Приспособления для обработки заготовок на токарных станках

Характер установки и закрепления заготовки, обрабатываемой на токарном станке, зависит от типа станка, вида обрабатываемой поверхности, характеристики заготовки (отношения длины заготовки к ее диаметру), требуемой точности обработки и других факторов.

При обработке на токарно-винторезных станках широко применяют закрепление заготовки в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне (рисунок 11,а). Патрон состоит их корпуса 1 с тремя радиальными пазами, по которым перемещаются кулачки 2. Кулачки приводятся во вращение от конической зубчатой передачи, смонтированной в корпусе патрона. Одно из конических колес на торце имеет торцовую резьбу (спираль Архимеда). Вращение конического зубчатого колеса преобразуется в поступательное равномерное движение кулачков, которые перемещаются к центру или о центра, что обеспечивает установку заготовки по оси патрона и ее одновременное закрепление тремя кулачками.

Рисунок 11 - Приспособления для закрепления заготовок на токарных станках

Трехкулачковые патроны применяют для закрепления заготовок при отношении их длины к диаметру . При отношении заготовку устанавливают в центрах, а для передачи крутящего момента от шпинделя к заготовке используют поводковый патрон и хомутик.

Для установки в центрах заготовку необходимо зацентрировать, т.е. сделать центровые отверстия с ее торцов. Центровые отверстия выполняют специальными центровочными сверлами; их форма и размер установлены ГОСТом. Заготовку с центрами устанавливают в передний и задний центры.

Центры бывают опорные (рис.11,б), срезанные (рис.11,в), шариковые (рис.11, г), обратные (рис.11,д) и вращающиеся (рис.11,е). Опорные центры делаются с твердосплавным наконечниками, повышающими их долговечность. Срезанные центры применяют при подрезании торцов заготовки; шариковые центры – при обтачивании конических поверхностей заготовок способом сдвига задней бабки в поперечном направлении; обратные центры – при обработке заготовок небольших диаметров. В этом случае заготовку по краям обтачивают на конус, а центровые отверстия выполняют в обратном центре. Вращающиеся центры применяют при срезании слоя металла большого сечения или при обработке на больших скоростях резания.

При установке заготовки в центрах для передачи на нее крутящего момента от шпинделя станка используют поводковый патрон (рис.11,ж) и хомутик (рис.11,з). Поводковый патрон представляет собой корпус 3, навинчиваемый на шпиндель станка, с торца которого запрессован цилиндрический палец 4. Хомутик закрепляют на заготовке болтом.

При отношении заготовку устанавливают в центах; для передачи на нее крутящего момента от шпинделя станка используют поводковый патрон и хомутик, а для уменьшения деформации заготовки от сил резания дополнительно применяют люнеты. Подвижный (открытый) люнет (рис.11,и) устанавливают на продольном суппорте станка, неподвижный (закрытый) (рис.11, к) закрепляют на станине. Усилия резания воспринимаются опорами люнетов, что уменьшает деформацию заготовки.

Для обработки заготовок типа втулок, колец и стаканов применяют: конические оправки (рис.11,л), когда заготовка удерживается на оправке за счет силы трения на сопряженных поверхностях; цанговые оправки (рис.5,м) с разжимными упругими элементами – цангами; упругие оправки с гидропластмассой, гофрированными втулками (рис.11,н) и т.д.

На токарно-револьверных станках, полуавтоматах и автоматах для закрепления заготовок часто используют цанговые патроны, так как на этих станках обрабатывают детали, заготовками которых является прутковый прокат.

На токарно-револьверных станках обрабатывают детали типа штуцеров, ступенчатых валиков, фланце, колец, гаек, болтов и т.д. На станках обтачивают наружные цилиндрические поверхности, подрезают торцы, сверлят, зенкеруют и развертывают отверстия, растачивают внутренние цилиндрические поверхности, обтачивают фасонные поверхности, протачивают канавки, фаски, галтели, накатывают рифления, нарезают наружные (плашками) и внутренние (метчиками) резьбы. Конические поверхности обтачивают широкими резцами или с помощью специальных копировальных приспособлений.

