Технологія обробки конічних поверхонь. Конічна та циліндрична поверхні Циліндричних конічних фасонних поверхонь як
Доатегорія:
Токарна справа
Обробка зовнішніх та внутрішніх конічних поверхонь
Якщо обертати прямокутний трикутник АБВ навколо катета АБ, тіло, що утворюється, називають повним конусом, катет АБ - висотою конуса. Пряму АВ називають твірною конуса, а точку А - його вершиною. При обертанні катета БВ навколо осі АБ утворюється поверхня, що називається основою конуса. Кут між твірною АГ і віссю АБ - є кут ухилу конуса. Кут ВАГ між утворюючими АВ та АГ конуса називають кутом конуса; він дорівнює 2а. Якщо від повного конуса відсікти його верхню частинуплощиною, паралельною до основи, то отримане тіло буде усіченим конусом (рис. 206,6), який має дві основи - верхню і нижню. Відстань 001 між основами - висота зрізаного конуса. На кресленні зазвичай вказують три основні розміри конуса (рис. 206, в): більший діаметр D, менший діаметр d і висоту конуса.
Мал. 198. Застосування свердел для Г обробні отворів
Мал. 199. Пристосування для кріплення свердл
Користуючись формулою tga = =(D- d)/(2l), можна визначити кут нахилу конуса, який на токарному верстатівстановлюють поворотом верхнього супорта або усуненням задньої бабки. Іноді конусність задають так: K = (D - d) / l, тобто конусність є відношення різниці діаметрів до довжини. На рис. 206 г показаний конус, у якого К = = (100 -90)/100 = 1/10, тобто на довжині 10 мм діаметр конуса зменшується на 1 мм. Конусність і діаметр конуса пов'язані рівнянням d = = D - Kl, звідки D = d + Kl.
Якщо взяти відношення напіврізності діаметрів конуса до його довжини, то отримаємо величину, яка називається ухилом конуса M = (D - d)/(2l) (рис. 206, д). Ухил конуса і конусність зазвичай виражають відносинами 1:10, 1:50 або 0,1:0,05 і т. д. На практиці використовують формулу
Мал. 200. Свердління глухих та глибоних сновних отворів
Мал. 201. Розточування отворів
У машинобудуванні поширені конуси Морзе та метричні конуси. Конус Морзе (рис. 207) має сім номерів: 0, 1, 2, 3, 4, 5 та 6. Кожному номеру відповідає певний кут нахилу: найменший 0, найбільший 6. Кути у всіх конусів різні. Метричні конуси мають конусність 4; 6; 80; 100; 120; 160 та 200; у них кут ухилу однаковий (рис. 208).
Обробка конічних поверхонь відрізняється від обробки циліндричних тільки кутом подачі різця (рис. 209), що досягають налаштування верстата. При обертанні заготовки вершина різця переміщається під кутом а (кутом конуса). На токарному верстаті конуси обробляють кількома способами. Обробка конуса за допомогою широкого різця показана на рис. 210 а. При цьому висота конуса має бути не більше 20 мм. Крім того, ріжучу кромку різця встановлюють під кутом до осі обертання деталі точно по висоті центрів (рис. 210,6).
Найбільш простим способомдля отримання конічних поверхонь є усунення лінії центрів. Цей спосіб застосовують тільки при обробці поверхонь у центрах шляхом усунення корпусу задньої бабки. При зміщенні корпусу задньої бабки на робітника (у бік різцетримача) утворюється конічна поверхня, у якої більша основа деталі спрямована у бік передньої бабки (рис. 211, а). При зміщенні корпусу задньої бабки від робітника більша основа розташована у бік задньої бабки (рис. 211,6). Поперечне зміщення корпусу задньої бабки H = L – sina. При невеликому зміщенні кута нахилу конуса можна вважати, що sinaa;tga, тоді H = L(D - d)/(2l). Усунення корпусу задньої бабки вимірюють лінійкою (рис. 211, в), співвісність центрів також можна перевірити лінійкою (рис. 211, г). Однак при зміщенні корпусу задньої бабки слід враховувати, що усунення допускається не більше ніж на 1/50 довжини деталі (рис. 211, д). При більшому зміщенні утворюється неповне прилягання центрових отворів деталі та центрів, що знижує точність поверхні, що обробляється.
Мал. 203. Індикаторний нутромір для вимірювання глибини отворів: 1 -центруючий настил; 2-вимірювальний наконечник; 3-двох-лелечий важіль; 4-регульований упор; 5-пружина, що усуває зазор у передавальних елементах; 6-вимірювальний стрижень індикатора
Мал. 204. Цілісні та насадні зенери
Мал. 205. Розгортки
Конуси з великим кутома й малою висотою доцільно обробляти шляхом повороту верхнього супорта. Цей спосіб використовують при обробці зовнішнього (рис. 212 а) і внутрішнього (рис. 212,6) конуса. У цьому випадку ручну подачу здійснюють шляхом повороту рукоятки верхнього супорта. Для повороту верхнього супорта на потрібний кут при механічній подачі використовують поділки, нанесені на фланці поворотної частини супорта. Якщо кут не заданий на кресленні, його підраховують за формулою tga = (D - d)/(2l). Різець встановлюють по центру. Відхилення від прямолінійності утворює оброблюваного конуса виникає при встановленні різця вище (рис. 213,6) або нижче (рис. 213,в) лінії центру.
Для отримання конічних поверхонь з а^ 10 ... 12 °. Застосовують копіювальну лінійку (рис. 214). На плиті 1 встановлена лінійка 2, яку повертають під необхідний кут навколо пальця 3 і закріплюють гвинтом 6. Повзун 4 жорстко з'єднаний з поперечною частиною супорта 8 за допомогою тяги 7 і затиску 5. Копіювальна лінійка повинна бути встановлена паралельно утворює конуса, . Кут повороту копіювальної лінійки визначають з виразу tga = (Z) - d)/(2l). Якщо поділу на плиті позначені в міліметрах, то число поділів C - H(D - d)/(2l), де Я відстань від осі обертання лінійки до її кінця.
Конус, у якого довжина утворює більше довжини ходу верхньої каретки супорта, обточують шляхом застосування поздовжньої та поперечної подач (рис. 215). При цьому верхню каретку необхідно повернути на кут р щодо лінії центрів: sinp = tga(Snp/S„+ 1), де оПр і S„ - поздовжня та поперечна подачі. Для отримання конусності необхідної форми різець встановлюють по центру.
Конічний отвір обробляють у наступній послідовності. Свердлять отвір трохи меншого діаметру, ніж діаметр меншої основи конуса (мал. 216), потім розсвердлюють отвір свердлом. Після цього ступінчастий отвір розточують різцем. Іншим способом отримання конічного отворує свердління отвору (рис. 217 а), розгортання чорнове (рис. 217,6), напівчистове (рис. 217, в), чистове (рис. 217, г).
Мал. 206. Геометричні параметри нонуса
Конічні поверхні контролюють кутомірами (рис. 218 а), калібрами (рис. 218 б, в) і шаблонами (рис. 218 г). Конічні отвори перевіряють за уступами та ризиками, нанесеними на калібрах (рис. 219). Якщо кінець конусного отвору деталі збігається з лівим торцем уступу, а зовнішній діаметрзбігається з однією з рисок або знаходиться між ними, то розміри конуса відповідають заданим.
Мал. 207. Конус Морзе
Мал. 208. Метричний нонус
Мал. 209. Схема обробки циліндричної та нонічної поверхонь: а-вершина різця переміщається паралельно осі центрів; б-вершина різця переміщається під кутом осі центрів
До конічних належать поверхні, утворені переміщенням прямолінійної утворювальної lпо криволінійній напрямній т.Особливістю утворення конічної поверхні є те, що
Мал. 95
Мал. 96
при цьому одна точка, що утворює, завжди нерухома. Ця точка є вершиною конічної поверхні (рис. 95, а).Визначник конічної поверхні включає вершину Sта спрямовуючу т,при цьому l"~S; l"^ т.
До циліндричних відносяться поверхні, утворені прямою твірною /, що переміщається по криволінійній напрямній тпаралельно заданому напрямку S(рис. 95, б).Циліндричну поверхню можна розглядати як окремий випадок конічної поверхні з нескінченно віддаленою вершиною. S.
Визначник циліндричної поверхні складається з напрямної тта напрямки S, що утворюють l, у своїй l" || S; l"^т.
Якщо циліндричній поверхні, що утворюють, перпендикулярні площині проекцій, то таку поверхню називають проекції.На рис. 95, впоказана горизонтально проецірующая циліндрична поверхня.
На циліндричній та конічній поверхнях задані точки будують за допомогою утворюючих, що проходять через них. Лінії на поверхнях, наприклад лінія ана рис. 95, вабо горизонталі hна рис. 95, а, б,будуються за допомогою окремих точок, що належать цим лініям.
Поверхні обертання
До поверхонь обертання відносяться поверхні, що утворюються обертанням лінії l навколо прямої i, що є вісь обертання. Вони можуть бути лінійчастими, наприклад, конус або циліндр обертання, і нелінійчастими або криволінійними, наприклад сфера. Визначник поверхні обертання включає твірну l і вісь i.
Кожна точка, що утворює при обертанні, описує коло, площина якого перпендикулярна осі обертання. Такі кола поверхні обертання називаються паралелями. Найбільшу з паралелей називають екватором.Екватор. визначає горизонтальний нарис поверхні, якщо i _|_ П 1 . У цьому випадку паралелями є горизонталі цієї поверхні.
Криві поверхні обертання, що утворюються в результаті перетину поверхні площинами, що проходять через вісь обертання, називаються меридіанами.Усі меридіани однієї поверхні конгруентні. Фронтальний меридіан називають головним меридіаном; він визначає фронтальний нарис поверхні обертання. Профільний меридіан визначає профільний нарис поверхні обертання.
Будувати крапку на криволінійних поверхнях обертання найзручніше за допомогою паралелей поверхні. На рис. 103 точка Мпобудована на паралелі h4.
Поверхні обертання знайшли саме широке застосуванняу техніці. Вони обмежують поверхні більшості машинобудівних деталей.
Конічна поверхня обертання утворюється обертанням прямої iнавколо прямої, що перетинається з нею, - осі i (рис. 104, а). Крапка Мна поверхні побудована за допомогою твірної l і паралелі h.Цю поверхню називають ще конусом обертання чи прямим круговим конусом.
Циліндрична поверхня обертання утворюється обертанням прямої l навколо паралельної осі i (рис. 104, б).Цю поверхню називають ще циліндром чи прямим круговим циліндром.
Сфера, що утворюється обертанням кола навколо її діаметра (рис. 104, в). Точка A на поверхні сфери належить головному
Мал. 103
Мал. 104
меридіану f,крапка У- екватору h,а точка Мпобудована на допоміжній паралелі h".
Тор утворюється обертанням кола або його дуги навколо осі, що лежить у площині кола. Якщо вісь розташована в межах кола, що утворюється, то такий тор називається закритим (рис. 105, а). Якщо вісь обертання знаходиться поза колом, то такий тор називається відкритим (рис. 105, б).Відкритий тор називається ще кільцем.
Поверхні обертання можуть бути утворені іншими кривими другого порядку. Еліпсоїд обертання (рис. 106, а)утворюється обертанням еліпса навколо однієї з його осей; параболоїд обертання (рис. 106 б) - обертанням параболи навколо її осі; гіперболоїд обертання однопорожнинний (рис. 106, в) утворюється обертанням гіперболи навколо уявної осі, а двопорожнинний (рис. 106, г) - обертанням гіперболи навколо дійсної осі.
У загальному випадкуповерхні зображуються не обмеженими у напрямі поширення утворюючих ліній (див. рис. 97, 98). Для вирішення конкретних завдань та отримання геометричних фігур обмежуються площинами обрізу. Наприклад, щоб отримати круговий циліндр, необхідно обмежити ділянку циліндричної поверхні площинами обрізу (див. рис. 104, б).В результаті отримаємо його верхню та нижню основи. Якщо площини обрізу перпендикулярні до осі обертання, циліндр буде прямим, якщо ні - циліндр буде похилим.
Мал. 105
Мал. 106
Щоб отримати круговий конус (див. рис. 104 а), необхідно виконати обріз по вершині і за її межами. Якщо площина обрізу основи циліндра буде перпендикулярна до осі обертання - конус буде прямий, якщо ні - похилий. Якщо обидві площини обрізу не проходять через вершину – конус отримаємо усіченим.
За допомогою площини обрізу можна отримати призму та піраміду. Наприклад, шестигранна піраміда буде прямою, якщо всі її ребра мають однаковий нахил до площини обрізу. В інших випадках вона буде похилою. Якщо вона виконана здопомогою площин обрізу та жодна з них не проходить через вершину – піраміда усічена.
Призму (див. рис. 101) можна отримати, обмеживши ділянку призматичної поверхні двома площинами обрізу. Якщо площина обрізу перпендикулярна ребрам, наприклад восьмигранної призми, вона пряма, а то й перпендикулярна - похила.
Вибираючи відповідне положення площин обрізу, можна отримувати різні формигеометричних фігур залежно від умов задачі, що розв'язується.
Запитання 22
Параболоїд - тип поверхні другого порядку. Параболоїд може бути охарактеризований як незамкнута нецентральна поверхня другого порядку (тобто не має центру симетрії).
Канонічні рівняння параболоїда в декартових координатах:
2z=x 2 /p+y 2 /q
Якщо p і q одного знака, то параболоїд називається еліптичним.
якщо різного знаку, то параболоїд називається гіперболічний.
якщо один із коефіцієнтів дорівнює нулю, то параболоїд називається параболічним циліндром.
Еліптичний параболоїд
2z=x 2 /p+y 2 /q
Еліптичний параболойд якщо p=q
2z=x 2 /p+y 2 /q
Гіперболічний параболоїд
2z=x 2 /p-y 2 /q
Параболічний циліндр 2z=x 2 /p(або 2z=y 2 /q)
Вопрос23
Речовий лінійний простір називається Евклідовим , якщо в ньому визначено операцію скалярного множення : будь-яким двом векторам x і y зіставлено дійсне число ( позначається (x, y) ), і це відповідно задовольняє наступним умовам, якими б не були вектори x,yі z та число C:
2. (x + y, z) = (x, z) + (y, z)
3. (Cx, y) = C(x, y)
4. (x, x)>0 якщо x≠0
Найпростіші наслідки з вищезгаданих аксіом:
1. (x, Cy) = (Cy, x) = C (y, x) отже завжди (X, Cy) = C (x, y)
2. (x, y+z) = (x, y) + (x, z)
3. () = (x i, y)
(
)= (x, y k)
Обробка центрових отворів. Контроль конічних поверхонь
Обробка центрових отворів. У деталях типу валів часто доводиться виконувати центрові отвори, які використовуються для подальшої обробки деталі та відновлення її в процесі експлуатації. Тому центрування виконують особливо ретельно. Центрові отвори валу повинні знаходитися на одній осі та мати однакові розміри на обох торцях незалежно від діаметрів кінцевих шийок валу. При невиконанні цих вимог знижується точність обробки та збільшується знос центрів та центрових отворів. Конструкції центрових отворів наведено малюнку 40, їх розміри - у таблиці нижче. Найбільшого поширення мають центрові отвори з кутом конуса 60 градусів. Іноді у важких валах цей кут збільшують до 75 чи 90 градусів. Для того, щоб вершина центру не впиралася в заготовку, в центрових отворах виконують циліндричні поглиблення діаметром d. Для захисту від пошкоджень центрові отвори багаторазового використання виконують із запобіжною фаскою під кутом 120 градусів (малюнок 40 б).
Мал. 40. Центрові отвори
| Діаметр заготівлі | Найменший діаметр кінцевої шийки валу Dо, мм | Номінальний діаметр центрового отвору d | D не більше | lне менше | a |
| Понад 6 до 10 | 6,5 | 1,5 | 1,8 | 0,6 | |
| Понад 10 до 18 | 2,0 | 2,4 | 0,8 | ||
| Понад 18 до 30 | 2,5 | 0,8 | |||
| Понад 30 до 50 | 7,5 | 3,6 | 1,0 | ||
| Понад 50 до 80 | 4,8 | 1,2 | |||
| Понад 80 до 120 | 12,5 | 1,5 |
На малюнку 41 показано, як зношується задній центр верстата при неправильно виконаному центровому отворі заготівлі. При неспіввісності (а) центрових отворах та неспіввісності (b) центрів деталь при обробці базується з перекосом, що викликає значні похибки форми зовнішньої поверхнідеталей. Центрові отвори в невеликих заготовках обробляють різними методами. Заготівлю закріплюють у самоцентруючому патроні, а в пінолі задньої бабки вставляють свердлильний патрон з інструментом для центрування.
Мал. 41. Знос заднього центру верстата
Центрові отвори діаметром 1,5-5 мм обробляють комбінованими центровими свердлами без запобіжної фаски (малюнок 42г) та із запобіжною фаскою (малюнок праворуч 41д).
Центрові отвори великих розмірівобробляють спочатку циліндричним свердлом (малюнок праворуч 41а), а потім однозубий (малюнок 41б) або багатозубий (малюнок 41в) зенковкой. Центрові отвори обробляють при заготівлі, що обертається; подачу центрувального інструменту здійснюють вручну (від маховика задньої бабки). Торець, у якому обробляють центровий отвір, попередньо підрізається різцем. Необхідний розмірцентрового отвору визначають за поглибленням центрувального інструменту, користуючись лімбом маховика задньої бабки або шкалою пінолі. Для забезпечення співвісності центрових отворів деталь попередньо розмічають, а під час зацентрування підтримують люнетом.
Мал. 41. Свердла для утворення центрових отворів
Центрові отвори розмічують за допомогою розмічувального косинця (рисунок 42а). Штифти 1 та 2 розташовані на рівній відстані від кромки АА косинця. Наклавши косинець на торець і притиснувши штифти до шийки валу, уздовж кромки АА проводять ризик на торці валу, а потім, повернувши косинець на 60-90 градусів, проводять наступну ризику і т. д. Перетин декількох рисок визначить положення центрового отвору на торці вала. Для розмітки можна використовувати косинець, показаний малюнку 42б. Після розмітки виробляють направлення центрового отвору. Якщо діаметр шийки валу не перевищує 40 мм, то можна проводити накидання центрового отвору без попередньої розмітки за допомогою пристрою, показаного на малюнку 42в. Корпус пристосування 1 встановлюють лівою рукою на торці вала 3 і ударом молотка по кернеру 2 намічають центр отвору. Якщо в процесі роботи конічні поверхні центрових отворів були пошкоджені або нерівномірно зношені, допускається їх виправлення різцем; при цьому верхню каретку супорта повертають на кут конуса.
Мал. 42. Розмітка центрових отворів
Контроль конічних поверхонь. Конусність зовнішніх конічних поверхонь вимірюють шаблоном або універсальним кутоміром. Для більш точних вимірівзастосовують калібри-втулки, малюнок г) та д) зліва, за допомогою яких перевіряють не тільки кут конуса, але і його діаметри. На оброблену поверхню конуса олівцем наносять 2-3 ризики, потім вимірювальний конус надягають калібр-втулку, злегка натискаючи на неї і повертаючи її вздовж осі. При правильно виконаному конусі всі ризики стираються, а кінець конічної деталізнаходиться між мітками А та Б калібру-втулки. При вимірі конічних отворів застосовують калібр-пробку. Правильність обробки конічного отвору визначається (як і при вимірі зовнішніх конусів) взаємним приляганням поверхонь деталі та калібру-пробки. Якщо ризики, нанесені олівцем на калібр-пробку, зітруться у малого діаметра, то кут конуса в деталі великий, а якщо у великого діаметра- Кут малий.
У машинобудуванні, поруч із циліндричними, широко застосовуються деталі з конічними поверхнями як зовнішніх конусів чи вигляді конічних отворів. Наприклад, центр токарного верстата має два зовнішні конуси, з яких один служить для встановлення та закріплення його в конічному отворі шпинделя; зовнішній конусдля установки та закріплення мають також свердло, зенкер, розгортка і т. д. Перехідна втулка для закріплення свердл з конічним хвостовиком має зовнішній конус
1. Поняття про конус та його елементи
Елементи конуса. Якщо обертати прямокутний трикутник АБВ навколо катета АБ (рис. 202 а), то утворюється тіло АВГ, зване повним конусом. Лінія АБ називається віссю або висотою конуса, лінія АВ - утворює конуса. Точка А є вершиною конуса.
При обертанні катета БВ навколо осі АБ утворюється поверхня кола, що називається основою конуса.
Кут ВАГ між бічними сторонами АВ та АГ називається кутом конусата позначається 2α. Половина цього кута, утворена бічною стороною АГ та віссю АБ, називається кутом ухилу конусата позначається α. Кути виражаються в градусах, хвилинах та секундах.
Якщо від повного конуса відрізати його верхню частину площиною, паралельною до його основи (рис. 202, б), то отримаємо тіло, зване усіченим конусом. Воно має дві основи верхню та нижню. Відстань OO 1 по осі між основами називається висотою усіченого конуса. Бо в машинобудуванні здебільшогодоводиться мати справу з частинами конусів, тобто усіченими конусами, зазвичай їх просто називають конусами; далі називатимемо всі конічні поверхні конусами.
Зв'язок між елементами конуса. На кресленні вказують зазвичай три основні розміри конуса: більший діаметр D, менший - d і висоту конуса l (рис. 203). 
Іноді на кресленні вказується лише один із діаметрів конуса, наприклад, більший D, висота конуса l і так звана конусність. Конусністю називається відношення різниці діаметрів конуса до його довжини. Позначимо конусність літерою K, тоді
Якщо конус має розміри: D = 80 мм, d = 70 мм та l = 100 мм, то згідно з формулою (10):
Це означає, що на довжині 10 мм діаметр конуса зменшується на 1 мм або на кожен міліметр довжини конуса різниця між його діаметрами змінюється на
Іноді на кресленні замість кута конуса вказується ухил конуса. Ухил конуса показує, якою мірою відхиляється утворює конуса від його осі.
Ухил конуса визначається за формулою
де tg - ухил конуса;
l - висота конуса мм.
Користуючись формулою (11), можна за допомогою тригонометричних таблицьвизначити кут ухилу конуса.
Приклад 6.Дано D = 80 мм; d=70мм; l = 100 мм. За формулою (11) маємо За таблицею тангенсів знаходимо величину, найбільш близьку до tg α = 0,05, тобто tg α = 0,049, якому відповідає кут ухилу конуса α = 2°50". Отже, кут конуса 2α = 2 · 2 ° 50 "= 5 ° 40".
Ухил конуса і конусність зазвичай виражають простим дробом, наприклад: 1: 10; 1: 50, або десятковим дробомнаприклад, 0,1; 0,05; 0,02 і т.д.
2. Способи одержання конічних поверхонь на токарному верстаті
На токарному верстаті обробка конічних поверхонь проводиться одним із наступних способів:
а) поворотом верхньої частини супорта;
б) поперечним усуненням корпусу задньої бабки;
в) за допомогою конусної лінійки;
г) за допомогою широкого різця.
3. Обробка конічних поверхонь поворотом верхньої частини супорту
При виготовленні на токарному верстаті коротких зовнішніх і внутрішніх конічних поверхонь з великим кутом ухилу потрібно повернути верхню частину супорта щодо осі верстата під кутом ухилу конуса α (див. рис. 204). При такому способі роботи подачу можна робити тільки від руки, обертаючи рукоятку ходового гвинта верхньої частини супорта, і лише в найсучасніших верстатах токарних є механічна подача верхньої частини супорта.
Для встановлення верхньої частини супорта 1 на потрібний кут можна використовувати поділки, нанесені на фланці 2 поворотної частини супорта (рис. 204). Якщо кут ухилу конуса заданий по кресленню, то верхню частину супорта повертають разом з його поворотною частиною на необхідну кількість поділів, що позначають градуси. Число поділів відраховують щодо ризику, нанесеного на нижній частині супорта.
Якщо на кресленні кут α не дано, а вказано більший і менший діаметр конуса і довжина його конічної частини, то величину кута повороту супорта визначають за формулою (11)
Приклад 7.Дано діаметри конуса D = 80 мм, d = 66 мм, довжина конуса l = 112 мм. Маємо: 
По таблиці тангенсів знаходимо приблизно: а = 3°35". Отже, верхню частину супорта необхідно повернути на 3°35".
Спосіб обточування конічних поверхонь поворотом верхньої частини супорта має такі недоліки: він зазвичай допускає застосування тільки ручної подачі, що відбивається на продуктивності праці та чистоті обробленої поверхні; дозволяє обточувати порівняно короткі конічні поверхні, обмежені довжиною ходу верхньої частини супорта.
4. Обробка конічних поверхонь способом поперечного усунення корпусу задньої бабки
Для отримання конічної поверхні токарному верстаті необхідно при обертанні заготовки вершину різця переміщати не паралельно, а під деяким кутом до осі центрів. Цей кут повинен дорівнювати куту α ухилу конуса. Найбільш простий спосіб отримання кута між віссю центрів та напрямом подачі - змістити лінію центрів, зсунувши задній центр у поперечному напрямку. Шляхом усунення заднього центру у бік різця (на себе) в результаті обточування отримують конус, у якого більшу основу направлено у бік передньої бабки; при зміщенні заднього центру в протилежний бік, Т. е. від різця (від себе), більша основа конуса виявиться з боку задньої бабки (рис. 205).
Усунення корпусу задньої бабки визначають за формулою
де S - зміщення корпусу задньої бабки від осі шпинделя передньої бабки мм;
D - діаметр великої основи конуса в мм;
d - діаметр малої основи конуса в мм;
L - довжина всієї деталі або відстань між центрами мм;
l - довжина конічної частини деталі мм.
Приклад 8.Визначити зміщення центру задньої бабки для обточування зрізаного конуса, якщо D = 100 мм, d = 80 мм, L = 300 мм і l = 200мм. За формулою (12) знаходимо:
Зсув корпусу задньої бабки виробляють, використовуючи поділки 1 (рис 206), нанесені на торці опорної плити, і ризику 2 на торці корпусу задньої бабки.
Якщо на торці плити поділів немає, то зміщують корпус задньої бабки, користуючись вимірювальною лінійкою, як показано на рис. 207.
Перевага обробки конічних поверхонь шляхом усунення корпусу задньої бабки полягає в тому, що цим способом можна обточувати конуси великої довжини і вести обточування з механічною подачею.
Недоліки цього способу: неможливість розточувати конічні отвори; втрата часу на перестановку задньої бабки; можливість обробляти лише пологі конуси; перекіс центрів у центрових отворах, що призводить до швидкого і нерівномірного зношування центрів і центрових отворів і є причиною шлюбу при вторинній установці деталі в цих же центрових отворах.
Нерівномірного зносу центрових отворів можна уникнути, якщо замість звичайного застосовувати спеціальний кульовий центр (рис. 208). Такі центри використовують переважно для обробки точних конусів.
5. Обробка конічних поверхонь із застосуванням конусної лінійки
Для обробки конічних поверхонь з кутом ухилу до 10-12° сучасні токарні верстати зазвичай мають особливе пристосування, зване конусною лінійкою. Схема обробки конуса із застосуванням конусної лінійки наводиться на рис. 209.
До станини верстата прикріплена плита 11, на якій встановлена конусна лінійка 9. Лінійку можна повертати навколо пальця 8 під необхідним кутом а до осі оброблюваної деталі. Для закріплення лінійки в необхідному положенні служать два болти 4 і 10. По лінійці вільно ковзає повзун 7, що з'єднується з нижньою поперечною частиною 12 супорта за допомогою тяги 5 і затиску 6. Щоб ця частина супорта могла вільно ковзати по напряму вигвинчуючи поперечний гвинт або від'єднуючи від супорта його гайку.
Якщо повідомити каретці поздовжню подачу, то повзун 7, захоплений тягою 5, почне переміщатися вздовж лінійки 9. Так як повзун скріплений з поперечними санчатами супорта, то вони разом з різцем будуть переміщатися паралельно лінійці 9. Завдяки цьому різець буде обробляти кон , рівним кутуα повороту конусної лінійки.
Після кожного проходу різець встановлюють на глибину різання за допомогою рукоятки 1 верхньої частини супорта 2. Ця частина супорта має бути повернена на 90° щодо нормального становища, тобто так, як це показано на рис. 209.
Якщо дані діаметри основ конуса D і d і його довжина l, то кут повороту лінійки можна знайти за формулою (11).
Підрахувавши величину tg, легко визначити значення кута по таблиці тангенсів.
Застосування конусної лінійки має ряд переваг:
1) налагодження лінійки зручне і проводиться швидко;
2) при переході до обробки конусів не потрібно порушувати нормальну налагодження верстата, тобто не потрібно зміщувати корпус задньої бабки; центри верстата залишаються в нормальному положенні, тобто на одній осі, завдяки чому центрові отвори деталі і центри верстата не спрацьовуються;
3) з допомогою конусної лінійки можна як обточувати зовнішні конічні поверхні, а й розточувати конічні отвори;
4) можлива робота е поздовжнім самоходом, що збільшує продуктивність праці та покращує якість обробки.
Недоліком конусної лінійки є необхідність від'єднувати санки супорта від гвинта поперечної подачі. Цей недолік усунений у конструкції деяких токарних верстатів, у яких гвинт не пов'язаний жорстко зі своїм маховичком та зубчастими колесами поперечного самохода.
6. Обробка конічних поверхонь широким різцем
Обробку конічних поверхонь (зовнішніх та внутрішніх) з невеликою довжиною конуса можна проводити широким різцем з кутом у плані, що відповідає куту ухилу конуса (рис. 210). Подача різця може бути поздовжня та поперечна.
Однак використання широкого різця на звичайних верстатах можливе лише за довжини конуса, що не перевищує приблизно 20 мм. Застосовувати ширші різці можна лише особливо жорстких верстатах і деталях, якщо це викликає вібрації різця і оброблюваної деталі.
7. Розточування та розгортання конічних отворів
Обробка конічних отворів є одним із найважчих токарних робіт; вона значно складніше, ніж обробка зовнішніх конусів.
Обробку конічних отворів на токарних верстатах здебільшого виробляють розточуванням різцем з поворотом верхньої частини супорта та рідше за допомогою конусної лінійки. Усі підрахунки, пов'язані з поворотом верхньої частини супорта або конусної лінійки, виконуються так само, як при обточуванні зовнішніх конічних поверхонь.
Якщо отвір має бути в суцільному матеріалі, то спочатку свердлять циліндричний отвір, яке потім розточують різцем на конус або обробляють зенкерами конічними і розгортками.
Щоб прискорити розточування або розгортання, слід попередньо просвердлити отвір свердлом діаметр d, якого на 1-2 мм менше діаметра малої основи конуса (рис. 211 а). Після цього розсвердлюють отвір одним (рис. 211 б) або двома (рис. 211 в) свердлами для отримання ступенів.
Після чистового розточування конуса його розгортають конічною розгорткою відповідної конусності. Для конусів з невеликою конусністю вигідніше робити обробку конічних отворів безпосередньо після свердління набором спеціальних розгорток, як показано на рис. 212.
8. Режими різання при обробці отворів конічними розгортками
Конічні розгортки працюють у більш важких умовах, ніж циліндричні: у той час як циліндричні розгортки знімають незначний припуск невеликими різальними кромками, конічні розгортки ріжуть всією довжиною їх різальних крайок, розташованих на утворюючий конус. Тому при роботі конічними розгортками застосовують подачі та швидкості різання менше, ніж при роботі циліндричними розгортками.
При обробці отворів конічними розгортками подачу роблять вручну, обертаючи маховичок задньої бабки. Необхідно стежити, щоб піноль задньої бабки переміщалася рівномірно.
Подачі при розгортанні сталі 0,1-0,2 мм/про, при розгортанні чавуну 0,2-0,4 мм/про.
Швидкість різання при розгортанні конічних отворів швидкорізальної сталі 6-10 м/хв.
Для полегшення роботи конічних розгорток та отримання чистої та гладкої поверхніслід застосовувати охолодження. При обробці сталі та чавуну застосовують емульсію або сульфофрезол.
9. Вимірювання конічних поверхонь
Поверхні конусів перевіряють шаблонами та калібрами; вимірювання та одночасно перевірку кутів конуса проводять кутомірами. На рис. 213 показаний спосіб перевірки конуса за допомогою шаблону.
Зовнішні та внутрішні кути різних деталейможна вимірювати універсальним кутоміром (рис. 214). Він складається з основи 1, На якому на дузі 130 нанесена основна шкала. З основою 1 жорстко скріплена лінійка 5. По дузі основи переміщається сектор 4, несучий ноніус 3. До сектора 4 за допомогою державки 7 може бути прикріплений косинець 2, в якому, у свою чергу, закріплюється знімна лінійка 5. Кутник 2 і лінійна знімна 5 мають можливість переміщатися за межею сектора 4.
Шляхом різних комбінацій у встановленні вимірювальних деталей кутоміра можна проводити вимірювання кутів від 0 до 320 °. Величина відліку за ноніусом 2". Відлік, отриманий при вимірюванні кутів, проводиться за шкалою і ноніусом (рис. 215) наступним чином: нульовий штрих ноніуса показує число градусів, а штрих ноніуса, що збігається зі штрихом шкали основи, - число хвилин. . 215 зі штрихом шкали основи збігається 11-й штрих ноніуса, що означає 2 "Х 11 = 22".
На рис. 216 показані комбінації вимірювальних деталей універсального кутоміра, що дозволяють проводити вимірювання різних кутів від 0 до 320°.
Для більш точної перевірки конусів у серійному виробництві застосовують спеціальні калібри. На рис. 217, а показаний конічний калібр-втулка для перевірки зовнішніх конусів, а на рис. 217 б-конічний калібр-пробка для перевірки конічних отворів.
На калібрах робляться уступи 1 і 2 на торцях або наносяться ризики 3, що служать визначення точності поверхонь, що перевіряються.
На. Мал. 218 наводиться приклад перевірки конічного отвору калібром-пробкою.
Для перевірки отвору калібр (див. рис. 218), що має уступ 1 на певній відстані від торця 2 і дві ризики 3, вводять з легким натиском в отвір і перевіряють, чи немає коливання калібру в отворі. Відсутність хитання показує, що кут конуса правильний. Переконавшись, що кут конуса правильний, розпочинають перевірку його розміру. Для цього спостерігають, до якого місця калібр увійде в деталь, що перевіряється. Якщо кінець конуса деталі збігається з лівим торцем уступу 1 або з однією з рисок 3 або між ризиками, то розміри конуса правильні. Але може статися, що калібр увійде в деталь настільки глибоко, що обидві ризики увійдуть 3 в отвір або обидва торця уступу 1 вийдуть з нього назовні. Це показує, що діаметр отвору більший за заданий. Якщо, навпаки, обидві ризики виявляться поза отвором або жоден з торців уступу не вийде з нього, то діаметр отвору менший за необхідний.
Для точної перевірки конусності застосовують наступний спосіб. На поверхні, що вимірюється деталі або калібру проводять крейдою або олівцем дві-три лінії вздовж утворює конуса, потім вставляють або надягають калібр на деталь і повертають його на частину обороту. Якщо лінії зітруться нерівномірно, це означає, що деталь конус оброблений неточно і необхідно його виправити. Стирання ліній по кінцях калібру говорить про неправильну конусність; стирання ліній у середній частині калібру показує, що конус має невелику увігнутість, причиною чого зазвичай є неточне розташування вершини різця по висоті центрів. Замість крейдових ліній можна нанести на всю конічну поверхню деталі або калібру тонкий шар спеціальної фарби (синьки). Такий спосіб дає більшу точність виміру.
10. Шлюб при обробці конічних поверхонь та заходи його запобігання
При обробці конічних поверхонь крім згаданих видів шлюбу для циліндричних поверхонь додатково можливі наступні видишлюбу:
1) неправильна конусність;
2) відхилення у розмірах конуса;
3) відхилення у розмірах діаметрів підстав при правильній конусності;
4) непрямолінійність утворюючої конічної поверхні.
1. Неправильна конусність виходить головним чином внаслідок неточного зміщення корпусу задньої бабки, неточного повороту верхньої частини супорта, неправильної установкиконусної лінійки, неправильного заточування або встановлення широкого різця. Отже, точною установкою корпусу задньої бабки, верхньої частини супорта або конусної лінійки перед початком обробки можна попередити шлюб. Цей вид шлюбу виправимо тільки в тому випадку, якщо помилка у всій довжині конуса спрямована в тіло деталі, тобто всі діаметри у втулки менші, а у конічного стрижня більше за потрібні.
2. Неправильний розмірконуса при правильному куті його, тобто неправильна величина діаметрів по всій довжині конуса, виходить, якщо знято недостатньо або занадто багато матеріалу. Попередити шлюб можна лише уважним встановленням глибини різання по лімбу на чистових проходах. Шлюб виправимо, якщо знято недостатньо матеріалу.
3. Може вийти, що при правильній конусності та точних розмірах одного кінця конуса діаметр другого кінця неправильний. Єдиною причиною є недотримання необхідної довжини конічної ділянки деталі. Шлюб виправимо, якщо деталь надмірно довга. Щоб уникнути цього виду шлюбу, необхідно перед обробкою конуса ретельно перевірити його довжину.
4. Непрямолінійність утворюючої оброблюваного конуса виходить при встановленні різця вище (рис. 219, б) або нижче (рис. 219, в) центру (на цих малюнках для більшої наочності спотворення конуса, що утворює, показані в сильно перебільшеному вигляді). Таким чином, і цей вид шлюбу є наслідком неуважної роботи токаря.
Контрольні питання 1. Якими способами можна обробити конічні поверхні на токарних верстатах?
2. У яких випадках рекомендується робити поворот верхньої частини супорта?
3. Як обчислюється кут повороту верхньої частини супорта для обточування конуса?
4. Як перевіряється правильність повороту верхньої частини супорта?
5. Як перевірити усунення корпусу задньої бабки?. Як обчислити величину усунення?
6. З яких основних елементів складається конусна лінійка? Як налаштувати конусну лінійку на цю деталь?
7. Встановіть на універсальному кутомірі такі кути: 50°25"; 45°50"; 75 ° 35 ".
8. Якими інструментами вимірюють конічні поверхні?
9. Для чого на конічних калібрах зроблено уступи чи ризики і як ними користуватися?
10. Перерахуйте види шлюбу під час обробки конічних поверхонь. Як їх уникнути?
Мета роботи
1. Знайомство з методами обробки конічних поверхонь на верстатах токарних.
2. Аналіз переваг та недоліків методів.
3. Вибір способу виготовлення конічної поверхні.
Матеріали та обладнання
1. Токарно-гвинторізний верстатмоделі ТБ-01.
2. Необхідний набір гайкових ключів, ріжучого інструменту, кутоміри, штангенциркуль, заготовки деталей, що виготовляються.
Порядок виконання роботи
1. Уважно прочитайте основні відомості по темі роботи і розберіться в загальних відомостяхпро конічні поверхні, способи їх обробки з урахуванням основних переваг та недоліків.
2. За допомогою навчального майстра ознайомтеся з усіма способами обробки конічних поверхонь на токарно-гвинторізному верстаті.
3. Виконайте індивідуальне завдання викладача щодо вибору способу виготовлення конічних поверхонь.
1. Назва та мета роботи.
2. Схема прямого конуса із зазначенням основних елементів.
3. Опис основних методів обробки конічних поверхонь із наведенням схем.
4. Індивідуальне завдання з приведенням розрахунків та обґрунтування вибору того чи іншого методу обробки.
Основні положення
У техніці часто використовуються деталі із зовнішніми та внутрішніми конічними поверхнями, наприклад, конічні шестірні, ролики конічних підшипників. Інструменти обробки отворів (свердла, зенкери, розгортки) мають хвостовики зі стандартними конусами Морзе; шпинделі верстатів мають конусну розточку під хвостовики інструментів або оправок тощо.
Обробка деталей з конічною поверхнею пов'язана з утворенням конуса обертання або зрізаного конуса обертання.
Конусомназивається тіло, утворене всіма відрізками, що з'єднують деяку нерухому точку з точками кола в основі конуса.
Нерухома точка називається вершиною конуса.
Відрізок, що з'єднує вершину та будь-яку точку на колі, називається утворює конуса.
Вісь конуса, називається перпендикуляр, що з'єднує вершину конуса з основою, а відрізок, що утворюється, прямий є висотою конуса.
Конус вважається прямимабо конусом обертанняякщо вісь конуса проходить через центр кола в його підставі.
Площина, перпендикулярна до осі прямого конуса, відсікає від нього менший конус. Остання частина називається усіченим конусом обертання.
Усічений конус характеризується такими елементами (рис. 1):
1. D і d – діаметри та більшої та меншої основ конуса;
2. l -висота конуса, відстань між основами конуса;
3. кут конуса 2a - Кут між двома утворюючими, що лежать в одній площині, що проходить через вісь конуса;
4. кут ухилу конуса a - Кут між віссю і утворює конуса;
5. ухилУ- тангенс кута ухилу У = tg a = (D –d)/(2l) , який позначається десятковим дробом (наприклад: 0,05; 0,02);
6. конусність - Визначається за формулою k = (D –d)/l і позначається з використанням знака поділу (наприклад, 1:20; 1:50 і т. д.).
Конусність чисельно дорівнює подвоєному ухилу.
Перед розмірним числом, що визначає ухил, наносять знак Ð , гострий кутякого спрямований у бік ухилу. Перед числом, що характеризує конусність, наносять знак, гострий кут якого має бути спрямований у бік вершини конуса.
У масовому виробництві на верстатах-автоматах для точення конічних поверхонь використовуються копіювальні лінійки на один незмінний кут нахилу конуса, який може змінюватися тільки при переналагодженні верстата з іншою копіювальною лінійкою.
У одиничному та дрібносерійному виробництві на верстатах з ЧПУ точення конічних поверхонь з будь-яким кутом конуса при вершині здійснюється підбором співвідношення швидкостей поздовжньої та поперечної подачі. На верстатах, не оснащених ЧПУ, обробка конічних поверхонь може бути виконана чотирма способами, наведеними нижче.
