1 .. 109 > .. >> Следующая
§ 5. ОБРАБОТКА ЭКСЦЕНТРИКОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
Если цилиндрическая часть какой-либо детали имеет ось, параллельную главной оси детали, но не совпадающую с ней, то говорят, что поверхность этой части эксцентрична, а деталь в этом случае называют эксцентриковой.
На рис 355, а показана эксцентриковая деталь, у которой главная ось обозначена буквами АА, а ось эксцентричной поверхности- буквами ББ. К эксцентриковым деталям относятся также коленчатые валы (рис. 355, б), так как у них ось ББ кривошипной шейки В смещена относительно главной оси АА коренных шеек.
Чтобы обточить коренные и кривошипные шейки у детали, показанной на рис. 355, в, нужно засверлить центровые отверстия на оси АА и на осях Б1Б1 и Б2Б2 эксцентричных поверх-
362
ностей. Для обтачивания кбренных шеек устанавливают деталь центровыми отверстиями на оси АА, а для обтачивания эксцентричных шеек диаметров dx и d2 - центровыми отверстиями соответственно по осям и Б2Б2.
Эксцентриковые валики обычно обтачивают в центрах. При величине эксцентриситета более 8-10 мм сверлят на торцах заготовки валика по два центровых отверстия (см. рис. 355, а), смещенных по отношению друг друга на величину эксцентриситета е. Отверстия А-А служат для обтачивания поверхностей ф d к ф d\, а отверстия Б-Б - для эксцентрично расположенной поверхности 0 D. Особое внимание следует обращать на точность расположения центровых отверстий Б-Б на торцах заготовки эксцентрикового валика.
з г f
/г\
" "(Г 1.
(J
1/ 1 1
"^?^ЦентроЩ, риска
в)
Рис 356 Разметка центровых отверстий эксцентрикового валика (а и б); кондуктор (в) для сверления центровых отверстий эксцентрикового валика
В индивидуальном и мелкосерийном производстве заготовку из прутка обтачивают по наружной поверхности и подрезают обе торцовые поверхности. Затем размечают места расположения центровых отверстий, для чего заготовку кладут на
363
две призмы 3 на разметочной плите и рейсмусом 4 проводят на обоих торцах центровые риски (рис. 356, а). Потом заго-товку повертывают на призмах на 90°, проверяют ее положение по угольнику и проводят центровые риски, перпендикулярные первым (рис. 356, б). Пересечение этих рисок определит положение центровых отверстий 1. Откладывая от горизонтальных рисок по вертикали величину эксцентриситета е, проводят третью риску на каждом торце. Пересечение их с вертикальной риской определит расположение центровых отверстий 2. Затем сверлят четыре центровых отверстия и приступают к обтачиванию поверхностей с диаметрами d, d\ и D (см. рис. 355, а).
Для нахождения места расположения центровых отверстий без разметки в эксцентриковых валиках используют специальное приспособление - кондуктор (рис. 356, в). Этот кондуктор представляет собой стакан 1, который устанавливается сначала на один конец заготовки вала 5, а после сверления по его двум втулкам 2 и 3 двух центровых отверстий устанавливается на другой конец. Кондуктор закрепляется на заготовке 5 винтом 6, стягивающим пружинную часть стакана. Перед сверлением центровых отверстий концы и торцы заготовки обтачиваются. На концах обточенных цилиндрических поверхностей размечается по одной риске вдоль оси заготовки. На стакане кондуктора имеются две риски 4, с помощью которых устанавливают его на концы заготовки, совмещая риску 4 кондуктора с риской заготовки.
При эксцентриситете вала меньше 10 мм два центровых отверстия не могут расположиться на торце заготовки. В этом случае заготовку берут длиннее на две длины центровых отверстий и сверлят центровые отверстия в центре каждого торца. Затем заготовку устанавливают в центры и обтачивают все цилиндрические поверхности, расположенные на одной оси. Потом срезают на обоих торцах участки с центровыми отверстиями и сверлят смещенные на величину эксцентриситета центровые отверстия по кондуктору или по разметке. Установив заготовку в эти отверстия, обтачивают все поверхности, эксцентрично расположенные относительно оси заготовки.
Когда к точности эксцентриситета предъявляются высокие требования, то устанавливают и выверяют заготовку в четырехкулачковом патроне с помощью индикатора, как показано на рис. 357, а. Наибольшее отклонение стрелки индикатора должно равняться двойной величине эксцентриситета. При установке заготовки по индикатору наконечник его необходимо подводить к обточенной поверхности около кулачков.
Эксцентрическую поверхность можно обтачивать достаточно точно, устанавливая заготовку в трехкулачковом самоцентрирую-щем патроне и подкладывая под один из кулачков (рис. 357, б) пластину, толщина которой вычисляется по формуле
364
где е - величина эксцентриситета, мм\
D - диаметр поверхности заготовки, которой ее устанавливают
Если эксцентриковая деталь имеет отверстие, то для обтачивания ее насаживают на центровую оправку с пологоконической поверхностью (рис. 358, а). Оправка имеет по два центро-
вых отверстия на каждом торце. Поверхность В обтачивают, установив оправку центровыми отверстиями по оси ББ, а эксцентричную поверхность Г обтачивают, установив оправку центро* выми отверстиями по оси АА.
