Подробности Категория: Конструирование механически обрабатываемых деталей Просмотров: 4228

Обработка напроход не всегда осуществима по конструктивным условиям. В таких случаях необходимо предусмотреть перебег режущего инструмента относительно обрабатываемой поверхности на расстояние, достаточное для получения заданной шероховатости и точности.

При точной обработке ступенчатых цилиндрических поверхностей выход инструмента обеспечивают введением на участках сопряжения канавок глубиной несколько десятых миллиметра.

Если точной обработке подвергается только цилиндрическая поверхность, то применяют цилиндрические выточки (рис. 508, а). При точной обработке торцовых поверхностей вводят торцовые выточки (вид б). При одновременной точной обработке цилиндра и примыкающего к нему торца проделывают диагональные канавки (вид в). Формы канавок для выхода шлифовального круга приведены на видах г (шлифование по цилиндру), д (шлифование по торцу) и е (шлифование по цилиндру и торцу).

Размеры канавок в зависимости от диаметра d 0 цилиндра указаны ниже (мм):

На рис. 509 приведены формы сопряжения поверхностей типовых машиностроительных деталей.

Участки ступенчатого вала (вид 1), близкие к сопряжению цилиндрической поверхности с торцом заплечика, невозможно чисто обработать. Целесообразно ввести на участке сопряжения канавку для выходи инструмента (вид 2). Этот способ не рекомендуется для высоконагруженных деталей, так как выточки являются концентраторами напряжений. В таких случаях следует выполнять сопряжение с галтелью (вид 3), обрабатываемой при точении гантельным резцом, а при шлифовании — галтельным шлифовальным кругом.

Для получения точных внутренних поверхностей (вид 4) необходимо вводить поднутряющие канавки (вид 5) или лучше обеспечивать обработку напроход (вид 6).

Конструкции с выводом резьбы на ступенчатый торец (виды 7, 13) практически невыполнимы. Резьбу следует заканчивать на расстоянии l≥4Р от торца (виды 8, 14), где Р — шаг резьбы, или отделять от смежных поверхностей канавкой (виды 9, 15) диаметром для наружных резьб d 1 ≤d-1,5Р, для внутренних резьб d 2 >d+0,25Р, где d — номинальный диаметр резьбы, мм.

Ширину канавок при нарезании наружной резьбы резцами и лерками делают в среднем b = 2Р; при нарезании внутренних резьб резцами h = ЗР. То же правило целесообразно соблюдать для гладких валов (виды 10, 11) и отверстий (16, 17).

Еще лучше смежные с резьбой поверхности располагать ниже (виды 12, 18), обеспечивая обработку напроход. Диаметры d 1 , d 2 таких поверхностей определяют из приведенных ранее соотношений.

Для обработки продольных пазов в отверстиях необходимо обеспечить выход долбяка, например, в поперечное сверление (вид 20) или в кольцевую канавку (вид 20) радиусом

где h — расстояние днища паза от центра; с — ширина паза). Наиболее целесообразно, чтобы смежная поверхность была расположена ниже впадины паза (вид 21).

Конструкция глухого отверстия со шлицами, обрабатываемыми прошиванием (вид 22), ошибочна: ширина b канавки за шлицами недостаточна для выхода прошивки. В конструкции 23 длина шлицев уменьшена; ширина b 1 полости увеличена. Понижение смежной поверхности (вид 24) позволяет более производительно и точно обрабатывать шлицы протягиванием.

На видах 25, 28, 31 показаны нетехнологичные формы конических поверхностей, не обеспечивающие перебега и врезания инструмента. Правильные конструкции приведены на видах 26, 27, 29, 30, 32, 33. На видах 34, 35 изображено нецелесообразное, а на виде 36 целесообразное выполнение сферических поверхностей.

Рассмотрим примеры неправильной и правильной конструкций типовых машиностроительных узлов и деталей.

В конструкции шлицевого вала с прямобочными шлицами (рис. 510, 1) прошлифовать рабочие грани и центрирующие поверхности вала невозможно. Для выхода шлифовального круга необходимо понизить поверхности вала у оснований шлицев (вид 2) или предусмотреть канавки (вид 3).

