Методы обработки конических поверхностей. Способы точения конуса, обработка фасонных поверхностей Обтачивание конических внутренних и наружных поверхностей
Конические поверхности можно обрабатывать несколькими способами: широким резцом, при повернутых верхних салазках суппорта, при смещенном корпусе задней бабки, с помощью копирно-конусной линейки и с помощью специальных копировальных приспособлений.
Обработка конусов широким резцом. Конические поверхности длиной 20-25 мм обрабатывают широким резцом (рис. 151,а). Для получения необходимого угла применяют установочный шаблон, который прикладывают к заготовке, а к его наклонной рабочей поверхности подводят резец. Затем шаблон убирают и резец подводят к заготовке (рис. 151,6). Обработка конусов при повернутых верхних салазках суппорта (рис. 152, а, б). Поворотная плита верхней части суппорта может поворачиваться относительно поперечных салазок суппорта в обе стороны; для этого нужно освободить гай-
152 ОБРАБОТКА КОНИЧЕСКИХ ПО - " ВЕРХНОСТЕЙ (КОНУСОВ) ПРИ ПОВЕРНУТЫХ ВЕРХНИХ САЛАЗКАХ СУППОРТА:
Ки винтов крепления ПЛИТЫ. Контроль угла поворота с точностью до одного градуса осуществляется по делениям поворотной плиты.
Достоинства способа: возможность обработки конусов с любым углом уклона; простота наладки станка. Недостатки способа: невозможность обработки длинных конических поверхностей, так как длина обработки ограничена длиной хода верхнего суппорта (например, у станка 1KG2 длина хода 180 мм); обтачивание производится ручной подачей, что снижает производительность и ухудшает каче ство обработки.
При обработке при повернутой верхней части суппорта подача может механизироваться при помощи приспособления с гибким валом (рис. 153). Гибкий вал 2 получает вращение от ходового винта или от ходового валика станка через конические или спиральные зубчатые колеса .
(ІК620М, 163 и др.) с механизмом передачи вращения на винт верхней части суппорта. На таком станке независимо от угла поворота верхнего суппорта. можно получить автоматическую подачу.
Если наружная коническая поверхность вала и внутренняя коническая поверхность втулки должны сопрягаться, то конусность сопрягаемых поверхностей должна быть одинакова. Чтобы обеспечить одинаковую конусность, обработку таких поверхностей выполняют без переналадки положения верхней части суппорта (рис. 154 а, б). При этом для обработки конусного отверстия применяют расточный резец с головкой, отогнутой вправо от стержня, а шпинделю сообщают обратное вращение.
Настройку поворотной плиты верхней части суппорта на требуемый угол поворота осуществляют с помощью индикатора по предварительно изготовленной детали-эталону. Индикатор закрепляют в резцедержатель, а наконечник индикатора устанавливают точно по центру и подводят к конической поверхности эталона вблизи меньшего сечения, при этом стрелка индикатора ставится на «нуль»; затем суппорт перемещают так, чтобы штифт индикатора касался заготовки, а стрелка все время находилась на нуле. Положение суппорта фиксируют зажимными гайками.
Обработка конических поверхностей путем смещения задней бабки. Длинные наружные конические поверхности обрабатывают путем смещения корпуса задней бабки. Заготовку устанавливают в центрах. Корпус задней бабки при помощи винта смещают в поперечном направлении так, что заготовка становится «на перекос». При включении
Подачи каретки суппорта резец, перемещаясь параллельно оси шпинделя, будет обтачивать коническую поверхность.
Величину смещения Н корпуса задней бабки определяют из треугольника ЛВС (рис. 155,а):
Н = L sin а. Из тригонометрии известно, что для малых углов (до 10°) синус практически равен тангенсу угла. Например, для угла 7° синус равен 0,120, а тангенс-0,123.
Способом смещения задней бабки обрабатывают, как правило, заготовки с малыми углами уклона, поэтому можно считать, что sina = tga. Тогда
Иг. г D-d L D-d
И = L tg а ~ L ------------- = ----- ММ.
Допускается смещение задней бабки на ±15 мм.
Пример. Определить величину смещения задней бабки для обтачивания заготовки, изображенной на рис. 155,6, если L=600 мм /=500 мм D=80 мм; d=60 мм.
Я= 600----===600 ■ _______ =12мм.
Величину смещения корпуса задней бабки относительно плиты контролируют по делениям на торце плиты или при помощи лимба поперечной подачи. Для этого р резцедержателе закрепляют планку, которая подводится к пиноли задней бабки, при этом фиксируется положение лимба. Затем поперечные салазки отводят назад на расчетную величину по лимбу, а затем заднюю бабку смещают до соприкосновения с планкой.
Наладку станка на обтачивание конусов способом смещения задней бабки можно выполнять по эталонной детали. Для этого эталонную деталь закрепляют в центрах и смещают заднюю бабку, контролируя индикатором параллельность образующей поверхности эталонной детали к направлению подачи. Для этой же цели можно ис-
1 55 ОБРАБОТКА НАРУЖНЫХ КОНИЧЕС - КИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (КОНУСОВ) СПОСОБОМ СМЕЩЕНИЯ ЗАДНЕЙ БАБКИ:
Пользовать резец и полоску бумаги: резец соприкасают с конической поверхностью по меньшему, а затем по большему диаметру так, чтобы между резцом и этой поверхностью протягивалась полоска бумаги с некоторым сопротивлением (рис. 156).
По закону сохранения энергии энергия, затраченная на процесс резания, не может исчезнуть: она превращается в другой вид -в тепловую энергию. В зоне резания возникает теплота резания. В процессе резания больше …
Особенностью современного технического прогресса является автоматизация на базе достижений электронной техники, гидравлики и пневматики. Главными направлениями автоматизации являются применение следящих (копировальных) устройств, автоматизация управления станками и контроля деталей. Автоматическое управление …
8.1. Способы обработки При обработке валов часто встречаются переходы между обрабатываемыми поверхностями, которые имеют коническую форму. Если длина конуса не превышает 50 мм, то его обрабатывают широким резцом (8.2). При этом режущая кромка резца должна быть установлена в плане относительно оси центров на угол, соответствующий углу наклона конуса на обрабатываемой детали. Резцу сообщают подачу в поперечном или продольном направлении. Чтобы уменьшить искажение образующей конической поверхности и отклонение угла наклона конуса, режущую кромку резца устанавливают по оси вращения детали.
Следует учитывать, что при обработке конуса резцом с режущей кромкой длиной более 10-15 мм могут возникнуть вибрации. Уровень вибраций растет с увеличением длины обрабатываемой детали и с уменьшением ее диаметра, а также с уменьшением угла наклона конуса, с приближением расположения конуса к середине детали и с увеличением вылета резца и при недостаточно прочном его закреплении. При вибрациях появляются следы и ухудшается качество обработанной поверхности. При обработке широким резцом жестких деталей вибрации могут не возникать, но при этом возможно смещение резца под действием радиальной составляющей силы резания, что может привести к нарушению настройки резца на требуемый угол наклона. Смещение резца зависит также от режима обработки и направления подачи.
Конические поверхности с большими уклонами можно обрабатывать при повернутых верхних салазках суппорта с резцедержателем (8.3) на угол а, равный углу наклона обрабатываемого конуса. Подача резца производится вручную (рукояткой верхних салазок), что является недостатком этого способа, так как неравномерность подачи приводит к увеличению шероховатости обработанной поверхности. По этому способу обрабатывают конические поверхности, длина которых соизмерима с длиной хода верхних салазок.
Конические поверхности большой длины с углом наклона сс = 84-Ю° можно обрабатывать при смещении заднего центра (8.4), величина которого й = = L sin а. При малых углах sin a«tg a, а h = L{D-d)/2l. Если L = /, то /i = (D - -d)/2. Величину смещения задней бабки определяют по шкале, нанесенной на торце опорной плиты со стороны маховика, и риске на торце корпуса задней бабки. Цена деления на шкале 1 мм. При отсутствии шкалы на опорной плите величину смещения задней бабки отсчитывают по линейке, приставленной к опорной плите. Контроль величины смещения задней бабки производят с помощью упора (8.5, а) или индикатора (8.5, б). В качестве упора может быть использована тыльная сторона резца. Упор или индикатор подводят к пиноли задней бабки, фиксируют их исходное положение по лимбу рукоятки поперечной подачи или по стрелке индикатора. Заднюю бабку смещают на величину, большую h (см. 8.4), а упор или индикатор передвигают (рукояткой поперечной подачи) на величину h от исходного положения. Затем заднюю бабку смещают в сторону упора или индикатора, проверяя ее положение по стрелке индикатора или по тому, насколько плотно зажата полоска бумаги между упором и пи-нолью. Положение задней бабки можно определить по готовой детали или образцу, которые устанавливают в центрах станка.
Затем индикатор устанавливают в резцедержатель, подводят к детали до соприкосновения у задней бабки и перемещают (суппортом) вдоль образующей детали. Заднюю бабку смещают до тех пор, пока отклонение стрелки индикатора не будет минимальным на длине образующей конической поверхности, после чего бабку закрепляют. Одинаковая конусность деталей в партии, обрабатываемых этим способом, обеспечивается при минимальных отклонениях заготовок по длине и центровых отверстий по размеру (глубине). Поскольку смещение центров станка вызывает изнашивание центровых отверстий запотовок, конические поверхности обрабатывают предварительно, а затем, исправив центровые отверстия, производят окончательную чистовую обработку. Для уменьшения разбивки центровых отверстий и износа центров целесообразно применять центры со скругленными вершинами.
Конические поверхности с a = 0-j-12° обрабатывают с использованием копирных устройств. К станине станка-крепится плита / (8.6, а) с копирной линейкой 2, по которой перемещается ползун 5, соединенный с суппортом 6 станка тягой 7 с помощью зажима 8. Для свободного перемещения суппорта в поперечном направлении необходимо отсоединить винт поперечной подачи. При продольном перемещении суппорта 6 резец получает два движения: продольное от суппорта и поперечное от копирной линейки 2. Угол поворота линейки относительно оси 3 определяют по делениям на плите /. Закрепляют линейку болтами 4. Подачу резца на глубину резания производят рукояткой перемещения верхних салазок суппорта.
Обработку наружных и торцовых конических поверхностей 9 (8.6, б) производят по копиру 10, который устанавливают в пиноли задней бабки или в револьверной головке станка. В резцедержателе поперечного суппорта закрепляют приспособление 11 с копирным роликом 12 и остроконечным проходным резцом. При поперечном перемещении суппорта копирный палец в соответствии с профилем копира 10 получает продольное перемещение на определенную величину, которая передается резцу. Наружные конические поверхности обрабатывают проходными резцами, а внутренние - расточными резцами.
Для получения конического отверстия в сплошном материале (8.7, а-г) заготовку обрабатывают предварительно (сверлят, зенкеруют, растачивают), а затем окончательно (развертывают, растачивают). Развертывание выполняют последовательно комплектом конических разверток (8.8, а-в). Предварительно в заготовке сверлят отверстие диаметром на 0,5- 1,0 мм меньше диаметра направляющего конуса развертки. Затем отверстие обрабатывают последовательно тремя развертками: режущие кромки черновой развертки (первой) имеют форму уступов; вторая, получистовая развертка снимает неровности, оставленные черновой разветкой; третья, чистовая развертка имеет сплошные режущие кромки по всей длине и калибрует отверстие.
Конические отверстия высокой точности предварительно обрабатывают коническим зенкером, а затем конической разверткой. Для уменьшения съема металла зенкером отверстие иногда обрабатывают ступенчато сверлами разного диаметра. 8.2. Обработка центровых отверстий В деталях типа валов часто приходится выполнять центровые отверстия, которые используют для дальнейшей обработки детали и для восстановления ее при эксплуатации.
Центровые отверстия вала должны находиться на одной оси и иметь одинаковые размеры на обоих торцах вала независимо от диаметров концевых шеек вала. При невыполнении этих требований снижается точность обработки и увеличивается износ центров и центровых отверстий.
Наиболее распространены центровые отверстия с углом конуса 60° (8.9, а; табл. 8.1). Иногда при обработке крупных тяжелых заготовок этот угол увеличивают до 75 или до 90°. Вершина рабочей части центра не должна упираться в заготовку, поэтому центровые отверстия всегда имеют при вершине цилиндрическое углубление малого диаметра d. Для защиты центровых отверстий от повреждений при многократной установке заготовки в центрах предусмотрены центровые отверстия с предохранительной фаской с углом 120° (8.9, б).
На 8.10 показано, как изнашивается задний центр станка при неправильно выполненном центровом отверстии в заготовке. При несоосности а центровых отверстий и несоосности b центров (8.11) заготовка базируется с перекосом, что вызывает значительные погрешности формы наружной поверхности детали.
Центровые отверстия в заготовках обрабатывают различными способами. Заготовку закрепляют в самоцентрирующем патроне, а в пиноль задней бабки вставляют сверлильный патрон с центровочным инструментом.
Центровые отверстия диаметром 1,5- 5 мм обрабатывают комбинированными центровыми сверлами без предохранительной (8.12, г) и с предохранительной фаской (8.12, д). Центровые отверстия других размеров обрабатывают раздельно, сначала цилиндрическим сверлом (8.12, а), а затем однозубой (8.12, б) или многозубой (8.12, е) зенковкой. Центровые отверстия обрабатывают при вращающейся заготовке и ручной подаче центровочного инструмента. Торец заготовки предварительно подрезают резцом. Необходимый размер центрового отверстия определяют по углублению центровочного инструмента, пользуясь лимбом маховика задней бабки или шкалой (упором) пиноли. Для обеспечения соосности центровых отверстий заготовку предварительно размечают, а при зацентровке поддерживают люнетом. Центровые отверстия размечают с помощью разметочного угольника (8.13). Пересечение нескольких рисок определяет положение центрового отверстия на торце вала. После разметки производят накер-нивание центрового отверстия.
Измерение конусности наружных конических поверхностей может выполняться шаблоном или универсальным угломером. Для более точных измерений конусов применяют калибры-втулки. С помощью калибра-втулки проверяют не только угол конуса, но и его диаметры (8.14). На обработанную поверхность конуса наносят 8.14. Калибр-втулка для проверки наружных конусов (а) и пример ее применения (б) 2-3 риски карандашом, затем надевают калибр-втулку на измеряемый конус детали, слегка нажимая вдоль оси и поворачивая ее. При правильно выполненном конусе все риски стираются, а конец конической детали находится между метками А и В калибра-втулки.
При измерении конических отверстий применяют калибр-пробку. Правильность обработки конического отверстия определяют так же, как и при измерении наружных конусов по взаимному прилеганию поверхностей детали и калибра-пробки.
В машиностроении, наряду с цилиндрическими, широко применяются детали с коническими поверхностями в виде наружных конусов или в виде конических отверстий. Например, центр токарного станка имеет два наружных конуса, из которых один служит для установки и закрепления его в коническом отверстии шпинделя; наружный конус для установки и закрепления имеют также сверло, зенкер, развертка и т. д. Переходная втулка для закрепления сверл с коническим хвостовиком имеет наружный конус и коническое отверстие
1. Понятие о конусе и его элементах
Элементы конуса . Если вращать прямоугольный треугольник АБВ вокруг катета АБ (рис. 202, а), то образуется тело АВГ, называемое полным конусом . Линия АБ называется осью или высотой конуса , линия АВ - образующей конуса . Точка А является вершиной конуса .
При вращении катета БВ вокруг оси АБ образуется поверхность круга, называемая основанием конуса .
Угол ВАГ между боковыми сторонами АВ и АГ называется углом конуса и обозначается 2α. Половина этого угла, образуемая боковой стороной АГ и осью АБ, называется углом уклона конуса и обозначается α. Углы выражаются в градусах, минутах и секундах.
Если от полного конуса отрезать его верхнюю часть плоскостью, параллельной егооснованию (рис. 202, б), то получим тело, называемое усеченным конусом . Оно имеет два основания верхнее и нижнее. Расстояние OO 1 по оси между основаниями называется высотой усеченного конуса . Так как в машиностроении большей частью приходится иметь дело с частями конусов, т. е. усеченными конусами, то обычно их просто называют конусами; дальше будем называть все конические поверхности конусами.
Связь между элементами конуса. На чертеже указывают обычно три основных размера конуса: больший диаметр D, меньший - d и высоту конуса l (рис. 203).
Иногда на чертеже указывается только один из диаметров конуса, например, больший D, высота конуса l и так называемая конусность. Конусностью называется отношение разности диаметров конуса к его длине. Обозначим конусность буквой K, тогда
Если конус имеет размеры: D =80 мм, d = 70 мм и l = 100 мм, то согласно формуле (10):
Это значит, что на длине 10 мм диаметр конуса уменьшается на 1 мм или на каждый миллиметр длины конуса разница между его диаметрами изменяется на
Иногда на чертеже вместо угла конуса указывается уклон конуса
. Уклон конуса показывает, в какой мере отклоняется образующая конуса от его оси.
Уклон конуса определяется по формуле
где tg α - уклон конуса;
l - высота конуса в мм.
Пользуясь формулой (11), можно при помощи тригонометрических таблиц определить угол а уклона конуса.
Пример 6. Дано D = 80 мм; d=70мм; l= 100 мм. По формуле (11) имеем По таблице тангенсов находим величину, наиболее близкую к tg α = 0,05, т. е. tg α = 0,049, которому соответствует угол уклона конуса α = 2°50". Следовательно, угол конуса 2α = 2·2°50" = 5°40".
Уклон конуса и конусность обычно выражают простой дробью, например: 1: 10; 1: 50, или десятичной дробью, например, 0,1; 0,05; 0,02 и т. д.
2. Способы получения конических поверхностей на токарном станке
На токарном станке обработка конических поверхностей производится одним из следующих способов:
а) поворотом верхней части суппорта;
б) поперечным смещением корпуса задней бабки;
в) с помощью конусной линейки;
г) с помощью широкого резца.
3. Обработка конических поверхностей поворотом верхней части суппорта
При изготовлении на токарном станке коротких наружных и внутренних конических поверхностей с большим углом уклона нужно повернуть верхнюю часть суппорта относительно оси станка под углом α уклона конуса (см. рис. 204). При таком способе работы подачу можно производить только от руки, вращая рукоятку ходового винта верхней части суппорта, и лишь в наиболее современных токарных станках имеется механическая подача верхней части суппорта.
Для установки верхней части суппорта 1 на требуемый угол можно использовать деления, нанесенные на фланце 2 поворотной части суппорта (рис. 204). Если угол α уклона конуса задан по чертежу, то верхнюю часть суппорта повертывают вместе с его поворотной частью на требуемое число делений, обозначающих градусы. Число делений отсчитывают относительно риски, нанесенной на нижней части суппорта.
Если на чертеже угол α не дан, а указаны больший и меньший диаметры конуса и длина его конической части, то величину угла поворота суппорта определяют по формуле (11)
Пример 7.
Даны диаметры конуса D = 80 мм, d = 66 мм, длина конуса l = 112 мм. Имеем:
По таблице тангенсов находим приближенно: а = 3°35". Следовательно, верхнюю часть суппорта необходимо повернуть на 3°35".
Способ обтачивания конических поверхностей поворотом верхней части суппорта имеет следующие недостатки: он допускает обычно применение только ручной подачи, что отражается на производительности труда и чистоте обработанной поверхности; позволяет обтачивать сравнительно короткие конические поверхности, ограниченные длиной хода верхней части суппорта.
4. Обработка конических поверхностей способом поперечного смещения корпуса задней бабки
Для получения конической поверхности на токарном станке необходимо при вращении заготовки вершину резца перемещать не параллельно, а под некоторым углом к оси центров. Этот угол должен равняться углу α уклона конуса. Наиболее простой способ получения угла между осью центров и направлением подачи - сместить линию центров, сдвинув задний центр в поперечном направлении. Путем смещения заднего центра в сторону резца (на себя) в результате обтачивания получают конус, у которого большее основание направлено в сторону передней бабки; при смещении заднего центра в противоположную сторону, т. е. от резца (от себя), большее основание конуса окажется со стороны задней бабки (рис. 205).
Смещение корпуса задней бабки определяют по формуле
где S - смещение корпуса задней бабки от оси шпинделя передней бабки в мм;
D - диаметр большого основания конуса в мм;
d - диаметр малого основания конуса в мм;
L - длина всей детали или расстояние между центрами в мм;
l - длина конической части детали в мм.
Пример 8. Определить смещение центра задней бабки для обтачивания усеченного конуса, если D = 100 мм, d = 80 мм, L = 300 мм и l = 200мм. По формуле (12) находим:
Смещение корпуса задней бабки производят, используя деления 1 (рис 206), нанесенные на торце опорной плиты, и риску 2 на торце корпуса задней бабки.
Если на торце плиты делений нет, то смещают корпус задней бабки, пользуясь измерительной линейкой, как показано на рис. 207.
Преимущество обработки конических поверхностей путем смещения корпуса задней бабки заключается в том, что этим способом можно обтачивать конусы большой длины и вести обтачивание с механической подачей.
Недостатки этого способа: невозможность растачивать конические отверстия; потеря времени на перестановку задней бабки; возможность обрабатывать лишь пологие конусы; перекос центров в центровых отверстиях, что приводит к быстрому и неравномерному износу центров и центровых отверстий и служит причиной брака при вторичной установке детали в этих же центровых отверстиях.
Неравномерного износа центровых отверстий можно избежать, если вместо обычного применять специальный шаровой центр (рис. 208). Такие центры используют преимущественно при обработке точных конусов.
5. Обработка конических поверхностей с применением конусной линейки
Для обработки конических поверхностей с углом уклона а до 10-12° современные токарные станки обычно имеют особое приспособление, называемое конусной линейкой. Схема обработки конуса с применением конусной линейки приводится на рис. 209.
К станине станка прикреплена плита 11, на которой установлена конусная линейка 9. Линейку можно поворачивать вокруг пальца 8 под требуемым углом а к оси обрабатываемой детали. Для закрепления линейки в требуемом положении служат два болта 4 и 10. По линейке свободно скользит ползун 7, соединяющийся с нижней поперечной частью 12 суппорта при помощи тяги 5 и зажима 6. Чтобы эта часть суппорта могла свободно скользить по направляющим, ее отсоединяют от каретки 3, вывинчивая поперечный винт или отсоединяя от суппорта его гайку.
Если сообщить каретке продольную подачу, то ползун 7, захватываемый тягой 5, начнет перемещаться вдоль линейки 9. Так как ползун скреплен с поперечными салазками суппорта, то они вместе с резцом будут перемещаться параллельно линейке 9. Благодаря этому резец будет обрабатывать коническую поверхность с углом уклона, равным углу α поворота конусной линейки.
После каждого прохода резец устанавливают на глубину резания с помощью рукоятки 1 верхней части 2 суппорта. Эта часть суппорта должна быть повернута на 90° относительно нормального положения, т. е. так, как это показано на рис. 209.
Если даны диаметры оснований конуса D и d и его длина l, то угол поворота линейки можно найти по формуле (11).
Подсчитав величину tg α, легко определить значение угла α по таблице тангенсов.
Применение конусной линейки имеет ряд преимуществ:
1) наладка линейки удобна и производится быстро;
2) при переходе к обработке конусов не требуется нарушать нормальную наладку станка, т. е. не нужно смещать корпус задней бабки; центры станка остаются в нормальном положении, т. е. на одной оси, благодаря чему центровые отверстия в детали и центры станка не срабатываются;
3) при помощи конусной линейки можно не только обтачивать наружные конические поверхности, но и растачивать конические отверстия;
4) возможна работа е продольным самоходом, что увеличивает производительность труда и улучшает качество обработки.
Недостатком конусной линейки является необходимость отсоединять салазки суппорта от винта поперечной подачи. Этот недостаток устранен в конструкции некоторых токарных станков, у которых винт не связан жестко со своим маховичком и зубчатыми колесами поперечного самохода.
6. Обработка конических поверхностей широким резцом
Обработку конических поверхностей (наружных и внутренних) с небольшой длиной конуса можно производить широким резцом с углом в плане, соответствующим углу α уклона конуса (рис. 210). Подача резца может быть продольная и поперечная.
Однако использование широкого резца на обычных станках возможно только при длине конуса, не превышающей примерно 20 мм. Применять более широкие резцы можно лишь на особо жестких станках и деталях, если это не вызывает вибрации резца и обрабатываемой детали.
7. Растачивание и развертывание конических отверстий
Обработка конических отверстий является одной из наиболее трудных токарных работ; она значительно труднее, чем обработка наружных конусов.
Обработку конических отверстий на токарных станках в большинстве случаев производят растачиванием резцом с поворотом верхней части суппорта и реже с помощью конусной линейки. Все подсчеты, связанные с поворотом верхней части суппорта или конусной линейки, выполняются так же, как при обтачивании наружных конических поверхностей.
Если отверстие должно быть в сплошном материале, то сначала сверлят цилиндрическое отверстие, которое затем растачивают резцом на конус или обрабатывают коническими зенкерами и развертками.
Чтобы ускорить растачивание или развертывание, следует предварительно просверлить отверстие сверлом, диаметр d, которого на 1-2 мм меньше диаметра малого основания конуса (рис. 211, а). После этого рассверливают отверстие одним (рис. 211, б) или двумя (рис. 211, в) сверлами для получения ступеней.
После чистового растачивания конуса его развертывают конической разверткой соответствующей конусности. Для конусов с небольшой конусностью выгоднее производить обработку конических отверстий непосредственно после сверления набором специальных разверток, как показано на рис. 212.
8. Режимы резания при обработке отверстий коническими развертками
Конические развертки работают в более тяжелых условиях, чем цилиндрические: в то время как цилиндрические развертки снимают незначительный припуск небольшими режущими кромками, конические развертки режут всей длиной их режущих кромок, расположенных на образующей конуса. Поэтому при работе коническими развертками применяют подачи и скорости резания меньше, чем при работе цилиндрическими развертками.
При обработке отверстий коническими развертками подачу производят вручную, вращая маховичок задней бабки. Необходимо следить за тем, чтобы пиноль задней бабки перемещалась равномерно.
Подачи при развертывании стали 0,1-0,2 мм/об, при развертывании чугуна 0,2-0,4 мм/об.
Скорость резания при развертывании конических отверстий развертками из быстрорежущей стали 6-10 м/мин.
Для облегчения работы конических разверток и получения чистой и гладкой поверхности следует применять охлаждение. При обработке стали и чугуна применяют эмульсию или сульфофрезол.
9. Измерение конических поверхностей
Поверхности конусов проверяют шаблонами и калибрами; измерение и одновременно проверку углов конуса производят угломерами. На рис. 213 показан способ проверки конуса с помощью шаблона.
Наружные и внутренние углы различных деталей можно измерять универсальным угломером (рис. 214). Он состоит из основания 1, На котором на дуге 130 нанесена основная шкала. С основанием 1 жестко скреплена линейка 5. По дуге основания перемещается сектор 4, несущий нониус 3. К сектору 4 посредством державки 7 может быть прикреплен угольник 2, в котором, в свою очередь, закрепляется съемная линейка 5. Угольник 2 и съемная линейка 5 имеют возможность перемещаться по грани сектора 4.
Путем различных комбинаций в установке измерительных деталей угломера можно производить измерение углов от 0 до 320°. Величина отсчета по нониусу 2". Отсчет, полученный при измерении углов, производится по шкале и нониусу (рис. 215) следующим образом: нулевой штрих нониуса показывает число градусов, а штрих нониуса, совпадающий со штрихом шкалы основания, - число минут. На рис. 215 со штрихом шкалы основания совпадает 11-й штрих нониуса, что означает 2"Х 11 = 22". Следовательно, угол в данном случае равен 76°22".
На рис. 216 показаны комбинации измерительных деталей универсального угломера, позволяющие производить измерение различных углов от 0 до 320°.
Для более точной проверки конусов в серийном производстве применяют специальные калибры. На рис. 217, а показан кониче-ский калибр-втулка для проверки наружных конусов, а на рис. 217, б-конический калибр-пробка для проверки конических отверстий.
На калибрах делаются уступы 1 и 2 на торцах или наносятся риски 3, служащие для определения точности проверяемых поверхностей.
На. рис. 218 приводится пример проверки конического отверстия калибром-пробкой.
Для проверки отверстия калибр (см. рис. 218), имеющий уступ 1 на определенном расстоянии от торца 2 и две риски 3, вводят с легким нажимом в отверстие и проверяют, нет ли качания калибра в отверстии. Отсутствие качания показывает, что угол конуса правилен. Убедившись, что угол конуса правилен, приступают к проверке его размера. Для этого наблюдают, до какого места калибр войдет в проверяемую деталь. Если конец конуса детали совпадает с левым торцом уступа 1 или с одной из рисок 3 или находится между рисками, то размеры конуса правильны. Но может случиться, что калибр войдет в деталь настолько глубоко, что обе риски 3 войдут в отверстие или оба торца уступа 1 выйдут из него наружу. Это показывает, что диаметр отверстия больше заданного. Если, наоборот, обе риски окажутся вне отверстия или ни один из торцов уступа не выйдет из него, то диаметр отверстия меньше требуемого.
Для точной проверки конусности применяют следующий способ. На измеряемой поверхности детали или калибра проводят мелом или карандашом две-три линии вдоль образующей конуса, затем вставляют или надевают калибр на деталь и повертывают его на часть оборота. Если линии сотрутся неравномерно, это значит, что конус детали обработан неточно и необходимо его исправить. Стирание линий по концам калибра говорит о неправильной конусности; стирание линий в средней части калибра показывает, что конус имеет небольшую вогнутость, причиной чего обычно является неточное расположение вершины резца по высоте центров. Вместо меловых линий можно нанести на всю коническую поверхность детали или калибра тонкий слой специальной краски (синьки). Такой способ дает большую точность измерения.
10. Брак при обработке конических поверхностей и меры его предупреждения
При обработке конических поверхностей, помимо упомянутых видов брака для цилиндрических поверхностей, дополнительно возможны следующие виды брака:
1) неправильная конусность;
2) отклонения в размерах конуса;
3) отклонения в размерах диаметров оснований при правильной конусности;
4) непрямолинейность образующей конической поверхности.
1. Неправильная конусность получается главным образом вследствие неточного смещения корпуса задней бабки, неточного поворота верхней части суппорта, неправильной установки конусной линейки, неправильной заточки или установки широкого резца. Следовательно, точной установкой корпуса задней бабки, верхней части суппорта или конусной линейки перед началом обработки можно брак предупредить. Этот вид брака исправим только в том случае, если ошибка во всей длине конуса направлена в тело детали, т. е. все диаметры у втулки меньше, а у конического стержня больше требуемых.
2. Неправильный размер конуса при правильном угле его, т. е. неправильная величина диаметров по всей длине конуса, получается, если снято недостаточно или слишком много материала. Предупредить брак можно только внимательной установкой глубины резания по лимбу на чистовых проходах. Брак исправим, если снято недостаточно материала.
3. Может получиться, что при правильной конусности и точных размерах одного конца конуса диаметр второго конца неправилен. Единственной причиной является несоблюдение требуемой длины всего конического участка детали. Брак исправим, если деталь излишне длинна. Чтобы избежать этого вида брака, необходимо перед обработкой конуса тщательно проверить его длину.
4. Непрямолинейность образующей обрабатываемого конуса получается при установке резца выше (рис. 219, б) или ниже (рис. 219, в) центра (на этих рисунках для большей наглядности искажения образующей конуса показаны в сильно преувеличенном виде). Таким образом, и этот вид брака является результатом невнимательной работы токаря.
Контрольные вопросы
1. Какими способами можно обработать конические поверхности на токарных станках?
2. В каких случаях рекомендуется делать поворот верхней части суппорта?
3. Как вычисляется угол поворота верхней части суппорта для обтачивания конуса?
4. Как проверяется правильность поворота верхней части суппорта?
5. Как проверить смещение корпуса задней бабки?.Как вычислить величину смещения?
6. Из каких основных элементов состоит конусная линейка? Как настроить конусную линейку на данную деталь?
7. Установите на универсальном угломере следующие углы: 50°25"; 45°50"; 75°35".
8. Какими инструментами измеряют конические поверхности?
9. Для чего на конических калибрах сделаны уступы или риски и как ими пользоваться?
10. Перечислите виды брака при обработке конических поверхностей. Как их избежать?
К коническим относятся поверхности, образованные перемещением прямолинейной образующей l по криволинейной направляющей т. Особенностью образования конической поверхности является то, что
Рис. 95
Рис. 96
при этом одна точка образующей всегда неподвижна. Эта точка является вершиной конической поверхности (рис. 95, а). Определитель конической поверхности включает вершину S и направляющую т, при этом l "~S; l "^ т.
К цилиндрическим относятся поверхности, образованные прямой образующей /, перемещающейся по криволинейной направляющей т параллельно заданному направлению S (рис. 95, б). Цилиндрическую поверхность можно рассматривать как частный случай конической поверхности с бесконечно удаленной вершиной S.
Определитель цилиндрической поверхности состоит из направляющей т и направления S, образующих l , при этом l" || S; l" ^ т.
Если образующие цилиндрической поверхности перпендикулярны плоскости проекций, то такую поверхность называют проецирующей. На рис. 95, в показана горизонтально проецирующая цилиндрическая поверхность.
На цилиндрической и конической поверхностях заданные точки строят с помощью образующих, проходящих через них. Линии на поверхностях, например линия а на рис. 95, в или горизонтали h на рис. 95, а, б, строятся с помощью отдельных точек, принадлежащих этим линиям.
Поверхности вращения
К поверхностям вращения относятся поверхности, образующиеся вращением линии l вокруг прямой i, представляющей собой ось вращения. Они могут быть линейчатыми, например конус или цилиндр вращения, и нелинейчатыми или криволинейными, например сфера. Определитель поверхности вращения включает образующую l и ось i.
Каждая точка образующей при вращении описывает окружность, плоскость которой перпендикулярна оси вращения. Такие окружности поверхности вращения называются параллелями. Наибольшую из параллелей называют экватором. Экватор.определяет горизонтальный очерк поверхности, если i _|_ П 1 . В этом случае параллелями являются горизонтали hэтой поверхности.
Кривые поверхности вращения, образующиеся в результате пересечения поверхности плоскостями, проходящими через ось вращения, называются меридианами. Все меридианы одной поверхности конгруэнтны. Фронтальный меридиан называют главным меридианом; он определяет фронтальный очерк поверхности вращения. Профильный меридиан определяет профильный очерк поверхности вращения.
Строить точку на криволинейных поверхностях вращения удобнее всего с помощью параллелей поверхности. На рис. 103 точка М построена на параллели h 4 .
Поверхности вращения нашли самое широкое применение в технике. Они ограничивают поверхности большинства машиностроительных деталей.
Коническая поверхность вращения образуется вращением прямой i вокруг пересекающейся с ней прямой - оси i (рис. 104, а). Точка М на поверхности построена с помощью образующей l и параллели h. Эту поверхность называют еще конусом вращения или прямым круговым конусом.
Цилиндрическая поверхность вращения образуется вращением прямой l вокруг параллельной ей оси i (рис. 104, б). Эту поверхность называют еще цилиндром или прямым круговым цилиндром.
Сфера, образуется вращением окружности вокруг ее диаметра (рис. 104, в). Точка A на поверхности сферы принадлежит главному
Рис. 103
Рис. 104
меридиану f, точка В - экватору h, а точка М построена на вспомогательной параллели h".
Тор образуется вращением окружности или ее дуги вокруг оси, лежащей в плоскости окружности. Если ось расположена в пределах образующейся окружности, то такой тор называется закрытым (рис. 105, а). Если ось вращения находится вне окружности, то такой тор называется открытым (рис. 105, б). Открытый тор называется еще кольцом.
Поверхности вращения могут быть образованы и другими кривыми второго порядка. Эллипсоид вращения (рис. 106, а) образуется вращением эллипса вокруг одной из его осей; параболоид вращения (рис. 106, б) - вращением параболы вокруг ее оси; гиперболоид вращения однополостный (рис. 106, в) образуется вращением гиперболы вокруг мнимой оси, а двуполостный (рис. 106, г) - вращением гиперболы вокруг действительной оси.
В общем случае поверхности изображаются не ограниченными в направлении распространения образующих линий (см. рис. 97, 98). Для решения конкретных задач и получения геометрических фигур ограничиваются плоскостями обреза. Например, чтобы получить круговой цилиндр, необходимо ограничить участок цилиндрической поверхности плоскостями обреза (см. рис. 104, б). В результате получим его верхнее и нижнее основания. Если плоскости обреза перпендикулярны оси вращения, цилиндр будет прямым, если нет - цилиндр будет наклонным.
Рис. 105
Рис. 106
Чтобы получить круговой конус (см. рис. 104, а), необходимо выполнить обрез по вершине и за пределами ее. Если плоскость обреза основания цилиндра будет перпендикулярна оси вращения - конус будет прямой, если нет - наклонный. Если обе плоскости обреза не проходят через вершину - конус получим усеченным.
С помощью плоскости обреза можно получить призму и пирамиду. Например, шестигранная пирамида будет прямой, если все ее ребра имеют одинаковый наклон к плоскости обреза. В других случаях она будет наклонной. Если она выполнена с помощью плоскостей обреза и ни одна из них не проходит через вершину - пирамида усеченная.
Призму (см. рис. 101) можно получить, ограничив участок призматической поверхности двумя плоскостями обреза. Если плоскость обреза перпендикулярна ребрам, например восьмигранной призмы, она прямая, если не перпендикулярна - наклонная.
Выбирая соответствующее положение плоскостей обреза, можно получать различные формы геометрических фигур в зависимости от условий решаемой задачи.
Вопрос 22
Параболо́ид ― тип поверхности второго порядка. Параболоид может быть охарактеризован как незамкнутая нецентральная (то есть не имеющая центра симметрии) поверхность второго порядка.
Канонические уравнения параболоида в декартовых координатах:
2z=x 2 /p+y 2 /q
Если p и q одного знака, то параболоид называется эллиптическим.
если разного знака, то параболоид называется гиперболическим.
если один из коэффициентов равен нулю, то параболоид называется параболическим цилиндром.
Эллиптический параболойд
2z=x 2 /p+y 2 /q
Эллиптический параболойд если p=q
2z=x 2 /p+y 2 /q
Гиперболический параболойд
2z=x 2 /p-y 2 /q
Параболический цилиндр 2z=x 2 /p(или 2z=y 2 /q)
Вопрос23
Вещественное линейное пространство называется Эвклидовым , если в нем определена операция скалярного умножения : любым двум векторам x и y сопоставлено вещественное число (обозначаемое (x,y) ), и это соответственно удовлетворяет следующим условиям, каковы бы ни были векторы x,y и z и число C:
2. (x+y , z)=(x , z)+(y , z)
3. (Cx , y)= C(x, y)
4. (x, x)>0 , если x≠0
Простейшие следствия из вышеуказанных аксиом:
1. (x, Cy)=(Cy, x)=C(y, x) следовательно всегда (X, Cy)=C(x, y)
2. (x, y+z)=(x, y)+ (x, z)
3. ()= (x i , y)
(
)= (x , y k)
Способы обработки конических поверхностей. Обработка конических поверхностей на токарных станках производится следующими способами: поворотом верхних салазок суппорта, поперечным смещением корпуса задней бабки, с помощью конусной линейки, специальным широким резцом.
С применением поворота верхних салазок суппорта об- тачивают короткие конические поверхности с различным углом уклона а. Верхние салазки суппорта устанавливают на величину угла уклона по делениям, нанесенным по окружности опорного фланца суппорта. Если в чертеже детали угол уклона а не указан, то его определяют по формуле: и таблице тангенсов.
Подачу при таком способе работы производят вручную вращением рукоятки винта верхних салазок суппорта. Продольные и поперечные салазки в это время должны быть застопорены.
Конические поверхности с небольшим углом уклона конуса при сравнительно большой длине заготовки обрабатывают с применением поперечного смещения корпуса задней бабки. При этом способе обработки резец перемещается продольной подачей так же, как и при обтачивании, цилиндрических поверхностей. Коническая поверхность образуется в результате смещения заднего центра заготовки. При смещении заднего центра «от себя» диаметр D большого основания конуса образуется на правом конце заготовки, а при смещении «на себя» - на левом. Величину поперечного смещения корпуса задней бабки b определяют по формуле: где L - расстояние между центрами (длинавсей заготовки), l - длина конической части. При L = l (конус по всей длине заготовки) . Если известны К или а, то , или
Смещение корпуса задней бабки производят, используя деления, нанесенные на торце опорной плиты, и риску на торце корпуса задней бабки. Если на торце плиты делений нет, то корпус задней бабки смещают, пользуясь измерительной линейкой.
Обработка конических поверхностей с помощью конусной линейки производится при одновременном осуществлении продольной и поперечной подач резца. Продольная подача производится, как обычно, от ходового валика, а поперечная - посредством конусной линейки. К станине станка прикреплена плита, на которую установлена конусная линейка. Линейка может поворачиваться вокруг пальцапод необходимым углом а° к оси обрабатываемой заготовки. Положение линейки фиксируется болтами. Скользящий по линейке ползун соединен с нижней поперечной частьюсуппорта посредством тягии зажима. Чтобы эта часть суппорта свободно скользила по своим направляющим, ее отсоединяют от каретки, сняв или отключив винт поперечной подачи. Если теперь каретке сообщить продольную подачу, то тяга будет перемещать ползунвдоль конусной линейки. Так как ползун соединен с поперечными салазками суппорта, то они вместе с резцом будут двигаться параллельно конусной линейке. Таким образом, резец будет обрабатывать коническую поверхность с углом уклона, равным углу поворота конусной линейки.
Глубина резания устанавливается с помощью рукояткиверхних салазок суппорта, которые должны быть повернуты на угол 90° относительно своего нормального положения.
Режущие инструменты и режимы резания при всех рассмотренных методах обработки конусов аналогичны тем, что и при обтачивании цилиндрических поверхностей.
Конические поверхности с небольшой длиной конуса могут обрабатываться специальным широким резцом с углом в плане, соответствующем углу уклона конуса. Подача резца при этом может быть продольной или поперечной.