Тот же @soklakovна моё возражение, что такой вот верификации может быть недостаточно, ответил что это "уже что-то". на мой взгляд подобная верификация по упрощённой модели может лишь означать, что мы не накосячили, правильно все ГУ, контакты и пр. прикладываем.. с другой стороны в исходной модели при расчёте может быть множество неучтённых вариантов, не говоря уже о том, сможет ли вообще сама программа посчитать правильно такую сложную геометрию..
с нуля делали?) конструктор нарисовал в cad, расчётчик считал в сае - так?
на самом деле конкретно этот комрад не разработчик)) этот чертёж переиздавался/корректировался по исходному, присланному с КБ в Питере.. вот их хвалить и надо))
по слухам так и было
ну, для данной детали не нужна.. и литьё сойдёт;)
а вот если взять головку бугатти вейрон, они как делают? ну мб если не 3д-принтер, то после отлитой заготовки следует операций 20-30 мех обработки, шлифуют вплоть до R0,05 и точнее небось)))
Вопрос в другом, а нужна ли для данной детали супер точность? На самом деле, там ± автобусная остановка. А что касаемо прочности, это ведь не донышко аппарата, помимо одной из функций которая реально требует прочности, "закрывать" цилиндр, у неё масса других, расположение кучи разных каналов и базирование других деталей двигателя. Вот и получается, что реально рассчитать нужно только маленькую часть а все остальное привяжется и усилит весь корпус.
Была разработана расчетная модель удара цилиндра (на самом деле на цилиндр надеты два кольца большего диаметра, материал частей такого ударника различные металлы) о стальную пластину. Все части смоделированы SPH элементами. Изначально модель разработана в версии R7, однако в ней нет формулировки элементов Section_SPH_Interaction. Эта формулировка необходима для того, чтобы можно было в одной расчетной модели использовать как стандартный метод контакта между SPH элементами, так и метод контакта node to node. Он задается через DEFINE_SPH_COUPLING. Мы нашли у коллег версию R11, однако при запуске на расчет происходит что-то необъяснимое. Во первых время расчета подскочило с 15 минут до 20 часов, далее возникают предупреждения (Warnings) по типу:
Warning 41123
Уважаемый @andrey2147 ! Заранее прошу прошение за критику, на мой взгляд конструктивную. Я за более чем полувековую практику встречал умельцев "золотые ручки" (пишу это без иронии), которым без разницы что ремонтировать - самолеты, станки, СЧПУ и т.д. Но прежде чем лесть с паяльником в старую надежную немецкую технику, нужно было всё проверить и оттестировать, дабы вся основная документация у Вас есть. Однако, успехов.
Вопросы не ко мне это соклаков (и еще несколько моих знакомы расчетчиков) утверждают, что кае расчеты надо всегда проверять (верифицировать) аналитикой. Я по этому поводу ничего сказать не могу в силу недостаточности квалификации. Я конструктор, и если мне и надо что-то посчитать, то зачастую для этого уже все придумано, написано. И для моих скромных задач SW Simulation вполне достаточно, по крайней мере за 8 лет практики ниче не сломалось и гнулось на столько на сколько рассчитано.
В 80-х могли и тупо слямзить технологию с забугорных образцов, не особо что-то высчитывая. 1 рубль затрат за расчет в МКЭ, 10 за эксперимент, 100 за прототип, 1000 за серийный - это в гражданке, где людям нужно бабло от продаж по-любому. Т.е. если Вы сейчас не будете просчитывать корпус в МКЭ - то вы не заработаете ничего. Сам корпус сейчас геометрически сильно сложнее и похож на биологическую ткань с кровеносной системой - аналитикой не возьмёшь. Да и корпусов этих - любой коммерс за бугром может напилить, взгляните на количество и марки авто. А в это время товарищи за бугром пилят 100500 новых корпусов новых форм. Ну, добро пожаловать в мир где скорость разработки - фактор будут у Вас деньги или нет. Аналитикой считать корпуса - это что-то академическое или военное, за гранью добра и зла короче. Академикам и воякам бабло выделяют не за серийные образцы, в гражланке не прокатит. Про эксперимент опять не слышали. На фигню с аналитикой бабло есть, на фигню с дорогущим софтом - есть, а напилить железяку на станке из куска металла - нету. По-моему кто-то тут сильно переоценивает вариант "мы не делаем ошибок, у нас сразу всё идеально в железе - ведь юзаем ANSYS же, епт"
Управление токарным станком
Управление станком - это выполнение действий, которые обеспечивают процесс резания, т. е. вращение заготовки и перемещение резца. Однако прежде чем приступить к управлению станком, его надо наладить и настроить.
Токарная обработка с закреплением заготовки в патроне
Наладка станка заключается в закреплении заготовки и инструмента. Для закрепления заготовок применяют трех кулачковый патрон (рис. 67) или поводковую планшайбу с центрами (рис.68).
В патрон заготовку 1 (рис.67) помещают на глубину не менее 20...25 мм и сжимают кулачками 6 при помощи ключа 4. Заготовка не должна выступать из патрона на величину более пяти ее диаметров.
Рис.67.
Установка заготовок в трех кулачковый
патрон: 1 - заготовка; 2 - корпус патрона;
3 - планшайба; 4 - ключ;
Перед
закреплением заготовки в центрах в ее
торцах выполняют ответственность.