	Рисунок 12 - Схемы обработки заготовки на токарно-револьверном станке: 1 – подача прутка до упора; 2 – подрезание правого торца; 3 – обтачивание двух цилиндрических поверхностей, снятие фаски и сверление отверстия; 4 – зенкерование отверстия и протачивание кольцевой канавки; 5 - зенкование; 6 – нарезание резьбы; 7 – отрезание детали

На рисунке 12 показана наладка револьверного станка на изготовление резьбовой пробки. Обработку всех поверхностей выполняют за семь переходов.

Поверхности заготовки в позициях 2,4 (протачивание кольцевой канавки) и 7 обрабатывают с подачей револьверного суппорта, а в позициях 3 (обтачивание), 4 (зенкерование отверстия), 5 и 6 – с продольной подачей револьверной головки.

7 Обработка заготовок на расточных станках

Расточные станки применяют в основном для обработки отверстий с точно координированными осями в крупно- и среднегабаритных заготовках корпусных деталей.

Обработка поверхностей заготовок резцами является наиболее характерной для расточных станков.

Расточные резцы работают в менее благоприятных условиях, чем токарные. Они имеют меньшие размеры, зависящие от размера оправок, в которых их закрепляют, и диаметра обрабатываемого отверстия. Оправка с резцом под действием силы резания может изгибаться. Нежесткость инструмента является причиной вибраций в процессе резания и снижения качества обработанной поверхности. Поэтому для обеспечения высокой точности обрабатываемых поверхностей расточные станки имеют повышенную жесткость.

Горизонтально-расточные станки относятся к числу наиболее распространенных, на их базе выполнены конструкции других универсальных и специальных расточных станков.

На расточных станках обрабатывают отверстия, наружные цилиндрические и плоские поверхности, уступы, канавки, реже конические отверстия и нарезают внутреннюю и наружную резьбы резцами. Наиболее распространенным видом обработки на расточных станках является растачивание отверстий.

Растачивание цилиндрических поверхностей. Растачивание отверстий резцами исправляют форму и расположение оси предварительно обработанных или отлитых отверстий.

Резцы закрепляют в консольной или двухопорной оправке. Использование консольной оправки целесообразно в тех случаях, когда длина обрабатываемого отверстия l ≤ 5d, так как с увеличением длины оправки снижается ее жесткость, что приводит к необходимости уменьшения глубины резания.

На рисунке 13,а показана схема растачивания отверстия небольшой длины двухлезвийным пластинчатым резцом, закрепленным в консольной оправке. Заготовке сообщают продольную подачу. При небольшой длине отверстия, когда возможна работа с короткой жесткой оправкой, растачивают при осевой подаче осевого шпинделя. Растачивание с продольной подачей заготовки получают более правильное отверстие вследствие постоянного вылета шпинделя.

Отверстия с отношением l/d >5 и соосные отверстия растачивают резцами, закрепленные в двухопорной оправке. При ее установке необходимо точно совместить ось шпинделя с осью втулки подшипника задней стойки.

Рисунок 13 - Схемы обработки поверхностей заготовок на

горизонтально-расточных станках

На рисунке 13,б показано одновременное растачивание двух соосных отверстий. Оправка с резцами получает главное вращательное движение, а заготовка – продольную подачу в направлении от задней стойки к шпиндельной бабке.

Одновременное растачивание резцами нескольких отверстий повышает производительность, но не обеспечивает точности, поэтому таким способом обычно производят черновую обработку. При чистовом растачивании для обеспечения высокого качества обработки каждое отверстие рекомендуется растачивать отдельно.

Отверстие большого диметра, но малой длины растачивают резцом, закрепленным в радиальном суппорте планшайбы (рис.13,в). Планшайбе с резцом сообщают главное вращательное движение, а столу с заготовкой - продольную подачу.

Растачивание конических отверстий. Конические отверстия обрабатывают расточными головками, закрепленными в расточном шпинделе, которому сообщают осевую подачу. Конические отверстия диаметром более 80 мм растачивают резцом с использованием универсального приспособления, смонтированного на радиальном суппорте планшайбы (рис.13,г). В процессе обработки резец перемещается по наклонным направляющим приспособления.

