ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТОКАРНОГО ДЕЛА

Глава I

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССЕ РЕЗАНИЯИ РЕЗЦАХ

Необходимые понятия и определения

Понятие о припуске на обработку. Детали машин, обрабатываемые на металлорежущих станках, изготовляются из отливок, поковок, кусков прокатного материала и других заготовок. Деталь получает требуемые форму и размеры после того как с заготовки будут срезаны все излишки материала или, как говорят, припуски, получившиеся при ее изготовлении.

Припуском (обидим') называется слой металла, который необходимо удалить с заготовки для получения детали в окончательно обработанном виде.

Некоторые детали обрабатываются последовательно на нескольких станках, на каждом из которых снимается только часть общего припуска. Так, например, детали, размеры которых должны быть очень точными, а поверхности очень чистыми, обрабатывают предварительно па токарных, а окончательно на шлифовальных станках.

Слой металла, снимаемый на токарном станке, называется припуском на токарную обработку.

Часть металла, снятая (срезанная) с заготовки в процессе ее обработки, называется стружкой.

Все приведенные выше определения сохраняют силу и при обработке деталей из неметаллических материалов (пластмассы, резины и т. п.).

Клин как основа любого режущего инструмента. Режущие инструменты, применяемые при обработке деталей на станках, в частности токарных, очень разнообразны, но сущность работы их одинакова. Каждый из этих инструментов является клином, устройство и работа которого

общеизвестны. Нож (рис. 1, а), посредством которого мы затачиваем карандаш, в поперечном сечении имеет форму клина. Столярная стамеска (рис. 1, б) также представляет собой клин с острым углом между его боковыми сторонами.

Рис. 1. Клин как основа любого режущего инструментаРис. 1. Клин как основа любого режущего инструмента

Рис. 1. Клин как основа любого режущего инструмента

Рис. 1. Клин как основа любого режущего инструмента

Рис. 2. Движения и элементы резания при точенииРис. 2. Движения и элементы резания при точении

Рис. 2. Движения и элементы резания при точении

Рис. 2. Движения и элементы резания при точении

Наиболее употребительный режущий инструмент при обработке деталей на токарных станках — резец (рис. 1, в) Сечение рабочей части резца также имеет вид клина.

Движения резания при точении. На рис. 2 схематически показано обтачивание детали / резцом 2. Деталь при этом вращается по стрелке и, а резец перемещается по стрелке s и снимаете детали стружку. Первое из этих движений является главным, а второе — вспо-

могательным.

Главным движением

при точении называется вращение детали. Оно характеризуется скоростью резания.

Вспомогательным движением при точении называется перемещение режущего инструмента. Оно характеризуется подачей.

Скорость резания. Каждая точка обрабатываемой поверхности детали (рис. 2), например точка А, проходит в единицу времени, например в одну минуту, некоторый

путь. Длина этого пути может быть больше или меньше, в зависимости от числа оборотов в минуту детали и от ее диаметра, и определяет собой скорость резания.

Скоростью резания называется длина пути, который проходит в одну минуту точка обрабатываемой поверхности детали.

Скорость резания измеряется в метрах в минуту и обозначается буквой у. Для краткости вместо слов «метров в минуту» принято писать м/мин.

Скорость резания при точении находится по формуле nDn

v = Тооо

где у — искомая скорость резания в м/мин;

л — отношение длины окружности к ее диаметру, равное 3,14;

D — диаметр обрабатываемой поверхности детали в мм;

п — число оборотов детали в минуту.

Произведение nDn в формуле (1) должно быть разделено на 1000, чтобы найденная скорость резания была выражена в метрах.

Формула эта читается так: скорость резания равна произведению длины окружности обрабатываемой детали на число оборотов ее в минуту, разделенному на 1000.

Пример 1. Обрабатываемый на станке вал делает 300 об/мин.

Диаметр заготовки вала 50 мм. Какова скорость резания?

По формуле (1) находим

лОп 3,14.50-300,

1000 -1000~47, м,мик-

Определение числа оборотов в минуту детали данного диаметра, которое она должна делать при принятой скорости резания, производится по формуле

(2)(2)1000v

(2)

(2)

лО '

Пример 2. Вал, заготовка которого имеет диаметр 50 мм, должен быть обработан при скорости резания 47,1 м/мин. Сколько оборотов в минуту должен делать вал?

По формуле (2) находим

п =п =ЮООул7)ЮООул7)1000-47,1 Qnn ,,„ , .= 300 об/мин.

п =

п =

ЮООул7)

ЮООул7)

о, 14 • 50

Подача. Перемещение резца при резании, в зависимости от условий работы, может происходить быстрее или

медленнее и характеризуется, как это отмечено выше, подачей.

Подачей называется величина перемещения резца за один оборот обрабатываемой детали.

Подача измеряется в миллиметрах на один оборот детали и обозначается буквой s. Для краткости вместо слов «миллиметров на один оборот» принято писать мм!об.

Подача называется продольной, если перемещение резца происходит параллельно оси обрабатываемой детали, и поперечной, когда резец перемещается перпендикулярно к этой оси.

Глубина резания. При перемещении резец снимает с детали слой металла, толщина которого характеризуется глубиной резания.

Глубиной резания называется толщина снимаемого слоя металла, измеренная по перпендикуляру к обработанной поверхности детали.

Глубина резания измеряется в миллиметрах и обозначается буквой t. Глубиной резания при наружном обтачив а нии является половина разности диаметров обрабатываемой детали до и после прохода резца. Таким образом, если диаметр детали до обтачивания был 100 мм, а после одного прохода резца стал равен 90 мм, то это значит, что глубина резания была

,100 — 90 с

t — g= ЛМ?.

Срез, его толщина, ширина и площадь. Вследствие деформации стружки, происходящей в процессе ее образования, ширина и особенно толщина ее получаются больше размеров b и а на рис. 2. Длина стружки оказывается меньше соответственного размера обработанного участка поверхности детали. Поэтому площадь Д заштрихованная на рис. 2 и называемая срезом, не отражает поперечного сечения стружки, снимаемой в этом случае.

Срезом называется поперечное сечение слоя металла, снимаемого при данной глубине резания и подаче. Размеры среза характеризуются его толщиной и шириной.

Толщиной среза называется расстояние между положениями режущей кромки резца до и после одного оборота детали, измеренное по перпендикуляру к режущей кромке.

Толщина среза измеряется в миллимет; а< (мм) и обозначается буквой а.

Шириной среза называется расстояние между крайними точками работающей части режущей кромки резца.

Ширина среза измеряется в миллиметрах (мм) и обозначается буквой Ь.

06ра6атЬ1баемая поверхностьVПоверхность резания06ра6атЬ1баемая поверхностьVПоверхность резанияЧетырехугольник, заштрихованный на рис. 2, изображает площадь среза.

06ра6атЬ1баемая поверхность

VПоверхность резания

06ра6атЬ1баемая поверхность

VПоверхность резания

Основная плоскостьОсновная плоскостьРис. 3. Поверхности и плоскости в процессе резанияРис. 3. Поверхности и плоскости в процессе резанияПлпскотПлпскотрезаниярезанияОбработаннаяповерхностьОбработаннаяповерхностьПлощадь среза равна произведению подачи на глубину резания.

Основная плоскость

Основная плоскость

Рис. 3. Поверхности и плоскости в процессе резания

Рис. 3. Поверхности и плоскости в процессе резания

Плпскот

Плпскот

резания

резания

Обработаннаяповерхность

Обработаннаяповерхность

Площадь среза измеряется в тИЛ12, обозначается буквой / и определяется по формуле

/ -st, (3) где / — площадьсреза

в мм'2;

s — подача на одиноборот в мм;

ММ.ММ.t — глубина резания в

ММ.

ММ.

Если, например, обтачивание детали производится при подаче 0,2 мм/об и глубине резания 4 мм, то площадь

среза равна

/ = st =- 0,2-4 - 0,8 мм2.

Поверхности и плоскости в процессе резания. На обрабатываемой детали при снятии с нее стружки резцом различают поверхности: обрабатываемую, обработанную и поверхность резания (рис. 3).

Обрабатываемой поверхностью называется та поверхность, с которой снимается стружка.

Обработанной поверхностью называется поверхность детали, полученная после снятия стружки.

Поверхностью резания называется поверхность, образуемая на обрабатываемой детали непосредственно режущей кромкой резца.

Для определения углов резца установлены понятия: плоскость резания и основная плоскость.

Плоскостью резания называется плоскость, касательная к поверхности резания и проходящая через режущую кромку резца.

Основной плоскостью называется плоскость, параллельная продольной и поперечной подачам.

Части резца и элементы его головки. Резец (рис. 4) состоит из головки, т. е. рабочей части, и тела, служащего для закрепления резца.

Поверхностям и другим элементам головки резца присвоены следующие названия.

Передней поверхностью резца называется та поверхность, по которой сходит стружка.

Вспомогательная режущая кромкаВспомогательная режущая кромкаВершина рези,аВершина рези,аГе л о ГоловкаГе л о ГоловкаГлавная задняя поверхностьГлавная задняя поверхностьПередняя поверхность— Главная режущая кромкаПередняя поверхность— Главная режущая кромкаВспомогательная задняя поверхностьВспомогательная задняя поверхность

Вспомогательная режущая кромка

Вспомогательная режущая кромка

Вершина рези,а

Вершина рези,а

Ге л о Головка

Ге л о Головка

Главная задняя поверхность

Главная задняя поверхность

Передняя поверхность

— Главная режущая кромка

Передняя поверхность

— Главная режущая кромка

Вспомогательная задняя поверхность

Вспомогательная задняя поверхность

Рис. 4. Части резца и элементы его головки

Задними поверхностями резца называются поверхности, обращенные к обрабатываемой детали, причем одна из них называется главной, а другая вспомогательной.

Режущими кромками резца называются линии, образованные пересечением передней и задних поверхностей его. Режущая кромка, выполняющая основную работу резания, называется главной. Другая режущая кромка резца называется вспомогательной.

Из рис. 4 видно, что главной задней поверхностью резца является поверхность, примыкающая к его главной режущей кромке, а вспомогательной — примыкающая к вспомогательной режущей кромке.

Вершиной резца называется место сопряжения главной и вспомогательной кромок. Вершина резца может быть острой, плоскосрезанной или закругленной.

Углы резца. Главными углами резца являются главный задний угол, передний угол, угол заострения и угол 10 '

резания. Эти углы измеряются в главной секущей плоскости (рис. 5).

Главная секущая плоскость есть плоскость, перпендикулярная к главной режущей кромке и основной плоскости.

Главным задним углом называется угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания.

Этот угол обозначается греческой буквой а (альфа).

Углом заострения называется угол между передней и главной задней поверхностями резца.

Рис. 5. Углы токарного резца

Этот угол обозначается греческой буквой 0 (бэта).

Передним углом называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью, проведенной через главную режущую кромку перпендикулярно к плоскости резания.

Этот угол обозначается греческой буквой у (гамма).

Углом резания называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью резания.

Этот угол обозначается греческой буквой 6 (дельта).

Кроме перечисленных, различают следующие углы резца: вспомогательный задний угол, главный угол в плане, вспомогательный угол в плане, угол при вершине резца и угол наклона главной режущей кромки.

Вспомогательным задним углом называется угол между вспомогательной задней поверхностью и плоскостью, проходящей через вспомогательную режущую кромку перпендикулярно к основной плоскости.

Этот угол измеряется во вспомогательной секущей плоскости, перпендикулярной к вспомогательной режущей кромке, и основной плоскости и обозначается аР

Главным углом в плане называется угол между главной режущей кромкой и направлением подачи.

Этот угол обозначается греческой буквой ф (фи).

Вспомогательным углом в плане называется угол между вспомогательной режущей кромкой и направлением подачи.

Этот угол обозначается фР

Рис. 6. Упрощенное изображение углов токарного резца

Углом при вершине называется угол, образованный пересечением главной и вспомогательной режущих кромок.

Этот угол обозначается греческой буквой е (эпсилон).

Упрощенное изображение углов резца, принятое на практике, указано на рис. 6, а и б (линия А А — плоскость резания). На рис. 6, в показаны углы резца в плане.

Главная режущая кромка резца может составлять различные углы наклона с линией, проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости (рис. 7).

Угол наклона измеряется в плоскости, проходящей через главную режущую кромку перпендикулярно к основной плоскости, и обозначается греческой буквой % (лямбда). Угол этот считается положительным (рис. 7, а), когда вершина резца является самой низкой точкой режущей кромки; равным пулю (рис. 7, б) — при главной режущей кромке, параллельной основной плоскости, и отрицательным (рис. 7, в) — когда вершина резца является наивысшей точкой режущей кромки.

Значение углов резца и общие соображения при их выборе. Все перечисленные углы имеют важное значение 12

для процесса резания и к выбору величины их следует подходить очень осторожно.

Чем больше передний угол у резца, тем легче происходит снятие стружки. Но с увеличением этого угла (рис. 6, о) уменьшается угол заострения резца, а поэтому и прочность его.

Передний угол резца может быть вследствие этого сравнительно большим при обработке мягких материалов и, наоборот, должен быть уменьшен, если обрабатываемый материал тверд.

Рис. 7. Углы наклона главной режущей кромки: положительный (а), равный нулю (б) и отрицательный (в)

Передний угол может быть и отрицательным (рис. 6, б), что способствует повышению прочности резца.

Из рис. 6, а ясно, что с уменьшением переднего угла резца увеличивается угол резания. Сопоставляя это со сказанным выше о зависимости переднего угла от твердости обрабатываемого материала, можно сказать, что чем тверже обрабатываемый материал, тем больше должен быть угол резания, и наоборот.

Чтобы определить величину угла резания 6, когда известен передний угол резца, достаточно, как это видно из рис. 6, а, вычесть из 90° данную величину переднего угла. Например, если передний угол резца равен 25°, угол резания его составляет

90° — 25° = 65°;

если передний угол составляет —5°, то угол резания будет равен

90° — (—5°) = 95°.

Задний угол резца а необходим для того, чтобы между задней поверхностью резца и поверхностью резания

обрабатываемой детали не было трения. При слишком малом заднем угле это трение получается настолько значительным, что резец сильно нагревается и становится негодным для дальнейшей работы. При слишком большом заднем угле угол заострения оказывается настолько малым, что резец становится непрочным.

Величина угла заострения 0 определяется сама собой после того, как выбраны задний и передний углы резца.