Передний центр 2 (рис. 68) устанавливают
в коническое отверстие шпинделя,
а задний 6 - в пиноль задней бабки.
Вместо патрона на шпинделе закрепляют
поводковую планшайбу 1.
Рис.
68. Вращение заготовки при помощи
поводковой планшайбы: 1 - корпус
поводковой планшайбы; 2 - передний
центр; 3 - стопорный винт; 4 - хомутик; 5
- заготовка; 6 - задний центр;
7 - стержень; 8 - поводок
Резец
1 (рис. 69) закрепляют в резцедержателе
ключом 4 с помощью винтов 5. Резец не
должен выступать от края поверхности
резцедержателя на расстояние, равное
1...1,5 высоты резца. С помощью подкладок
6 под резец 1 добиваются того, чтобы
вершина резца совпадала с вершиной
заднего центра 2.
Рис.
69. Установка токарного резца в
резцедержателе: 1 - резец; 2 - задний
центр; 3 - пиноль задней бабки; 4 - ключ;
5 - винты крепления резца; 6 - подкладка
под резец
Настройка
станка - это установление необходимой
частота вращения шпинделя
и скорости перемещения суппорта. Для
каждого конкретного способа обработки
устанавливают наиболее выгодные режимы
резания: скорость резания, глубину
резания и подачу.
Скорость резания (у, м/мин) - это путь, который проходят наиболее удаленные от центра точки обрабатываемой заготовки за единицу времени при ее вращении. Глубина резания (/, мм) - это толщина слоя металла, которая срезается за один рабочий ход резца: { = (В - (1)/1, где X) - диаметр заготовки, (I - потребный диаметр детали. Подача (5, мм/об) - это величина перемещения режущей кромки резца в направлении движения подачи за один оборот заготовки.
Настраивают станок ТВ-6 при помощи нескольких ручек по таблицам, которые прикреплены к станку. Органы управления станком показаны на рис. 62
Токарная обработка при установке заготовки в центрах
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.
Чистовая обработка наружных цилиндрических и конических поверхностей.
Типовые методы обработки наружных цилиндрических и торцовых
поверхностей.
Точение таких поверхностей осуществляют, как правило, в центрах, в
патроне, в патроне с поджимом центра задней бабки (длинные валы)
Основные методы обтачивания:
− с продольной подачей резца;
− с поперечной подачей резца.
Первый метод наиболее распространенный, применяется при обработке
деталей, длина которых больше длины режущей кромки резца; вид резца – проходной.
Второй метод используется при обработке коротких цилиндрических
поверхностей, длина которых меньше или равна длине режущей кромки резца;
применяемые виды резцов – прорезные, канавочные, отрезные.
Обтачивание выполняют, как правило, в два этапа:
1) черновая или предварительная обработка (снимается 0,7-0,8 припуска);
2) чистовая или окончательная обработка (снимается остальная часть
припуска). Черновая обработка характеризуется малой скоростью резания и
большой продольной подачей, а чистовая - большой скоростью резания и малой
продольной подачей. Чистовая обработка применяется для получения поверхности с
малой шероховатостью, точной по форме и размерам.
Для получения необходимой точности диаметра обработки (9-8 квалитета)
используют лимб поперечной подачи, с помощью которого устанавливают резец по
методу пробных проточек. Точность и производительность обработки повышается при
использовании жестких или регулируемых ограничителей хода продольной подачи.
При работе с большими скоростями резания необходимо применять
вращающиеся центры, устанавливаемые в пиноль задней бабки.
Особенности установки заготовок в различных приспособлениях.
При токарной обработке наиболее часто применяются три основных способа
установки заготовок на станке: в трехкулачковом патроне, в трехкулачковом
патроне и заднем центре, в центрах.
Рис.1. 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 3
В универсальном трехкулачковом патроне устанавливают короткие заготовки
с длиной выступающей части из кулачков до 2-3 диаметров. Установку в патроне и
заднем центре применяют преимущественно для чернового обтачивания длинных
валов. Установку в центрах используют для чистового обтачивания валов, когда
необходимо выдержать строгую соосность обрабатываемых поверхностей, а также
в случаях последующей обработки детали на других станках с той же установкой.
Инструмент, применяемый для обработки наружных цилиндрических
поверхностей.
Рис. 2. Проходные резцы:
а) - прямой; б)- отогнутый; в) - упорный
Обтачивание выполняют:
а) проходными прямыми
б) отогнутыми
в) упорными резцами.
Первые два типа резцов с главными углами в плане φ=30-60° применяют
преимущественно для обработки жёстких деталей; ими можно обтачивать,
протачивать, а отогнутыми и подрезать торцы. Более широкое распространение в
токарной практике получили упорные резцы с углом φ=90°, которые для указанных
работ позволяют подрезать уступы. Эти резцы особенно рекомендуются для
обтачивания нежёстких валов, так как они вызывают наименьший по сравнению с
другими резцами поперечный прогиб обрабатываемой детали. При универсальных
работах проходные резцы применяют как для чернового, так и для чистового
точения. У черновых резцов вершину закругляют радиусом г =0,5-1мм, у чистовых -
г=1,5-2мм. Причём с увеличением радиуса закругления вершины снижается
шероховатость.
обработка цилиндрических отверстий
На токарных станках обработка цилиндрических отверстий производится сверлами, зенкерами, развертками и расточными оправками с закрепленными в них резцами.