На видах 4, 5 изображены соответственно неправильные и правильные конструкции призматической направляющей, на видах 6, 7 — измерительной скобы.

Для облегчения обработки внутренней полости шарикового подпятника (вид 8) необходимо сделать канавку у основания полости (вид 9) или применить составные конструкции 10, 11.

В колесе свободного хода (вид 12) спиральные рабочие поверхности зубьев (обрабатываемые обычно на затыловочных шлифовальных станках) следует снабдить канавками для выхода шлифовального камня (вид 13).

В прорезной втулке (вид 14) прорези отфрезеровать невозможно, так как фреза упирается в стенку втулки. Заменив три прорези четырьмя (вид 15), можно профрезеровать прорези напроход.

Обработать торцовый паз в валу (вид 16) очень трудно. Если дать выход режущему инструменту в поперечное сверление у основания паза (вид 17), то появляется возможность просверлить вал по краям паза (штриховые линии) и удалить перемычку между отверстиями строганием. Еще проще обработка при составной конструкции с напрессовкой бандажа на прорезную часть вала (вид 18).

Торцовые пазы на валу (вид 19) можно выполнить только высадкой. Отделение пазов от цилиндрической поверхности вала кольцевой канавкой (вид 20) позволяет обработать пазы строганием. В составной конструкции (вид 21) возможна более точная и производительная обработка пазов фрезерованием напроход.

В чашечной детали (вид 22) прошлифовать цапфу вала можно только дорогим и малопроизводительным способом — с помощью чашечного круга, эксцентрично установленного по отношению к валу (вид 25). Для обеспечения цилиндрического шлифования цапфу следует выпустить из чашечки на расстояние s, достаточное для выхода круга (вид 24).

В чашечной детали (вид 25) шлифованию внутренней поверхности препятствует выступающий торец ступицы. Неправильна и конструкция 26, где конец шлифуемой поверхности совпадает с торцом ступицы: на крайних участках поверхности, шлифуемых кромкой круга, образуется заусенец.

В правильной конструкции 27 торец ступицы смешен относительно шлифуемой поверхности на величину s, обеспечивающую необходимую шероховатость поверхности.

В блоке зубчатых колес (вид 28) для нарезания зубьев шестерни нужно предусмотреть расстояние а (вид 29), достаточное для выхода долбяка (вид 30). Минимальная величина а (мм) в зависимости от модуля m зуба приведена ниже.

При нарезании зубьев червячной фрезой требуются значительно большие расстояния, определяемые диаметром фрезы (вид 31) и углом (в плане) ее установки относительно оси блока. При необходимости близкого расположения венцов и этих случаях следует применять составные конструкции (вид 32).

Для того чтобы при обработке шлицев методом обкатывания червячная фреза не врезалась в упорный буртик вала (вид 33), буртик должен быть удален на расстояние l (вид 34):

где Н и H 1 — высота шлицев и буртика фланца, R фр — радиус фрезы. Наиболее целесообразно обеспечить обработку шлицев напроход, создав упор, например, с помощью кольцевого стопора (вид 35).

На виде 36 показан конический клапан с направляющим хвостовиком. Фаска клапана и центрирующие поверхности хвостовика шлифуются за одну операцию профильным кругом.

При такой конструкции обеспечить необходимую шероховатость поверхности участка сопряжения фаски с хвостовиком невозможно. Неверна и конструкция 37 с выточкой, так как диаметр d хвостовика равен малому диаметру фаски, вследствие чего возможно образование заусенца на фаске.

В правильной конструкции диаметр d хвостовика меньше малого диаметра фаски, что обеспечивает перекрытие шлифуемых поверхностей хвостовика и фаски абразивным кругом.

Ширина и форма режущей кромки резца должны соответствовать форме и размерам канавки. Канавки с точными размерами по ширине и диаметру выполняют прорезными резцами, ширина режущей кромки которых уже ширины канавки.

Вытачивают канавку за три прохода. Вначале оставляют по ширине и диаметру канавки, затем производят чистовое обтачивание левой стенки канавки, правой стенки и диаметра канавки.

Широкие канавки вытачивают за несколько проходов так же, как и канавки, имеющие точные размеры. Сначала снимают припуск с правой стороны, а затем — с левой стороны стенок канавки. Снимают припуск со стенок, подавая резец поперечно оси заготовки. Положение правой и левой стенок канавки устанавливают, пользуясь измерительным инструментом или шаблоном.

В массовом производстве широкие канавки вытачивают при помощи неподвижных продольных и поперечных упоров.

Продольные упоры устанавливают на направляющей станины для ограничения перемещения суппорта вдоль оси заготовки.

Продольные упоры избавляют токаря от необходимости размечать канавку на каждой обрабатываемой заготовке.

Поперечные упоры ограничивают перемещение резца на нужную глубину канавки.

Неглубокие канавки прорезают канавочными или комбинированным резцами.

Отрезают детали отрезными резцами.

У отрезных резцов головка имеет большой вылет и малую прочность. Прочность головки резца повышают, увеличивая ее высоту.

При отрезании возникают вибрации, которые приводят к поломке резца. С вибрациями борются, увеличивая жесткость крепления заготовки и резца. Для этого перед отрезанием подтягивают клинья суппорта и затягивают винт, крепящий каретку на станине, что предотвращает каретку от продольного смещения.

Вопросы

1. Какими резцами прорезают наружные канавки?
2. Расскажите о приемах вытачивания широких канавок.
3. Какими резцами прорезают неглубокие канавки?
4. Как увеличивают жесткость отрезного резца?

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

Узкие канавки обрабатывают прорезными резцами. Форма режущей кромки резца соответствует форме обрабатываемой канавки. Прорезные резцы бывают прямые и отогнутые, которые в свою очередь делятся на правые и левые. Чаще применяют прорезные резцы правые прямые и левые отогнутые. На рисунке 29: а) - прямой левый, б)- прямой правый, в) - отогнутый левый, г) - отогнутый правый

Рис. 29. Прорезные резцы

Жесткость детали не всегда позволяет прорезать канавки заданной ширины за один проход резца. Когда необходимо проточить в нежесткой детали канавку шире 5 мм, то это осуществляют за несколько проходов резца с поперечной подачей (рисунок 30). На торцах и по диаметру канавки оставляют припуск 0,5-1 мм для чистовой обработки, которую выполняют этим же резцом или канавочным резцом с размером режущей кромки, равным заданному размеру канавки.

Рис. 30. Прорезка канавок

Заготовки и детали отрезают отрезными резцами. Ширина режущей кромки отрезного резца зависит от диаметра отрезаемой заготовки и принимается равной 3; 4; 5; 6; 8 и 10 мм. Длина L головки отрезного резца должна быть несколько больше половины диаметра D прутка, от которого отрезают заготовку (L>0,5D). Отрезные резцы изготовляются цельными, а также с пластинами из быстрорежущей стали или твердого сплава. Для уменьшения трения между резцом и разрезаемым материалом головка резца сужается к стержню под углом 1-2 градуса (с каждой стороны резца), угол l=0, задний угол a=12 градусов (рисунок 30: г, ж). В отрезных резцах вспомогательный угол в плане должен быть меньше вспомогательного заднего угла. Неправильное соотношение величин этих углов может привести к повышенному трению задней вспомогательной поверхности резца об обработанную поверхность детали и, как следствие, к повышенному износу или поломке инструмента.

Отрезные резцы следует устанавливать под прямым углом к оси обрабатываемой заготовки (рисунок 30б) Установка режущей кромки резца выше оси обрабатываемой заготовки (даже на 0,1-0,2 мм) может привести к его поломке, а при установке режущей кромки резца ниже оси заготовки на торце детали остается необработанный выступ. Расстояние о от торца приспособления для закрепления прутка до обработанного торца прутка должно быть минимальным и не превышать диаметра отрезаемого прутка (рисунок 30а).

При отрезке хрупкого материала заготовка отламывается раньше, чем резец подойдет к центру заготовки, в результате чего на торце заготовки остается выступ (бобышка). Для

Рис. 30. Отрезка заготовок и деталей

получения ровного торца режущую кромку резца выполняют под углом 5-10 градусов (рисунок 39д). После отрезки детали поперечная подача не выключается и производится срезание бобышки на заготовке. Можно отрезать деталь изогнутым отрезным резцом: "Гусем" (рисунок 30в), при этом шпиндель должен вращаться по часовой стрелке. Для уменьшения шероховатости поверхности, полученной после отрезки, на задних вспомогательных поверхностях резца делают фаски шириной 1-2 мм. Поперечная подача при обработке канавок - 0,05-0,3 мм/об (для стальных деталей диаметром до 100 мм). Скорость резания при обработке канавок и при отрезке заготовок 25-30 м/мин (для резцов из быстрорежущих сталей) и 125-150 м/мин (для твердосплавных резцов).

При вытачивании канавок и отрезании необходимо соблюдать следующие правила:

резец устанавливают как можно точнее относительно оси центров станка: если режущая кромка ниже оси центров, то при приближении резца к оси на отрезаемой детали образуется стерженек; при установке выше оси центров

резец, приближаясь к оси заготовки, может упереться задней поверхностью в оставшийся стерженек;

державку прямого отрезного резца устанавливают строго перпендикулярно оси заготовки, чтобы боковая поверхность головки резца не терлась о стенки прорезаемой канавки;

отрезание выполняют на расстоянии 3-5 мм от кулачков патрона;

при отрезании заготовок большого диаметра резец не доводят до оси заготовки на 2-3 мм и, остановив станок, отламывают отрезаемую часть.

Диаметр выточенной канавки можно измерить штангенциркулем в том случае, если канавка шире его ножек. Часто определяют не диаметр канавки, а ее глубину, пользуясь для этого шаблоном. Ширину канавки измеряют линейкой, штангенциркулем или шаблоном.

6.2 Сверление и расверливание оверстий на токарном станке

Обработку отверстий на токарном станке производят различными режущими инструментами в зависимости от вида заготовки, требуемой точности и шероховатости поверхности. Наиболее распространенным методом получения отверстия в сплошном материале является сверление.

Иногда сверление производят в несколько приемов, т. е. отверстие рассверливают.

Рассверливание позволяет получить более точные отверстия и уменьшить увод сверла от осидетали. Спиральное сверло состоит из рабочей части, шейки и хвостовика (рис. 27). Торец рабочей части, на котором расположены две режущие кромки, называется режущей частью сверла. Угол между режущими кромками 2ф (угол при вершине) при обработке стали и чугуна должен составлять 118-120°.

На рабочей части сверла имеется два спиральных пера, связанных перемычкой. По наружной поверхности перьев прошлифованы узкие направляющие ленточки. Между перьями расположены две спиральные канавки: одна из стенок канавки образует переднюю поверхность режущего клина свёрла. По канавкам охлаждающая жидкость подается к режущим кромкам, а стружка выводится из отверстия.

Хвостовик сверла служит для закрепления его в пиноли задней бабки или в специальной державке суппорта. Хвостовик может иметь коническую или цилиндрическую форму. Конические хвостовики выполняются по стандарту (конус Морзе № 1, 2, 3, 4, 5). Конус хвостовика обеспечивает надежное центрирование сверла и удерживает его от проворачивания. Если конус хвостовика сверла отличается по размеру (номеру) от конусного отверстия пиноли задней бабки или державки, то применяют переходные втулки. Сверла с цилиндрическими хвостовиками закрепляют в пиноли при помощи сверлильного патрона.

Спиральные сверла затачивают на специальных заточных станках. Однако токарю часто приходится затачивать сверла вручную на обычном заточном станке. При затачивании следует помнить, что режущие кромки сверла должны быть симметричны (т. е. расположены под определенными равными углами к оси сверла и иметь одинаковую длину), поперечная кромка (перемычка) должна быть расположена под углом 55° к режущей кромке.

Рис.27 Части и элементы спирального сверла: 2- угол при вершине резца;  - угол наклона винтовой канавки;  - угол наклона поперечной кромки.