Рис. 8. Влияние главного угла в плайе на процесс резания

В самом деле, из рис. 6, а очевидно, что для определения угла заострения данного резца достаточно вычесть из 90° сумму заднего и переднего его углов. Так, например, если резец имеет задний угол равным 8°, а передний 25°, то угол заострения его равен

90° — (8° + 25°) = 90° — 33° = 57°.

Это правило следует помнить, так как им иногда приходится пользоваться при измерении углов резца.

Значение главного угла в плане <р вытекает из сопоставления рис. 8, а и б, на которых схематически показаны условия работы резцов при одинаковых подачах s и глубине резания t, но при разных значениях главного угла в плане.

При главном угле в плане, равном 60°, сила Р, возникающая в процессе резания, вызывает меньший прогиб обрабатываемой детали, чем аналогичная сила Q при угле в плане 30°. Поэтому резец с углом ф = 60° более пригоден для обработки нежестких деталей (относительно неболь- 14

шого диаметра при большой длине) в сравнении с резцом, имеющим угол ф = 30°. С другой стороны, при угле ф = 30° длина /2 режущей кромки резца, непосредственно участвующая в его работе, больше соответственной длины /, при ф = 60°. Поэтому резец, изображенный на рис. 8, б, лучше поглощает теплоту, возникающую при образова

Рис. 9. Направление схода стружки при положительном угле наклона главной режущей кромки (а), равном нулю (б) и отрицательном (в^Рис. 9. Направление схода стружки при положительном угле наклона главной режущей кромки (а), равном нулю (б) и отрицательном (в^нии стружки и дольше работает от одной заточки до Другой.

Рис. 9. Направление схода стружки при положительном угле наклона главной режущей кромки (а), равном нулю (б) и отрицательном (в^

Рис. 9. Направление схода стружки при положительном угле наклона главной режущей кромки (а), равном нулю (б) и отрицательном (в^

Значение угла наклона л заключается в том, что, выбирая положительное или отрицательное значение его, мы можем направлять отходящую стружку в ту или другую сторону, что в некоторых случаях бывает очень полезно. Если угол наклона главной режущей кромки

резца положителен, то завивающаяся стружка отходит вправо (рис. 9, о); при угле наклона, равном нулю,

стружка отходит в направлении, перпендикулярном главной режущей кромке (рис. 9, б); при отрицательном угле наклона стружка отходит влево (рис. 9, в).

Основы учения о резании металлов

Образование и виды стружки. Процесс образования стружки впервые исследован (1870 г.) русским ученым проф. И. А. Тиме, наблюдения и выводы которого сохраняют свою силу и в настоящее время. Стружки, образующиеся при резании вязких металлов (сталь, латунь), проф. Тиме назвал стружками скалывания, а получающиеся при обработке хрупких металлов (чугун, бронза)— стружками надлома.

Образование стружки скалывания происходит следующим образом. Резец (рис. 10, а) под действием силы Р внедряется в обрабатываемый металл, преодолевая сопротивление металла смятию. Это смятие происходит лишь внутри элемента 1 металла, ограниченного плоскостью

называемой плоскостью скалывания (условно изображена на рис. 10, а линией АЛ) и передней поверхностью резца. В некоторый момент движения резца начнется смещение (скалывание) элемента 1 относительно следующего элемента (рис. 10, б), происходящее по плоскости АА.

При дальнейшем движении резца одновременно с продолжающимся смещением (скалыванием) элемента 1 об-

Рис. 10. Образование стружки скалывания

разуется элемент 2, перемещающийся относительно элемента 3, и т. д. По мере продвижения резца все элементы отделяются один от другого, образуя элементную стружку скалывания (рис. 11, а). Такая стружка получается при обработке с малой скоростью твердых, но вязких металлов,

Рис. 11. Виды стружек: стружки скалывания (а, б, в) и стружка надлома (г)

например, твердой стали. С уменьшением твердости металла и увеличением его вязкости элементы стружки образуют более или менее непрерывную ленту (рис. 11,6, в), называемую сливной стружкой скалывания. Поверхность стружки, соприкасающаяся с передней гранью резца, получается гладкой, а противоположная ей — шероховатой.

Русский исследователь Я. Г. Усачев, продолживший работу И. А. Тиме, доказал, что при резании вязких, но

твердых материалов, например стали средней гвердости и твердой, кроме скалывания элементов стружки, происходит еще и сдвиг частиц металла в каждом элементе по плоскости ВВ (рис. 10, а), называемой плоскостью сдвига. Угол между плоскостями скалывания и сдвига колеблется в пределах 0—30°. Чем вязче металл, тем больше этот угол и наоборот.

Я. Г. Усачев установил также, что при резании сравнительно мягкой стали перемещения частиц стружки происходят лишь по плоскостям, параллельным плоскости сдвига.

Образование стружки надлома при резании твердых и хрупких металлов (чугун, бронза) происходит без заметного смятия металла. Элементы стружки, отделяясь от основной массы металла по произвольной поверхности (рис. 11, г), имеют различную величину и форму. Поверхности отрыва элементов получаются неровными, вследствие чего и обрабатываемая поверхность получается с большой шероховатостью.

Вид стружки зависит не только от обрабатываемого материала, но и от ряда других условий. Например, при точении стали средней твердости резцом с большим углом резания может образоваться не сливная стружка скалывания, а элементная. При повышении скорости резания некоторые элементы стружки не успевают настолько деформироваться, чтобы отделиться один от другого, вследствие чего вместо элементной может получиться сливная стружка скалывания.

Нарост и его влияние на процесс резания. При резании вязких металлов на передней поверхности резца у режущей кромки часто обнаруживается кусочек приварившегося металла, называемый наростом. Явление нароста, установленное и объясненное русским ученым Я- Г. Усачевым, состоит в следующем. При скольжении стружки по передней поверхности резца возникают силы трения, задерживающие ее движение. Вследствие этого деформация в слоях металла, расположенных ближе к передней поверхности резца, увеличивается. Частицы металла этих слоев отделяются от непрерывно движущихся верхних слоев стружки и привариваются к передней поверхности резца, образуя нарост (рис. 12, а). "Большое давление резания способствует упрочнению металла нароста. С течением времени нарост увеличивается (за Учет наращивания новых

слоев металла), причем образуется часть нароста, свешивающаяся над задней поверхностью резца (рис. 12, б). В некоторый момент эта часть нароста отрывается от основной массы и, попадая между задней поверхностью резца и обработанной поверхностью (рис. 12, в), вдавливается в последнюю (рис. 12, г).

Частицы нароста, оставшиеся на передней поверхности резца, также отрываются от него и уносятся со стружкой (рис. 12, б). Такие срывы нароста происходят быстро один

Рис. 12. Образование и срыв нароста

за другим (70—80 срывов в секунду), что объясняется, по-видимому, вибрациями, возникающими в процессе резания.

При низких скоростях (3—5 м<мин) нарост не образуется. При более высоких скоростях резания (до 60— 80 м!мин) стали средней твердости происходит более или менее заметное образование нароста. При скорости свыше 60—80 м! мин нарост наблюдается реже, а при еще более высоких скоростях он совсем не заметен.

Нарост обладает повышенной твердостью и поэтому может резать обрабатываемый материал, защищая режущую кромку от непосредственного воздействия стружки. В этом случае соприкосновение стружки с резцом происходит на площадке передней поверхности, удаленной от режущей кромки. Это улучшает условия работы резца при обдирочной работе.

При чистовых работах нарост вреден. Сорвавшиеся и вдавленные в обработанную поверхность частицы нароста образуют неровности, недопустимые при чистовой обработке деталей.

При резании чугуна и других хрупких металлов нарост не образуется.

Силы, действующие на резец. В результате сопротивления срезаемого слоя металла деформации сжатия, тре- 18

ния стружки о переднюю поверхность резца и некоторых других причин возникает сила резания.

Сила подачиСила подачиСила резанияСила резанияРис. 13. Силы резания при точенииРис. 13. Силы резания при точенииРадиальная силаРадиальная силаРгРгПри работе токарного резца (рис. 13) эта сила разлагается на три составляющие — собственно силу резания Рг, силу подачи Рх и радиальную силу Ри. Сила резания Рг, касательная к поверхности резания, действует в направлении главного движения. Сила Рх действует в направлении подачи. Радиальная сила Г Все три силы измеряются в килограммах (кГ).

Сила подачи

Сила подачи

Сила резания

Сила резания

Рис. 13. Силы резания при точении

Рис. 13. Силы резания при точении

Радиальная сила

Радиальная сила

Рг

Рг

Если силу Рг принять за единицу, можно считать, что сила Рх при достаточно остром резце изменяется в пределах от 1f8 до V4 величины силы Рг, а сила Ру — от до V3 величины той же силы.

Зависимость силы резания от условий работы резца. На величину силы резания влияют обрабатываемый материал, площадь среза и его форма, углы резца, скорость резания и ряд других менее существенных факторов.

Влияние на силу резания обрабатываемого материала видно из следующих сопоставлений. Силы резания при обработке стали средней твердости примерно в 2,2 раза больше, чем при резании чугуна средней твердости. Сила резания при обработке самой мягкой стали значительно меньше силы резания при обработке самой твердой стали. При обработке чугуна различных твердостей эта разница не так велика.

Сила резания возрастает с увеличением площади среза. Если при этом увеличение площади среза получается за счет увеличения глубины резания, сила Рг возрастает пропорционально глубине резания. При увеличении подачи сила Рг также возрастает, но медленнее. Так, например, если увеличить глубину резания вдвое, сохранив ту же подачу, сила резания увеличится также вдвое. Но если, не изменяя глубины резания, увеличить в два раза подачу, сила резания возрастет не в два раза, а несколько меньше. Это объясняется тем, что при сравнительно большой подаче не происходит столь значительной

деформации металла, как это имеет место при малой подаче.

Сила резания получается различной при одинаковых площадях среза, но разных их формах. Она меньше при больших значениях толщины среза, чем при меньших. Например, сила резания при глубине 4 мм и подаче 2 мм! об несколько меньше, чем при глубине резания 8 мм и подаче 1 мм!об, несмотря на то, что площадь среза в обоих случаях одинакова и равна 8 мм1. Это объясняется также разной степенью деформации металла в срезаемом слое.

С уменьшением переднего угла резца, т. е. с увеличением угла резания, сила резания возрастает, так как при этом увеличивается угол клина, которым является резец.

При увеличении главного угла в плане примерно до 50—55° сила резания уменьшается. С дальнейшим увеличением этого угла сила резания возрастает. Изменение величины силы резания, вызываемое изменением главного угла в плане, незначительно. При увеличении радиуса закругления вершины резца сила резания возрастает, но также незначительно. Затупление резца вызывает увеличение силы резания.

Влияние на силу резания скорости резания имеет особый характер. Например, при обработке стали средней твердости со скоростью 20—30 м!мин сила резания почти нс изменяется. Она достигает наибольшей величины при скорости резания 50—70 м1мин. Очень заметно снижение силы резания при скорости резания от 100 до 150 м/мин. При скорости резания 250 м!мин и выше сила резания почти не изменяется.

Маслянистые вещества, содержащиеся в охлаждающей жидкости, проникая в микроскопические трещины деформируемого резцом металла, уменьшают силы трения, появляющиеся в зоне образования стружки. Благодаря этому сопротивление резанию уменьшается. Чем больше в охлаждающей жидкости содержится масла, тем существеннее ее влияние на силу резания.

Определение силы резания и ее практическое значение. Величина силы резания определяется непосредственным измерением ее с помощью особых приборов (динамометров) или теоретическим расчетом. В последнем случае возникает ряд затруднений, обусловливаемых большим количеством факторов, влияющих на силу резания. Поэтому определение ее величины производится по упрощенным фор-

мулам. Получающаяся при этом погрешность в величине силы резания в большинстве случаев не имеет практического значения.

Использование для определения силы резания даже упрощенных формул в производственных условиях связано с некоторыми затруднениями. Поэтому сила резания обычно указывается во всех справочниках по режимам резания, к которым и следует обращаться, если окажется необходимым определить силу резания.

Сила резания имеет важное значение, так как при умножении ее на радиус обрабатываемой детали мы получаем величину, показывающую, насколько при данных условиях работы нагружен станок и не опасна ли эта нагрузка для наиболее слабых звеньев станка. При умножении силы резания на скорость резани i находим мощность, потребную на резание (в кет или л. с.). Сопоставляя эту мощность с действительной мощностью станка, можно судить о юм, насколько рационально станок используется.

Необходимо отметить, что эти вопросы в производственных условиях воникают сравнительно редко. Соответствующие данные можно найти в специальной литературе.

Износ и стойкэсть резца Происходящее относительное перемещение частиц металла сопровождается их трением одна о другую, вследствие чего образуется значительное количество теплоты.

Теплота образуется и вследствие трения стружки о переднюю поверхность резца, причем тем в большем количестве, чем выше скорость резания и чем больше сила резания. При трении задней поверхности резца о поверхность резания также образуется теплота.

Теплота резания распределяется между стружкой, резцом и обрабатываемой деталью; лишь очень небольшая часть ее поступает в окружающий воздух.

Примерно 70—90% всей теплоты резания образуется в стружке. Именно поэтому при работе быстрорежущими резцами струю охлаждающей жидкости, применяемой при резании, следует направлять на стружку.

Теплота резания, поступающая в резец, нагревает его, что вызывает в свою очередь понижение его твердости и сопротивляемости износу.

При обработке стали с большой площадью среза быстрорежущим резцом с самого начала резания на передне^ поверхности резца образуется лунка, показанная на рис. 14,а в увеличенном для ясности виде. По мере дальнейшей работы резца ширина лунки увеличивается. Одновременно с этим на задней поверхности резца, трущейся о поверхность резания, образуется ленточка износа, изображенная на рис. 14, б также в увеличенном виде. В дальнейшем

Рис. 14. Износ резца по передней (а) и задней (б) поверхностям резца

по мере увеличения лунки и ленточки происходит их соединение, обусловливающее затупление режущей кромки резца.

При обработке чугуна главное значение имеет износ по задней поверхности. Заметных следов износа на передней поверхности резца, а тем более образования лунки обычно не наблюдается. Это объясняется тем, что получающаяся при резании чугуна стружка надлома не скользит по передней поверхности резца.

У твердосплавных резцов преобладает износ по задней поверхности.

По мере износа резца по задней поверхности изменяется размер обрабатываемой детали и ухудшается чистота ее поверхности. Кроме того, на переточку чрезмерно затупленного резца затрачивается много времени. Поэтому резец следует перетачивать раньше, чем его износ по задней поверхности (ширина b ленточки, рис. 14, б) достигнет допустимой величины.

Средние значения допустимой величины износа проходных резцов из быстрорежущей стали и из твердых сплавов указаны в табл. 1.

Таблица I

Допустимые величины износа проходных резцов

Быстрорежущие резцы

Твердосплавные резцы

Обрабатываемый материал

Допустимый износ по задней поверхности

Обрабатываемый материал

Допустимый износ по задней поверхности

Сталь

0,5—2,0

Сталь

0,5—1,5

Чугун

2,0—4,0

Чугун

0,5—1,0

Затупление резца характеризуется не только величиной его износа по задней поверхности, но и стойкостью резца.

Стойкостью резца называется период времени, в течение которого износ резца по задней поверхности достигает установленной величины.

Стойкость резца выражется в минутах (мин).

' Стойкость резца должна быть различной для разных случаев работы. Чем меньше стойкость резца, тем чаще производится его переточка, вследствие чего резец сравнительно быстро становится негодным для дальнейшего использования. С другой стороны, увеличение стойкости резца, которого можно достигнуть лишь понижением скорости резания, подачи и глубины резания, вызывает уменьшение производительности станка. Поэтому назначение стойкости резца является сложным вопросом и осуществляется с учетом многих условий. Так, например, чем сложнее форма резца, т. е. чем выше стоимость изготовления, тем больше должна быть его стойкость. При назначении стойкости резца в некоторых случаях следует принимать во внимание стоимость его материала и изготовления. Очевидно также, что стойкость резцов, используемых при работе на настроенном станке, когда замена каждого затупившегося резца отнимает много времени, должна быть выше, чем при обычной работе. Если заточка резцов в данных условиях централизована и снабжение ими рабочих организовано хорошо, можно назначать меньшую стойкость резца по сравнению с той, которую должны иметь резцы, используемые при плохо организованной заточке.

Отметим, что таблицы скоростей резания при различных условиях токарной обработки, приводимые в справочниках и в этой книге, составлены в большинстве случаев исходя из стойкости резца 60 мин. Скорости резания, соответствующие другим периодам стойкости, находятся по тем же таблицам путем умножения табличных значений скоростей резания на поправочные коэффициенты.

Зависимость скорости резания от различных условий работы резца. Величина скорости резания, допускаемая резцом, зависит от принятой стойкости его, материала обрабатываемой детали, материала резца, его углов, формы и размеров, подачи, глубины резания, охлаждения и других факторов.

При уменьшении стойкости скорость резания, допустимая резцом, повышается, но немного. Например, если при стойкости быстрорежущего резца, равной 90 мин, возможна скорость резания 15 м!мин, то при тех же прочих условиях работы резца, но при стойкости 20 мин допустима скорость резания 18 м!мин. Более наглядна, однако, обратная зависимость, т. е. стойкости от скорости резания. Стойкость резца при увеличении скорости резания быстро уменьшается. Так, например, если какой-либо быстрорежущий резец, работающий при скорости резания 15 м!мин, затупляется через 90 мин после начала резания, то тот же резец при той же глубине резания и подаче, но при скорости резания 18 м!мин затупится через 20 мин.

Очень большое влияние на скорость резания оказывают механические свойства обрабатываемого металла. Чем тверже этот металл, тем больше должна быть сила, отделяющая от него стружку, тем больше сила трения ее о переднюю поверхность резца, тем больше теплота, поступающая в резец и ускоряющая его износ.

Стружка, образующаяся при обработке твердых сталей, давит на небольшой участок передней поверхности резца (рис. 11, б), вследствие чего теплота резания поступает главным образом в часть головки резца, близкую к его режущей кромке. Стружка, получающаяся при точении мягких и вязких металлов, опирается (рис. 11, в) на сравнительно больший участок передней поверхности резца, что обеспечивает хорошее поглощение теплоты резания частью головки резца, удаленной от режущей кромки.

Поэтому, в частности, скорость резания при обработке сравнительно мягкой стали может быть выше, чем при твердой.

Стружка надлома, образующаяся при обработке хрупких металлов, давит (рис. 11, г) на переднюю поверхность резца у самой режущей кромки. В данном случае резец больше изнашивается от истирающего действия стружки, чем от действия теплоты резания. Это относится особенно к обработке корки чугунных деталей, т. е. поверхностного слоя отливки, в котором всегда имеются частицы песка, истирающие переднюю поверхность резца и затрудняющие отвод тепла.

Главнейшим свойством материала резца, влияющим на скорость резания, является его «теплостойкость», т. е. способность сохранять необходимую твердость при нагреве теплотой резания.

Углы и другие элементы резца влияют на скорость резания следующим образом. При сравнительно небольшом угле резания стружка давит на переднюю поверхность резца с меньшей силой, чем при большем угле. Это способствует понижению выделяющейся теплоты и обеспечивает возможность повышения скорости резания. Но одновременно с уменьшением угла резания уменьшается и угол заострения резца, что приводит к понижению теплоотводящей способности резца и его прочности.

С уменьшением главного угла в плане скорость резания, допускаемая резцом, увеличивается. Это объясняется тем, что одновременно с уменьшением главного угла в плане (при тех же глубине резания и подаче) увеличивается ширина среза, что обусловливает увеличение длины работающего участка режущей кромки резца и улучшает поглощение им теплоты резания. Однако с уменьшением главного угла в плане возрастает радиальная сила резания, что может вызвать вибрации, ускоряющие разрушение режущей кромки резца.

Увеличение радиуса закругления вершины резца способствует увеличению скорости резания, так как повышает теплоотводящую способность резца. Увеличение поперечного сечения резца способствует повышению допустимой нм скорости резания, так как при этом возрастает способность резца поглощать теплоту резания.

Изменение толщины и ширины среза при неизменном его сечении по-разному влияет на скорость резания. При увеличении толщины среза и соответственном уменьшении его ширины, т е. и длины работающего участка режущей кромки, ухудшаются условия поглощения теплоты резания резцом, его стойкость понижается Наоборот, при увеличении ширины среза в резании участвует более длинный участок режущей кромки резца, что повышает его стойкость Из сказанного вытекает, что для повышения скорости резания выгодно работать с тонкими и широкими стружками. Это может быть достигнуто без изменения сечения среза уменьшением подачи и соответствующим увеличением глубины резания или уменьшением главного угла в плане. Применение первого способа ограничивается припуском на обработку, а второго — вибрациями, возникающими вследствие увеличения радиальной сит резания

Правильное применение охлаждения дает возможность повысить скорость резания. Если жидкость поступает к месту образования стружки непрерывной струей в количестве 10—15 л!мин, то при обработке быстрорежущим резцом стали скорость резания может быть повышена в среднем на 20—25%, а при обработке чугуна — на 10— 15% Меньшее повышение скорости резания при обработке чугуна объясняется тем, что в данном случае основной причиной износа резца является его истирание, а не теплота резания.

Предварительные сведенияо токарных резцах

Основные типы токарных резцов. Большое разнообразие работ, выполняемых на токарных станках, обусловливает необходимость применения разнообразных токарных резцов. Основными и наиболее употребляемыми из них являются проходные, чистовые, подрезные, отрезные и расточные.

Проходные, или обдирочные, резцы (рис 15, а) используются для предварительной обточки и подрезания деталей, во время которых снимается наибольшая часть припуска. Поэтому проходные резцы имеют такую форму, при которой обеспечивается наибольшая производительность станка Чистота обработанной поверхности, а также соблюдения точных размеров детали при этом не требуется.

Рис 15 Основные типы токарных резцов проходной прямой (а), чистовой (б), проходной отогнутый (в), отрез ной (г), расточной (д)

Чистовые резцы (рис. 15, б) применяются для окончательной отделки деталей. Припуски, которые снимаются в данном случае, обычно невелики. Основное требование, предъявляемое к чистовому резцу, — это обеспечение требуемой чистоты обработанной поверхности.

Подрезные резцы используются для обработки торцовых поверхностей. Для этих целей используются также проходные отогнутые резцы (рис. 15, в).

Отрезные резцы (рис. 15, г) служат для отрезания от прутков требующихся кусков материала. При отрезании необходимо обеспечить возможно меньшую потерю материала, поэтому отрезные резцы делают узкими (тонкими), вследствие чего они получаются непрочными, часто ломаются и работа ими требует большой осторожности и умения.

Расточные резцы (рис. 15, б) применяются для растачивания различных отверстий, выемок и т. д. Размеры расточного резца (поперечное сечение и длину стержня) выбирают в соответствии с размерами обрабатываемого отверстия.

• Кроме перечисленных, при токарной обработке используются прорезные, фасонные, резьбовые и некоторые другие резцы, более или менее специального назначения.

Материалы токарных резцов. Основное требование, предъявляемое к материалу рабочей части резца, — это твердость, которая должна быть больше твердости любого материала, обрабатываемого данным резцом. Твердость не должна заметно уменьшаться от теплоты резания. Одновременно с этим материал резца должен быть достаточно вязким (не хрупким); режущая кромка резца не должна выкрашиваться во время работы. Материал резца должен хорошо сопротивляться истиранию, которое происходит от трения стружки о переднюю поверхность резца, а также от трения задней поверхности резца о поверхность резания.

Этим требованиям в различной степени удовлетворяют инструментальные материалы —■ металлокерамические твердые сплавы, минералокерамика, быстрорежущие и углеродистые стали разных марок.

Наиболее современными материалами для токарных резцов являются металлокерамические твердые сплавы, сохраняющие свои режущие свойства при нагревании в процессе работы до температуры 800—900° С. Эти сплавы

состоят из тончайших зерен карбидов тугоплавких металлов — вольфрама, титана и тантала, сцементированных кобальтом. Металлокерамические твердые сплавы разделяются на три группы: вольфрамовые, титано-вольфра- мовые и титано-тантало-вольфрамовые.

Вольфрамовые твердые сплавы предназначаются для обработки чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов. Для изготовления токарных резцов используются вольфрамовые твердые сплавы марок ВК2, ВКЗМ, ВК4, BKG, ВК6М, ВК8, ВК8В. Буква В в каждой из этих марок означает’карбид вольфрама, буква К — кобальт; цифра, стоящая в марке после буквы К — указывает количество (в процентах) содержащегося в данном сплаве кобальта. Остальное — карбид вольфрама. Таким образом, например, в сплаве марки В К. 2 содержится 2% кобальта и 98% карбида вольфрама.

Буква 1Л, приведенная в конце некоторых марок, означает, что данный сплав мелкозернистый (величина зерен 0,5—1,5 мк). Буква В приписывается к марке сплава, если он крупнозернистый (величина зерен 3—5 лк).

Мелкозернистость сплава сообщает ему износостойкость большую износостойкости нормального сплава данной марки, при меньшей прочности и сопротивляемости ударам, вибрациям и выкрашиванию.

Крупнозернистость сплава, наоборот, повышает его прочность и сопротивляемость ударам, вибрациям и выкрашиванию и понижает износостойкость сплава.

Титано-вольфрамовые твердые сплавы применяются для обработки всех видов сталей. При токарной обработке используются сплавы марок Т5К10, Т5К.12В, Т14К8, Т15К6, Т30К4. В каждой из этих марок буква Т и поставленная за ней цифра указывают количество (в процентах) содержащегося в данном сплаве карбида титана, а цифра после буквы К — содержание (в процентах) кобальта. Остальное в данном сплаве карбид вольфрама. Таким образом, например, в сплаве марки Т5К10 содержится 5% карбида титана, 10% кобальта и 85% карбида вольфрама.

Титано-танталс-зольфрамовые сплавы используются в особо тяжелых случаях обработки сталей. В настоящее время в ГОСТ введена лишь одна марка этого сплава,

а именно TT7K12, содержание которого — 7% карбидов титана и тантала, 12% кобальта и 81% карбида вольфрама.

Металлокерамические сплавы выпускаются в виде пластинок различных форм и размеров.

В последнее время, при определенных условиях, в качестве инструментального материала находят применение минералокерамические материалы, основной частью которых является окись алюминия. В состав этих материалов не входят относительно редкие элементы: вольфрам, титан, кобальт и др. Теплостойкость резцов, оснащенных минералокерамикой, очень высокая и достигает 1200° С и более. В этом главное преимущество минералокерамических материалов в сравнении с твердыми сплавами, основными составляющими которых являются редкие и дорогие элементы п теплостойкость которых ниже. Недостатком минералокерамического сплава является его относительно небольшая и нестабильная прочность на изгиб (хрупкость). Поэтому он применяется при получистовой и чистовой обработке чугуна, стали и цветных сплавов. Минералоке- рампческие материалы выпускаются также в виде пластинок.

Для изготовления токарных резцов используются быстрорежущие стали марок Р18 и Р9. Основными элементами быстрорежущей стали марки Р18, наиболее широко применяемой для изготовления резцов, являются вольфрам (17,5—19%) и хром (3,8—4,4%), сообщающие стали свойство самозакаливаемости и теплостойкости при нагревании примерно до 600° С. Углерод (0,70—0,80%), входящий в состав рассматриваемой стали, соединяясь с вольфрамом и хромом, повышает ее твердость. Кроме того, в быстрорежущей стали марки Р18 содержится небольшое количество (1,0—1.4%) ванадия.

В менее распространений быстрорежущей стали марки Р9 содержится вольфрам <8,5—10,0%), хром (3,8— 4,4%), углерод (0,85—0,95%), ванадий (2,0—2,6%) и другие не оказывающие существенного влияния элементы.

Кроме сталей Р18 и Р9 в последние годы для изготовления токарных резцов используются быстрорежущие стали марок Р18Ф2, Р14Ф4, Р9Ф5, Р18К5Ф2, Р10К5Ф5 и Р9К9. Буква Р в этих марках обозначает вольфрам, буква Ф — ванадий, буква К — кобальт. Цифры, стоящие после букв, определяют содержание в данной стали этих элементов

в процентах. Кроме характеризующих данные марки стали элементов, указанных в их обозначениях, эти стали содержат также углерод, хром, молибден и другие составляющие.

Определить материал резца при отсутствии на нем маркировки можно «по искре».

При затачивании резца из быстрорежущей стали образуется небольшое количество искр красного цвета, похожих на звездочки. Чем больше в стали вольфрама, тем темнее искры и тем их меньше.

Из углеродистых сталей для изготовления резцов применяются стали марок У12А и У10А. В этих марках буква У условно обозначает, что сталь углеродистая; следующие за ней цифры указывают среднее содержание углерода в десятых долях процента, а буква А также условно указывает, что сталь высококачественная. Таким образом, маркой У12А обозначается высококачественная углеродистая сталь со средним содержанием углерода 1,2%.

Кроме углерода, в этих сталях содержится марганец, кремний, хром, никель, сера и фосфор.

При затачивании резца из углеродистой стали образуется много желтых искр в виде прямых линий.

При нагреве до 200° С резцы из углеродистой стали теряют стойкость и становятся негодными для дальнейшей работы. Поэтому в настоящее время они применяются очень редко и главным образом для обработки материалов мягких и средней твердости, при небольших скоростях резания.

Конструкции токарных резцов. Цельные резцы, головка и тело которых состоят из одного материала, применяются очень редко. Резцы такой конструкции встречаются только из углеродистой инструментальной стали, стоимость которой сравнительно невелика, а также из быстрорежущих сталей для небольших резцов, используемых главным образом в державках.

Напайные и наварные резцы (резцы с напаянными или приваренными пластинками из быстрорежущей стали или из твердого сплава) имеют широкое распространение. Стержень такого резца, обычно нормального сечения, изготовляется из обыкновенной углеродистой стали марок Ст. 6 и Ст. 7 либо из качественной углеродистой стали марки 45 или 50. Стержни резцов, работающих в особо тяжелых условиях, прочность которых нельзя усилить увеличением сечения, изготовляются из углеродистой

время стремятсявремя стремятсяРис. 16. Державка для закрепления твердосплавных пластинокРис. 16. Державка для закрепления твердосплавных пластинокшиваются болт,шиваются болт,инструментальной стали марок У7 и У8 или из легированной стали марки 40Х.

время стремятся

время стремятся

Рис. 16. Державка для закрепления твердосплавных пластинок

Рис. 16. Державка для закрепления твердосплавных пластинок

шиваются болт,

шиваются болт,

Несмотря на высокое качество современных способов напайки пластинок твердого сплава, изготовление таких резцов сопровождается иногда образованием трещин и в дальнейшем разрушением пластинки. Поэтому в последнее заменить напайку или приварку пластинок (особенно минералокерамических) механическим закреплением их.

Пластинка 1 в этом случае (рис. 16) закрепляется в стержне 4 резца посредством прижима 3 и болта 2. Один конец прижима опирается на пластинку, а другой — на рифленую поверхность (шаг рифлей — 1,5 мм). При износе пластинки на 1,5 мм прижим можно сдвинуть вперед (для этого отверстие для болта, закрепляющего прижим, сделано продолговатым). Пластинка в рабочем положении правой кромкой упирается в заплечик, имеющийся с нижней стороны прижима.

При замене затупившейся пластинки новой снимать резец со станка нет надобности. Недостаток такого способа закрепления пластинок состоит в том, что они используются примерно лишь наполовину. Кроме того, быстро изна- прижимы и другие детали, посредством

которых осуществляется крепление пластинки.

В последние годы применительно к механическому креплению стали выпускаться мноюгранные шперетачивае- мые пластинки (подробнее о них см. на стр 329).

В случае, когда длина режущей кромки резца, например расточного, может иметь небольшую протяженность, он изготовляется коротким и небольшого сечения. Для закрепления таких резцов используются державки различных конструкций. Державки применяются также для закрепления фасонных и резьбовых резцов. Наиболее употребительные конструкции подобных державок рассматриваются в соответствующих I лавах.

Изготовление твердосплавных резцов. Изготовление резцов производится в инструментальном цехе специаль-

ними рабочими и начинается с подготовки припаиваемой пластинки, у которой должно быть устранено (шлифованием) коробление опорной плоскости, если таковое имеется. Эта плоскость и боковые стороны пластинки, соприкасающиеся со стержнем резца, должны быть тщательно очищены от окалины и случайных загрязнений. Стержни резцов, изготовленные кузнечным способом из углеродистой стали, должны быть подвергнуты отжигу при температуре 800—850° С, а стержни, изготовленные из сталей марок 40X и 45Х, — при температуре 840—870°С.

Рис. 17. Положение плас тинки в стержне резца до заточкиРис. 17. Положение плас тинки в стержне резца до заточкиОпорная поверхность стержня должна быть обработана. Гнездо в нем под пластинку должно быть обработано так, чтобы пластинка ложилась на стержень резца без качки. Угол уп вреза пластинки (рис. 17), измеренный в главной секущей плоскости, следует делать равным переднему углу резца или немного больше этого угла.

Рис. 17. Положение плас тинки в стержне резца до заточки

Рис. 17. Положение плас тинки в стержне резца до заточки

Для уменьшения стачивания пластинки при первой заточке

резца гнездо в стержне должно

быть таким, чтобы пластинка выступала над державкой на 0,5—0,6 мм. Для более удобного затачивания резца по передней поверхности верхняя плоскость пластинки должна быть выше верхней поверхности стержня на 1,0—1,5 мм. Глубина h не должна превышать х/3 высоты

стержня резца.

В качестве припоя может быть использована электролитическая медь (температура плавления 1080° С) или медно-никелевый припой (температура плавления 1220° С) следующего состава: 70% меди, 30% никеля. Существуют и другие припои, составы которых приведены в книгах

по инструментальному делу.

Для предохранения поверхности гнезда и пластинки от окисления, для удаления окислов, а также для лучшего смачивания поверхностей во время пайки применяется флюс, в качестве которого обычно используется бура, предварительно расплавленная, истолченная и просеянная через мелкое сито.

Нагревание стержня резца и пластинки в процессе пайки лучше всего производить посредством токов высокой

частоты, в индукторе (рис. 18, а), внутренние размеры которого должны быть на 20—30 мм больше размеров стержня резца. После того, как резец нагреется до температуры плавления флюса (при использовании буры примерно до 750—800° С), его посыпают флюсом и, вынув резец из индуктора, металлической щеткой очищают гнездо от шлака. Затем гнездо вновь посыпают флюсом, укладывают на него пластинку, сверху кладут припой и вновь посыпают флюсом так, чтобы он сплошным слоем покрыл

Рис. 18. Нагрев резца под напайку пластинкиРис. 18. Нагрев резца под напайку пластинкиприпой и пластинку. После этого нагревают резец до температуры около 1200° С и как только припой расплавится — резец быстро вынимают из индуктора и остроконечным стержнем прижимают пластинку к поверхности гнезда. Для медленного

Рис. 18. Нагрев резца под напайку пластинки

Рис. 18. Нагрев резца под напайку пластинки

охлаждения напаянный резец помещают на 2—3 ч в ящик с размолотым древесным углем или сухим песком.

При отсутствии высокочастотной установки для нагревания напаиваемого резца может быть использована муфельная печь или, в крайнем случае, пламенная ацетилено-кислородная горелка. Работа в этом случае должна поручаться опытному сварщику. Пламя горелки должно быть восстановительным (с избытком ацетилена) и направлено на стержень (рис. 18, б), а не на пластинку.

Заточка и доводка твердосплавных резцов должны производиться на алмазных кругах. Наиболее качественная заточка и доводка твердосплавных резцов достигается при использовании кругов из естественного (обозначается буквой А) или искусственного (обозначается буквами АС) алмаза. Дело в том, что высокая режущая способность алмаза позволяет производить заточку, прижимая резец к кругу с меньшей силой, чем это требуется при использовании кругов из других материалов. Благодаря этому температура нагрева резца в процессе заточки на алмазном круге в 4—5 раз ниже, чем при других кругах. Это исключает образование трещин на пластинке в процессе заточки. Трещины иногда бывают незаметны на глаз, но хорошо видны в лупу. Чувствительность к образованию

Рис. 19. Углы заточки и доводки рез цов алмазными кругамиРис. 19. Углы заточки и доводки рез цов алмазными кругамитрещин при заточке особенно велика у резцов с мало- кобальтовыми и высокотитановыми твердыми сплавами (ВК2, ВКЗМ и Т30К4 и т. д.) Для уменьшения трудоемкости и экономии заточного и доводочного кругов рекомендуется при заточке резцов принимать для главной и вспомогательной задних поверхностей — тройной, а для передней поверхности — двойной угол заточки (рис. 19).

Рис. 19. Углы заточки и доводки рез цов алмазными кругами

Рис. 19. Углы заточки и доводки рез цов алмазными кругами

Для заточки твердосплавных резцов рекомендуются алмазные круги марок А12, АЮ, А8 и Аб (где 12, 10 и т. д.—зернистость круга; например, зернистость 12 указывает, что наименьший размер зерна данного круга 0,12дш) с концентрацией 100% и металлической связкой (обозначается буквой М). Можно использовать в этом случае круги марки АС, т. е. из искусственного алмаза. При выборе зернистости следует учитывать припуск на заточку: чем больше припуск, тем крупнее

должно быть зерно. С увеличением размера зерна уменьшается расход алмаза, резко возрастает производительность, но ухудшается чистота обработанной поверхности. Размеры круга выбираются с учетом имеющегося оборудования (следует учитывать, что наиболее производительными являются круги наибольших размеров).

Скорость вращения круга должна быть 30—35 м/сек, продольная подача 0,5—1,0 м/мин, поперечная подача 0,02—0,03 мм на один двойной ход. Заточку следует производить с охлаждением (1—2 л/мин), резко снижающим

силы резания, повышающим чистоту обработанной поверхности, увеличивающим производительность заточки и значительно уменьшающим расход алмазных кругов.

В качестве охлаждающей жидкости рекомендуется эмульсия следующего состава (в процентах):

Тринатрийфосфат 0,60

Вазелиновое масло 0,05

Бура0,30

Кальцинированная сода 0,25

Нитрат натрия0,10

Вода 98,70

Правку алмазных кругов рекомендуется производить абразивным кругом или брусками из зеленого карбида кремния зернистостью 25—16, твердостью СМ1—СМ2 на керамической связке, с охлаждением.

Для очистки поверхности алмазного круга от стружки следует применять пемзу.

Станки и приспособления, используемые для алмазной заточки твердосплавных резцов, должны быть жесткими. Биение кругов не должно превышать 0,01 мм. Форма круга — плоский с выточкой (ПВ) или цилиндрический чашечный (ЧЦ).

При выполнении приведенных выше рекомендаций шероховатость обработанной поверхности резца получается 8—10-го класса.

Ниже приводится порядок обработки алмазным кругом поверхностей твердосплавного резца:

заточка главной задней поверхности стержня под угол а +5°;

заточка вспомогательной задней поверхности стержня под угол а2 +5°;

заточка передней поверхности пластинки твердого сплава под угол у;

заточка главной задней поверхности пластинки твердого сплава под угол а +3°;

заточка вспомогательной задней поверхности пластинки твердого сплава под угол аг 4-3°;

закругление вершины резца.

Стержень резца следует обрабатывать электрокорундо- выми кругами. Несоблюдение этого правила приводит к засаливанию круга, а иногда к образованию трещин на

пластинке твердого сплава. Давление резца на круг должно быть незначительным во избежание появления трещин и увеличения износа круга. Направление вращения круга должно быть сверху вниз, т. е. круг должен как бы набегать на затягиваемый резец. Круги следует своевременно править, так как при засаленном круге образуются трещины в твердосплавной пластинке.

В случае отсутствия алмазных кругов заточку твердосплавных резцов можно производить кругами из других материалов, руководствуясь при этом данными табл. 2.

Таблица 2

Круги и окружные скорости при заточке твердосплавных резцов

Операция

Марки материала стержня и твердых сплавов

Характеристика круга

Окружная скорость в м/сек

Материал

Твердость

е о о. и

со ж

Заточка стержня резца по задним поверхностям

Углеродистая сталь: 45, 50, У8 и др.

Электрокорунд

С1—СМ2

40—25

25

Заточка передней и задней поверхностей резца по пластинке твердого сплава

Твердый сплав: ВК4, ВК6, ВК8, ВК8В, Т5КЮ, Т5К12В, Т14К8, Т15К6, Т17К12

Твердый сплав: ВК2, вкзм, ВК6М, Т30К4

Зеленый карбид кремния

То же

М2—СМ1

Ml—М3

40—25

25—16

12—16

12—16

Последовательность заточки и доводки резцов из твердых сплавов в этом случае такая же как и при одноименных операциях для резцов, затачиваемых алмазным кругом.

После заточки резца, даже на мелкозернистом круге, на режущей кромке его остаются зазубрины, а задняя

и передняя поверхности получаются повышенной шероховатости. Во время работы эти зазубрины и шероховатость вызывают интенсивный износ резца, что снижает его режущие свойства и повышает шероховатость обрабатываемой поверхности. Поэтому заточенный резец следует доводить на алмазном круге и только при отсутствии требуемого круга — на притирочном диске пастой из карбида бора.

Доводка твердосплавных резцов ведется алмазными кругами со следующими характеристиками и режимами.

Зернистость круга А5, А4, АМ40,

АМ28, АМ20

СвязкаОрганическая

Концентрация кругов в %: А5 и А4 50

АМ40, АМ28,АМ20и др25

Скорость вращения круга в м/сек . . .30—35

Продольная подачавм/мин 0,30—0,80

Поперечная подача в мм на двойной ход 0,005—0,01

При доводке следует применять охлаждение (1 —2 д/лин).

При правильном выполнении доводки шероховатость доведенных поверхностей снижается до 11 класса чистоты и даже больше.

Доводка твердосплавных резцов при отсутствии соответственных алмазных кругов может производиться пастой из карбида бора на вращающихся чугунных (ДВ120—160) дисках при скорости вращения диска 1,0—1,5 м/сек.

Паста нормальной производительности состоит (по весу) из 70% карбида бора и 30% парафина. В пасте повышенной производительности содержится 85% карбида бора и 15% парафина.

Зернистость доводочного материала рекомендуется следующая:

при черновой обработке М40

» чистовой »М20—М28

Порядок обработки поверхностей твердосплавного резца при доводке:

доводка главной задней поверхности под углом а на величину фаски шириной 1,5—3 мм;

доводка передней поверхности под угол у на величину фаски шириной 2—4 мм;

закругление вершины резца.

Вспомогательная задняя поверхность резца не доводится.