Сверление
Главное движение резания при сверлении - вращательное, оно выполняется заготовкой; движение подачи - поступательное, выполняется инструментом. Перед началом работы проверяют совмещение вершин переднего и заднего центров токарного станка. Заготовку устанавливают в патрон и проверяют, чтобы ее биение (эксцентричность) относительно оси вращения не превышало припуска, снимаемого при наружном обтачивании. Проверяют биение торца заготовки, при котором будет обрабатываться отверстие, и выверяют заготовки по торцу. Перпендикулярность торца заготовки к оси ее вращения можно обеспечить подрезкой торца. При этом в центре заготовки можно выполнить углубление для обеспечения нужного направления сверла и предотвращения его увода и поломки.
Сверла с коническими хвостовиками устанавливают непосредственно в конусное отверстие пиноли задней бабки, а если размеры конусов не совпадают, то используют переходные втулки.
Для крепления сверл с цилиндрическими хвостовиками (диаметром до 16 мм) применяют сверлильные кулачковые патроны, которые устанавливают в пиноли задней бабки.
Перед сверлением отверстий заднюю бабку перемещают по станине на такое расстояние от заготовки, чтобы сверление можно было производить на требуемую глубину при минимальном выдвижении пиноли из корпуса задней бабки. Перед началом сверления заготовку приводят во вращение включением шпинделя.
Сверло плавно (без удара) подводят вручную (вращением маховика задней бабки) к торцу заготовки и производят сверление на небольшую глубину (надсверливают). Затем отводят инструмент, останавливают заготовку и проверяют точность расположения отверстия. Для того чтобы сверло не сместилось, предварительно производят центрование заготовки коротким спиральным сверлом большого диаметра или специальным центровочным сверлом с углом при вершине 90°. Благодаря этому в начале сверления поперечная кромка сверла не работает, что уменьшает смещение сверла относительно оси вращения заготовки. Для замены сверла маховик задней бабки поворачивают до тех пор, пока пиноль не займет в корпусе бабки крайнее правое положение, в результате чего сверло выталкивается винтом из пиноли. Затем в пиноль устанавливают нужное сверло.
При сверлении отверстия, глубина которого больше его диаметра, сверло (также как при работе на сверлильных станках), периодически выводят из обрабатываемого отверстия и очищают канавки сверла и отверстие заготовки от накопившейся стружки.
При ручном управлении станком трудно обеспечить постоянную скорость движения подачи. Для стабилизации скорости подачи используют различные устройства. Для механической подачи сверла его закрепляют в резцедержателе. Сверло 1 с цилиндрическим хвостовиком (рис. 4.29, а) с помощью прокладок 2 и 3 устанавливают в резцедержателе так, чтобы ось сверла совпадала с линией центров. Сверло 1 с коническим хвостовиком (рис. 4.29, б) устанавливают в державке 2, которую крепят в резцедержателе.
После выверки совпадения оси сверла с линией центров суппорт со сверлом вручную подводят к торцу заготовки и обрабатывают пробное отверстие минимальной глубины, а затем включают механическую подачу суппорта. При сверлении напроход перед выходом сверла из заготовки скорость механической подачи значительно уменьшают или отключают подачу и заканчивают обработку вручную.
При сверлении отверстий диаметром 5...30 мм скорость подачи S 0 = 0,1 ...0,3 мм/об для стальных деталей и S 0 = 0,2...0,6 мм/об для чугунных деталей.
Для получения более точных отверстий и для уменьшения увода сверла от оси детали используют рассверливание, т. е. сверление отверстия в несколько приемов. При сверлении отверстий большого диаметра (свыше 30 мм) также прибегают к рассверливанию для уменьшения осевого усилия. Режимы резания при рассверливании отверстий те же, что и при сверлении.
Зенкерование
Зенкером обрабатывают отверстия, предварительно штампованные, литые или просверленные. Зенкерование может быть как предварительной (перед развертыванием), так и окончательной обработкой. Кроме обработки отверстий, зенкеры применяются иногда для обработки торцовых поверхностей заготовок.
Для повышения точности зенкерования (особенно при обработке литых или штампованных глубоких отверстий) рекомендуется предварительно расточить (резцом) отверстие до диаметра, равного диаметру зенкера, на глубину, примерно равную половине длины рабочей части зенкера.
Зенкеры, как и сверла, устанавливают на токарных станках чаще всего в задней бабке или револьверной головке.
Развертывание
Для получения на токарных станках отверстий высокой точности и заданного качества обрабатываемой поверхности применяют развертывание.
При работе чистовыми развертками на токарных и токарно-револьверных станках применяют качающиеся оправки, которые компенсируют несовпадение оси отверстия с осью развертки. Для того чтобы обеспечить высокое качество обработки, сверление, зенкерование (или растачивание) и развертывание отверстия производят за одну установку заготовки в патроне станка.
Выбор режимов резания при обработке цилиндрических отверстий стержневыми инструментами на токарных станках производят по тем же таблицам справочника, что и при обработке на сверлильных станках. Однако, учитывая малую жесткость крепления стержневых инструментов на станках токарной группы, расчетные значения режимов на практике уменьшают.
Растачивание
Если диаметр отверстия превышает диаметр стандартных сверл или зенкеров, то такое отверстие растачивают. Растачивание применяют также при обработке отверстий с неравномерным припуском или с непрямолинейной образующей.
В зависимости от назначения различают токарные расточные резцы для обработки сквозных и глубоких отверстий. У токарных расточных стержневых резцов консольная часть выполнена круглой, а стержень для крепления резцов - квадратным; такими резцами можно растачивать отверстия диаметром 30...65 мм. Для повышения виброустойчивости режущая кромка резцов выполнена по оси стержня.
На токарно-револьверных станках применяют расточные резцы круглого сечения, которые крепятся в специальных оправках-державках (рис. 4.30).
Форма передней поверхности и все углы у расточных резцов (за исключением заднего) принимаются такими же, как и у проходных, применяемых при наружном точении. Углы резания у расточных резцов можно изменять путем установки режущей кромки резцов относительно продольной оси детали (выше или ниже оси).
При растачивании резец находится в более тяжелых условиях, чем при наружном продольном точении, так как ухудшаются условия для отвода стружки, подвода СОЖ и отвода тепла.
Расточный резец по сравнению с токарным имеет меньшую площадь сечения державки и больший вылет, что обусловливает отжим резца и способствует возникновению вибраций; поэтому при растачивании, как правило, снимается стружка меньшего размера и снижается скорость резания.
При черновом растачивании стали принимают глубину резания до 3 мм; продольную подачу - 0,08...0,2 мм/об; скорость резания - около 25 м/мин для резцов из быстрорежущей стали и 50... 100 м/мин для твердосплавных резцов.
При чистовом растачивании глубина резания не превышает 1 мм, продольная подача - 0,05...0,1 мм/об, скорость резания - 40... 80 м/мин для резцов из быстрорежущей стали и 150... 200 м/мин для твердосплавных резцов.
Обработка фасонных поверхностей
Обрабатываемые поверхности деталей (как наружные, так и внутренние) относят к фасонным, если они образованы криволинейной образующей, комбинацией прямолинейных образующих, расположенных под различными углами к оси детали, или комбинацией криволинейных и прямолинейных образующих. На токарных станках фасонные поверхности получают: используя ручную поперечную и продольную подачу резца относительно заготовки с подгонкой профиля обрабатываемой поверхности по шаблону; обработкой фасонными резцами, профиль которых соответствует профилю готовой детали; используют поперечную и продольную подачу резца относительно заготовки, а также приспособления и копирные устройства, позволяющие обработать поверхность заданного профиля; путем комбинирования перечисленных выше методов для повышения точности и производительности обработки. Фасонные поверхности на длинных деталях, заданный профиль которых получается с помощью шаблона, копира, приспособления и т. п., обрабатывают проходными резцами из быстрорежущей стали или твердосплавными.
При
обработке галтелей и канавок радиусом
R<20 мм на стальных и чугунных деталях
применяют резцы, режущая часть которых
выполнена по профилю обрабатываемой
галтели или канавки, рисунок слева - а).
Для обработки галтелей и канавок с R>20
мм режущую часть резцов выполняют с
радиусом скругления, равным (1,5-2) R,
рисунок слева - б). При этом используют
как продольную, так и поперечную подачу
суппорта. Для повышения производительности
обработки фасонных поверхностей сложного
профиля применяют фасонные резцы
(рисунок внизу). Величина переднего
угла у
фасонных резцов зависит от обрабатываемого
материала:=20-30
градусов (для алюминия и меди); =20
градусов (для мягкой стали); =15
градусов (для стали средней твердости); =10
градусов (для твердой стали и мягкого
чугуна); =5
градусов (для труднообрабатываемой
стали и твердого чугуна); =0
градусов (для бронзы и латуни). Задний
угол выбирается
в зависимости от конструктивных
особенностей резцов: =10-15
градусов для дисковых фасонных резцов
и =12-14
градусов для призматических фасонных
резцов. Приведенные значения и относятся
только к наружным точкам профиля резца;
с приближением к центру дискового
фасонного резца передний угол уменьшается,
а задний - увеличивается. Размеры рабочей
части и высота профиля круглых и
призматических фасонных резцов должны
соответствовать профилю, который
получается при пересечении фасонной
поверхности детали. передней поверхностью
резца. На одном из торцов круглого
фасонного резца выполнены зубцы, с
помощью которых резец надежно закрепляют
в резцедержателе станка и при заточке.
Ширина фасонных резцов не превышает
40-60 мм и зависит от жесткости системы
СПИД и радиального усилия резания.
Нарезание резьбы на станках
Резьбу широко применяют в машиностроении, она служит для соединения деталей между собой и для передачи движения. Примером применения резьбы для соединения деталей является резьба на шпинделе токарного стана, предназначенная для крепления патрона; примером применения резьбы для передачи движения является резьба ходового винта, передающая движение маточной гайке фартука, резьба винтов в тисках, резьба шпинделей в прессах и т. д.
Понятие о винтовой линии. В основе всякой резьбы лежит так называемая винтовая линия. Возьмем кусок бумаги в форме прямоугольного треугольника АБВ(рис. 237, а), у которого катет АВ равен длине окружности цилиндра диаметром D, т. е. АВ = πD, а второй катет БВ равен высоте подъема винтовой линии за один оборот. Навернем треугольник на цилиндрическую поверхность, как показано на рис. 237, а. Катет АВ обернется вокруг цилиндра один раз, а гипотенуза А Б навьется на цилиндр и образует на его поверхности винтовую линию с шагом S, равным БВ. Угол τ (тау) называется углом подъема винтовой линии .
Если треугольник расположен справа цилиндра, как на рис. 237, а, и наклонная линия А Б поднимается слева направо , то такая винтовая линия называется правой ; при обратном расположении треугольника и подъеме линии справа налево (рис. 237, б) получаем левую винтовую линию.
Образование резьбы. Если подвести вершину резца к цилиндрическому валику и затем дать вращение валику и одновременно равномерное продольное перемещение резцу, то на поверхности валика вначале образуется винтовая линия (рис. 238). При углублении вершины резца в обрабатываемый валик и повторном продольном перемещении резца на поверхности валика получится винтовая канавка, называемая резьбой (рис. 239), с профилем, соответствующим форме режущей части резца.
Профиль резьбы. Если режущей части резца придать треугольную форму, то и на поверхности обрабатываемого цилиндра при нарезании получится треугольная резьба (рис. 239, а). Если режущая часть резца имеет прямоугольную или трапецеидальную форму, то соответственно при нарезании получаютпрямоугольную или ленточную резьбу (рис. 239, б) или же трапецеидальную (рис. 239, в).
Основные элементы резьбы. Основные элементы, определяющие профиль резьбы, следующие:
шаг резьбы S (рис. 240)-расстояние между двумя одноименными (т. е. правыми или левыми) точками двух соседних витков, измеренное параллельно оси резьбы;
угол а профиля - угол между боковыми сторонами витка, измеренный в диаметральной плоскости;
вершина профиля Е - линия, соединяющая боковые стороны его по верху витка;
впадина профиля F - линия, образующая дно винтовой канавки.
Различают три следующих диаметра резьбы (рис. 241):
наружный диаметр d резьбы - диаметр цилиндра, описанного около резьбовой поверхности;
внутренний диаметр d 1 резьбы - диаметр цилиндра, вписанного в резьбовую поверхность;
средний диаметр d 2 резьбы - диаметр цилиндра, соосного с резьбой, образующие которого делятся боковыми сторонами профиля на равные отрезки.
Направление резьбы (правая и левая резьбы). Если посмотреть на резьбу с торца, то у правой резьбы подъем канавки направлен слева направо, а у левой, наоборот, - справа налево. Направление резьбы можно также обнаружить по направлению вращения винта при ввинчивании его в отверстие или гайки при навинчивании ее на болт: если ввинчивание идет по ходу часовой стрелки, то резьба правая, если против хода, - левая. Наиболее употребительная правая резьба.
Обработка заготовки на станках токарной группы
-фрезерная обработка
-сверлильная обработка
-строгальная обработка
-зуборезная обработка
- шлифовальная обработка
1 -фрезерная обработка
Фрезерная обработка – метод обработки металлов резанием при помощи специальных инструментов - фрез. Главным движением фрезерования является вращение фрезы, закрепленной в шпинделе цанговым зажимом. Движением подачи является поступательное перемещение фрезы или обрабатываемой заготовки в продольном, поперечном или вертикальном направлениях (может быть как прямолинейным, так и криволинейным).
Фреза – многолезвийный режущий инструмент, как правило, в виде диска с режущими зубьями по окружности. Каждый зуб фрезы представляет собой простейший инструмент – резец. Зубья могут быть расположены как на цилиндрической поверхности, так и на торце.
Форма поверхности обрабатываемой детали определяется тем, какую форму имеет фреза, а также траекторией этой фрезы.
Фрезерная обработка получила большое применение в промышленности благодаря возможности получения на нём ровных деталей весьма сложной формы, причём детали получаются аккуратными и без изъянов. Высокопроизводительные способы фрезерования, к которым относятся скоростное и силовое фрезерование, позволяют сократить время обработки и тем самым повысить производительность.
Имеющиеся в наличии фрезерные станки, позволяют производить доступные для этой группы операции, такие как сверление, зенкование, растачивание и непосредственно фрезеровка. Качественный инструмент и фрезерные станки в прекрасном техническом состоянии, дают возможность производить вышеперечисленные работы с неизменным качеством, удовлетворяющим самым высоким требованиям наших клиентов.
2-сверлильная обработка
Вертикально-сверлильная обработка металлов позволяет выполнять операции сверления, развертывания отверстий и зенкерования. Некоторые модификации станков (например с откидывающимся столом) дают возможность производить обработку деталей, имеющих крупные габариты. В вертикально-сверлильной обработке могут использоваться не только разнообразные сверла, но и другие инструменты и приспособления, благодаря которым появляются новые технологические возможности у станков. В частности, становится возможным производить резьбонарезные работы и на вертикально-сверлильных станках.
Некоторые виды вертикально-сверлильной обработки
На вертикально-сверлильных станках можно осуществлять различные виды механической обработки резанием. В частности – сверление. Сверление – обработка, при которой с помощью вращающегося сверла производятся различные отверстия, отличающиеся по глубине, диаметру, форме (округлые, многогранные).
Зенкерование – получистовая механическая обработка с помощью специального инструмента – зенкеров. Такая обработка производится в тех случаях, когда нужно увеличить диаметр отверстия, откалибровать его, очистить от заусенцев или сгладить, уменьшив шероховатость.
Аналог зенкерования – развертывание. Отличие развертывания от зенкерования заключается в том, что первый вид вертикально-сверлильной обработки является чистовым, финишным и производится после сверления и зенкерования.С помощью развертки на внутренней поверхности отверстий осуществляется очень точное снятие припуска в виде тончайшей стружки. Развертывание необходимо для получения посадочных отверстий для подшипников, отверстий для плунжиров, уменьшения шероховатости поверхности, подготовки к нарезанию резьбы.
Эффективность вертикально-сверлильной обработки
Качество и производительность вертикально-сверлильной обработки зависит главным образом от характеристик станка. Такие характеристики как ход рабочей части, наличие или отсутствие возможности регулирования числа оборотов посредством различных датчиков и электронного оснащения, скорость резания, возможность дооборудования другими узлами и механизмами определяют и производительность самой обработки.
|
Технология изготовления деталей на токарном станке. |
|
Изготовление любой детали начинают с подбора материала. Отобранный материал нарезают на заготовки. Размер заготовки всегда превышает размеры готовой детали на некоторую величину (припуск). Величина и форма припуска зависят от формы детали, технологии ее изготовления. |
|
Для точения лучше всего подходит однородная по текстуре древесина. Это береза, липа, осина, бук, вяз, орех. Точения детали на центровых станках
|
|
Рис. 1. Последовательность точения детали а- закрепление заготовки; б - закрепление заготовки разрез; в- черновая обработка рейером; г- чистовая обработка мейселем; д- обрезка (торцевание) заготовки. Вытачивание внутренних полостей Для вытачивания внутренних поверхностей заготовку закрепляют только в передней бабке станка, кулачковым патроном, планшайбой или трубчатым патроном.
|
|
|
|
Рис. 2. Точение полых изделий а- на планшайбе; б- в трубчатом патроне. Работа на токарных станках с суппортом На токарных станках с суппортом обработка ведется резцами закрепленными в резцедержателе, установленном на подвижном суппорте станка. Подобные станки, как правило, имеют ручную и механическую подачу вдоль и поперек станка. Токарные резцы. По форме головки резцы подразделяются на прямые с прямолинейным стержнем (рис. 3 а) и отогнутые со стержнем отогнутым в право или влево. По расположению режущей кромки различают правые (рис.3 г) и левые (рис. 3 в) резцы. Правые перемещаются в продольном направлении от задней бабки к передней, левые от передней к задней. Проходные резцы (рис. 3 а-в) предназначены для обточки, образования фасок, проходные упорные резцы (рис.3 г) для обточки и обработки образуемого торца ступени. Подрезные резцы (рис. 3 д) служат для образования ступени на торце обрабатываемой заготовки, для обработки плоскости торца. Канавки на наружной и внутренней поверхности детали можно получить при помощи канавочных резцов (рис. 3 е, з). Для отрезки применяются отрезные резцы (рис. 3 ж). Для нарезания резьбы используют резьбовой резец (рис. 3 и). Фасонные резцы заточены по форме обрабатываемой детали (рис. 3 к). |
 |
|
Рис. 3. Основные виды токарных резцов Резцы устанавливают, так чтобы вершина резца совпадала с центром задней бабки. Частота вращения шпинделя должна составлять 1200 об/мин. Точение цилиндрических заготовок. |
|
|
|
Рис. 4. Приемы обработки цилиндрических заготовок Резец постепенно подают вперед до касания с вращающейся заготовкой, и в этом положении отводят его направо. По лимбу подают резец вперед на 2-3 мми делают первый рабочий проход вдоль заготовки. Проходы осуществляют до получения гладкой цилиндрической формы (рис.4 а). Сместив резец по показаниям лимба поперечной подачи до нужного размера, обтачивают небольшой пробный участок. Если замер показал, что резец установлен на нужный размер, то поверхность обрабатывают по все длине справа налево (рис. 4 б). После обтачивания резец отводят назад. И возвращают в исходное положение. Этим же резцом подрезают торец и уступы. Торец подрезают до сближения резца с центром детали (рис. 4 в). Для протачивания прямоугольных канавок и уступов применяют чистовой (лопаточный) резец (рис.4 г). Перемещая его в поперечном направлении и продольно передвигая суппорт, можно выточить цилиндрическую поверхность с разными диаметрами. Для выборки отверстий и внутренних полостей деталей применяют растачивание. Растачивание выполняют расточным упорным резцом (рис 4 д). Режущею кромку резца устанавливают на уровне оси шпинделя. При растачивании продольную подачу резца чередуют с его поперечными смещениями от края детали к ее центру, слой за слоем снимая материал со стенки вырезаемой полости и выравнивая ее дно. Точение деталей сложной формы выполняют фасонными резцами |
|
|
|
Рис. 5. Варианты заточки и установки фасонных резцов Фасонные резцы изготавливаются самостоятельно из полос углеродистой или быстрорежущей стали толщиной 3-5 мм, шириной 10-20 мми длиной 100-120 мм. Резец обтачивают по нанесенному контуру, закаливают и затачивают (рис. 5 а). Резцы должны обязательно иметь затыловку боковых граней, чтобы они не соприкасались с деталью в процессе обработки (рис. 5 б). Возможны два варианта установки фасонного резца (рис. 5 в) для прямого и обратного точения, при обратном точении резец переворачивают и получают деталь с обратным профилем. Фасонные резцы можно подавать на деталь в поперечном, продольном направлении и под углом к оси детали (рис.5 г). Для получения деталей различного сложного профиля можно использовать составной резец собранный из резцов толщиной 4-8 мм, с различной заточкой. Их различная комбинация позволяет получать разнообразные профиля (рис. 5 д). Для получения плавных форм как с наружи, так и внутри детали можно использовать резец с режущим диском. Диск толщиной 4-8 мм, диаметром 12-20 мм, по краю диска протачивается канавка радиусом 2-3 мм. После закалки диск устанавливают с помощью бола на оправке и затачивают (рис. 5 е). Обработка детали по копиру. Большой объем одинаковых деталей удобно изготавливать с помощью копира. В качестве режущего инструмента, в зависимости от конструкции станка, можно использовать токарные резцы, установленные в суппорте станка, стамески с упором или дисковые фрезы. |
|
|
|
Рис. 6. Обработка по копиру резцом и стамеской |
 |
Рис. 7. Обработка дисковой фрезой по копиру.
Точение по копиру на суппортном станке
Рис. 8. Обработка детали по копиру
Для изготовления копира вытачивают модель детали и распиливают ее вдоль оси. Полученный срез профиля переводят на фанеру толщиной 4-5 мми выпиливают (рис. 8 а). Копиры можно изготавливать из металла при помощи лазерной резки.
Профиль будущих деталей закрепляют на станине станка. К поперечным салазкам суппорта крепят металлический держатель со щупом. Вершина щупа и резца должны иметь одинаковый профиль (рис. 8 б).
Первой заготовке предварительно придают форму цилиндра диаметром равным наибольшему диаметру заготовке, последующие заготовки можно делать с небольшим припуском. Сначала налаживают взаимное положение заготовки и копира (рис. 8 в), затем суппорт станка сдвигают влево до совмещения вершины щупа с линией наибольшего диаметра детали (рис.8 г). Резец подают вперед до упора в поверхность заготовки, а щуп упирают в копир в точке наибольшего диаметра и фиксируют в этом положении. Обработку ведут справа налево. Резец подают на деталь в поперечном направлении до упора щупа в контур копира (рис. 8. д). Величина продольного смещения резца на один поперечный ход составляет 1-2 мм. Следы резания удаляют шлифовальной шкуркой. Один и тот же копир можно использовать для точения деталей одинакового профиля, но разного диаметра (рис. 8 е). Небольшое изменение угла установки копира дает сужение силуэта детали. Длинные детали точат по копиру частями. Симметричные фигуры обрабатывают с края до середины, затем заготовку переворачивают и обрабатывают вторую часть (рис. 8 ж).
Выбор режима резания
Скорость главного движения резания на токарных станках для различных точек режущей кромки различна и зависит от расстояния до оси вращения заготовки. Средняя скорость для средней точки определяется по формуле:
V ср =πD cp n/(60·1000)
где D cp - средний диаметр заготовки, мм;
N- частота вращения шпинделя, об/мин;
Частоту вращения шпинделя выбирают в зависимости от диаметра заготовки, при установке планшайбы диаметром более400 ммчастота вращения шпинделя не должна превышать 800 об/мин.
Скорость главного движения резания для древесины мягких пород 10-12 м/с, для древесины твердых пород 0,5-3 м/с.
Продольная подача на один оборот шпинделя для черновой обработки 1,6-2 мм, для чистовой не более0,8 мм. Поперечная подача на один оборот шпинделя не должна превышать1,2 мм.
Обработка деталей на токарных станка с ЧПУ
Токарные станки с ЧПУ, в качестве режущего и инструмента имеют концевые фрезы или комбинируются концевой и дисковой фрезами.
При обработке детали концевой фрезой можно получить различный фигурный профиль на заготовке. Перемещение фрезы и скорость вращения заготовки задается с помощью программного обеспечения в зависимости от формы будущей детали.
Рис. 9. Создание скульптуры на токарном станке с ЧПУ
Станки с концевой и дисковой фрезами, позволяют ускорить процесс точения заготовок. Дисковая фреза делает предварительную черновую обработку, концевая фреза чистовую.
Рис. 10. Обработка заготовки дисковой фрезой
Рис. 11. Обработка заготовки концевой фрезой
После вытачивания заготовки, для окончательной доводки и удаления следов резания, ее обрабатывают шлифовальной шкуркой, обычно используют кусок небольшой ширины, который перемещают в натянутом состоянии по всей заготовке.
Рис. 12. Обработка заготовки шлифовальной шкуркой
Литература:
1. Буриков В.Г., Власов В.Н. Домовая резьба- М.: Нива России совместно с Компанией «Евразийский регион», 1993-352 с.
2. Ветошкин Ю.И., Старцев В.М., Задимидько В.Т.
Деревянные художества: учеб. пособие. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т. 2012.
3. Гликин М.С. Декоративные работы по дереву на станке «Универсал».- М.: Лесн. пром-сть, 1987.-208 с.
4. Коротков В.И. деревообрабатывающие станки: Учебник для нач. проф. Образования. - М.6 Издательский центр «Академия», 203.-304 с.
5. Лернер П.С., Лукьянов П.М. Токарное и фрезерное дело: Учеб. Пособие для учащихся 8-11 кл. сред. шк.-2-е изд., дораб.-М.: Просвещение, 1990.-208 с.
