

Причины возникновения волнистости:

• длина конуса более 15 мм;


• большой вылет резца или плохое крепление детали;


• увеличение длины заготовки с пропорциональным уменьшением ее диаметра (толщины).

Обработка конических поверхностей на токарном станке без эффекта волн производится при соблюдении таких условий:

• не нужно достигать высокого класса обработки;


• при закреплении деталей должен быть большой угол наклона конуса относительно стационарного резца;


• длина конуса не превышает 15 мм;


• заготовка конической формы изготовлена из твердого сплава.

Способы обработки конических поверхностей выбираются исходя из указанных критериев.

Конические отверстия

Для обработки конических отверстий в сплошном материале существует два этапа:

• сверление;


• развертывание;

В первом случае используют сверло с диаметром равным или меньшим на 2-3 мм чем предполагаемое отверстие.

Размерную дельту уменьшают за счет финальной расточки. Сначала выбирается крупное сверло, которым пробивается отверстие, на глубину, меньше заданной. Затем тонкими сверлами производится каскадное сверление отверстия и доведение глубины до заданной.

При использовании нескольких сверл, внутренний конус соответствует заданным размерам и не имеет ступенчатых переходов.

При развертке отверстий используются сверла с тремя видами рабочей поверхности:

• первичные (обдирочные). Поверхность сверла имеет редкие грубые зубья, расположенные по винтовой спирали. При работе с этим сверлом снимается большой слой материала и формируется профиль отверстия;


• вторичное. У этого сверла больше канавок и зубьев, что позволяет добиться более четкого профиля отверстия и убрать излишки металла внутри;


• третье (чистовое). Поверхность этого сверла имеет прямые зубья, которые позволяют сделать «чистую» проходку и убрать ступенчатый эффект после двух предыдущих разверток.

Глубину и диаметр полученных отверстий проверяют при помощи пробок-калибров.

Обработка цилиндрических поверхностей

Обработка цилиндрических поверхностей на токарном станке – это две разные технологии, одна из которых позволяет работать с внешней поверхностью (валы, втулки, диски), а другая – с внутренней (отверстия).

Для работы используются резцы, сверла, развертки.

Использование определенного типа инструмента зависит от диаметра отверстия (толщины вала), класса чистоты обработки и шероховатости поверхности.

Детали с цилиндрической формой широко используются в машиностроении и тяжелой промышленности, а качество отверстий в сплошном материале определяет степень стыковки элементов конструкции, общую механическую прочность узла и длительность эксплуатации изделия.

Обработка наружных цилиндрических поверхностей заключается в доведении заготовки до заданной толщины путем снятия стружки при помощи резца. Для этого деталь располагается параллельно полу и закрепляется на токарном станке.

Проходом резца вдоль поверхности вращения позволяет достигнуть необходимого класса обработки и толщины детали.

Обработка цилиндрических поверхностей наружного типа делается в три этапа:

• черновая обточка. При таком методе получают шероховатость до 3-го класса и точность поверхности до 5-го;


• чистовая обработка. Класс точности возрастает до 4-го, а шероховатость до 6-го;


• чистовая тонкая (сверхточная). Степень шероховатости на уровне 9-го класса, а точность до 2-го.

В зависимости от желаемых показателей мастер использует одну или несколько стадий обработки.

Ввиду того, что при изготовлении многоступенчатых валов из цельной заготовки значительная часть материала становится стружкой, в современном производстве заготовки получают методом литья, а на станке проводится доводка детали до заданных параметров.

Обработка внутренних цилиндрических поверхностей – это достижение заданного класса точности при работе с отверстиями.

По своему типу отверстия делятся на категории:

• сквозные;


• глухие (досверленные до определенной глубины);


• глубокие со ступенчатой структурой (несколько диаметров на разных глубинах).

Исходя из типа отверстия и его габаритных размеров, применяются сверла определенной формы и диаметра.

Для достижения заданного класса точности мастера используют несколько разновидностей инструментов и производят обработку внутренней поверхности в три этапа, так же, как и с внешним цилиндром (черновое сверление, чистовое и высокоточное).