Для получения высокого качества доводки необходимо, чтобы биение доводочного круга или диска не превышало 0,05 мм. Вращение круга и диска должно быть

Рис. 20. Шаблон (а) для проверки углов резца и его применение при проверке заднего угла (б) и угла заострения (в) резца

обратным вращению круга при заточке и направлено под режущую кромку. Перед нанесением пасты на диск его следует слегка протереть войлочной щеткой, смоченной в керосине. Слой пасты, наносимой на диск, должен быть тонким; толстый слой не ускоряет процесс доводки. Резец следует плавно подводить к доводочному диску и легко прижимать к нему. Сильный нажим не ускоряет доводку, а только увеличивает расход пасты и ускоряет износ диска.

Проверра правильности углов резца в простейшем случае производится шаблонами, подобными показанному на рис. 20, а. Наклонные стороны А и В шаблона составляют с его основанием (с правой стороной по рис. 20, а)

углы, равные 90° — а, где угол а для стороны А равен, например 8°, а для стороны В — 12°. Это дает возможность проверить на плите правильность заднего угла резца, как показано на рис. 20, б. Вырезы у основания шаблона сделаны с разными углами, равными углам заострения резцов, предназначенных для обработки различных материалов. Проверка этим шаблоном угла заострения резца показана на рис. 20, в. Шаблон следует располагать в плоскости, перпендикулярной к главной режущей кромке.

Для проверки и измерения углов резцов пользуются также специальными универсальными приборами.

Чистоту доведенных поверхностей резца и отсутствие на режущей кромке зазубрин проверяют при помощи лупы с 10—20-кратным увеличением.

Изготовление резцов с пластинками из минералокерамических твердых сплавов. Припаивание минералокерамических пластинок производится латунью Л-62. Этот процесс должен выполняться очень тщательно во избежание отскакивания пластинки или ее растрескивания. Затруднения, возникающие при этом, обусловливают широкое применение державок для минералокерамических резцов, подобных показанной на рис. 16, и других конструкций.

Заточка минералокерампческих резцов производится на шлифовальных кругах из зеленого карбида кремния на керамической связке твердостью не свыше СМ1. При освоении процесса заточки этих резцов следует пользоваться кругами твердостью М2—М3.

Зернистость кругов при предварительной заточке 40, при окончательной 25—16.

Окружная скорость круга должна быть около 5 м/сек. Если заточка производится твердым кругом, окружная скорость его должна быть 2—4 м/сек.

Во избежание растрескивания пластинки заточку минералокерамических резцов следует производить с охлаждением (1—2-процентный раствор кальцинированной соды в воде).

Доводка минералокерамических резцов производится на чугунном диске пастой из карбида бора зернистостью 3—6.

Изготовление быстрорежущих и углеродистых резцов. Быстрорежущие резцы лишь небольших размеров делают цельными. Резцы средних и крупных размеров, для эко-

номии дорогостоящей быстрорежущей стали, должны быть наварными.

Пластинки из быстрорежущей стали привариваются к стержню резца с помощью различных порошков. Сварочный порошок накладывается слоем толщиной около 3 мм между пластинкой и стержнем резца. После этого резец помещают в индуктор высокочастотной установки, в крайнем случае в печь или даже кузнечный горн, где он нагревается до светло-красного цвета. Убедившись в том, что пластинка не сдвинулась, ударяют по ней один раз молотком для закрепления ее на месте. Затем резец снова помещают в печь и нагревают до температуры сварки, т. е. до светло-желтого, почти белого цвета и появления пузырей на пластинке. Вынув резец из печи, плотно прижимают пластинку к стержню под ручным прессом или легкими, но частыми ударами кузнечной кувалды (через гладилку). Охлажденный резец можно закаливать как цельный.

Резцы из быстрорежущей стали при закалке нагревают «ступенями»: сначала медленно нагревают до определенной температуры, затем быстро до следующей ступени температуры и только после этого быстро поднимают температуру нагрева до 1240—1300° С.

Охлаждение резца производится в масле или струе холодного воздуха. Для отпуска резца его нагревают, выдерживая в печи 3—4 ч, после чего охлаждают в масле или в струе воздуха. Материал резца улучшается, если отпуск производят 2—3 раза с выдержкой 1 ч после нагрева.

Резцы из углеродистой стали изготовляют обычно цельными, независимо от их размеров. Такие резцы получают необходимую форму механической обработкой или ковкой. Придание резцу необходимой формы кузнечным способом всегда связано с понижением качества его материала — выгоранием полезных элементов, образованием трещин и т. д. Поэтому такой способ следует применять лишь в случае безусловной необходимости и выполнять со строгим соблюдением всех правил ковки. Откованные резцы следует подвергать отжигу, уничтожающему внутренние напряжения в стали, образовавшиеся во время ковки. Для этого резцы нагревают до температуры отжйга, соответствующей марке стали изготовляемого резца, после чего резец охлаждают в сухом древесном угле, золе или песке.

Для закалки резца головка его нагревается до соответствующей температуры, затем резец охлаждается в какой- либо жидкости или на воздухе; после этого производится отпуск резца. Характер и продолжительность каждой из этих операций устанавливается в зависимости от сорта стали.

Резцы из углеродистой стали, нагретые до соответствующей температуры (760—800° С в зависимости от марки стали), охлаждают в воде комнатной температуры.

Для сообщения резцу вязкости его подвергают отпуску. С этой целью как только головка охлаждаемого резца потемнеет, его вынимают из воды, очищают головку от окалины и ждут, пока она снова нагреется теплотой, оставшейся в неохлажденной части резца, до температуры, соответствующей данной стали и определяемой по цвету побежалости. Как только цвет побежалости, соответствующий данной температуре, дойдет до вершины резца, последний быстро охлаждают в воде.

Заточка новых быстрорежущих и углеродистых резцов с приваренными пластинками и изготовленных ковкой, производится в два приема. Предварительная заточка резцов выполняется до их закалки кругом из электрокорунда зернистостью 80—50 и твердостью С1—СТ1. При этой заточке должны быть получены все углы резца. Окончательная заточка таких резцов, а также переточка резцов, находящихся в работе и затупившихся, производится на круге из электрокорунда белого зернистостью 40 или 25 с твердостью СМ—СМ1, при окружной скорости круга 25—35 м/сек, при обильном охлаждении.

Резцы, форма головки которых получена механической обработкой, а также резцы с аккуратно приваренной пластинкой затачиваются полностью после термообработки (без предварительной заточки).

Окончательно заточенный резец подвергается доводке на диске или заправляется абразивным бруском. Для доводки быстрорежущих резцов применяют пасты — крупнозернистую и мелкозернистую.

Состав крупнозернистой пасты в % (по весу):

Электрокорунд белый или нормальный зер

нистостью М40—М28 70

Стеарин технический 28

Олеиновая кислота 2

Состав мелкозернистой пасты в % (по весу):

Электрокорунд белый или нормальный зер

нистостью М20—Ml 065

Стеарин технический 32

Олеиновая кислота 3

Общие замечания о заточке и доводке резцов. Заточка и доводка резцов — одна из самых опасных работ, выполняемых токарем. Поэтому при выполнении ее необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности:

если заточка производится всухую и у станка нет защитного стекла, токарю необходимо надевать специальные очки;

при заточке резца надо стоять не напротив вращающегося круга, а несколько сбоку, чтобы в случае разрыва круга осколки его не задели рабочего;

подкладка, на которую опирается затачиваемый резец, должна быть установлена возможно ближе к шлифовальному кругу;

круг всегда должен быть в исправном состоянии и хорошо выправленным;

биение круга не допускается;

защитный кожух, закрывающий круг, всегда должен быть на месте.

Глава II

ТОКАРНЫЕ СТАНКИ И ИХ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Токарно-винторезный станок модели 1А62

Общее описание. На рис. 21 показан токарно-винторезный станок модели 1А62 завода «Красный пролетарий».

На левом конце станины 28 станка находится передняя бабка 5. В подшипниках бабки вращается шпиндель (главный вал — на рисунке не показан), на правый конец которого навертывается патрон 7 или другое приспособление для закрепления обрабатываемой детали. В шпинделе имеется конусное отверстие, в которое может быть вставлен центр, также используемый для установки и закрепления детали.

Шпиндель посредством устройства, расположенного в корпусе передней бабки и называемого коробкой скоростей, получает вращение от электромотора, установленного на отдельном фундаменте сзади станка. Это осуществляется посредством клиноременной передачи, связывающей шкив электромотора и шкив станка (на рисунке он закрыт кожухом /), и ряда шестерен, муфт и других деталей, составляющих коробку скоростей.

Коробка скоростей устроена таким образом, что при постоянном числе оборотов в минуту электромотора числа оборотов шпинделя можно изменять в довольно широких пределах. Так, рассматриваемый станок имеет 24 скорости шпинделя — от 16,5до 1200 об!мин. В числе этих скоростей имеются три совпадающих, так что практически шпиндель станка 1А62 имеет не 24 скорости, а 21 рабочую скорость.

Такое количество скоростей вращения шпинделя дает возможность установить скорость резания, наиболее под-

ходящую для условий данной работы. Изменение скорости вращения шпинделя производится при помощи трех рукояток 2, 4 и 6, расположенных на стенке передней бабки.

На правом конце станины находится задняя бабка 14, в пиноли 12 которой расположен задний центр 11. Задняя бабка может быть установлена на различном расстоянии от передней. Кроме того, можно перемещать ее пиноль

Рис. 21. Токарный станок модели 1А62

вращением маховичка 15 и закреплять в требуемом положении рукояткой 13. Корпус задней бабки установлен на промежуточной плите 20, расположенной на направляющих станины. Корпус бабки можно сдвигать по плите в сторону токаря или, наоборот, от токаря. При среднем положении корпуса бабки 14 обрабатываемые детали, закрепленные в центрах, получаются цилиндрическими, при сдвинутом корпусе бабки — коническими.

Прямая линия, соединяющая вершины переднего и заднего центров, при среднем положении задней бабки, когда ось заднего центра совпадает с осью переднего центра, называется, центровой линией станка. Она параллельна направляющим станины.

Режущий инструмент (резец) закрепляется на суппорте 8. Суппорт состоит из нескольких частей,

перемещающихся в разных направлениях. Это обеспечивает возможность осуществления подачи резца — продольной, параллельной центровой линии станка, и поперечной, перпендикулярной к этой линии. Верхняя часть суппорта может быть повернута около вертикальной оси; подачу резца при этом можно осуществить под углом к центровой линии станка, что требуется при обработке конических поверхностей.

Все подачи резца могут быть ручными, а продольная и поперечная — также и автоматическими. Продольная ручная подача происходит при вращении маховика 29, расположенного, как и многие другие рукоятки управления подачами станка, на передней стенке фартука 25 суппорта.

Поперечная ручная подача получается при вращении рукоятки 9, а подача верхней (поворотной) части суппорта — посредством рукоятки 10.

Автоматические подачи резца заимствуются от ходового винта 21 или от ходового вала 22, получающих вращение с разными скоростями от коробки подач 19. Ходовой винт используется при нарезании резьб, ходовой вал — при всех остальных токарных работах. Включение подачи, заимствуемой от ходового винта, получается посредством рукоятки 34, а от ходового вала — при помощи рукояток 34 и 30. Одновременное включение подач, получаемых от ходового винта и ходового вала, привело бы к поломке станка. Поэтому у рассматриваемого станка имеется устройство (в фартуке), не допускающее такого включения. Рукояткой 31, расположенной на фартуке суппорта, производится включение и выключение разъемной гайки станка, а рукояткой 26 — подачи, заимствуемой от ходового вала. Рукоятка 24 служит для реверсирования (изменения направления вращения) ходового вала, что обусловливает изменение направления перемещения суппорта.

Коробка подач 19 связана зубчатыми шестернями через гитару, расположенную под кожухом 17, со шпинделем станка, так что скорости вращения шпинделя и величина подачи резца получаются строго согласованными. Коробка подач устроена таким образом, что, устанавливая в разные положения рукоятки 18, 32, 33 и 35, можно получать (через ходовой винт) подачи, соответствующие шагам всех принятых резьб, и большое количество раз-

личных подач (через ходовой вал), необходимых при остальных токарных работах.

Используя сменные шестерни гитары, устройство которой рассматривается ниже, можно нарезать резьбы с нестандартным шагом. Такие же шестерни применяются при нарезании точных резьб. Посредством рукоятки 3 шаг нарезаемой резьбы может быть увеличен в 2, 8 или в 32 раза в зависимости от положения рукоятки 6.

Рукоятка 16 служит для настройки станка на нарезание правой или левой резьбы.

Используя все возможные передачи коробки подач, на рассматриваемом станке можно нарезать метрические резьбы с шагом от 1 до 12 мм, дюймовые с числом витков от 2 до 24 на 1", а также многие модульные и питчевые резьбы.

Кроме того, на станке модели 1А62 можно получить при работе через ходовой вал продольные автоматические подачи от 0,082 до 1,59 мм!об и поперечные от 0,027 до 0,52 мм1об.

Рукоятки 23 и 27 служат для включения, выключения и реверсирования станка.

Коробка скоростей. На рис. 22 приведена кинематическая схема коробки скоростей токарного станка модели 1А62. Все детали и части коробки изображены на схеме условно, что значительно упрощает изучение устройства коробки и взаимодействие ее деталей. Валы коробки скоростей для удобства изображения условно показаны расположенными в одной плоскости. Устройство наиболее важных узлов коробки приводится ниже.

Ведущий вал I коробки получает вращение от электромотора через шкив 36. На этом валу свободно вращаются двухвенцовый блок шестерен <37, 38 и шестерня 40. Правая часть первой из этих деталей и левая часть второй являются корпусами половинок фрикционной муфты 39, посредством которой производятся включение и выключение, а также изменение направления вращения шпинделя. Используя одну из рукояток, 23 или 27, можно переместить втулку фрикционной муфты по валу /. При левом положении этой втулки блок шестерен <37, <38 связывается с вращающимся валом 7, и шпиндель станка получает прямой ход. При правом положении этой втулки с валом 1 оказывается связанной шестерня 40. В этом случае шпиндель станка, как это будет пояснено ниже,

получает обратный ход. При среднем положении втулки станок выключен.

На валу II коробки расположены двухвенцовый блок шестерен 43, 44 и шестерни 45, 46 и 47.

Блок шестерен 43, 44 постоянно вращается вместе с валом //, но его можно перемещать вдоль вала и устанавливать в одно из двух рабочих положений. Такое

Рис. 22. Кинематическая схема коробки скоростей токарного станка модели 1А62

устройство рассматриваемого блока, называемого скользящим, обозначается на схеме линией, параллельной оси вала.

Первое рабочее положение блока шестерен, когда в зацеплении находятся шестерни 37 и 43, показано на рис. 22; при втором положении этого блока будут сцеплены шестерни 38 и 44.

Шестерни 45, 46 и 47 находятся в постоянном положении на валу II, что отмечено на схеме крестиками.

На валу III расположен скользящий трехвенцовый блок шестерен 52, 53, 54, имеющий три рабочих положения. Одно из них (среднее) показано на схеме; при левом положении блока в зацеплении находятся шестерни 45 и 52, а при правом — 47 и 54.

Перемещение блоков шестерен 43, 44 и 52, 53, 54 осуществляется рукояткой 2.

На валу III, кроме блока шестерен 52, 53, 54, закреплены шестерни 55, 56 и 57.

На валу IV расположены два двухвенцовых блока шестерен 48, 49 и 50, 51. Если блок 48, 49 находится в правом положении, показанном на схеме, то передача от вала /// валу IV осуществляется через шестерни 57 и 49. При установке этого блока в левое положение в сцеплении оказываются шестерни 56 и 48.

Вал V, на котором закреплены шестерни 58, 59 и 60, получает вращение от вала IV через шестерни 51 и 60, если блок 50, 51 находится в положении, показанном на рис. 22, или через шестерни 50 и 59 — при левом положении блока.

Управление блоками 48, 49 и 50, 51 осуществляется рукояткой 6.

Вал VI — шпиндель станка. На нем расположены шестерни 62 и 64. Они свободно вращаются на шпинделе (на схеме нет никаких условных обозначений крепления), но могут быть связаны с ним кулачковой муфтой 63, управляемой рукояткой 4. При левом положении муфты 63 со шпинделем соединена шестерня 62, и шпиндель получает вращение непосредственно от вала III через шестерни 55 и 62. Если установить муфту 63 в правое положение, правый конец ее, представляющий собой цилиндрическую шестерню, войдет в соответствующую выемку, имеющуюся в шестерне 64, и соединит ее со шпинделем VI. В этом случае шпиндель будет получать вращение также от вала III, но не непосредственно, а через шестерни, расположенные на валах IV и V.

Если включить муфту 39 так, чтобы с валом / был соединен блок шестерен 37, 38, и установить все имеющиеся в коробке скоростей скользящие блоки шестерен, а также кулачковую муфту в различные свойственные им рабочие положения, то при постоянной скорости вращения вала / шпиндель VI станка получит, как указано выше, 24 разные скорости.

На рис. 23 приведены примеры передачи вращения вала / шпинделю VI при некоторых положениях деталей коробки скоростей, причем шестерни, участвующие в передаче, показаны (условно) с зубьями, а все остальные — в виде прямоугольника.

На рис. 23, а блок шестерен 43, 44 установлен в левое, блок 52, 53, 54 — в среднее, а кулачковая муфта 63 — в левое положение. Напомним, что при таком положении муфты 63 со шпинделем соединена шестерня 62. Передача

Рис. 23. Схемы некоторых передач вращения ведущего вала шпинделю в коробке скоростей токарного станка модели 1А62

вращения от вала / к шпинделю VI в данном случае происходит через шестерни 37, 43, 46, 53, 55, 62.

На рис. 23, б блок шестерен 43, 44 находится в том же положении, а блок 52, 53, 54 передвинут в правое положение. Блоки 48, 49 и 50, 51 установлены также в правое положение. Шестерня 64 посредством муфты 63 соединена со шпинделем VI. Передача вращения от вала / к шпинделю VI происходит через шестерни 37, 43, 47, 54, 57, 49, 51, 60, 58, 64.

На рис. 23, в блоки шестерен 43, 44\ 52, 53, 54, 48, 49 находятся в правом положении, блок 50, 51 передвинут влево. Шестерня 64 муфтой 63 соединена со шпинделем. Передача вращения вала / шпинделю VI идет через шестерни 38, 44, 47, 54, 57, 49, 50, 59, 58, 64.

На рис. 23, г блок шестерен 43, 44 установлен в правое положение, а блоки 52, 53, 54 и 48, 49 и 50, 51 — в левое. Шестерня 64 соединена муфтой 63 со шпинделем станка. Передача вращения вала / шпинделю станка происходит через шестерни 38, 44, 45, 52, 56, 48, 50, 59, 58, 64.

Если посредством муфты 39 рассматриваемой коробки соединить с валом / шестерню 40 (рис. 22), то вращение этого вала будет передаваться валу // через шестерни 40, 41, 42, 47. Блок 41, 42, установленный на валу VII, образует паразитную шестерню \ поэтому в данном случае вал // будет вращаться в обратную сторону в сравнении с той, в которую он вращался, когда с валом / был сцеплен блок шестерен 37, 38. В обратную сторону будут вращаться и валы ///, IV и V. Шпиндель VI будет иметь обратный ход с 12 различными скоростями. Количество скоростей вращения шпинделя при обратном ходе вдвое меньше, чем при прямом, так как в передаче вращения вала / валу // не участвует двойной блок шестерен 43, 44.

Ознакомившись с устройством коробки скоростей в целом, рассмотрим некоторые ее узлы.

На рис. 24 показан приводной шкив 36 рассматриваемой коробки. Он вращается на двух шарикоподшипниках 68, насаженных на втулку 66, которая приклеплена болтами 65 к левой стенке 67 корпуса коробки скоростей.

1 Паразитной называется шестерня, установленная между двумя шестернями (ведущей и ведомой), передающими вращение одного вала Другому. Она не изменяет передаточного отношения (отношения числа зубьев ведущей шестерни к числу зубьев ведомой) этих шестерен, но изменяет направление вращения ведомой шестерни на обратное.

Через фланец 69, соединенный со шкивом 36, вращение последнего передается валу / коробки. Благодаря такому устройству усилие натяжения в клиноременной передаче, передающей вращение шкиву от электромотора, воспринимается корпусом бабки, а не валом /.

Справа от стенки коробки на валу / расположена известная нам двухвенцовая шестерня 37, 38. Эта шестерня, как было указано выше, является корпусом левой поло-

Рис. 24. Приводной шкив токарного станка модели 1А62Рис. 24. Приводной шкив токарного станка модели 1А62вины фрикционной муфты (рис. 25), с помощью которой производятся пуск, остановка и изменение направления вращения шпинделя при включенном электромоторе. Корпусом правой половины муфты служит шестерня 40. Обе шестерни насажены на вал / свободно и соединяются с ним посредством тонких стальных дисков (70 и 77), называемых фрикционными. Диски эти насажены на вал / в чередующемся порядке. Выступы Л, имеющиеся на наружной поверхности дис

Рис. 24. Приводной шкив токарного станка модели 1А62

Рис. 24. Приводной шкив токарного станка модели 1А62

ков 70, входят в продольные пазы В, сделанные в корпусах левой и правой половин муфты; диски эти не связаны с валом /.

Диски 71, наоборот, охватывают шлицевым отверстием

такую же часть вала / и не связаны с шестернями 38 и 40. При достаточно сильном сжатии дисков той или другой половины муфты между ними возникает трение, передающее вращение вала / шестерне 38 — для получения прямого вращения шпинделя или шестерне 40 — для сообщения шпинделю обратного вращения.

Сжатие дисков половин муфты производится посредством расположенной между ними подвижной втулки 39 с навернутыми на нее регулировочными гайками 72 и 74.

Эта втулка соединена шпилькой 73, расположенной в продольном пазу вала, с тягой 75, находящейся в центральном отверстии вала и управляемой рукояткой 23 или 27 (рис. 21). Поворот любой из этих рукояток передается тяге 75 через ряд рычагов, валиков и других деталей.

Сила нажатия на диски регулируется изменением положения гаек 72 и 74. При буксовании муфты на рабочем ходу (провертывании одних дисков относительно других) ее необходимо немедленно отрегулировать во избежание вредного нагревания дисков и нарушения нормальной работы станка.

Одновременно с выключением фрикционной муфты происходит торможение шпинделя станка. Для этого на одном из валов коробки (вал IV, рис. 22) насажен чугун-

Рис. 25. Фрикционная муфта токарного станка модели 1А62

ный диск, охватываемый стальной лентой. При выключении фрикционной муфты лента посредством ряда проме жуточных деталей натягивается, и сила трения между неи и диском, закрепленным на валу IV, осуществляет торможение всех вращающихся деталей коробки скоростей.

На рис. 26, а изображены валы // и III с расположенными на них шестернями. Трехвенцовый блок шестерен 52, 53, 54 — скользящий. На рисунке он показан в среднем положении, когда передача вращения вала // валу /// происходит через шестерни 46 и 53.

При установке блока в левое положение передача вращения будет происходить через шестерни 45 и 52. При правом его положении в зацеплении окажутся шестерни 47 и 54. ’

Рис. 26. Скользящий трехвенцовый блок шестерен (а) и кулачковая муфта (б) коробки скоростей токарного станка модели 1А62Рис. 26. Скользящий трехвенцовый блок шестерен (а) и кулачковая муфта (б) коробки скоростей токарного станка модели 1А62

Рис. 26. Скользящий трехвенцовый блок шестерен (а) и кулачковая муфта (б) коробки скоростей токарного станка модели 1А62

Рис. 26. Скользящий трехвенцовый блок шестерен (а) и кулачковая муфта (б) коробки скоростей токарного станка модели 1А62

На рис. 26, б показана часть шпинделя VI рассматриваемой коробки скоростей, на которой находятся свободно насаженные шестерни 62 и 64. Между этими шестернями, на шлицованной части шпинделя, расположена кулачковая муфта 63. Правый конец этой муфты с нарезанными на нем зубьями входит в выточку с такими же зубьями, имеющуюся в левом торце шестерни 64. Благодаря этому вращение шестерни 64 передается шпинделю. Если муфту 63 передвинуть влево, то имеющиеся на ее левом торце выступы А войдут во впадины между такими же выступами на правом торце шестерни 62. Шпиндель станка при этом получает вращение от шестерни 62.

На рис. 27 изображены подшипники шпинделя рассматриваемой коробки скоростей.

Шейка А переднего (правого) конца шпинделя коническая(с очень малым уклоном). Она охватывается внутренним колщж специального двухрядного роли

кового подшипника 79, расположенного в правой стенке коробки скоростей. Отверстие внутреннего кольца подшипника также коническое. Посредством гайки 81, действующей на кольцо подшипника через промежуточную втулку 82, подшипник можно регулировать. При повертывании гайки 81 внутреннее кольцо подшипника перемещается по конической шейке шпинделя, вследствие чего наружный диаметр кольца несколько увеличивается. Зазор, образовавшийся между роликами и кольцами подшипника ввиду их износа, при этом устраняется. Во избежание самопроизвольного свертывания гайки она закрепляется в требуемом положении стопорным винтом 78.

Задний (левый) конец шпинделя вращается в коническом роликовом подшипнике 76, регулируемом посредством гайки 80 так же, как и у переднего подшипника. Усилия, действующие на шпиндель в направлении его оси справа налево, воспринимаются упорным шариковым подшипником 77. Осевые усилия, направленные слева направо, поглощаются роликовым подшипником 76.

Трензель, гитара и коробка подач. Движение подачи заимствуется, как было указано выше, от шпинделя станка

Рис. 27. Подшипники шпинделя токарного станка модели 1А62Рис. 27. Подшипники шпинделя токарного станка модели 1А62

Рис. 27. Подшипники шпинделя токарного станка модели 1А62

Рис. 27. Подшипники шпинделя токарного станка модели 1А62

Поэтому величина подачи на один оборот шпинделя ос тается постоянной независимо от скорости его вращет ия что особенно необходимо при нарезании резьбы.

У рассматриваемого станка механизм подачи (рис. 28) получает вращение от шпинделя через вал VIII. При работе с нормальной подачей передача вращения шпинделя валу VIII осуществляется двояко. Если шестерню 61 установить в правое положение (на рис. 28 она показана в левом), а шестерню-муфту 63 передвинуть влево, то передача вращения шпинделя валу VIII будет происходить через шестерни 63 и 61. При том же (правом) положении шестерни 61 и установке шестерни-муфты 63 в правое положение передача вращения шпинделя валу VIII будет происходить также через шестерни 63 и 61. И так как числа зубьев этих шестерен одинаковы, скорость вращения вала VIII будет в обоих случаях такая же, как и шпинделя. При левом

положении шестерни-муфты 63, т. е. в первом из рассмотренных случаев, шпиндель станка будет получать вращение непосредственно от вала /// через шестерни 55, 62, что соответствует более высоким скоростям вращения шпинделя. Если шестерню-муфту установить в правое положение (второй случай), то шпиндель станка, как это

Рис. 29. Кинематическая схема трензеля и гитары токарного станка модели 1А62Рис. 29. Кинематическая схема трензеля и гитары токарного станка модели 1А62Рис. 28. Часть кинематической схемы коробки скоростей токарного станка модели 1А62

Рис. 29. Кинематическая схема трензеля и гитары токарного станка модели 1А62

Рис. 29. Кинематическая схема трензеля и гитары токарного станка модели 1А62

указано выше, получает вращение от вала /// через шестерни, расположенные на валах IV, V, что соответствует более низким скоростям вращения шпинделя.

Для получения подачи, увеличенной против нормальной, необходимо передвинуть шестерню 61 влево, т. е. ввести ее в зацепление с шестерней 57 (как показано на рис. 28), а шестерню-муфту 63 установить в правое положение, при котором шестерня 64 соединена со шпинделем станка.

Если при этом блоки шестерен 50, 51 и 48, 49 установлены в правое положение, т. е. так, как показано на рис. 28, передача вращения шпинделя валу VIII будет происходить через шестерни 64, 58, 60, 51, 49, 57 и 61. Числа зубьев этих шестерен таковы, что одному обороту шпинделя будут соответствовать два оборота вала VIII. Подача суппорта на один оборот шпинделя будет в 2 раза больше нормальной.

Если блок шестерен 50, 51 передвинуть в левое положение, то при том же положении блока 48, 49 передача вращения шпинделя валу VIII будет происходить через шестерни 64, 58, 59, 50, 49, 57 и 61. В этом случае одному обороту шпинделя будут соответствовать восемь оборотов вала VIII, благодаря чему подачи суппорта будут в 8 раз больше нормальных.

Отметим, что такой же результат получается при установке блока 50, 51 в правое, а блока 48, 49 — в левое положение.

Если оба блока шестерен 50, 51 и 48, 49 установлены в левое положение, то передача вращения шпинделя валу VIII будет происходить через шестерни 64, 58, 59, 50, 48, 56, 57, 61, что обеспечит увеличение подачи против нормальной в 32 раза.

Следующее звено механизма подачи (рис. 29) — это трензель, посредством которого изменяется направление подачи при одном и том же направлении вращения шпинделя.

Он состоит из двухвенцового блока шестерен 83, 84, закрепленного на валу VIII, паразитной шестерни 85, вращающейся на валу IX, и скользящей шестерни 88, расположенной на валу X и управляемой рукояткой 16. При положении этой шестерни, показанном на рисунке, она находится в зацеплении с шестерней 83.

На рисунке этого зацепления не видно, так как все валы трензеля изображены условно расположенными в одной плоскости.

Передача вращения вала VIII валу X будет происходить через шестерни 83 и 88. Вращение вала X будет таким, при котором нарезается левая резьба. Если передвинуть шестерню 88 вправо и ввести ее в зацепление с шестерней 85, то передача вращения вала VIII валу X будет происходить через шестерни 84, 85, 88 в направлении, требующемся для нарезания правых резьб.

При работе с увеличенной подачей, а также при прямом соединении вала XII с ходовым винтом станка (подробнее об этом см. ниже) направление подачи изменяется на обратное.

Гитара (рис. 29) состоит из двухвенцовой шестерни 86, 87, промежуточной шестерни 89, установленной на оси XI, и второй двухвенцовой шестерни 90, 91.

Шестерни86879091Шестерни86879091

Шестерни

86

87

90

91

Шестерни

86

87

90

91

Двухвенцовые блоки шестерен имеют следующее количество зубьев:

Количествозубьев

32

42

97

100

При положении этих блоков, показанном на рисунке, передача от вала X к валу XII осуществляется через шестерни 87, 89, 91. Такое положение блоков соответствует нарезанию метрических и дюймовых резьб. Если блоки 86,

87 и 90, 91 снять, перевернуть и снова установить на свои места, то вал XII будет связан с валом X шестернями 86, 89, 90, что необходимо при нарезании модульных и питчевых резьб.

Схема устройства коробки подач токарного станка модели 1А62 показана на рис. 30. На правом конце вала XII расположена шестерня 92, которая может занимать два положения. В первом из этих положений (рис. 30) шестерня 92 сцеплена с шестерней 102, а во втором — входит в выемку муфты 93, подобно тому как кулачковая муфта 63 коробки скоростей (рис. 22) входит в шестерню 64.

Когда производится обтачивание гладких поверхностей и нарезание метрической или модульной резьбы, шестерня 92 (рис. 30) должна быть установлена в левом положении. В этом случае вращение вала XII через шестерни 92 58

и 102 передается валу XIII, на котором закреплен блок 103 из восьми шестерен с постоянно увеличивающимся числом зубьев (26, 28, 32 и т. д. до 48). Посредством накидной шестерни 101 и постоянно с ней сцепленной шестерни 94 передача вращения вала XIII сообщается валу XIV. При этом шестерня 101, управляемая рукояткой 18, может быть передвинута по валу XIV в одно из восьми положений, обозначенных на схеме цифрами 1—8, и сцеплена с любой из восьми шестерен блока 103.

Вращение вала XIV через шестерни 95, 105 и ПО передается валу XV. Вал XVI получает вращение от вала XV через шестерни 111 и 106 при левом положении блока шестерен 111, 112 и через шестерни 112, 108 при его правом положении. Передача вращения валу XVII осуществляется через шестерни 106 и 97, если блок 97, ^установлен в левое положение (показано на рисунке),или через шестерни 107, 98 после того как блок этот передвинут вправо. От вала XVII вращение передается ходовому валу XVIII или ходовому винту. В первом случае в передаче вращения участвуют шестерня 99 и шестерня 109, закрепленная на ходовом валу. Ходовой винт получает вращение, если шестерня 99 введена в муфту 100, закрепленную на левом конце ходового винта.

При гладком обтачивании и нарезании дюймовых, а также питчевых резьб шестерня 92 вводится в муфту 93. Передача вращения вала XII ходовому винту и ходовому валу будет происходить при этом следующим образом. От вала XIV, получившего вращение непосредственно от вала XII, передача идет на вал XIII через шестерни 94 и 101 и одну из шестерен 103. Вал XIII через шестерни 104 и ПО передает вращение валу XV и далее ходовому винту и ходовому валу через валы XVI и XVII и расположенные на них шестерни так же, как и при левом положении шестерни 92. Если производится нарезание резьб повышенной точности, то для подачи суппорта используются сменные шестерни, устанавливаемые на гитаре, а коробка подач выключается. Этим исключается вредное влияние неизбежных неточностей изготовления большого количества шестерен коробки.

При такой настройке коробки подач шестерня 92 должна быть введена в муфту 93, шестерня 97 в муфту 96 и шестерня 99 в муфту 100. Передача вращения вала XII ходовому винту происходит через валы XIV и XVII.

На рис. 31 изображено устройство накидной шестерни рассмотренной коробки подач.

Фиксатор 184 под действием расположенной внутри

рукоятки 18 пружины входит в одно из восьми (по числу шестерен ЮЗ) отверстий в детали 186. Деталь эта прикреплена к передней стенке коробки подач. Если потянуть

рукоятку 18 к себе, то фиксатор выйдет в детали 186, после чего рукоятку можно опустить и, передвинув ее влево или вправо, ввести фиксатор в другое отверстие

отверстияотверстияизиз*8*8ibSibS187187■188■188185186185186Рис. 31. Накидная шестерня коробки подачРис. 31. Накидная шестерня коробки подачдетали 186. Поворот и перемещение рукоятки 18 вызовут (через скобу 187 и палец 188) такие же движения валика 185. Соответственное движение (поворот около оси вала XIV и движение вдоль этой оси) совершат при этом коробка 113 и расположенная в ней шестерня 94. В результате этого шестерня 101 придет в зацепление с другой из восьми шестерен 103. Передаточное отношение шестерен, соединяющих валы XIII и XIV, при этом изменится. Одновременно изменяется и скорость вращения ходового винта или ходового вала станка, а следовательно, и величина подачи суппорта.

отверстия

отверстия

из

из

*8

*8

ibS

ibS

187

187

■188

■188

185

186

185

186

Рис. 31. Накидная шестерня коробки подач

Рис. 31. Накидная шестерня коробки подач

Суппорт. На рис. 32 показаны разрезы суппорта токарного станка 1А62. Суппорт состоит из продольных салазок 122, иногда называемых кареткой, поперечных

салазок 115, поворотной части 121, верхних салазок 119 и резцовой головки 118.

Продольные салазки 122 перемещаются по направляющим станины 130 и прижимаются к ней планками 123

Рис. 32. Суппорт токарного станка модели 1А62

и 128. Перемещения этих салазок — ручные и автоматические — заимствуются от устройств, расположенных в фартуке суппорта, и будут рассматриваться ниже.

Перемещение поперечных салазок по каретке осуществляется при помощи винта 124 и гайки, состоящей из двух

частей 125 и 127, прикрепленной к салазкам. Для устранения влияния износа винта 124 и охватывающей его гайки, между частями 125 и 127 расположен клин 126. Поднимая этот клин посредством винта 116, можно раздвигать части 125 и 127 и этим устранять образовавшийся зазор между боковыми поверхностями резьбы винта и гайки. Винт 124 вращается во втулках, расположенных в стенках каретки, и осевых перемещений не имеет. Ручные перемещения поперечных салазок осуществляются вращением рукоятки 9, а автоматические — от шестерен 129 и 132; шестерня 132 расположена в фартуке суппорта. Посредством клина 131 устраняется излишний зазор в направляющих поперечных салазок, образующийся при их износе.

Поворотная часть суппорта своим выступом А входит в соответствующую выточку в поперечных салазках и может поворачиваться относительно этих салазок в обе стороны на 45°. Такой поворот верхней части суппорта, как отмечено выше, обеспечивает возможность обработки конических поверхностей. Закрепление поворотной части в выбранном положении осуществляется посредством болтов 117. Верхняя часть суппорта перемещается (только вручную, при вращении рукоятки 10) по направляющим поворотной части. Излишний зазор в этих направляющих устраняется регулированием клина 120.

В резцовой головке (рис. 33) рассматриваемого суппорта могут быть закреплены одновременно четыре разных резца, что очень способствует уменьшению продолжительности обработки деталей. Поворот головки, а следовательно, и установка очередного резца в рабочее положение, а также фиксирование и закрепление головки в этом положении производится при помощи рукоятки 114.

Корпус 137 головки вращается на выступе А верхних салазок 119. Шариковый пружинный фиксатор 141 служит для предварительного фиксирования корпуса резцовой головки после ее поворота. Окончательная, точная установка резцовой головки в рабочее положение производится коническим фиксатором 140, также находящимся под действием пружины. Фланец 134, прикрепленный к корпусу 137 болтами, закрывает имеющееся в нем отверстие и служит опорой для рукоятки 114. Между фланцем и рукояткой находится шайба /<36, подгонкой которой по

высоте достигается удобное для токаря (при закрепление "i головке) положение рукоятки 114.

Стержень 143 закреплен в верхних салазках суппорта. На нем расположены кулачок 139 с храповыми зубьями на верхнем торце и храповая муфта 138, которая прижимается к торцу кулачка пружиной 135. Муфта, наружная поверхность которой имеет шлицы, входит _,'

в соответствующее отверстие втулки 133, запрессованной в рукоятку 114.

А КЗА КЗРис. 33. Резцовая головка суппорта токарного станка модели 1А62Рис. 33. Резцовая головка суппорта токарного станка модели 1А62

А КЗ

А КЗ

Рис. 33. Резцовая головка суппорта токарного станка модели 1А62

Рис. 33. Резцовая головка суппорта токарного станка модели 1А62

При повороте рукоятки 114 против часовой стрелки она свертывается со стержня 143 и раскрепляет головку. При дальнейшем повороте рукоятки связанный с ней (через втулку 133 и храповую муфту 138) кулачок 139 наклонной поверхностью В поднимет фиксатор 140. Затем, когда стенка С выреза, имеющегося в кулачке, упрется в штифт 142, произойдет поворот головки. При этом шариковый фиксатор выйдет из своего гнезда и вновь войдет в него, когда головка займет очередное рабочее положение (предварительное фиксирование).

При обратном повороте рукоятки (по часовой стрелке) наклонная плоскость выступа кулачка 139 выйдет из-под

выступа фиксатора 140, вследствие чего последний под действием пружины войдет в свое гнездо (окончательная фиксация). При дальнейшем повороте рукоятки стенка D выреза в кулачке упрется в штифт 142 и вращение кулачка прекратится, после чего торцовые скошенные зубья кулачка будут поднимать храповую втулку. В конце поворота рукоятки происходит закрепление резцовой головки.

Рис. 34. Кинематическая схема фартука токарного станка модели 1А62

Фартук суппорта. Фартук прикреплен к продольным салазкам суппорта. Устройство фартука показано схематически на рис. 34, причем взаимное расположение всех его деталей изображено условно.

Продольная ручная подача суппорта происходит при помощи маховичка 29, вращение которого через шестерни 149 и 150 передается валу XXIV. На конце этого вала расположена шестерня 145, сцепленная с зубчатой рейкой 144, которая прикреплена к станине станка. При вращении маховичка 29 шестерня 145 перекатывается по рейке 144, и поэтому фартук, а следовательно, и суппорт перемещаются в направлении продольной подачи. Величину продольной подачи можно определять по лимбу, соединенному с шестерней 161, которая получает вращение от шестерни 162, укрепленной на одном валу с реечной шестерней 145.

винт, — подача суппорта, заимст-винт, — подача суппорта, заимст-ААРис. 35. Разъемная гайкаРис. 35. Разъемная гайкаПродольная подача суппорта от ходового винта (шаг S = 12 ям) получается пр л включении разъемной гайки 146, управляемой рукояткой 81. Эта гайка (рис. 35) состоит из двух половинок — верхней 163 и нижней 164. Обе половинки своими выступами А могут двигаться вверх и вниз в направляющих, имеющихся на задней стороне стенки фартука. Если половинки гайки сдвинуты и они охватывают ходовой вуемая от винта, включена. Если верхняя половинка гайки поднята, а нижняя опущена, то подача от винта выключена.

винт, — подача суппорта, заимст-

винт, — подача суппорта, заимст-

А

А

Рис. 35. Разъемная гайка

Рис. 35. Разъемная гайка

Указанные перемещения половинок гайки осуществляются следующим образом. На валик 167, на котором закреплена рукоятка 31 для управления гайкой,

насажен диск 166.

В этом диске имеются два эксцентричных паза В и С, в которые входят штифты 165 и 168, ввернутые в половины гайки. При повороте рукоятки 31 по часовой стрелке штифт 165 и половинка 163 опускаются, а штифт 168 и половинка 164 поднимаются, что и требуется для включения гайки. При повороте рукоятки 31 против часовой стрелки происходит выключение гайки.

Автоматические подачи суппорта, заимствуемые от ходового вала XVIII (рис. 34), получаются следующим образом. На валу XVIII, на всей длине которого имеется шпоночная канавка, расположена шестерня 152, связанная с этим валом шпонкой. Эта шестерня перемещается по валу XVIII вместе с фартуком, и вращение ее передается двухвенцовому блоку 153, 154, вращающемуся на валу XIX. В зависимости от положения скользящего двухвенцового блока 156, 157 вращение вала XIX передается валу XX через шестерни 153, 155 и 156 или через шестерни 154 и 157. В первом случае (показанном на рис. 34) вал XX вращается в сторону, обратную направае- нию вращения ходового вала XVIII, а во втором — в ту

же сторону, что и вал XVIII. Таким образом, эта группа шестерен является устройством для изменения направления подачи суппорта (при одном и том же направлении вращения ходового вала); оно управляется рукояткой 24.

Вращение вала XX через шарнир 158, вал XXI, червяк 159 и червячную шестерню 160 передается валу XXII и расположенной на нем скользящей шестерне 148, которая управляется рукояткой 30.

