книги / Основы технологии машиностроения. Методы обработки заготовок и технологические процессы изготовления типовых деталей машин

6.2. Обработка внутренних конусных поверхностей

Обработка внутренних конусных поверхностей (кони- ческих отверстий) производится точением на станках токар- ной группы, зенкерованием и развертыванием на токарных и сверлильных станках, шлифованием на внутришлифоваль- ных станках и притиркой на доводочных станках.

Обработка конусных отверстий относительно большо- го диаметра (более 100 мм) с протяженностью образующей до 500 мм в основном производится растачиванием на то- карных станках за счет поворота верхних салазок попереч- ного суппорта с резцедержателем и закрепленной в нем же- сткой борштангой с резцом на заданный угол, равный поло- вине угла при вершине обрабатываемого конуса. Продоль- ная подача в направлении, параллельном образующей конуса, обеспечивается перемещением верхних салазок.

Обработка отверстий небольшого диаметра (до 100 мм) с протяженностью до 250 мм достаточно часто производится набором конических зенкеров и разверток, установленных в задней бабке токарного станка или в шпинделе сверлиль- ного или фрезерного станка. На рис. 6.3 показан порядок об- работки конусных отверстий.

Рис. 6.3. Схема обработки конического отверстия

131

При диаметрах отверстия более 25 мм отверстие ре- комендуется сверлить последовательно несколькими свер- лами различного диаметра для образования ступенчатого отверстия, приближающегося к форме конического зенке- ра. После сверления 1 поочередно применяются зенкер 2, черновая развертка 3 и чистовая развертка 4.

Обработку конусных поверхностей отверстий, к ко- торым предъявляются повышенных требования по точно- сти и шероховатости поверхности (в том числе закаленных поверхностей), можно производить на внутришлифоваль- ных станках.

Шлифование относительно длинных конусов (протя- женность конуса в несколько раз превышает высоту шли- фовального круга) производят методом продольной подачи периферий шлифовального круга при повороте шпиндель- ной бабки станка на заданный угол, равный половине угла при вершине шлифуемого внутреннего конуса.

Обрабатываемая заготовка устанавливается и закреп- ляется в самоцентрирующемся патроне или в специальном приспособлении с точными шейками. Благодаря такому приспособлению можно устранить влияние биения шпин- деля обрабатывающего станка на точность положения вра- щающейся обрабатываемой заготовки (рис. 6.4).

Рис. 6.4. Приспособление для шлифования внут- реннего конуса: 1 – установочное кольцо;

2 – поводковая планшайба

132

Шлифование коротких внутренних конусов с протя- женностью конуса менее высоты шлифовального круга производят при установке и закреплении заготовки в само- центрирующемся патроне или в специальном приспособле- нии, приведенном на рис. 6.4, периферией шлифовального круга методом врезания при повороте шпиндельной бабки (оси шлифовального круга) на угол, равный половине угла при вершине шлифуемого конуса.

В ряде случаев для финишной отделочной обработки внутренних конусов применяют притирку конусными чу- гунными притирами вручную или на доводочных станках.

133

7. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

7.1. Классификация фасонных поверхностей

К фасонным поверхностям относятся поверхности, отличающиеся своей формой от плоскости, цилиндра и ко- нуса. В конструкциях турбин, автомобилей, станков, самоле- тов, ракет, винтовых двигателей турбобуров, бытовой тех- ники применяют детали сложной формы. Использование в деталях фасонных поверхностей обусловлено назначением, требованиями эксплуатации, необходимостью повышения КПД силовых и энергетических установок и осуществлени- ем заданной траектории движения. На рис. 7.1 приведены характерные виды деталей с фасонными поверхностями.

Наиболее распространенными являются три вида по- верхностей:

1)поверхности, подчиненные математическому опи- санию определенной формы и с определенным расположе- нием в пространстве называются алгебраическими;

2)поверхности, форма которых определена отдель- ными точками, а координаты этих точек заданы в виде чи- словых отметок, обычно сведенных в таблицу, называются

поверхностями с числовыми отметками;

3)поверхности, форма которых определяется конст- руктивной необходимостью, называются конструктивными.

Алгебраические поверхности подразделяются на ли- нейчатые, нелинейчатые и винтовые.

Поверхности с образующей в виде прямой линии на- зываются линейчатыми. В свою очередь, линейчатые по- верхности подразделяются на два вида: развертываемые

инеразвертываемые поверхности. К развертываемым по- верхностям относятся цилиндрические и конические по- верхности; к неразвертываемым – конусоиды, коноиды, различные гиперболоиды и параболоиды.

134

Рис. 7.1. Виды деталей с фасонными поверхностями: а – гребной винт; б – крыльчатка; в – колесо насоса; г – винт с переменным шагом; д – колесо водяной турбины; е – дисковый кулачок;

ж – цилиндрический кулачок; з – блок из кулачков

Поверхности с образующей в виде кривой линии на- зываются нелинейчатыми. К ним относятся поверхности второго порядка (шаровые, сфероидальные и т.п.).

Поверхности с числовыми отметками применяют при необходимости задать форму поверхности исходя из физи- ческих условий ее работы. К таким поверхностям относятся профили лопаток паровых, газовых и водяных турбин, гребных винтов и др.

135

Конструктивные поверхности классифицировать прак- тически невозможно, так как они зависят от конструктивной необходимости и фантазии конструктора. Такие формы час- то встречаются в сочетании с алгебраическими поверхно- стями или поверхностями с числовыми отметками.

Различают также переходные поверхности, к кото- рым относятся, например, поверхности перехода от ступи- цы к лопасти в гребных винтах, от хвостовой части – к ра- бочей части в лопатке турбины и т.п.

Методы обработки фасонных поверхностей можно разделить на две основные группы:

1)обработка фасонным инструментом, имеющим профиль обрабатываемой поверхности;

2)обработка нормальным инструментом, которому сообщается криволинейное движение относительно обра- батываемой заготовки вручную, при помощи копироваль- ных устройств или на станках с ЧПУ.

7.2. Обработка наружных фасонных поверхностей точением

Фасонные поверхности вращения небольшой длины обтачивают фасонными (призматическими или дисковыми) резцами (рис. 7.2).

Фасонный резец снимает широкую стружку, что час- то влечет за собой вибрацию обрабатываемой детали. Что- бы избежать вибрации или уменьшить ее, применяют ма- лые подачи и низкие скорости резания при обильном охла- ждении резца эмульсией или маслом.

Величина подачи в зависимости от диаметра детали (от 10 до 100 мм) и ширины резца (от 8 до 100 мм) прини- мается равной 0,01–0,08 мм/об. Чем меньше диаметр дета- ли и чем больше ширина резца, тем меньшей должна быть подача. Скорость резания при обтачивании фасонными

136

Рис. 7.2. Обтачивание фасонной поверхности: а – призматическим резцом; б – дисковым резцом

резцами фасонных поверхностей при указанных подачах меньше, чем при обтачивании цилиндрических поверхно- стей, и составляет от 25 до 40 м/мин.

Когда приходится обрабатывать детали, у которых фа- сонные поверхности настолько велики, что изготовить для них соответствующий фасонный резец затруднительно или невозможно, обтачивание фасонной поверхности производят нормальными проходными резцами, используя два метода.

При небольшом количестве обрабатываемых загото- вок обтачивание фасонных поверхностей ведут с ручными продольной и поперечной подачами за один или несколько проходов, придавая заготовке форму, соответствующую образцу или шаблону (рис. 7.3).

При больших припусках фасонную поверхность сна- чала обтачивают черновыми резцами 1 и 2, а потом чисто- вым резцом 3. Обточенную фасонную поверхность обычно проверяют специально изготовленным шаблоном. Этот ме- тод можно применять без использования специальных при- способлений, но он малопроизводителен и требует высокой квалификации рабочего.

137

С целью повышения производительности и точ- ности обтачивание фасон-

ных поверхностей произ-

Рис. 7.3. Обтачивание фасонной водят по копиру (рис. 7.4).

	поверхности проходными	На рис. 7.4,	а показа-
	резцами
		но обтачивание рукоятки 1

при помощи копира 2. Ролик 3, закрепленный в тяге 4, со- вершает с суппортом продольное движение. При этом он перемещается в криволинейном пазу, образованном двумя

Рис. 7.4. Обтачивание фасонной поверхности по копиру:

а– ролик закреплен в тяге; б – ролик с грузом;

в– ролик с пружиной

пластинами копира, и перемещает в поперечном направле- нии салазки суппорта с резцом 5. Резец повторяет движение ролика и воспроизводит на заготовке поверхность, профиль которой соответствует профилю копира. Иногда фасонные поверхности обтачивают при помощи одностороннего ко- пира. В этом случае ролик прижимается к копиру с помо- щью груза, подвешиваемого на тросе за станиной станка, и перемещается вместе с кареткой (см. рис. 7.4, б). Копир 1 прикреплен к плите 2. Ролик 4 под действием груза 5 нахо-

138

дится в постоянном контакте с копиром 1. Ролик вращается на оси, укрепленной в тяге 3, которая привернута к попе- речным салазкам суппорта. Вместо груза 5 можно исполь- зовать одну или две пружины, устанавливаемые в попереч- ных салазках суппорта. Этими пружинами обеспечивается плавное прижимание поперечных салазок, а вместе с ними

иролика 4 к поверхности копира 1 (см. рис. 7.4, в).

Всовременной металлообработке широко применя- ется гидрокопирование. Для этой цели используют гидро- копировальные станки или универсальные токарные стан- ки, оборудованные специальными гидрокопировальными устройствами (рис. 7.5). Для установки гидрокопироваль- ного устройства необходимо снять верхнюю часть суппор- та и освободить поперечные салазки каретки суппорта, по- сле чего закрепить устройство на плите 10, установленной на поперечных салазках каретки станка с задней стороны. Если необходимо использовать токарный станок как уни- версальный, то нормальный поворотный резцедержатель крепят к плите 11, установленной на салазках в передней части станка. При обработке ступенчатых заготовок гид- равлический суппорт 6 должен быть повернут на некото- рый угол, чем обеспечивается нормальная работа резца при переходе от одной ступени к другой. Копирный палец 3, перемещаясь по профилю копира 1, находится в контакте со щупом 4 гидравлического механизма 5. Копир, установлен- ный на кронштейне 8, прикреплен неподвижно к станине 7 станка. Иногда вместо копира применяют эталонную деталь, которую устанавливают между центрами бабок приспособ- ления, размещаемого на кронштейне. В резцедержателе 2 устанавливают резец, который обтачивает заготовку 9.

Работа гидравлической схемы основана на изменении давления копирного пальца на щуп, который, являясь плунжером золотника, при перемещении изменяет исход- ное сечение золотниковой выточки, вследствие чего проис-

139

ходит регулирование движения суппорта. Это гидравличе- ское устройство работает по однокординатной схеме с про- дольной и поперечной подачами.

Рис. 7.5. Гидрокопировальное устройство к токарному станку

140