Задним поверхностям сверла придают криволинейную форму, что обеспечивает получение задних углов на режущих клиньях. Для этого затачиваемое сверло прижимают к шлифовальному кругу и одновременно вращают. При одинаковой длине режущих кромок диаметр отверстия будет равен диаметру сверла; если же одна кромка длиннее другой, то диаметр отверстия получится больше диаметра сверла, что может привести к браку и выходу из строя сверла ввиду неравномерной нагрузки на режущие кромки. В процессе затачивания контролю подлежит угол 2ср, угол 60° на режущем клине, угол наклона поперечной кромки 55° и длина режущих кромок.

При сверлении на токарном станке сверло, установленное в пиноли задней бабки, подают к детали вручную - вращением маховика (рис.28). Применение каких-либо дополнительных рычагов не допускается. Обрабатываемая деталь должна быть прочно закреплена в патроне, иначе при сверлении она будет вибрировать или смещаться, что может повлечь за собой по- ломку сверла.

Максимальный диаметр отверстий, получаемых на станках 1К62 и 16К20,- 25 мм для деталей из стали и 28 мм для деталей из чугуна.

Сверление с подачей сверла вручную малопроизводительно и утомительно для токаря (особенно отверстий большого диаметра и глубоких). Некоторые токарные станки (например, 1К62) имеют устройство для подсоединения задней бабки к каретке суппорта, с помощью которого сверление выполняется механической подачей.

Для сверления глухих отверстий заданной длины удобно пользоваться делениями, нанесенными на пиноли задней бабки. Вращением маховика сверло подают до тех пор, пока оно не коснется вершиной торца детали, и замечают соответствующее деление на пиноли. Затем, вращая маховик задней бабки, перемещают пиноль до тех пор, пока она не переместится на нужное число делений.

Прежде чем подвести сверло к обрабатываемой детали, необходимо включить станок. Подводить сверло следует плавно, без удара, иначе его режущие кромки могут затупиться и даже выкрошиться. При сверлении необходимо применять смазочно-охлаждающую жидкость (СОЖ).

Для того чтобы сверло не сместилось относительно оси отверстия, в начале сверления производят центровку заготовки коротким спиральным сверлом большого диаметра или специальным центровочным сверлом. Важно, чтобы перед сверлением торец заготовки был подрезан для обеспечения его перпендикулярности оси.

Иногда при сверлении слышится характерный металлический визг. Обычно это является признаком перекоса отверстия или затупления сверла. В таком случае надо немедленно прекратить подачу, вывести сверло, остановить станок и выяснить причину нарушения режима. Останавливать станок в то время, когда сверло находится в отверстии, нельзя: это может привести к заеданию сверла и его поломке.

Рис. 28. Сверление на токарном станке подачей вручную.

Цилиндрические отверстия могут быть гладкие, ступенчатые или с канавкой, сквозные или глухие. К отверстиям предъявляются различные требования по точности, прямолинейности оси, правильности геометрической формы, шероховатости поверхности. Диаметры отверстий контролируют штангенциркулем Основные виды брака при сверлении отверстий, их причины и способы устранения приведены в таблице 7.

Таблица 7.

Основные виды брака при сверлении отверстий, их причины и способы устранения

Причина брака	Способ устранения
Отклонение оси отверстия от заданного направления
Неправильная заточка сверла	Переточить сверло, контролируя заточку по шаблону
Неперпендикулярность оси торцовой поверхности заготовки	Обеспечить перпендикулярность торца к оси подрезанием
Работа длинным сверлом	Произвести предварительное центрирование коротким сверлом
Наличие в заготовке раковин или твердых включений	Вести сверление с пониженной подачей
«Разбивка» диаметра отверстия
Неправильная заточка сверла: одна режущая кромка больше другой, неодинаковые углы 2ф	Переточить сверло, контролируя за точку по шаблону
Биение шпинделя станка	Отрегулировать подшипники шпинделя
Установка сверла с перекосом по отношению к оси отверстия:
а) ось пиноли задней бабки не совпадает с осью шпинделя;	Добиться соосности пиноли задней бабки и шпинделя
б) посадочный конус пиноли или хвостовик сверла загрязнены	Протереть конус пиноли и хвостовик сверла
Отклонение глубины отверстия от заданной
Ошибка при контроле глубины сверления в процессе обработки	Тщательно контролировать глубину сверления; при сверлении с автоматической подачей сверла установить упор
Превышение допустимой шероховатости обработанной поверхности
Затупление сверла	Заточить сверло
Попадание стружки на ленточки сверла	Периодически выводить сверло из отверстия и очищать его щеткой
Недостаточное охлаждение	Увеличить интенсивность охлаждения
Завышена подача	Уменьшить подачу

Следующая страница>>

§ 38. Прорезание канавок и отрезание. Резцы для прорезания наружных канавок. Резцы для отрезных работ.

Резцы для прорезания наружных канавок.

Узкие канавки протачивают прорезными или канавочными резцами. Форма режущей кромки резца соответствует профилю вытачиваемой канавки (рис. 77).

Рис. 77. Формы головок канавочных резцов

Прорезные резцы бывают прямые и отогнутые, которые в свою очередь делятся на правые и левые. Чаще применяют прорезные резцы правые прямые и левые отогнутые (рис. 78).

Рис. 78. Прорезные резцы :

а — прямой левый, б — прямой правый, в — отогнутый левый, г — отогнутый правый

Жесткость детали не всегда позволяет прорезать канавки заданной ширины за один проход резца. Когда необходимо проточить в нежесткой детали канавку шире 5 мм, эту канавку протачивают несколькими проходами канавочного резца с поперечной подачей. При этом на торцах и по диаметру оставляют припуск 0,5—1,0 мм для чистовой обработки. Окончательную обработку выполняют этим же резцом или канавочным резцом с режущей кромкой, равной заданному размеру канавки.

Резцы для отрезных работ.

Заготовки и детали отрезают отрезными резцами (рис. 79). Ширина режущей кромки отрезного резца зависит от диаметра отрезаемой заготовки. Ширину режущей кромки берут равной 3, 4, 5, 6, 8 и 10 мм. Головка отрезного резца делается несколько больше половины диаметра прутка, от которого отрезают заготовку, L>0,5D прутка.

Рис. 79. Отрезные резцы различной конструкции : а, г — для уменьшения трения между резцом и разрезаемым материалом, б — для получения ровного торца у отрезаемой детали, в — для уменьшения шероховатости поверхности, полученной после отрезания

Отрезные резцы делаются цельными, а также с пластинками из быстрорежущей стали или твердого сплава. Для уменьшения трения между резцом и разрезаемым материалом головку резца суживают к стержню на 1—2° с каждой стороны резца, угол λ=0, задний угол α=12° (рис. 79, а, г).

Канавочный и отрезной резцы следует устанавливать под прямым углом к оси обрабатываемой заготовки. Установка резца режущей кромкой даже на 0,1—0,2 мм выше оси обрабатываемой заготовки может привести к его поломке. При установке резца ниже оси заготовки на торце детали остается необработанный выступ. Расстояние от торца приспособления для закрепления прутка до торца после отрезки должно быть минимальным и не больше диаметра отрезаемого прутка.

При отрезании хрупкого материала заготовка отламывается раньше, чем резец подойдет к центру заготовки. В результате на торце заготовки остается выступ (бобышка). Для получения ровного торца у отрезаемой детали режущую кромку резца выполняют под углом 5—10° (рис. 79,б). После отрезки детали поперечная подача не выключается и производится срезание бобышки на заготовке. Для уменьшения шероховатости поверхности, полученной после отрезания, на задних вспомогательных поверхностях резца делают фаски (рис. 79, в) шириной 1—2 мм. Поперечная подача при прорезании канавок — от 0,05 до 0,3 мм/об для стальных деталей диаметром до 100 мм.

Скорость резания при прорезании канавок и при отрезании считается по исходному диаметру обрабатываемой заготовки и берется в пределах 25—30 м/мин, а при применении твердосплавных резцов — 125—150 м/мин.