Тип инструмента зависит от твердости материала и заданных технических характеристик отверстия.

Современные технологии обработки конических и цилиндрических поверхностей демонстрируются на ежегодной выставке « ».

Растачивают конические отверстия обычно путем поворота верхней части суппорта на нужный угол. Расточной резец устанавливают в резцедержатель по центру оси станка и закрепляют. Поворотную часть суппорта вместе с резцом располагают под нужным углом к оси центров станка и закрепляют.

После чистового растачивания отверстия на конус его развертывают конической разверткой соответствующей конусности. Конические отверстия выгоднее обрабатывать непосредственно после сверления набором специальных разверток, имеющих одну и ту же конусность.

Применяют последовательно три развертки — черновую, получистовую и чистовую.

Черновой разверткой снимают самый большой припуск. Чтобы облегчить работу черновой развертки, ее режущие кромки делают ступенчатыми, с круглыми канавками для дробления стружки. Канавки располагают по винтовой линии. Обработанная черновой разверткой поверхность обычно грубая, с винтовыми бороздками на стенках.

Получистовая развертка, в отличие от черновой, имеет на режущих кромках более мелкие канавки для дробления стружки. Благодаря этому обработанная поверхность получается более чистой, но винтовые бороздки на стенках остаются.

Чистовую развертку изготовляют с цельными прямолинейными режущими кромками. Ею придают отверстию окончательные размеры и гладкую поверхность.

Вопросы

1. Как обрабатывают большие конические отверстия?
2. Для чего служит черновая развертка?
3. Каково назначение получистовой и чистовой разверток?
4. Какая разница между получистовой и чистовой развертками?

Контроль обработки конических поверхностей

В массовом производстве конические поверхности проверяют нерегулируемыми или регулируемыми шаблонами.

Диаметры пологих конических поверхностей проверяют штангенциркулем или микрометром (в зависимости от точности обработанной детали).

Наружные конусы проверяют калибрами-втулками.

Контролируют наружную коническую поверхность так. Калибр-втулку надевают на проверяемую поверхность конуса детали. Если калибр не качается — значит, конусность выполнена правильно.

Точнее контроль конусности по окраске. Для контроля тонкий слой краски равномерно наносят на проверяемую поверхность конуса детали. Затем на конус детали надевают калибр-втулку и поворачивают на пол-оборота. Если краска удаляется с поверхности конуса детали неравномерно, это говорит о неточности и необходимо конус исправить.

Стирание краски у меньшего диаметра конуса покажет, что угол уклона конуса мал, и, наоборот, стирание краски у большего диаметра покажет, что угол уклона конуса велик.

Диаметры наружного конуса проверяют тем же калибром-втулкой. При надевании втулки на правильно обработанный конус его торец должен совпадать с риской на срезанной части втулки.

Если торец конуса не дойдет до риски, необходима дальнейшая его обработка; если, наоборот, торец конуса перешел риску, деталь бракуют.

Конические отверстия контролируют калибрами-пробками.

Делают это так. Калибр-пробку, имеющую две риски, вводят, легко нажимая, в отверстие и замечают, не качается ли калибр в отверстии. Отсутствие качания показывает, что угол уклона конуса правильный.

Убедившись в этом, приступают к проверке диаметров конического отверстия. Для этого наблюдают, до какого места калибр войдет в проверяемое отверстие. Если конец отверстия совпадет с одной из рисок или же находится между рисками калибра, размеры конуса правильны. Когда обе риски калибра войдут в отверстие, это показывает, что диаметр отверстия больше заданного. Если обе риски окажутся вне отверстия, его диаметр меньше требуемого.

Вопросы

1. Каким инструментом проверяют наружные конические поверхности?
2. Как контролируют наружные конические поверхности калибром-втулкой и по окраске?
3. Каким инструментом проверяют конические отверстия?
4. Как контролируют конические отверстия калибром-пробкой?

«Слесарное дело», И.Г.Спиридонов,
Г.П.Буфетов, В.Г.Копелевич

В шестом и седьмом классах вы познакомились с различными работами, выполняемыми на токарном станке (например, наружное цилиндрическое точение, отрезание деталей, сверление). Многие заготовки, обрабатываемые на токарных станках, могут иметь наружную или внутреннюю коническую поверхность. Детали с конической поверхностью широко используют в машиностроении (например, шпиндель сверлильного станка, хвостовики сверл, центры токарного станка, отверстие пиноли задней бабки)….

Широкими резцами обрабатывают конусы длиной до 20 мм на жестких деталях. При этом добиваются высокой производительности, но чистота и точность обработки невысокие. Обрабатывают конусную поверхность так. Заготовку зажимают в патроне передней бабки. Обработка конической поверхности широким резцом Обрабатываемый конец заготовки должен выступать из патрона не более 2,0 — 2,5 диаметра заготовки. Главную режущую кромку резца…

При обработке конических поверхностей возможны следующие виды брака: неправильная конусность, отклонения в размерах конуса, отклонения в размерах диаметров оснований при правильной конусности, непрямолинейность образующей конической поверхности. Неправильная конусность получается главным образом из-за неточно установленного резца, неточного поворота верхней части суппорта. Проверив установку корпуса задней бабки, верхней части суппорта перед началом обработки, можно предотвратить этот вид…

Обработка конических и фасонных поверхностей

Технология обработки конических поверхностей

Общие сведения о конусах

Коническая поверхность характеризуется следующими параметрами (рис. 4.31): меньшим d и большим D диаметрами и расстоянием l между плоскостями, в которых расположены окружности диаметрами D и d. Угол а называется углом наклона конуса, а угол 2α - углом конуса.

Отношение K= (D - d)/l называется конусностью и обычно обозначается со знаком деления (например, 1:20 или 1:50), а в некоторых случаях - десятичной дробью (например, 0,05 или 0,02).

Отношение Y= (D - d)/(2l) = tgα называется уклоном.

Способы обработки конических поверхностей

При обработке валов часто встречаются переходы между поверхностями, имеющие коническую форму. Если длина конуса не превышает 50 мм, то его обработку можно производить врезанием широким резцом. Угол наклона режущей кромки резца в плане должен соответствовать углу наклона конуса на обработанной детали. Резцу сообщают поперечное движение подачи.

Для уменьшения искажения образующей конической поверхности и уменьшения отклонения угла наклона конуса необходимо устанавливать режущую кромку резца по оси вращения обрабатываемой детали.

Следует учитывать, что при обработке конуса резцом с режущей кромкой длиной более 15 мм могут возникнуть вибрации, уровень которых тем выше, чем больше длина обрабатываемой детали, меньше ее диаметр, меньше угол наклона конуса, чем ближе расположен конус к середине детали, чем больше вылет резца и меньше прочность его закрепления. В результате вибраций на обрабатываемой поверхности появляются следы и ухудшается ее качество. При обработке широким резцом жестких деталей вибрации могут отсутствовать, но при этом возможно смещение резца под действием радиальной составляющей силы резания, что приводит к нарушению настройки резца на требуемый угол наклона. (Смещение резца зависит от режима обработки и направления движения подачи.)

Конические поверхности с большими уклонами можно обрабатывать при повороте верхних салазок суппорта с резцедержателем (рис. 4.32) на угол α, равный углу наклона обрабатываемого конуса. Подача резца производится вручную (рукояткой перемещения верхних салазок), что является недостатком этого метода, поскольку неравномерность ручной подачи приводит к увеличению шероховатости обработанной поверхности. Указанным способом обрабатывают конические поверхности, длина которых соизмерима с длиной хода верхних салазок.

Коническую поверхность большой длины с углом α= 8... 10° можно обрабатывать при смещении задней бабки (рис. 4.33)

При малых углах sinα ≈ tgα

h≈L(D-d)/(2l),

где L - расстояние между центрами; D - больший диаметр; d - меньший диаметр; l - расстояние между плоскостями.

Если L = l, то h = (D-d)/2.