Сверление, зенкерование, развертывание, цекование, зенкование и нарезание резбы метчиком. На расточных станках эти операции выполняются так же, как и на вертикально-сверлильных. Инструмент закрепляют в расточном шпинделе и сообщают ему главное вращательное движениеи осевую подачу. Заготовка, установленная на столе станка, остается неподвижной.

Обтачивание наружных цилиндрических поверхностей. Резец закрепляют на радиальном суппорте планшайбы (рис.13,д) и сообщают ему главное вращательное движение, а столу с заготовкой – продольную подачу.

Подрезание торцов. Торцы подрезают двумя способами: с подачей резца в направлении, перпендикулярном или параллельном оси шпинделя.

На рисунке 13,е показано подрезание торца проходным резцом, закрепленным на радиальном суппорте планшайбы. Резцу сообщают радиальную подачу (в направлении, перпендикулярном оси шпинделя) перемещением суппорта планшайбы. Небольшие плоскости подрезают пластинчатым резцом (рис.13,ж), которому сообщают осевую подачу (в направлении, параллельном оси шпинделя) перемещением расточного шпинделя. Обработка поверхностей с радиальной подачей обеспечивает большую точность.

Фрезерование поверхностей. На рисунке 13,з приведен пример фрезерования вертикальной плоскости торцовой фрезерной головкой, закрепленной в расточном шпинделе. Фрезе сообщают главное вращательное движение и вертикальную подачу перемещением шпиндельной бабки.

8 Схемы фрезерования поверхностей на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках

Горизонтальные плоскости фрезеруют на горизонтально-фрезерных станках цилиндрическими фрезами (рис.14,а) и на вертикально-фрезерных

станках – торцовыми фрезами (рис.14,б). Цилиндрическими фрезами целесообразно обрабатывать горизонтальные плоскости шириной до 120 мм. При этом длина фрезы должна быть немного больше ширины обрабатываемой заготовки. В большинстве случаев плоскости удобнее обрабатывать торцовыми фрезами вследствие большей жесткости их крепления в шпинделе и более плавной работы. Это связано с тем, что число одновременно работающих зубьев торцовой фрезы больше числа зубьев цилиндрической фрезы.

	Рисунок 14 - Схемы обработки поверхностей заготовок на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках

Вертикальные плоскости фрезеруют на горизонтально-фрезерных станках торцовыми фрезами (рис. 14,е), а на вертикально-фрезерных станках – концевыми фрезами (рис. 14,г).

Наклонные плоскости и скосы фрезеруют торцовыми (рис. 14,д) и концевыми (рис. 14,е) фрезами на вертикально-фрезерных станках, у которых фрезерная головка со шпинделем поворачивается в вертикальной плоскости. Скосы фрезеруют на горизонтально-фрезерных станках одноугловой фрезой (рис. 14,ж).

Комбинированные поверхности фрезеруют набором фрез (рис. 14,з) на горизонтально-фрезерных станках. Точность взаимного расположения обработанных поверхностей зависит от жесткости по длине оправки. С этой целью применяют дополнительные опоры, избегают использования несоразмерных диаметров фрез (рекомендуемой отношение диаметров фрез не более 1,5).

Уступы и прямоугольные пазы фрезеруют дисковыми (рис. 14,и) и концевыми (рис. 14,к) фрезами на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках.

Уступы и пазы целесообразно фрезеровать дисковыми фрезами, так как они имеют большее число зубьев и допускают работу с большими скоростями резания.

Фасонные пазы фрезеруют фасонной дисковой фрезой (рис. 14,л), угловые пазы – одноугловой и двухугловой (рис. 14,м) фрезами на горизонтально-фрезерных станках.

Паз типа «ласточкин хвост» фрезеруют на вертикально-фрезерном станке за два прохода: прямоугольный паз – концевой фрезой, затем скосы паза – концевой одноугловой фрезой (рис. 14,н). Т-образные пазы (рис. 14,о), которые широко применяют в машиностроении как станочные пазы, например, на столах фрезерных станков, фрезеруют обычно за два прохода: вначале паз прямоугольного профиля концевой фрезой, затем нижнюю часть паза – фрезой для Т-образных пазов.