Обработка конических поверхностей

Общие сведения о конусах: Обработка деталей с конической поверхностью связана с образованием конуса, который характеризуется следующими размерами - рисунок слева а): меньшим d и большим D диаметрами и расстоянием L между плоскостями, в которых расположены окружности с диаметрами D и d. Угол a называется углом наклона конуса, а угол 2a - углом конуса. Отношение K=(D-d)/L называется конусностью и обычно обозначается со знаком деления (например, 1 : 20 или 1 : 50), а в некоторых случаях десятичной дробью (например, 0,05 или 0,02). Отношение y=(D-d)/(2L)=tg a называется уклоном.

Способы обработки конических поверхностей:

При обработке валов часто встречаются переходы между обрабатываемыми поверхностями, имеющие коническую форму. Если длина конуса не превышает 50 мм, то его обработку можно производить широким резцом - рисунок слева б). Угол наклона режущей кромки резца в плане должен соответствовать углу наклона конуса на обрабатываемой детали. Резцу сообщают подачу в поперечном или продольном направлении. Для уменьшения искажения образующей конической поверхности и уменьшения отклонения угла наклона конуса необходимо устанавливать режущую кромку резца по оси вращения обрабатываемой детали. Следует учитывать, что при обработке конуса резцом с режущей кромкой длиной более 10-15 мм могут возникнуть вибрации, уровень которых тем выше, чем больше длина обрабатываемой детали, меньше ее диаметр, меньше угол наклона конуса, ближе расположен конус к середине детали, больше вылет резца и меньше прочность его закрепления. В результате вибраций на обрабатываемой поверхности появляются следы и ухудшается ее качество. При обработке широким резцом жестких деталей вибрации могут отсутствовать, но при этом возможно смещение резца под действием радиальной составляющей силы резания, что приводит к нарушению настройки резца на требуемый угол наклона. Смещение резца зависит от режима обработки и направления подачи.

Конические поверхности с большими уклонами можно обрабатывать при повороте верхних салазок суппорта с резцедержателем - рисунок слева в), на угол a, равный углу наклона обрабатываемого конуса. Подача резца производится вручную (рукояткой перемещения верхних салазок), что является недостатком этого метода, поскольку неравномерность ручной подачи приводит к увеличению шероховатости обработанной поверхности. Указанным способом обрабатывают конические поверхности, длина которых соизмерима с длиной хода верхних салазок.

Конические поверхности большой длины с a=8-10 градусов можно обрабатывать при смещении задней бабки - рисунок слева г), величина которого h=L×sin a. 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 обычно 1 мм. При отсутствии шкалы на опорной плите величину смещения задней бабки отсчитывают по линейке, приставленной к опорной плите. Способы контроля величины смещения задней бабки показаны на рисунке справа. В резцедержателе закрепляют упор, рисунок а) или индикатор, рисунок 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, а затем отводят. Заднюю бабку смещают на величину больше h, a 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 пинолью. Положение задней бабки для обработки конической поверхности можно определить по готовой детали. Готовую деталь (или образец) устанавливают в центрах станка и заднюю бабку смещают до тех пор, пока образующая конической поверхности не окажется параллельной направлению продольного перемещения суппорта. Для этого индикатор устанавливают в резцедержатель, подводят к детали до соприкосновения и перемещают (суппортом) вдоль образующей детали. Заднюю бабку смещают до тех пор, пока отклонения стрелки индикатора не будут минимальными, после чего закрепляют.

Для обеспечения одинаковой конусности партии деталей, обрабатываемых этим способом, необходимо, чтобы размеры заготовок и их центровых отверстий имели незначительные отклонения. Поскольку смещение центров станка вызывает износ центровых отверстий заготовок, рекомендуется обработать конические поверхности предварительно, затем исправить центровые отверстия и после этого произвести окончательную чистовую обработку. Для уменьшения разбивки центровых отверстий и износа центров целесообразно последние выполнять со скругленными вершинами.

Распространенной является обработка конических поверхностей с применением копирных устройств. К станине станка крепится плита 1, рисунок слева 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. Величина поперечного перемещения зависит от угла поворота копирной линейки 2 относительно оси 3 поворота. Угол поворота линейки определяют по делениям на плите 1, фиксируют линейку болтами 4. Подачу резца на глубину резания производят рукояткой перемещения верхних салазок суппорта. Обработку конической поверхности 4, рисунок слева б), производят по копиру 3, установленному в пиноли задней бабки или в револьверной головке станка. В резцедержателе поперечного суппорта устанавливают приспособление 1 с копирным роликом 2 и остроконечным проходным резцом. При поперечном перемещении суппорта копирный ролик 2 в соответствии с профилем копира 3 получает продольное перемещение, которое передается (через приспособление 1) резцу. Наружные конические поверхности обрабатываются проходными, а внутренние конические поверхности - расточными резцами.

Для получения конического отверстия в сплошном материале, рисунок справа, заготовку обрабатывают предварительно (сверлят, растачивают), а затем окончательно (развертывают).

Развертывание выполняют последовательно комплектом конических разверток - рисунок внизу. Диаметр предварительно просверленного отверстия на 0,5-1 мм меньше заходного диаметра развертки. Формы режущих кромок и работа разверток: режущие кромки черновой развертки - а) имеют форму уступов; получистовая развертка - б) снимает неровности, оставленные черновой разверткой; чистовая развертка - в) имеет сплошные режущие кромки по всей длине и калибрует отверстие. Если требуется коническое отверстие высокой, точности, то его перед развертыванием обрабатывают коническим зенкером, для чего в сплошном материале сверлят отверстие диаметром на 0,5 мм меньше, чем диаметр конуса, а затем применяют зенкер. Для уменьшения припуска под зенкерование иногда применяют ступенчатые сверла разного диаметра.