Смещение задней бабки определяют по шкале, нанесенной на торце опорной плиты со стороны маховика, и риске на торце корпуса задней бабки. Цена деления на шкале обычно 1 мм. При отсутствии шкалы на опорной плите смещение задней бабки отсчитывают по линейке, приставленной к опорной плите.

Для обеспечения одинаковой конусности партии деталей, обрабатываемых этим способом, необходимо, чтобы размеры заготовок и их центровых отверстий имели незначительные отклонения. Поскольку смещение центров станка вызывает износ центровых отверстий заготовок, рекомендуется обработать конические поверхности предварительно, затем исправить центровые отверстия и после этого произвести окончательную чистовую обработку. Для уменьшения разбивки центровых отверстий и износа центров целесообразно последние выполнять со скругленными вершинами.

Достаточно распространенной является обработка конических поверхностей с применением копирных устройств. К станине станка крепится плита 7 (рис. 4.34, а) с копирной линейкой 6, по которой перемещается ползун 4, соединенный с суппортом 1 станка тягой 2 с помощью зажима 5. Для свободного перемещения суппорта в поперечном направлении необходимо отсоединить винт поперечного движения подачи. При продольном перемещении суппорта 1 резец получает два движения: продольное от суппорта и поперечное от копирной линейки 6. Поперечное перемещение зависит от угла поворота копирной линейки 6 относительно оси 5 поворота. Угол поворота линейки определяют по делениям на плите 7, фиксируя линейку болтами 8. Движение подачи резца на глубину резания производят рукояткой перемещения верхних салазок суппорта. Наружные конические поверхности обрабатывают проходными резцами.

Наружные и внутренние конусы длиной до 15 мм обрабатывают резцом 1, главная режущая кромка которого устанавливается под требуемым углом а к оси конуса, осуществляя продольную или поперечную подачу (рис. 30, а). Этот способ применяется в том случае, когда обрабатываемая заготовка жесткая, угол уклона конуса большой, а к точности угла уклона конуса, шероховатости поверхности и прямолинейности образующей не предъявляют высоки требований.

Рис. 30.

Внутренние и наружные конусы небольшой длины (но длиннее 15 мм) при любом угле наклона обрабатывают при повернутых верхних салазках (рис. 30,б). Верхние салазки суппорта 1 устанавливают под углом в осевой линии станка, равным углу уклона обтачиваемого конуса, по делениям на фланце 2 поворотной части суппорта. Угол поворота отчитывается от риски, нанесенной на поперечных салазках суппорта.

Обработка наружных конусов при смещенной задней бабке применяется для заготовок относительно большой длины с малым углом уклона (рис. 30, в). Заготовку 2 при этом закрепляют только в центрах 1. Учитывая неизбежность износа центровых поверхностей даже при малых углах уклона конуса, обработку ведут резцом 3 в два приема. Сначала обрабатывают конус начерно. Затем производят подправку центровых отверстий. После этого осуществляется чистовое обтачивание. Для уменьшения разработки центровых отверстий в таких случаях успешно применяют центры с вершинами в виде шаровой поверхности. Поперечное смещение задней бабки допускается обычно не более чем на 1/5 часть длины заготовки.

Обтачивание наружных и внутренних конических поверхностей при помощи универсальной копирной линейки применяется при обработке заготовок любой длины с малым углом уклона конуса, примерно до 12° (рис. 30, г). Копирная линейка 1 устанавливается на плите 5 параллельно образующей обтачиваемой конической поверхности, верхняя часть суппорта 4 при этом поворачивается на 90°. Отсчет угла поворота линейки при наладке производится по делениям (миллиметровым или угловым), нанесенным на плите 5. Плита крепится при помощи кронштейнов к станине станка. После поворота линейки вокруг оси на требуемый угол а она закрепляется гайкой 6. В пазу линейки расположена ползушка 7, жестко соединенная с поперечными салазками 2 суппорта. При точении резец вместе с суппортом перемещается в продольном направлении и под действием ползушки, скользящей в прорези линейки,— в поперечном направлении. При этом будет обтачиваться коническая поверхность с углом при вершине 2а. Угол поворота линейки должен быть равен углу уклона конуса. Если шкала линейки имеет миллиметровые деления, то поворот линейки определяется по одной из следующих формул:

где h — число миллиметровых делений шкалы копирной линейки; Н — расстояние от оси вращения линейки до ее торца, на котором нанесена шкала; D — наибольший диаметр конуса; d—наименьший диаметр конуса; tga — угол наклона конуса; К —конусность

(К= (D-d)/l); l — длина конуса.

При а>12° используют так называемый комбинированный метод обработки, при котором угол наклона разбивается на два угла: a1 =11—12°; a2 =a - a1. Копирную линейку устанавливают на угол a1 = 12°; а заднюю бабку смещают для обработки конической поверхности с углом наклона a2=a— 12°.

Способ обработки конических поверхностей при помощи копирной линейки достаточно универсален и обеспечивает высокую точность, а наладка линейки удобна и производится быстро.

Независимо от способа обработки конуса резец устанавливают точно на высоте центров станка.

>>Технология: Изготовление цилиндрических и конических деталей ручным инструментом

Детали цилиндрической формы, которые в поперечном сечении имеют форму круга постоянного диаметра, можно изготовить из брусков квадратного сечения. Бруски обычно выпиливают из досок (рис. 22, а). Толщина и ширина бруска должна быть на 1...2 мм больше диаметра будущего изделия с учетом припуска (запаса) на обработку.
Перед изготовлением круглой детали из бруска производят ее разметку. Для этого на торцах заготовки пересечением диагоналей находят центр и циркулем описывают вокруг него окружность радиусом, равным 0,5 диаметра заготовки (рис. 22, б). Касательно к окружности с каждого торца с помощью линейки проводят стороны восьмигранника и очерчивают рейсмусом линии 1 сострагиваемых граней шириной Б по боковым сторонам заготовки .
Заготовку закрепляют на крышке верстака между клиньями или устанавливают в специальном приспособлении (призме) (рис. 22, д).

Ребра восьмигранника сострагивают шерхебелем или рубанком до линий разметки круга (рис. 22, в). Еще раз проводят касательные к окружности, очерчивают по линейке линии 2 и сострагивают грани шестнадцатиугольника (рис. 22, г).
Дальнейшую обработку ведут поперек волокон с округлением формы вначале рашпилем, а затем напильниками с более мелкими насечками (рис. 22, д).
Окончательно обрабатывают цилиндрическую поверхность шлифовальной шкуркой. При этом один конец заготовки закрепляют в зажиме верстака, а другой обтягивают шлифовальной шкуркой и вращают ее. Иногда заготовку обертывают шлифовальной шкуркой, обхватывая левой рукой, а правой вращают ее и перемещают вдоль своей оси вращения (рис. 22, е). Аналогично шлифуют заготовку и с другого конца.
Диаметр детали измеряют кронциркулем вначале на детали (рис. 23, а), а затем проверяют его по линейке (рис 23, б).

Последовательность всех перечисленных операций при получении цилиндрической заготовки из бруска квадратного сечения можно записать в маршрутной карте. В этой карте записывают последовательность (маршрут, путь) обработки одной детали. В таблице 2 приведена маршрутная карта на изготовление черенка для лопаты.
На рис. 24 изображен чертеж черенка для лопаты.

Практическая работа
Изготовление изделия цилиндрической формы
1. Разработайте чертеж и составьте маршрутную карту на изготовление изделия цилиндрической или конической формы, например изображенного на рис. 11.
2. Разметьте и изготовьте черенок для лопаты по (рис. 24) и маршрутной карте (табл. 2).

♦ Кронциркуль, маршрутная карта.

1. Какова последовательность изготовления детали цилиндрической и конической формы?

2. Как измерить диаметр детали кронциркулем?

3. Что записывают в маршрутной технологической карте?

Симоненко В.Д.,Самородский П.С.,Тищенко А.Т.,Технология 6 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта