Как сделать фасонную поверхность на токарном станке

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 05.10.2024

Фасонная поверхность формируется при вращении криволинейной образующей вокруг оси. Она может быть сложной или простой формы. В первом случае образующая состоит из небольших участков с разной кривизной, которые соединены прямыми линиями, а во втором образующая представляет собой дугу. Такие поверхности обрабатываются на станках токарной группы следующими способами:

путем использования ручной подачи инструмента;
посредством фасонных резцов;
при помощи специальных приспособлений для фасонного точения;
комбинирование вышеперечисленных методик между собой с целью улучшить точность и повысить производительность мехобработки.

Фасонные резцы: виды и их особенности

Фасонный резец — металлорежущий инструмент, в котором форма режущей кромки повторяет профиль готового изделия. Самый простой вариант такого инструмента — стержневой резец. В зависимости от конструкционных особенностей такие резцы могут быть:

предназначенными для точения вогнутых поверхностей;
призматическими;
дисковыми.

Первый вид фасонных резцов характеризуется простотой и недорогим производством. При этом их режущая пластинка стачивается уже после нескольких переточек. Это проявляется в уменьшении высоты резца по центру при установке, отчего инструмент становится неподходящим для дальнейших работ. Из этого следует, что стержневые резцы данного вида используются на единичном или серийном производстве.

У призматических резцов роль передней поверхности выполняет торец бруска, используемого для изготовления инструмента, а их задний угол формируется в результате наклона резца при фиксации в державке. К их преимуществам относится возможность крепкой фиксации на станке, а к недостаткам — сложность изготовления.

Дисковые резцы характеризуются несложной конструкцией, за счет чего упрощается процесс их изготовления. Главное их преимущество заключается в том, что они не затягиваются в заготовку в процессе точения, следовательно, металлоизделие получается высококачественной.

Фасонные резцы

Фасонные поверхности тел вращения

. Обрабатываемые поверхности деталей (как наружные, так и внутренние), образованные телами вращения относятся к фасонным поверхностям, если они образованы:

криволинейной образующей;
комбинацией прямолинейных образующих, расположенных под различными углами к оси детали;
комбинацией криволинейных и прямолинейных образующих.

Методы получения фасонных поверхностей

. Фасонные поверхности на токарных станках получают:

С помощью координированной ручной поперечной и продольной подач проходного резца относительно заготовки с последующей подгонкой профиля обрабатываемой поверхности по шаблону.
С помощью поперечной и продольной подач проходного резца относительно заготовки, а также приспособления или копировального устройства, позволяющих обработать поверхность заданного профиля.
С помощью фасонного резца, профиль которого соответствует профилю готовой детали;
С помощью комбинирования перечисленных выше методов, позволяющих повысить точность и производительность обработки.

Фасонные поверхности на длинных деталях, у которых заданный профиль получается с помощью шаблона, копира, приспособления и т. п. устройств, обрабатывают проходными резцами. При чем, при выборе резца для такой обработки следует обратить внимание на то, чтобы форма его вершины и расположение режущих кромок, позволили обработать фасонную поверхность детали с заданными углами наклона и радиусами.

Обработка фасонной поверхности по первому методу.

Данный метод можно использовать в случае, если необходимо изготовить небольшое количество деталей и токарь имеет высокую квалификацию.

Для приобретения навыка перемещения резца по заданной траектории путем одновременной продольной и поперечной подачи его, следует предварительно (перед обработкой фасонной детали) выполнить несколько упражнений, что позволит освоиться с особенностями управления станком при фасонной обработке.

Для этого в патроне или в центрах устанавливают готовую деталь с фасонной поверхностью сложного профиля. Перемещая суппорт координированным вращением его рукояток (с помощью их управляют продольной и поперечной подачей), следят за тем, чтобы вершина резца перемещалась в непосредственной близости (с одинаковым зазором до 1 мм) от поверхности детали. Убедившись в надежности управления станком, переходят к обработке детали с фасонной поверхностью.

Заготовку закрепляют в трехкулачковом патроне, используя для этого поверхность А (рис. б) и обрабатывают проходным резцом хвостовую часть ее, состоящую из поверхностей B, С, D и Е.

Установив заготовку в патроне по поверхности С, обрабатывают ее фасонную часть (рис. в). С помощью шкалы на станине станка производят разметку (вдоль оси заготовки) наибольшего и наименьшего диаметров фасонной поверхности заготовки, а затем проходным резцом снимают черновой припуск в несколько проходов (заштрихованные участки на рис. в).

Окончательный съем припуска (рис. г) выполняют в несколько проходов. Вначале аккуратно снимают гребешки путем плавного перемещения резца вдоль оси обрабатываемой детали и возвратно-поступательного перемещения поперечных салазок суппорта. Затем к не вращающейся заготовке прикладывают шаблон с профилем готовой детали, измеряют наибольший и наименьший диаметры фасонной поверхности и определяют места, с которых необходимо снять припуск.

Обработка фасонной поверхности по второму методу.

Для повышения п

роизводительности и точности обработки фасонных поверхностей проходным резцом применяют копир, (рис. д). Фасонную поверхность рукоятки 1 обрабатывают резцом 5, поперечное перемещение которого осуществляется копиром 3 и пальцем 2. Палец перемещается в поперечном направлении по пазу в копире 3 в соответствии с его профилем. Вместе с пальцем 2 в поперечном направлении перемещаются тяга 4 и связанный с ней суппорт с резцовой головкой. При этом винт поперечной подачи выводится из зацепления с гайкой поперечного суппорта, а продольная подача осуществляется автоматически.

Обработка фасонной поверхности фасонным резцом.

Фасонные резцы

, это такие резцы, режущая кромка которых совпадает с фасонным профилем обрабатываемой поверхности.

Простейшим резцом для обработки фасонной поверхности, являетсястержневой (рис. а).

Пример применения такого резца (обработка вогнутой поверхности) приведен на рис. 206,
а.
Применение.

Фасонные резцы предназначены для обработки тел вращения с различной формой образующей, т. е. в результате обработки получают фасонные поверхности, как наружные, так и внутренние. Фасонные резцы проектируют для обработки конкретной детали, поэтому их применение экономически оправдано при крупносерийном и массовом производстве.

Обработка этими резцами ведется на токарных станках-автоматах и револьверных станках в условиях крупносерийного или массового производства. В качестве заготовок деталей используют калиброванный прокат в виде прутка.

Преимущества фасонных резцов:

Обеспечивается идентичность формы деталей и высокая точность размеров. Идентичность формы и точность деталей зависит только от точности изготовления резца и не зависит от квалификации рабочего.
Достигается высокая производительность обработки, и большая экономия машинного времени за счет большой длины активной части режущей кромки.
Резцы имеют большой запас на переточку и переточки достаточно просты.
Резцы не требуют больших затрат времени на наладку и настройку станка.

Недостатки фасонных резцов:

Сложное изготовление и высокая стоимость резцов.
Резцы только пригодны для изготовления деталей заданного профиля.
У резцов, работающих с радиальной подачей, возникают большие радиальные нагрузки, которые вызывают вибрации и упругие деформации нежестких заготовок. Для устранения их требуется снижение подачи, что приводит к уменьшению производительности.
Кинематические передние и задние углы фасонных резцов в процессе резания меняются по длине режущих кромок в большом диапазоне, существенно отличаясь от оптимальных значений.

Нюансы работы со специализированным режущим инструментом

Для достижения поставленной цели — получения конкретного профиля детали — резец нужно правильно установить на станке. Это означает, что высота расположения лезвия должна соответствовать высоте центров. Установку инструмента можно проверить при помощи небольшого угольника. Для этого, прежде всего, на резец нужно смотреть сверху. Одна сторона угольника должна располагаться вдоль металлоизделия, а вторая сторона подводится к боковой стороне или к торцу (для призматического или дискового инструмента соответственно). В результате между угольником и резцом должен быть равномерный просвет.

К установке резцов фасонного типа нужно подходить с особой ответственностью, следуя общим правилам. Например, такой инструмент подается в большинстве случаев вручную. При этом подача не может превышать 0,05 мм/об, если ширина резца находится в пределах 10-20 миллиметров, и 0,03 мм/об, если резец шире 20 мм. Величина подачи определяется диаметром заготовки: с увеличением диаметр увеличивается подача.

Тонкости процесса точения

Отдельно следует акцентировать внимание на точении фасонных деталей, когда параллельно воздействует поперечная и продольная подача, осуществляемая станочником вручную. К такому способу мехобработки прибегают, если нужно изготовить малую партию деталей или обрабатываемая поверхность имеет малые размеры. Что касается первого случая, то изготавливать обычный фасонный резец невыгодно с экономической точки зрения, а для реализации второго варианта может понадобиться инструмент с нестандартными габаритами, который вызывает сложности в эксплуатации (например, образование вибраций).

Чтобы снять требуемый слой металла с заготовки используется либо чистовой, либо проходной резец. Продольные салазки смещаются в левую сторону, а поперечные — в правую сторону и назад. Если необходимо обработать поверхность, характеризующуюся малыми габаритами, то продольная подача реализуется за счет суппорта, который устанавливается таким образом, что его направляющие оказываются параллельными центровой линии оборудования. Поперечная подача в этом случае осуществляется поперечными салазками суппорта. Вершина инструмента, независимо от способа обработки, перемещается по кривой.

Обрабатывать детали с фасонными поверхностями — достаточно сложная задача, требующая от станочника определенных умений и опыта. Высококвалифицированные токари предпочитают использовать автоматическую продольную подачу, параллельно осуществляя поперечную подачу вручную. Полностью автоматизировать эти процессы можно при помощи специальных копировальных приспособлений. Их использование особенно актуально при обработке больших партий деталей.
Перейти к списку статей >>

Требования к инструментам

На токарном станке могут использовать самые разные режущие инструменты, каждый из которых будет работать в более тяжелых условиях по сравнению с любыми деталями машин. По этой причине к материалу, из которого они изготовляются, предъявляются повышенные требования.

Твердость инструмента всегда должна оказываться выше, чем она же у обрабатываемой заготовки. Если это не соблюдать, то вместо резания будет наблюдаться смятие режущей кромки.

Высокая износостойкость наиважнейшая требование, предъявляемое к металлорежущему инструменту от которого зависит время на обработку до последующей переточки.

Высокая теплостойкость подразумевает такое качество инструмента, при котором он способен выполнять обработку без потери режущих свойств не смотря на высокую температуру.

Высокая механическая прочность влияет на устойчивость инструмента к воздействию силы резания, которая в процессе обработки достигает высоких значений. Материал, из которого изготавливается режущий инструмент, должен хорошо работать, как на изгиб, так и на сжатие.

Читать также: Символы обозначающие на чертеже

Фасонные резцы применяются для обработки деталей с фасонным профилем. По сравнению с обычными резцами они обеспечивают:

идентичность формы, точность размеров деталей, так как они зависят не от квалификации рабочего, а в основном от точности изготовления резца;
высокую производительность благодаря большой экономии машинного времени, связанной с сокращением пути резания, и вспомогательного времени, требуемого на установку и наладку резца при смене его;
высокую долговечность благодаря большому количеству допускаемых переточек;
меньшее количество брака;
простоту заточки.

На рис. 76 приведена схема обработки при помощи десяти простых и двух фасонных резцов. В первом случае время обработки

Рисунок 76 – Схема работы фасонных резцов

равно 41/2 мин. (в расчет были приняты резцы В, С, F, G, К, J), тогда как во втором около 11/2 мин., т. е. экономия получается в 3 раза. Установка двух фасонных резцов значительно проще и быстрее по сравнению с установкой десяти резцов. На заточку двух резцов требуется во много раз меньше времени, чем на заточку .десяти резцов.

Из-за большой стоимости фасонные резцы применяются при крупносерийном и массовом производствах.

Типы фасонных резцов

В практике встречаются разнообразные фасонные резцы, которые делятся па следующие типы (рис. 77):

по форме резца: круглые (рис. 77, а) и призматические (рис. 77, б);
по установке относительно детали: радиальные (рис. 77, а, б) и тангенциальные (рис. 77, в);
по расположению оси отверстия или базы крепления резца по отношению к оси детали: с параллельным расположением оси отверстия (рис. 77, г) или базы крепления и с наклонным расположением оси отверстия (рис. 77, д) или базы крепления;
по расположению передней поверхности: с положительным (или равным нулю) передним углом (рис. 77, а, б) или с положительным передним углом и углом наклона режущей кромки (рис. 77, е)
по форме образующих фасонных поверхностей: с кольцевыми образующими (рис. 77, а, е) или с винтовыми образующими (рис. 77, ж).

Рисунок 77 – Типы фасонных резцов

Круглый резец насаживается на оправку и предохраняется от проворачивания при помощи зубьев или рифлений, сделанных на одном из его торцов (рис. 78). Призматический резец закрепляется в державке при помощи ласточкина хвоста и винтов.

Рисунок 78 – Крепление фасонных резцов

Радиальный фасонный резец

Радиальные резцы обладают круглой или призматической формой, тангенциальные чаще всего – призматической. Круглые резцы применяются для наружной и внутренней обработки, тогда как призматические – только для наружной.

Радиальный резец устанавливается по отношению к заготовке таким образом, чтобы обеспечить поперечную подачу по радиусу. В процессе резания ось детали пересекается одной или несколькими точками режущей кромки резца. Из-за широкого фронта работы радиальный резец работает в тяжелых условиях, вследствие чего приходится применять пониженные режимы резания. При обработке длинной заготовки малою сечения возникает опасность прогиба его от усилия резания.

Тангенциальный фасонный резец

Тангенциальный резец устанавливается по касательной к внутренней окружности профиля изделия. Режущая кромка снабжена скосом под углом φ (см. рис. 77, в). Это позволяет ему работать не сразу всем профилем, а с последовательным вводом в работу всех точек режущей кромки. Обработка профиля заканчивается тогда, когда последняя точка кромки пройдет через ось заготовки.

Тангенциальные резцы рекомендуется применять для обработки малоустойчивых к прогибу заготовок и неглубоких профилей.

В практике получили распространение резцы с параллельным расположением оси отверстия (для круглых) или базы крепления (для призматических) относительно оси заготовки. Наклонное расположение оси отверстия или базы крепления применяется в исключительных случаях, когда конфигурация детали на отдельных участках профиля не обеспечивает получения оптимальных задних углов при параллельном расположении.

Читать также: Самодельный вибратор для бетона из перфоратора видео

Для улучшения процесса резания фасонные резцы необходимо снабжать положительным передним углом (см. рис. 77, а, б). Резцы с положительным углом у и углом наклона режущей кромки λ, (см. рис. 77, ё) применяются при повышенных требованиях в отношении соблюдения формы детали и точности заданных ее размеров (например, на ответственном участке 1-2 длиной l).

Круглые фасонные резцы

Круглые резцы обычно выполняются с кольцевыми образующими фасонных поверхностей.

Призматические резцы обладают по сравнению с круглыми надежностью крепления, широким выбором заднего угла, большой прочностью режущей кромки, лучшим отводом тепла, а также обеспечивают большую точность обработки детали.

Однако в практике круглые резцы получили более широкое распространение, что объясняется в основном простотой их изготовления как тел вращения.

Режущий инструмент — инструмент, предназначенный для изменения формы и размеров обрабатываемой заготовки путём удаления части материала в виде стружки или шлама с целью получения готовой детали или полуфабриката. Подразделяется:

· по типу применения — на ручной и машинный (станочный), строительный, монтажный, и т. д.
· по типу обрабатываемого материала — металлорежущий, дереворежущий, и т. д.,
· по типу применяемого материала — быстрорежущий, для высокоскоростной обработки, и т. д.,
· по типу обрабатываемой детали — зуборезный, резьбообразующий, и т. д.,
· по характеру обработки — абразивный, шлифовальный, и т. д.,

по чистоте обработанной повехности – черновая обработка, получерновая обработка, чистовая обработка, получистовая обработка, суперчистовая обработка.

Тема: Технология точения фасонных деталей на токарном станке СТД-120М.

Объект труда: Спортивный сувенир-кубок.

Тип занятия: Комбинированный урок.

Ознакомить учащихся с технологией обработки конических и фасонных поверхностей на токарных станках по дереву;
дать первоначальные умения и навыки изготовления изделий с коническими и фасонными поверхностями.
Способствовать формированию и развитию нравственных, трудовых, эстетических и других качеств личности.
Способствовать формированию знаний и умений объективно осуществлять самоанализ уровня развития своих профессионально важных качеств и соотносить их с требованиями профессий, сфер трудовой деятельности к человеку.

Оснащение занятия:

Основные элементы занятия и затраты времени (в минутах).

Основные вопросы по изложению нового материала.

Краткое повторение и закрепление предыдущего учебного материала.
Изложение нового материала.
Разработка конструкции спортивного сувенира.
Планирование работы.
Технологическая карта.
Инструкция по ТБ во время работы.
Самостоятельная практическая работа на токарном станке по дереву.
Анализ практической работы учащихся.

Заключение, подведение итогов урока.

Межпредметная связь: Математика, рисование, черчение.

Вопросы для повторения и закрепления материала:

Устройство токарного станка.
Какие стамески используются при черновой и чистовой обработке?
Что такое планирование?
Какие данные содержит технологическая карта?

Занятие можно начать с краткого повторения и закрепления учебного материала. На предыдущих занятиях были изучены основные режущие инструменты, применяемые при точении древесины на токарном станке. Восстановив эти сведения, следует перейти к рассказу об инструментах, которые учащиеся будут применять при выполнении практической работы. Целесообразно напомнить им основные правила выполнения токарных приемов, продемонстрировать их и предложить выполнить кому-либо из учащихся. Затем коллективно проанализировать порядок и правильность действий. Далее объясняю и демонстрирую приемы точения конических и фасонных поверхностей.

Изложение нового материала.

При грубом (черновом) обтачивании полукруглую стамеску правой рукой держат за рукоятку, а левой плотно прижимают к скобе подручника. Стамеска должна быть расположена вогнутостью вверх. Очень медленно и плавно подают стамеску вперед по скобе подручника до соприкосновения с вращающейся заготовкой. При резкой и большой подаче может произойти вырыв древесины или выброс заготовки и инструмента.

В зависимости от плотности древесины и формы заготовки устанавливают глубину резания и начинают подавать инструмент, передвигая его по скобе подручника в сторону сбега волокон. При этом резание осуществляется не только вершиной, но и боковыми частями режущей кромки. Стамеску располагают так, чтобы стружки отлетали вверх. Наклон стамески должен быть таким, чтобы лезвие срезало древесину, а обрабатываемая цилиндрическая поверхность не скользила по фаске режущей кромки стамески.

В процессе черновой обработки периодически контролируют диаметр цилиндра; обработку заканчивают, когда припуск составит 4–5 мм.

При отделочной (чистовой) обработке косую стамеску держат так же, как и полукруглую; лезвие должно составлять с образующей цилиндра угол 45 градусов. Глубину резания и скорость подачи уменьшают по сравнению с черновым точением. Угол наклона стамески выбирают таким, чтобы не происходило скольжения обрабатываемой поверхности по фаске стамески. Для обеспечения постоянного диаметра обработки наклон стамески стараются не изменять.

В процессе обработки надо периодически останавливать станок и контролировать диаметр. Выполнять измерения на вращающейся детали категорически запрещается.

Приемы обтачивания конических поверхностей аналогичны описанным, однако движение подачи инструмента направлено по образующей конуса.

Полное и частичное торцевание выполняют следующим образом. Легким прикосновением карандаша к вращающейся детали делают отметку положения торца или уступа. Косую стамеску ставят на ребро тупым концом вверх, точно против разметки. Плавным движением острый конец стамески углубляют в древесину на 2–3 мм. При этом плоскость рабочей части стамески должна быть перпендикулярна оси цилиндра. Затем, несколько отступая от прямого подреза, острым концом стамески делают косой подрез так, чтобы получилась косая кольцевая выточка. Таким образом, чередуя прямой и косой подрезы, выполняют торцевание до нужной глубины.

В случае полного торцевания в центре оставляют несрезанным столбик диаметром 8–10 мм, ибо при дальнейшем обтачивании он может сломаться и испортить деталь. Затем этот столбик срезают стамеской.

Чтобы избежать выпуклости торцевой поверхности, обработку выполняют с небольшим поднутрением, т. е. плоскость торца получается слегка вогнутой.

Прямоугольные входящие выточки получают, совмещая приемы обработки цилиндрической поверхности и частичного торцевания.

Полукруглые и овальные входящие выточки обрабатывают полукруглыми стамесками, приемы работы аналогичны черновому точению.

Фасонные поверхности цилиндров обрабатывают поочередно косыми и полукруглыми стамесками. Для контроля обработки часто применяют специальные шаблоны, имеющие контрпрофиль формы поверхности.

После точения поверхность изделий зачищают шлифовальными шкурками, натянутыми на деревянные брусочки или рейки.

Для расширения понятия учащихся об основных движениях станка, устанавливают зависимость между ними и формой изготовляемой детали. Так как главное движение станка является вращательным, то при постоянной подаче обрабатываемая заготовка приобретает цилиндрическую форму. Изменяя траекторию движения резца (подачу) в поперечном направлении, можно получить детали, имеющие коническую, фасонную поверхность.

Разработка конструкции сувенира.

Изготовлению любого изделия предшествует разработка его конструкции. Она осуществляется в несколько этапов. Сначала составляют техническое задание, в котором обосновывают целесообразность разработки изделия. Затем разрабатывают эскиз проекта (принципиальные, конструктивные решения об устройстве изделия, его основные параметры, габаритные размеры и т. п.). После этого составляют технический проект, содержащий окончательные технические решения об устройстве изделия. Заключительная стадия конструирования – разработка рабочих чертежей.

Планирование работы и технологическая карта.

Уровень квалификации современного рабочего определяется не только способностью выполнять те или иные операции, но и умением планировать свою работу, т. е. выполнять ее правильно, высокопроизводительно, с наименьшими затратами сил.

Чтобы получит первоначальные практические умения перспективного планирования мы руководствуемся этой таблицей.

Таблица 1.

3. Последовательность изготовления

4. Оборудование, инструмент, приспособления.

5. Объекты контроля (форма, размеры, чистота обработки, качество).

6. Инструмент для контроля.

7. Норма времени на работу.

8. Варианты конструкции.

После выбора объекта работы я предлагаю учащимся ознакомиться с чертежами каких-либо деталей или изделий (рисунок 1), имеющих сочетание цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, правилами указания на них технических требований. Затем учащиеся, используя образцы изготавливаемого изделия, в своих рабочих тетрадях составляют его эскизы, определяют положение базовых поверхностей и с их учетом проставляют размеры.

Рисунок 1.

Коллективно разрабатывается технологическая карта (приложение) изготовляемого изделия. Это способствует повышению творческой активности учащихся, развитию технического мышления, воспитывает привычку работать самостоятельно.

Инструктаж ТБ во время работы на токарном станке по дереву.

Приемы точения фасонных поверхностей на станках.

Перед началом работы следует проверить знание учащимися основных правил безопасности труда. Надо предупредить школьников о необходимости получить разрешение учителя на выполнение отдельных операций.

При подрезании торцов и уступов следует следить за тем, чтобы учащиеся устанавливали плоскую косую стамеску на подручнике на кромку острым углом вниз. Затем по разметочной риске острием инструмента делали надрез глубиной 2–3 мм перпендикулярно к оси заготовки. После этого, несколько отступив, подрезали древесину с наклоном в сторону первоначального прохода. Подрезанная таким образом древесина отделяется с образованием паза треугольного профиля. Повторяя эту операцию несколько раз, увеличивают паз до необходимого размера. При выполнении этой операции важно избежать врезания режущей кромки стамески в уже обработанную торцевую поверхность изделия – это снимает качество.

Обращая внимание учащихся на большой расход древесины при выполнении этой операции плоской стамеской, можно отметить, что на производстве пользуются специальным инструментом, сокращающим потери древесины.

При точении конических поверхностей важно обратить внимание учащихся на сложность обработки при расположении подручника параллельно оси центров. Тогда стамеску необходимо перемещать под постоянным углом относительно подручника, что очень трудно выполнить без достаточных навыков, особенно в первоначальный период образования конуса, когда глубина резания по всей длине его образующей изменяется в сторону увеличения.

Учащиеся получают самостоятельное, практическое задание; подготавливают заранее заготовленную заготовку к установке и закреплению на токарном станке. Несмотря на то, что с подобными операциями учащиеся уже знакомы, желательно вновь продемонстрировать их выполнение, объяснить особенности правила безопасности труда и лишь после этого разрешить приступать к работе.

Самостоятельная, практическая работа.

Учащиеся знакомы с назначением и устройством штангенциркуля; несмотря на это, нельзя с полной уверенностью считать, что все школьники в достаточной мере могут свободно пользоваться штангенциркулем. Кроме этого, успешное освоение техники измерения штангенциркулем достигается частым, а не эпизодическим его использованием.

В процессе практической работы надо следить за правильностью выполнения приемов обработки, соблюдением правил безопасности труда, при необходимости оказывать помощь отстающим, предупреждать возможные типичные ошибки. Занятие заканчивается анализом практической работы и подведением его итогов.

К деталям с фасонными поверхностями (рис. 235) относятся маховички, рукоятки, стержни, клапаны и т. д. Фасонные поверхности обрабатывают разными способами. Фасонные поверхности обтачивают резцами (рис. 236, а) при поперечной и продольной подаче. Обтачивают фасонные поверхности также призматическими 1 и дисковыми 2 резцами (рис. 236,6). Во избежание вибраций заготовки необходимо работать с малыми подачами (S = = 0,06…0,09 мм/об) и скоростями (v= 18…25 м/мин).

Рис. 236. Обтачивание фасонных поверхностей проходными . призматическими и дисковыми резцами

Наиболее простым способом получения фасонных поверхностей является обработка по копиру. Устройство для фасонного точения (рис. 237) имеет копир в виде точно обработанной детали, закрепленной в пиноли задней бабки. В суппорте помимо резца закрепляют щуп, который своим концом касается копира. Совмещая вручную продольную и поперечную подачи и поддерживая в соприкосновении щуп с копиром, обрабатывают поверхность заготовки. Вершины щупа и резца должны находиться точно на линии центров.

Для обработки деталей типа дисковых кулачков (рис. 238), эксцентриков и других применяют оправку, на которой установлен копир, втулка, заготовка и шайба, закрепляемая гайкой. В резцедержателе закрепляют державку с роликом и резец. Ролик должен быть постоянно прижат к копиру. Для этого разъединяют суппорт с винтом поперечной подачи, а вместо него устанавливают валик с пружиной.

Рис. 237. Устройство для фасонного точения

Рис. 238. Обтачивание дисковых нулачнов

Фасонные поверхности можно обрабатывать, используя гидрокопировальные суппорты. Гидрокопировальный суппорт (рис. 239) состоит из корпуса гидроцилиндра, установленного со штоком в поперечном суппорте и продольном суппорте, благодаря которому резцедержатель с резцом 4 перемещается в продольно-поперечном направлении.

От гидронасоса масло под давлением 0,2 МПа поступает в меньшую полость гидроцилиндра. Полость соединена со следящим устройством каналом. Обе полости между собой соединены через калиброванное отверстие в корпусе. Следящее устройство закреплено на корпусе гидроцилиндра, а его золотник пружиной прижат к неподвижному копиру через рычаг и щуп. Между золотником и выточкой в корпусе следящего устройства образуется кольцевое проходное отверстие. Если щуп, следя за копиром, перемещает золотник вперед, то выход масла из полости прекращается и в сливной бак не поступает. Благодаря тому, что обе полости цилиндра соединены калиброванным отверстием, в них устанавливаются равные давления. Так как площадь поверхности поршня в полости вдвое больше площади поршня 10 в полости, то сила, действующая на гидроцилиндр, перемещает суппорт к заготовке. При нажатии копира на золотник открывается проходное отверс-стие 8 и масло из полости сливается в бак. При этом давление в полости становится больше давления в полости, поэтому сила, действующая на цилиндр, перемещает суппорт от заготовки. Таким образом, суппорт следует за движением щупа по копиру.

Рис. 239. Схема работы гидрокопировального суппорта

Рис. 240. Неисправности, возникающие от несоблюдения технологических требований

Общие сведения

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:

ручным или автоматическим поперечным и продольным движением подачи резца относительно заготовки с подгонкой профиля обрабатываемой поверхности по шаблону;
фасонными резцами, профиль которых соответствует профилю обработанной детали;
с помощью приспособлений и копирных устройств, позволяющих обработать поверхность заданного профиля;
комбинированием перечисленных выше методов.

Фасонные поверхности на длинных деталях, заданный профиль которых получается с помощью шаблона, копира и приспособлений, обрабатывают проходными резцами из быстрорежущей стали или твердого сплава.

При обработке галтелей и канавок радиусом R 20 мм режущую часть резцов выполняют с радиусом скругления, равным (1,5… 2)R. При этом используют как продольное, так и поперечное перемещение суппорта.

Для повышения производительности обработки фасонных поверхностей сложного профиля применяют фасонные резцы (рис. 4.39). Ширина фасонных резцов не превышает 60 мм и зависит от жесткости системы станок—приспособление — инструмент— обрабатываемая деталь (СИД) и радиального усилия резания.

Тонкости процесса точения

Что касается первого случая, то изготавливать обычный фасонный резец невыгодно с экономической точки зрения, а для реализации второго варианта может понадобиться инструмент с нестандартными габаритами, который вызывает сложности в эксплуатации (например, образование вибраций).

Обработка проходными резцами

При небольшой партии заготовок и соответствующей подготовке рабочего фасонную поверхность можно обрабатывать проходным резцом при его одновременном продольном и поперечном движении, осуществляемом вручную.

При выборе резца форма его вершины и расположение режущих кромок должны позволить обработать фасонную поверхность с заданными углами наклона и радиусами.

Для приобретения навыка одновременного продольного и поперечного перемещения резца по заданной траектории следует предварительно (перед обработкой фасонной детали) выполнить несколько упражнений, что позволит освоиться с особенностями управления станком при фасонной обработке. Для этого в патроне или в центрах устанавливают готовую деталь с фасонной поверхностью сложного профиля. Перемещая суппорт координированным вращением его рукояток, следят за тем, чтобы вершина резца перемещалась в непосредственной близости (с одинаковым зазором до 1 мм) от поверхности детали.

Убедившись в надежности управления станком, переходят к обработке детали с фасонной поверхностью. На рис. 4.40, а показана последовательность обработки описанным способом фасонной поверхности заготовки рукоятки. Заготовку закрепляют в трех-кулачковом патроне, используя для этого поверхность А (рис. 4.40, б), и обрабатывают проходным резцом хвостовую часть рукоятки, состоящую из поверхностей В, С, D, и Е. Установив рукоятку в патроне по поверхности G (рис. 4.40, в), обрабатывают фасонную часть рукоятки. С помощью шкалы на станине станка производят разметку (вдоль оси заготовки) наибольшего и наименьшего диаметров фасонной поверхности рукоятки, а затем проходным резцом снимают черновой припуск в несколько проходов (см. заштрихованные участки на рис. 4.40, в).

Окончательный съем припуска (рис. 4.40, г) выполняют в несколько проходов. Вначале аккуратно снимают гребешки плавным перемещением резца вдоль оси обрабатываемой детали и возвратно-поступательным перемещением поперечных салазок суппорта. Затем к невращающейся заготовке прикладывают шаблон с профилем готовой детали, измеряют наибольший и наименьший диаметры фасонной поверхности и определяют места, с которых необходимо снять припуск. Для облегчения условий труда и повышения его производительности опытные рабочие используют автоматическую продольную подачу, перемещая вручную только поперечный суппорт.

Для повышения производительности и точности обработки фасонных поверхностей проходным резцом применяют копир (рис. 4.41). Фасонную поверхность рукоятки 2 обрабатывают резцом 7, поперечное перемещение которого осуществляется по копиру 5 пальцем 4 в соответствии с его профилем. Вместе с пальцем 4 в поперечном направлении перемещается тяга 3 и связанный с ней суппорт с резцовой головкой. При этом винт поперечного движения подачи выводится из зацепления с гайкой поперечного суппорта, а движение продольной подачи может осуществляться автоматически.

Обработка фасонными резцами

Для обработки галтелей, резьбы и других фасонных поверхностей применяют фасонные резцы. Профиль режущей кромки фасонных резцов полностью совпадает с профилем обрабатываемой поверхности, поэтому передняя поверхность резца устанавливается точно на линии центров станка. Фасонные резцы затачивают по передней поверхности. Это необходимо учитывать при повторной установке резцов. В горизонтальной плоскости резец должен быть установлен перпендикулярно к линии центров станка; правильность установки проверяют угольником, который одной стороной прикладывают к цилиндрической поверхности детали, а другой — к боковой поверхности резца, при этом между угольником и резцом должен быть равномерный просвет. Применение призматических и круглых фасонных резцов позволяет обрабатывать фасонные поверхности сложного профиля.

Призматические радиальные фасонные резцы устанавливают на поперечном суппорте или в револьверной головке с горизонтальной осью вращения. Они предназначены для работы с поперечным движением подачи. Режущую кромку резца необходимо устанавливать по центру обрабатываемой детали. Задние углы α создают соответствующей установкой резца в державке, что является преимуществом этой конструкции.

Фасонные круглые резцы с винтовыми образующими режущих кромок обеспечивают получение меньшей шероховатости обрабатываемой поверхности по сравнению с круглыми резцами с кольцевыми образующими. Резцы с винтовыми образующими — это высокопроизводительный инструмент, который применяется на станках с револьверными головками.

Подача фасонного резца должна быть равномерной и не превышать 0,05 мм/об при ширине резца 10… 20 мм и 0,03 мм/об при ширине резца более 20 мм. Подача зависит от жесткости детали.

Особенности обработки фасонных, резьбовых, торцевых, шлицевых поверхностей

При изготовлении изделий из металла, поверхность материала подвергается обработке.

Это позволяет добиться заданных параметров:

размеры и масса изделия;
конфигурация детали;
класс чистоты обработки;
отделение детали от заготовки.

В зависимости от особенностей формы и типа материала используют следующие технологические решения:

резка;
полировка и шлифовка;
штамповка;
фрезеровка;
сварка и сверловка.

Каждый тип операций предусматривает применение профильного оборудования и инструментов.

Обработка фасонных поверхностей

Это тип поверхностей, который отличается от простых геометрических форм – прямоугольника, цилиндра или конуса. Сюда относятся резьбовые, шлицевые, торцевые и другие поверхности с замкнутым и незамкнутым контуром.

Обработка фасонных поверхностей позволяет создавать такие элементы деталей машин и механизмов, как шестерни, валы со шлицами, детали с наружной и внутренней резьбой и другие элементы со сложной конфигурацией. Рассмотрим каждую технологию подробнее.

Обработка шлицевых поверхностей

Шлицевое соединение предназначено для передачи крутящего момента от ведущей детали к другим узлам конструкции. Наглядный пример – вал и передаточная шестерня.

По своей форме шлицы делятся на три группы:

эвольвентные;
треугольные;
прямые.

Каждый из вариантов обладает своей формой и особенностями сцепления с передаточным механизмом. Обработка шлицевых поверхностей происходит на горизонтально-протяжных станках в один или два захода (зависит от твердости металла и заданного класса чистоты поверхности).

Изготавливают шлицы холоднокатаным методом или нарезают при помощи червячных или дисковых фрез.

Обработка торцевых поверхностей

Обработка торцевых поверхностей происходит на токарном станке при помощи специальных подрезных резцов.

Технология схожа с методом обработки цилиндрической поверхностью, только у резцов особый угол заточки и расположение рабочей кромки относительно торца детали.

Обработка резьбовых поверхностей

Обработка резьбовых поверхностей делится на три направления:

внутренняя нарезка.
Для этого используют метчики, резцы или гребенчатые фрезы. Нарезание при помощи метчика – наиболее эффективный способ, который сочетает высокую скорость и точность. Этот метод используется при массовом производстве изделий с резьбовым соединением;
внешняя накатка.
В основе метода не срезание части металла, а продавливание его специальными накатными плашками по заранее подготовленным канавкам. Способ используется при массовом изготовлении болтов и крепежа с резьбовой поверхностью. Высокий уровень качества и четкий шаг получают на мягких металлах;
шлифовка.
Дорогостоящий и трудоемкий процесс, который используют для получения высокоточных резьбовых соединений с большим шагом.

Методы обработки поверхностейОбработка сложных поверхностейОбработка поверхностей металла

Обработка фасонных поверхностей

К деталям с фасонными поверхностями относятся маховички, рукоятки, стержни, клапаны и т. д. Фасонные поверхности обрабатывают разными способами. Фасонные поверхности обтачивают резцами при поперечной и продольной подаче. Обтачивают фасонные поверхности также призматическими 1 и дисковыми 2 резцами. Во избежание вибраций заготовки необходимо работать с малыми подачами (S = = 0,06…0,09 мм/об) и скоростями (v= 18…25 м/мин).

Наиболее простым способом получения фасонных поверхностей является обработка по копиру. Устройство для фасонного точения имеет копир в виде точно обработанной детали, закрепленной в пиноли задней бабки. В суппорте помимо резца закрепляют щуп, который своим концом касается копира. Совмещая вручную продольную и поперечную подачи и поддерживая в соприкосновении щуп с копиром, обрабатывают поверхность заготовки. Вершины щупа и резца должны находиться точно на линии центров.

Для обработки деталей типа дисковых кулачков, эксцентриков и других применяют оправку, на которой установлен копир, втулка, заготовка и шайба, закрепляемая гайкой. В резцедержателе закрепляют державку с роликом и резец. Ролик должен быть постоянно прижат к копиру. Для этого разъединяют суппорт с винтом поперечной подачи, а вместо него устанавливают валик с пружиной.

Фасонные поверхности можно обрабатывать, используя гидрокопировальные суппорты. Гидрокопировальный суппорт состоит из корпуса гидроцилиндра, установленного со штоком в поперечном суппорте и продольном суппорте, благодаря которому резцедержатель с резцом перемещается в продольно-поперечном направлении.

От гидронасоса масло под давлением 0,2 МПа поступает в меньшую полость гидроцилиндра. Полость соединена со следящим устройством каналом. Обе полости между собой соединены через калиброванное отверстие в корпусе. Следящее устройство закреплено на корпусе гидроцилиндра, а его золотник пружиной прижат к неподвижному копиру через рычаг и щуп. Между золотником и выточкой в корпусе следящего устройства образуется кольцевое проходное отверстие. Если щуп, следя за копиром, перемещает золотник вперед, то выход масла из полости прекращается и в сливной бак не поступает. Благодаря тому, что обе полости цилиндра соединены калиброванным отверстием, в них устанавливаются равные давления. Так как площадь поверхности поршня в полости вдвое больше площади поршня в полости, то сила, действующая на гидроцилиндр, перемещает суппорт к заготовке. При нажатии копира на золотник открывается проходное отверсстие и масло из полости сливается в бак. При этом давление в полости становится больше давления в полости, поэтому сила, действующая на цилиндр, перемещает суппорт от заготовки. Таким образом, суппорт следует за движением щупа по копиру.

Обработка фасонных поверхностей фасонным резцом. Резцы, режущая кромка которых совпадает с профилем обрабатываемой поверхности, называются фасонными.

Простейший резец для обработки фасонной поверхности, часто называемый стержневым, показан на рис. 5, а. Пример применения такого резца (обработка вогнутой поверхности) приведен на рис. 6, а.

Нетрудно себе представить стержневой фасонный резец для обработки какой-либо выпуклой поверхности, например, правого конца рукоятки. Достоинство рассматриваемых резцов — простота, а поэтому сравнительно низкая стоимость их изготовления. Существенный недостаток таких резцов заключается в том, что после нескольких (а иногда и после одной) переточек профиль их изменяется, и резец становится негодным для дальнейшей работы. Поэтому стержневые фасонные резцы применяют преимущественно в тех случаях, когда работа не имеет массового характера и заточка резцов производится редко.

Призматический фасонный резец показан на рис. 5, б. Передней поверхностью служит торец бруска, из которого изготовлен резец, а задний угол образуется благодаря наклонному положению резца в державке. При заточке резца, производящейся по передней поверхности, профиль его не изменяется. Недостаток резца — сложность изготовления. Пример применения призматического резца показан на рис. 6, б.

Призматический резец закрепляется в державке так: резец 1 по всей длине (с задней стороны) имеет выступ в форме ласточкина хвоста, входящий в такой же паз державки 3. Державка надрезана, поэтому при затягивании винта она сжимается, и резец удерживается в ней достаточно прочно.

Дисковый фасонный резец изображен на рис. 5, в. Пример его применения показан на рис. 205, в.

Передняя поверхность дискового резца располагается ниже его оси на величину h, что создает необходимый задний угол. Если это понижение равно V10 диаметра, резца, задний угол его получается около 12°. Передний угол фасонных резцов в большинстве случаев делается равным 0°. При этом условии упрощается изготовление резца; кроме того, резец не затягивается в деталь и обработанная поверхность последней получается некачественной. Ширина фасонных резцов не превышает обычно 40 мм, но иногда применяются фасонные резцы шипиной до 100 мм.

Фасонные резцы, в особенности широкие, и державки для таких резцов часто делаются пружинными.

Работа фасонными резцами. Для получения правильного профиля обрабатываемой детали фасонный резец необходимо устанавливать так, чтобы его режущая кромка была точно на высоте центров станка. Положение фасонного резца, если на него смотреть сверху, следует проверять посредством маленького угольника. Если одну кромку такого угольника приложить к цилиндрической поверхности детали (вдоль ее оси), а другую подвести к боковой поверхности обыкновенного или призматического резца, или к торцовой поверхности дискового резца, то между угольником и резцом не должно быть просвета.

При закреплении фасонных резцов необходимо особенно тщательно выполнять общие правила закрепления резцов.

Подача фасонного резца в большинстве случаев осуществляется вручную. Она должна быть равномерной и не превышать 0,05 мм/об при ширине резца 10—20 мм и 0,03 мм/об при ширине свыше 20 мм. Подача должна быть тем меньше, чем меньше диаметр обрабатываемой детали. При обработке участка детали, расположенного близко к патрону (или к задней бабке), подачу можно брать больше, чем при обработке участка, расположенного сравнительно далеко от патрона (или от задней бабки).

При обработке фасонных поверхностей стальных деталей следует применять охлаждение маслом. Поверхность детали получается при этом гладкой и даже блестящей. Фасонные поверхности чугунных, бронзовых и латунных деталей обрабатываются без охлаждения.

Правильность фасонной поверхности проверяется шаблоном. Между обработанной поверхностью и шаблоном не должно быть просвета.

Если обрабатываемая поверхность детали имеет большие перепады диаметров разных участков, то при работе фасонным резцом приходится снимать много металла. Во избежание быстрого износа резца предварительную обработку такой поверхности надо производить обдирочным резцом, профиль которого подобен профилю окончательного фасонного резца, но значительно проще его.

Обдирочный фасонный резец может иметь передний Угол больше нуля.

Обработка фасонных поверхностей при одновременном действии продольной и поперечной подач резца. Обработка фасонных поверхностей при одновременном действии продольной и поперечной ручных подач резца производится при небольшом количестве обрабатываемых деталей или при сравнительно больших размерах фасонных поверхностей. В первом случае изготовление даже обыкновенного фасонного резца нецелесообразно, во втором потребо-’ вался бы очень широкий резец, работа которым неизбежно вызвала бы-вибрации детали.

Фасонная поверхность детали обрабатывается рассматриваемым способом обычно в три приема, сущность которых будет ясна из приводимого ниже порядка обработки рукоятки.

Болванка, из которой изготовляется рукоятка, закрепляется за поверхность Л и у нее обрабатываются поверхности В, С, D и Е. Затем деталь закрепляется за поверхность С. Несколькими проходами проходного резца с болванки снимают слои материала (заштрихованные в разные стороны).

Снятие припуска производится остроносым чистовым резцом. Для этого перемещают (вручную) продольные салазки влево и одновременно поперечные салазки суппорта вперед и назад. При обработке сравнительно небольших фасонных поверхностей продольную подачу осуществляют, используя верхние салазки суппорта, установленного так, чтобы направляюскольких проходов резца и при правильном соотношении величин подач (продольной и поперечной) обрабатываемая поверхность получит требуемую форму.

Для выполнения этой работы нужен большой навык. Опытные токари, обрабатывая фасонные поверхности рассматриваемым способом, пользуются автоматической продольной подачей, перемещая одновременно с этим поперечный суппорт вручную.

Окончательная обработка фасонной поверхности, обработанной при одновременных продольной и поперечной подачах/производится ручным резцом. Чем ближе к детали придвинута подкладка, закрепленная в резцедержателе, тем меньше опасность, что ручной резец будет затянут в деталь и испортит ее поверхность. Режущая кромка такого резца должна быть расположена на 1—2 мм выше центра детали.

Отделка фасонной поверхности, если это необходимо, производится шкурением.

Обработка фасонных поверхностей по шаблону. При обработке сравнительно небольших фасонных деталей, изготовляемых небольшими партиями, может быть полезно приспособление, показанное на рис. 9. Обрабатываемая деталь (например, рукоятка для маховика) закреплена в самоцентрирующем патроне, а в пиноль задней бабки вместо центра вставлен шаблон, имеющий форму и размеры изготовляемой детали.

Работая одновременно двумя подачами, токарь должен все время следить за тем, чтобы штифт, закрепленный в резцедержателе, находился в соприкосновении с шаблоном. При выполнении этого условия требуемая форма изделия получается сама собой.

Достоинство этого приспособления в том, что оно может быть быстро изготовлено самим токарем, без значительных затрат.

Обработка фасонных поверхностей по копирам. Обработка таких поверхностей с использованием одновременно двух подач и по шаблону сопряжена с необходимостью работать ручной подачей, вследствие чего шаблоном целесообразно пользоваться только при небольших партиях деталей. При массовом и даже при крупносерийном производстве надо применять копиры, при которых подача резца осуществляется автоматически.

Читайте также: