Как проходит обтачивание
В первую очередь необходимо правильно настроить резец для обработки. Для этого первоначально делают еле заметные риски, они помогают ориентироваться во время работы. Первое касание практически незаметно. В дальнейшем включают механическую продольную передачу и обрабатывают поверхность, собственноручно перемещая суппорт до касания с металлом. Изначально пробуют обтачивание на расстоянии 3-5 мм, если все получается удачно, то продолжают работу до необходимого размера.
Размер регулируется с помощью лимба. Так удается добиться максимальной точности обработанной детали. Лимбовое кольцо позволяет сразу же приступать непосредственно к обработке без пробных насечек и быть уверенным в выверенных размерах. По длине также используется либо разметка, либо лимба. Это может быть измерение автоматикой или же с помощью линейки и штангентциркуля. Обычно за пару сантиметров до желаемого размера автоматика выключается и процесс продолжается в ручном режиме.
Многое в процессе обработки зависит от станка. Некоторые из них имеют лимбу с диаметром. Главное правильно сделать расчеты и можно приступать к работе. Математическая формула очень простая. Тут необходимо учитывать изначальный диаметр, желаемый, а также цену деления лимбы. Например, эти числа могут быть соответственно 26, 22 и 0,05. Формула будет представлять собой разницу в диаметрах, поделенную на цену деления. В результате при обработке необходимо будет повернуть лимб на 80.
Классификация
Режущие инструменты фасонного типа предназначены для обработки поверхностей заготовок, выполненных из сталей мягких, средней твердости и твердых, чугуна мягкого и твердого, латуни, бронзы, меди, алюминия и других цветных металлов и сплавов. Работы выполняются на станках револьверных, токарных, включая полуавтоматического и автоматического типа.
Классифицируют изделия по таким признакам:
- материалу изготовления (твердосплавные и быстрорежущие);
- способу изготовления (цельные и составные);
- конструкции (круглые, призматические и стержневые);
- виду обрабатываемой поверхности (наружные и внутренние);
- установке относительно заготовки (тангенциальные и радиальные);
- форме образующих фасонных поверхностей (кольцевые, винтовые и плоские);
- расположению оси отверстия для крепления относительно заготовки (с параллельным и наклонным);
- расположению передней поверхности (с нулевым углом наклона режущей кромки и с определенным углом наклона);
- способу крепления (насадные, хвостовые).
Режущий инструмент изготавливают из легированной и быстрорежущей стали. Именно от марки стали зависит, будет ли он изготовлен из цельного куска металла или составным. В первом случае целесообразно изготавливать его цельной конструкции, во втором – из нескольких марок стали. Изделие составного типа представляет собой державку, выполненную из обычной стали, к которой приклеивается, приваривается или присоединяется режущая часть, изготовленная из специальной инструментальной стали. Такой способ снижает стоимость изготовления по сравнению с инструментом, выполненным полностью из дорогостоящей высоколегированной стали.
Резцы фасонные круглые
Круглый фасонный резец является распространенным режущим инструментом, его несложно изготовить. Служит он для обработки наружных и внутренних поверхностей заготовок, выполненных из разных материалов. Характерная особенность – поддаются повторной заточке, которую можно осуществлять неоднократно. Инструмент представляет собой тело вращения с угловым пазом для создания передней поверхности и с отверстием для отвода стружки.
Резцы фасонные призматические
Инструменты такого типа предназначены для обработки поверхностей заготовок. С их помощью можно получать как внешние, так и внутренние поверхности необходимой конфигурации. Призматические фасонные резцы представляют собой изделие в форме призмы, у которой передняя поверхность плоская, а задняя имеет фасонную форму. Такой режущий инструмент устанавливается в резцедержатель с помощью соединения, которое называется ласточкин хвост. Инструмент перетачивается неоднократно по передней рабочей поверхности. При точении обеспечивают высокое качество поверхности по чистоте обработки и шероховатости.
Резцы фасонные стержневые
Стержневой фасонный резец отличается от обычного токарного тем, что имеет режущую кромку, соответствующую форме будущей детали. Изготавливаются нескольких типов: галтельные, канавочные, радиусные и с более сложным профилем – дисковой или призматической конструкции.
Радиальный
Радиальный режущий инструмент имеет круглую или призматическую форму, при этом первый вид применяют для обработки как наружных, так и внутренних поверхностей заготовки; призматическими изделиями обрабатываются исключительно наружные поверхности. Устанавливается по отношению к заготовке в резцедержатель так, чтобы обеспечить поперечную подачу – ось заготовки в этом случае пересекается в нескольких или в одной точке с режущей кромкой изделия.
Тангенциальный
Тангенциальный резец применяют для обработки заготовок, плохо сопротивляющихся прогибу, и при выполнении неглубоких профилей. Устанавливается режущий инструмент в резцедержателе так, чтобы оказаться по касательной к внутреннему профилю заготовки. Это позволяет последовательно в работу вводить режущие кромки инструмента. Подаваться на заготовку инструмент может в нескольких направлениях:
- продольном;
- поперечном;
- под углом к оси.
Резцы с положительным передним углом режущей плоскости улучшают процесс резания. Их вкупе с изделиями, имеющими еще и угол наклона режущей кромки, применяют для изготовления особо точных деталей.
Обработка фасонных поверхностей фасонным резцом
Резцы, режущая кромка которых совпадает с профилем обрабатываемой поверхности, называются фасонными.
Простейший резец для обработки фасонной поверхности, часто называемый стержневым, показан на рис. 213, а.
Рис. 213. Фасонные резцы: обыкновенный (а), призматический (б) и дисковый (в)
Пример применения такого резца (обработка вогнутой поверхности) приведен на рис. 214, а.
Рис. 214. Примеры применения фасонных резцов: обыкновенного (а), призматического (б) и дискового (в)
Достоинство рассматриваемых резцов — простота, а поэтому сравнительно низка стоимость их изготовления.
Существенный недостаток таких резцов заключается в том, что после нескольких (а иногда и после одной) переточек профиль их изменяется, и резец становится негодным для дальнейшей работы. Поэтому стержневые фасонные резцы применяют преимущественно в тех случаях, когда работа не имеет массового характера и заточка резцов производится редко.
Призматический фасонный резец показан на рис. 213, б. Передней поверхностью служит торец бруска, из которого изготовлен резец, а задний угол образуется благодаря наклонному положению резца в державке 3. При заточке резца, производящейся по передней поверхности, профиль его не изменяется. Недостаток резца — сложность изготовления. Пример применения призматического резца показан на рис. 214, б.
Для закрепления в державке призматический резец 1 по всей длине (с задней стороны) имеет выступ в форме ласточкина хвоста, входящий в такой же паз державки 3. Державка надрезана, поэтому при затягивании винта державка сжимается и резец удерживается в ней достаточно прочно.
Дисковый фасонный резец, закрепленный на державке, изображен на рис. 213, в. Пример его применения показан на рис. 214, в.
Передняя поверхность дискового резца располагается ниже его оси на величину h (рис. 213, в), что создает необходимый задний угол. Если это понижение равно 1/10 диаметра резца, задний угол его получается около 12°. Передний угол фасонных резцов в большинстве случаев делается равным 0°. При этом условии упрощается изготовление резца; кроме того, резец не затягивается в деталь и обработанная поверхность последней получается качественной. Ширина фасонных резцов не превышает обычно 40 мм, но иногда применяются фасонные резцы шириной до 100 мм
Фасонные резцы, в особенности широкие, или державки для них часто делаются пружинными (см. рис. 99).
Работа фасонными резцами. Для получения правильного профиля обрабатываемой детали фасонный резец необходимо устанавливать так, чтобы его режущая кромка была точно на высоте центров станка. Положение фасонного резца, если на него смотреть сверху, следует проверять посредством маленького угольника. Если одну кромку такого угольника приложить к цилиндрической поверхности детали (вдоль ее оси), а другую подвести к боковой поверхности обыкновенного или призматического резца, или к торцовой поверхности дискового резца, то между угольником и резцом не должно быть просвета.
При закреплении фасонных резцов необходимо особенно тщательно выполнять общие правила закрепления резцов.
Подача фасонного резца в большинстве случаев осуществляется вручную. Она должна быть равномерной и не превышать 0,05 мм/об при ширине резца 10—20 мм и 0,03 мм/об при ширине свыше 20 мм. Подача должна быть тем меньше, чем меньше диаметр обрабатываемой детали. При обработке участка детали, расположенного близко к патрону (или к задней бабке), подачу можно брать больше, чем при обработке участка, расположенного сравнительно далеко от патрона (или от задней бабки).
При обработке фасонных поверхностей стальных деталей следует применять охлаждение маслом. Поверхность детали получается при этом гладкой и даже блестящей. Фасонные поверхности чугунных, бронзовых и латунных деталей обрабатываются без охлаждения.
Правильность фасонной поверхности проверяется шаблоном. Между обработанной поверхностью и шаблоном не должно быть просвета.
Если обрабатываемая поверхность детали имеет большие перепады диаметров разных участков, то при работе фасонным резцом приходится снимать много металла. Во избежание быстрого износа резца предварительную обработку такой поверхности надо производить обдирочным резцом, профиль которого подобен профилю окончательного фасонного резца, но значительно проще его.
Обдирочный фасонный резец может иметь передний угол больше нуля.
Фасонные резцы: виды и их особенности
Фасонный резец — металлорежущий инструмент, в котором форма режущей кромки повторяет профиль готового изделия. Самый простой вариант такого инструмента — стержневой резец. В зависимости от конструкционных особенностей такие резцы могут быть:
- предназначенными для точения вогнутых поверхностей;
- призматическими;
- дисковыми.
Первый вид фасонных резцов характеризуется простотой и недорогим производством. При этом их режущая пластинка стачивается уже после нескольких переточек. Это проявляется в уменьшении высоты резца по центру при установке, отчего инструмент становится неподходящим для дальнейших работ. Из этого следует, что стержневые резцы данного вида используются на единичном или серийном производстве.
У призматических резцов роль передней поверхности выполняет торец бруска, используемого для изготовления инструмента, а их задний угол формируется в результате наклона резца при фиксации в державке. К их преимуществам относится возможность крепкой фиксации на станке, а к недостаткам — сложность изготовления.
Дисковые резцы характеризуются несложной конструкцией, за счет чего упрощается процесс их изготовления. Главное их преимущество заключается в том, что они не затягиваются в заготовку в процессе точения, следовательно, металлоизделие получается высококачественной.
Контроль фасонной поверхности
Контроль качества обработки поверхности производится при помощи шаблона или специального протектора посредством наложения профиля обработанной детали в увеличенном масштабе на чертеж. Выбор метода контроля зависит от масштаба производственных работ, необходимой точности обработки и выбора конструктивной базы. Выделяют следующие методы контроля точности обработки:
- Универсально-координатный. Он подразумевает численную диагностику местоположения отдельных зон фасонной поверхности относительно технологической базы. Расчет осуществляется в прямоугольной и полярной системы координат при помощи измерительных стержней, устанавливаемых на базовые точки поверхности. Универсально-координатный метод относится к контактным способам контроля затачивания. Наличие погрешностей во время расчетов зависит от формы наконечников стержня.
- Метод сравнения с образцом. Он заключается в сопоставлении значении профилей обработанной поверхности и шаблонной заготовки. Номинальные значения эталонных деталей прописаны в технологических картах. Во время измерений используются номинальные и предельные калибры с шаблонными значениями профиля. Они накладываются на поверхность изделия. Эта технология используется для контроля грубых фасонных поверхностей с большой величиной погрешности (от 0,2 мм).
Более точные результаты измерения точности заточки деталей можно получить при использовании оптических устройств. В этом случае производится фиксация базовых точек обработанного изделия при помощи наведения на них сетки оптического прицела.
Виды фасонных резцов и их основные характеристики
Фасонный резец, по сути, является инструментом, чья режущая кромка в точности повторяет профиль обрабатываемой поверхности, то есть она имеет криволинейную либо ступенчатую форму. Основные виды подобных резцов представлены на рисунке 1. Это инструменты, которые предназначены для изготовления фасонных деталей.
Рисунок 1. Основные типы фасонных резцов
На представленном изображении под буквой «а» представлен стержневой резец, используемый для получения вогнутой поверхности. Его преимущества сводятся к простоте конструкции и дешевизны производства. Что касается недостатков, то наиболее значимым является быстрый износ инструмента. После определенного числа переточек (выполняется по передней поверхности, чтобы можно было сохранить профиль) пластинка истирается, за счет чего высота по центру, определяемая при закреплении инструмента, становится недопустимо маленькой. Из этого следует, что дальнейшую обработку такой резец производить не может. По этой причине стержневые резцы чаще всего применяются на производствах, которые не отличаются массовым характером.
Под буквой «б» на этом же рисунке представлен призматический резец. Его передняя поверхность представляет собой торцевую часть бруска, использованного при производстве данного инструмента. При этом задний угол образуется за счет наклонного расположения резца 1 в державке 3. Для такого соединения оба этих элемента оснащаются специальными пазами, выполненными в форме ласточкиного хвоста. Более того, державка несколько надрезана, поэтому она сжимается все сильнее с затягиванием винта 2, за счет чего гарантируется надежная фиксация резца. Главные «минусы» этого типа фасонного резца связаны со сложностями его производства.
С дисковым фасонным резцом также можно ознакомиться, глядя на рисунок 1 (он расположен под буквой «в»). На изображении показано, что передняя поверхность инструмента находится несколько ниже, чем ось. Эта величина обозначается h и составляет десятую часть диаметра резца. За счет такого расположения образуется требуемый задний угол и в большинстве случаев он равен 12°, а передний угол — 0°. Такое исполнение не доставляет трудностей при изготовлении инструмента. К тому же, оно предотвращает затягивание резца в заготовку и благодаря этому полученная поверхность характеризуется отменным качеством. Ширина дискового резца, как правило, не превышает 40 мм, хотя в некоторых ситуациях она достигает 100 мм.
Информация о фасонных резцах
Резцы имеют внушительное разнообразие видов – проходные резцы, расточные резцы, канавочные резцы. Каждый тип резца имеет своё предназначение. Некоторые универсальны и выполняют большое количество работ. Другие выполняют один вид работы, но делают это идеально. Самым сложным и нестандартным инструментом признали фасонный резец.
Его используют нечасто, однако в области его использования применить любой другой вид резцов просто нереально, так как они банально не справятся с поставленной задачей. Поэтому, подбор правильного резца может отнять приличное количество времени и усилий. Другое дело, что этим действительно стоит заниматься, так как качественный и уместный резец выполняет работу быстро, просто, беспроблемно.
Чем заслужил такие лавры данный вид резца? Тем, что его используют для обработки деталей, которые имеют сложную, нестандартную форму. Резцы фасонного типа обеспечивают более высокую точность относительно размеров и форм изготовляемого предмета – воспроизводят деталь с высокой точностью. Фасонный резец не используют в каждом первом предприятии – данный резец более сложный и оригинальный, чаще всего данный резец делают на заказ, для какого-то конкретного предприятия и под конкретную вещь, которую резец будет изготавливать до тех пор, пока не сломается. Из-за специфики производства они являются достаточно дорогими и рационально их использовать только в крупных серийных производствах.
Обработка фасонных поверхностей
Фасонными поверхностями называют поверхности, форма которых отличается от плоскости, цилиндра или конуса. Различают фасонные поверхности: а) тел вращения (рисунок 1, а); б) замкнутого контура (рисунок 1, б); в) незамкнутого контура (рисунок 1, г) г) пространственно сложного контура.
В этом параграфе будут изложены способы обработки фасонных поверхностей тел вращения .
Обработка фасонных поверхностей замкнутого и незамкнутого контуров.
Обработку деталей с фасонной поверхностью замкнутого контура (кулачков, распределительных шайб и прочих) производят путём обтачивания, фрезерования и шлифования на станках, оборудованных специальными копировальными устройствами. Обтачивание фасонных поверхностей замкнутого контура производится на токарных станках с применением вращающихся копиров. При изменениях кривизны контура в разных точках меняется угол резания и ухудшаются условия работы резца. Чтобы устранить этот недостаток, токарно-копировальные станки для обтачивания кулачков снабжаются устройством, обеспечивающим постоянство угла резания (рисунок 2).
Резцу 1, закреплённому в державке 2, вместе с суппортом 3 сообщается движение в поперечном направлении от вращающегося копира 4. Дополнительный копир 5, вращающийся синхронно с копиром 4, поворачивает державку 2 вокруг оси и изменяет положение резца относительно профиля кулачка. Обрабатываемый кулачковый вал установлен в центрах и поддерживается люнетами. При продольной подаче поверхность кулачка обрабатывается по всей длине. Фрезерование деталей с фасонными поверхностями замкнутого контура производится на вертикально-фрезерных и копировально-фрезерных станках. При обработке на вертикально –фрезерном станке деталь помещают на вращающемся столе на одной оси с копиром, опирающимся на ролик, установленный в заданном положении относительно фрезы. При обработке на копировально-фрезерных станках (рисунок 3) копир 2 и обрабатываемые детали 3,4 и 5 устанавливаются рядом на неподвижном или на синхронно вращающихся столах. При включении подачи следующий палец 7, закреплённый в импульсной головке 6, скользит по профилю копира, и при изменении давления на него переключает гидравлические или электрические механизмы, изменяющие направление движения стола 1.
Шлифование фасонных поверхностей типа кулачков производится на копировально-шлифовальных станках или на круглошлифовальных и токарных станках, оснащённых специальными копировальными приспособлениями. Копировально-шлифовальный станок (рисунок 4) применяется для шлифования кулачков распределительного вала. Передняя 1 и задняя 3 бабки, в центрах которых закрепляют деталь, установлены на люльке 6, качающейся на оси 4. Копиры 7 под действием пружины 5 все время прижимаются к ролику 8. Обрабатываемая деталь поддерживается люнетом 2. Если диаметр шлифовального круга равен диаметру ролика, то контур копира соответствует контуру обрабатываемой детали. Обычно используют шлифовальный круг большого диаметра (500-600 мм). Контур копиров, которые значительно больше, чем обрабатываемые кулачки, определяется графическим способом или аналитическим расчётом. При шлифовании контура на таких станках обеспечивается точность до 0,1 мм и чистота 7-8 класса. Фасонные поверхности незамкнутого контура обрабатывают на копировально-фрезерных станках (рисунок 3), а также на фрезерных и протяжных станках фасонными инструментами.
Для обработки фасонных поверхностей на фрезерных станках применяют обычно затылованные фасонные фрезы, у которых контур режущей кромки соответствует контуру обрабатываемой поверхности. Протягивания фасонных поверхностей производится на тех же станках, на которых осуществляется протягивание наружных и внутренних поверхностей. При этом станок оснащают приспособлением, обеспечивающим надёжную ориентацию детали относительно протяжки и протяжками соответствующего профиля. При обработке фасонных поверхностей применяют протяжки, работающие по профильной или прогрессивной схеме.
Материал статьи написан на основе литературного источника «Технология производства двигателей внутреннего сгорания» М. Л. Ягудин
Тонкости обработки фасонных поверхностей
Для проведения правильной токарной обработки фасонных деталей важно правильно устанавливать режущие приспособления. Рабочая кромка должна размещаться на 1 уровне с центрами станка Рекомендуется применять угольник для проверки правильности местоположения режущего приспособления
Первое ребро измерительного инструмента прикладывается вдоль оси детали. Второе ребро подносится к боковой стороне режущего инструмента. Важно не допустить появление неравномерного просвета.
Величина подачи зависит от следующих факторов:
- размерные характеристики резца;
- диаметр обрабатываемой заготовки;
- местоположения поверхности детали относительно патрона.
Эти параметры применяются и во время обработки конических поверхностей. При правильной пропорции величин поперечной и продольной подачи позволит придать изделию максимально точную форму, соответствующую шаблону.
Во время обтачивания заготовок с криволинейной образующей могут возникнуть следующие виды брака: неправильный профиль обработанной поверхности, низкая чистота обточенного изделия. Эти дефекты возникают из-за следующих причин:
- Неправильно подобранная форма режущего инструмента.
- Установка резца на неправильной высоте.
- Некачественная заточка приспособления для точения.
- Деформация изделия из-за интенсивного давления режущего инструмента в течение длительного времени.
- Неравномерное движение режущей кромки.
- Выбор неправильного места для размещения копира.
- Большая величина зазора между режущим инструментом и копиром.
Для предотвращения появления брака необходимо аккуратно устанавливать резцы и заготовку на токарном станке, производить проверку состояния рабочего оборудования и деталей.
Главным условием обработки деталей на станках является соблюдение техники безопасности:
Человек, работающий с токарным оборудованием, должен иметь специальную униформу: производственный халат, ботинки, головные уборы и очки. Спецодежда предназначена для защиты мастера от попадания металлической стружки и травм различного характера. Униформа должна быть застегнута. Головные уборы и очки обязаны закрывать жизненно важные органы и быть в исправном состоянии. Нельзя работать с неисправным оборудованием
Важно проверить исправность рабочих приспособлений на предмет выявление внутренних или внешних поломок. Перед осуществлением токарных работ необходимо проверить патрон станка
На нем не должны присутствовать стружечные материалы или эмульсии
Также важно осуществить пробный пуск станка и проверить смазочные механизмы, системы управления и охлаждения. Во время проведения точения нужно следить за положением детали и режущего инструмента
Нельзя устанавливать заготовки с весом более 16 кг. При обработке важно осуществлять контроль за удалением металлической стружки и сливом жидкости для охлаждения. Запрещается производить остановку патрона руками, класть инородные предметы на токарный станок, удалять стружечные материалы при помощи струи воздуха и отходить от рабочего места. При работе на высоких скоростях необходимо пользоваться люнетами и специальными стружкоотводами.
Во время проведения обработки могут возникнуть нестандартные ситуации:
- на металлических частях появилось напряжение;
- исчезла фаза;
- появился дым или вибрация.
В этом случае необходимо выключить токарный станок, отвести людей на безопасное расстояние и сообщить о поломке.