Вращение этой шестерни при положении, показанном на рис. 34, передается шестерне 147, а следовательно, и закрепленной на одном валу XXIII с ней шестерне 151. Далее через шестерни 151 и 150 вращение получает вал ХХ/У с шестерней 145, перекатывающейся по зубчатой рейке 144. Суппорт получает продольную автоматическую подачу. Если шестерня 148 приведена в зацепление с шестерней 132, закрепленной на валу XXV, то вращение вала XXII через шестерни 148, 132 и 129 передается винту (S = 5 мм) подачи поперечных салазок суппорта.

Червячная передача 159, 160 рассматриваемого фартука при перегрузке ее автоматически выключается. Такая перегрузка возникает, когда суппорт подходит вплотную к j пору, ограничивающему его перемещение, и при внезапном увеличении сечения снимаемой стружки до пределов, не допускаемых прочностью деталей механизма подачи, а также в результате других случайных причин. Во всех таких случаях червяк расцепляется с шестерней, как говорят, «падает». Отсюда и произошло название рассматриваемого устройства — «падающий червяк» (рис. 36).

Шарнирная муфта 158 устроена так, что передача вра- щрчия вала XX валу XX/ происходит и в том случае, если оси их не совпадают, а образуют некоторый угол. На правом торце червяка 159, свободно насаженного на ват XXI, имеются зубья, образующие половину кулачковой муфты. Такие же зубья имеются на левом торце втулки 171, расположенной на шлицах вала XXI. Втулка 171 прижимается к червяку пружиной 169, регулируемой гайкой 170. Вал XXI, а вместе с ним и червяк поддерживаются в рабочем положении (рис. 36, а) кронштейном 172-, передача вращения червяка 159 шестерне 160 происходит, как обычно.

При недопустимой перегрузке рассматриваемого устройства происходит торможение шестерни 160 и червяка 159. Втулка 171, передающая вращение червяку

Рис. 36. Падающий червяк для автоматического выключения подачи суппорта токарного станка модели 1А62

от вала XXI, продолжая вращаться, будет отходить вправо и повернет кронштейн 172, поддерживающий червяк. Правый конец вала под действием своего веса опустится (рис. 36, б). Червяк «упадет» и выйдет из зацепления. Подача суппорта прекратится. Для включения ее необходимо, используя рукоятку 26, привести кронштейн в положение, показанное на рис. 36, а.

Задняя бабка. Корпус 178 задней бабки (рис. 37) вместе с плитой 20 можно передвигать (вручную) по направляющим станины 130. В выбранном положении закрепление бабки производится посредством двух болтов 179 и планки 180.

Для обработки конических поверхностей деталей, закрепленных в центрах, корпус бабки, как это было сказано выше, перемещается по плите перпендикулярно центровой линии станка по направляющей А, имеющейся на плите. Это перемещение осуществляется при помощи болтов 181, 183 и гайки 182, закрепленной в плите. Если требуется, например, переместить корпус бабки вправо (по рис. 37), надо немного вывернуть ботт 183 и завернуть болт 181. Среднее положение корпуса, при котором производится обработка цилиндрических поверхностей, определяется по совпадению (на ощупь) обработанных плоскостей В, имеющихся на корпусе и на плите.

Перемещение пиноли 12 осуществляется при вращении маховичка 15, закрепленного на винте 173. Винт ввертывается в гайку 174, запрессованную в пиноль. Вращению пиноли с винтом препятствует шпонка 177. При крайнем правом положении пиноли винт 173 упирается в торец заднего центра // и выдавливает его.

В требуемом положении пиноль закрепляется двумя зажимными втулками 175 и 176, которые сближаются при вращении рукоятки 13.

Токарно-винторезный станок модели 1К62

Предварительные замечания. Токарно-винторезные станки модели 1А62 изготовлены на отечественных заводах в большом количестве и широко используются в нашей промышленности. Они вполне удовлетворяют основным требованиям, предъявляемым к современным металлорежущим станкам. Тем не менее наши станкостроители, не останавливаясь на достигнутом, спроектировали и изготовляют токарно-винторезный станок модели 1 К.62, более

совершенный в сравнении со станком 1А62. Новые станки в настоящее время широко используются преимущественно при обработке деталей особо ответственных, повышенной точности и т. д. Общие сведения об этих станках приводятся ниже.

Краткая техническая характеристика станка. Токарновинторезный станок модели 1К62 завода «Красный пролетарий» характеризуется следующими данными.

Наибольший диаметр обрабатываемой детали, устанавливаемой над станиной, в мм 400

Наибольший диаметр точения над поперечным суппортом в мм 220

Наибольший диаметр обрабатываемого прутка в мм 45

Расстояние между астрами в мм . . . 710, 1000, 1400 Наибольшая длина обтачивания в лы4 640, 930, 1330 Пределы чисел оборотов шпинделя в ми

нуту 12,5—2000

Пределы продольных подач в мм!об . . 0,070—4,16 Пределы поперечных подач в мм!об . . 0,035—2,08 Нарезаемые резьбы:

метрическая, шаг в мм 1—192

дюймовая, число витков на Г. .24—2

модульная, шаг в модулях . . .0,5—48

питчевая, шаг в питчах . . . .96—1

Мощность главного электродвигателя в кв//г 7или 10

Краткое описание устройства станка. На рис. 38 показан токарно-винторезный станок модели 1К62 универсального типа с высотой центров 215 мм. Его станина коробчатой формы с поперечными ребрами, имеет две призматические закаленные направляющие — переднюю для передвижения суппорта и заднюю для перемещения задней бабки. В левой ножке станины встроен главный электродвигатель станка, в правой — бак для охлаждения жидкости. Коробка скоростей получает движение от электродвигателя через клиноременную передачу, связывающую электродвигатель со шкивом ведущего вала коробки скоростей. Через систему зубчатых колес, расположенных внутри коробки и устанавливаемых в различных относительных положениях, движение передается шпинделю и, далее, цепи подач. Перемещение зубчатых колес по шлицевым валам, определяемое рукоятками 1 и 4, позволяет получить 23 различные скорости вращения шпинделя при прямом ходе и 12 скоростей при обратном ускоренном

ЬлмихыхьдЬлмихыхьдРис. 38. Общий вид токарно-винторезного станка модели 1К62'Рис. 38. Общий вид токарно-винторезного станка модели 1К62'

Ьлмихыхьд

Ьлмихыхьд

Рис. 38. Общий вид токарно-винторезного станка модели 1К62'

Рис. 38. Общий вид токарно-винторезного станка модели 1К62'

ходе. Движением рукоятки 4 выбирается требуемый ряд чисел оборотов (по таблице, находящейся над рукояткой), а поворотом рукоятки 1 устанавливается необходимое число оборотов шпинделя.

При установке числа оборотов шпинделя от 630 до 2000 рукоятку 4 следует отвести от себя, а затем повернуть ее втево. Во избежание поломки зубчатых колес нельзя производить изменения скорости вращения на ходу станка. Пуск станка, его остановка и изменение направления вращения шпинделя производятся посредством рукояток 19 и 24.

Механизм коробки скоростей рассматриваемого станка позволяет:

увеличивать в 8 и 32 раза передаточное отношение между цепью подач и шпинделем, что необходимо для нарезания резьб с большим шагом;

нарезать правые и левые резьбы;

производить деление при нарезании многоходовых резьб (при числе ходов 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 3 ) и 60).

Коробка подач станка получает движение от коробки скоростей через сменные зубчатые колеса. Механизм коробки подач позволяет нарезать все установленные ГОСТом резьбы и применять различные подачи при обычной токарной обработке.

Через ходовой винт с шагом 12 мм, не используя механизм увеличения шага, можно нарезать следующие резьбы: метрические с шагом от 1 до 12 мм; дюймовые с числом витков от 2 до 24 на 1"; модульные с шагом от 0,5 до 3 модулей и питчевые с шагом от 96 до 7 питчей.

Используя механизм увеличения шага при числе оборотов от 12,5 до 40, можно нарезать резьбы с шагом, превышающим нормальный в 32 раза, а при числе оборотов от 50 до 160 — в 8 раз.

Через ходовой валик суппорт при любом числе оборотов шпинделя получает продольные подачи от 0,07 до 2,08 мм и поперечные от 0,035 до 1,04 мм на один оборот шпинделя. При числе оборотов шпинделя от 50 до 630 в минуту могут быть получены подачи суппорта — продольные от 2,28 до 4,16 мм, а поперечные от 1,14 до 2,08 мм на оборот шпинделя.

При нарезании более точных резьб ходовой винт соединяется со шпинделем напрямую (минуя механизм цепи

подач) — посредством сменных зубчатых колес. Передаточное отношение этих колес устанавливается соответственно шагу нарезаемой резьбы.

Виды резьб, включение ходового винта напрямую и подачи устанавливаются путем поворота рукоятки 17. Поворотом рукоятки 18 производится выбор ряда резьб или подач по таблице, а для получения требуемой резьбы или подачи (из данного ряда) необходимо диск барабана за рукоятки вытянуть на себя, повернуть до совпадения риски диска с риской барабана, после чего подать диск вперед, в прежнее положение.

В фартуке станка имеется четыре зубчатых муфты, с помощью которых осуществляются прямой и обратный ход продольных и поперечных салазок суппорта. При этом используется только одна рукоятка 9. Направление перемещения рукоятки при включении того или иного движения совпадает с направлением перемещения в четырех направлениях. Ускоренное перемещение суппорта в указанных четырех направлениях осуществляется при нажатии кнопки 8, встроенной в рукоятку 9. При этом происходит включение электродвигателя ускоренных перемещений суппорта. Указанный электродвигатель расположен в правой части станины и сообщает движение ходовому валику. В фартуке станка расположена предохранительная кулачковая муфта, которая срабатывает под действием усилий, возникающих при перегрузке.

Закрепление задней бабки осуществляется поворотом рукоятки 13, а особо прочное — вращением гайки 16.

Управление станком модели 1К62 осуществляется посредством следующих рукояток, маховичков и кнопок (рис. 38): 1 — рукоятка для установки числа оборотов шпинделя; 2 — рукоятка для установки нормального и увеличенного шага нарезаемой резьбы, а также положения при делении (многоходовые резьбы); 3 — рукоятка для установки правой или левой резьбы; 4 — рукоятка для установки ряда (по таблице над рукояткой) числа оборотов шпинделя; 5 — рукоятка для перемещения поперечных салазок; 6 — рукоятка для отсчета поворота и закрепления резцовой головки; 7 — рукоятка для перемещения верхних салазок; 8 — кнопка для включения ускоренных перемещений продольных и поперечных салазок; 9 — рукоятка для управления пе^лмеше! см продольных и поперечных салазок; 10 — рукоятка для за креп- 72

ления пиноли задней бабки; 11 — выключатель насоса охлаждения; 12 — линейный выключатель; 13 — рукоятка для закрепления задней бабки; 14 — выключатель электролампы; 15 — маховичок для перемещения пиноли задней бабки; 16 — гайка болта для дополнительного закрепления задней бабки; 17 — рукоятка для включения на подачу, резьбу, ходовой винт и архимедову спираль; 18 — рукоятка для установки величины подачи и шага нарезаемой резьбы; 19 — рукоятка для включения, остановки и изменения направления вращения шпинделя; 20 — кнопка для выключения реечного зубчатого колеса из рейки (при нарезании резьбы); 21 — маховичок для продольного перемещения суппорта; 22 — кнопочная станция пуска и остановки главного электродвигателя; 23 — рукоятка для включения маточной гайки; 24 — рукоятка для включения, остановки и изменения направления вращения шпинделя.

Уход за тонарным станком и безопасность работы на нем

Уход за станком. Производительность и точность станка, обусловленные его конструкцией и изготовлением, в значительной степени зависят от ухода за ним. Поэтому токарь обязан систематически очищать станок от стружек, пыли и пр. и регулярно смазывать его. Очистку станка необходимо производить, по крайней мере, один раз в смену. Тряпкой или лучше концами, смоченными в керосине, смывают со станка грязь и засохшее масло. Если на станке обрабатывались чугунные детали, нужно щеткой всюду смести стружку. После очистки все обработанные поверхности станка следует слегка смазать маслом, чтобы защитить их от ржавления.

Особо важное значение имеет своевременное смазывание всех трущихся частей станка.

В корпус коробки скоростей должно быть налито в достаточном количестве масло индустриальное 30. Коробки скоростей многих станков имеют указатели высшего уровня масла, что облегчает наблюдение за количеством последнего. Смазка механизмов коробки скоростей осуществляется во время работы станка разбрызгиванием масла зубчатыми колесами. Смену масла в коробке скоростей рекомендуется производить не реже, чем один раз в месяц. Если станок запускается в работу впервые, то

масло, залитое в коробку при пуске станка, необходимо сменить в первый раз через 10 дней его работы, во второй — после 20 дней и лишь после этого перейти на регулярную смену масла. После спуска отработанного масла коробку следует промыть чистым керосином. Заливаемое масло рекомендуется фильтровать через сетку.

Очень тщательно следует смазывать подшипники шпинделя станка. У многих современных станков, в том числе и у рассмотренного выше станка модели 1А62, смазка переднего подшипника шпинделя и фрикционной муфты производится посредством специального электронасоса. Необходимо постоянно наблюдать за его исправностью. Если смазка подшипников фитильная, надо при заполнении проверить их исправность. Для этого необходимо, заполнив каждую масленку маслом, вынуть фитили и посмотреть, проходит ли масло к месту смазывания.

Коробка подач смазывается так же, как и коробка скоростей, разбрызгиванием. Кроме того, иногда для дополнительной фитильной смазки подшипников коробки подач в верхней ее части имеется резервуар для масла. Через фитили и особые трубки масло из этого резервуара поступает к местам смазки. Наиболее ответственные детали фартука, например падающий червяк, смазываются разбрызгиванием масла, заполняющего соответственные резервуары. Все прочие трущиеся поверхности деталей фартука получают фитильную смазку из общих резервуаров, расположенных в верхней части фартука, или через отверстия, закрытые шариком.

Через такие же отверстия смазываются один раз в смену все скользящие поверхности частей суппорта. Не меньше чем один раз в смену необходимо смазывать чистым маслом направляющие станины и частей суппортов, поверхность ходового винта и ходового валика и их подшипники.

Необходимо также один раз в смену смазывать пиноль и винт задней бабки.

Смазывание некоторых частей станка производится техническим вазелином, которым наполняется масленка, имеющаяся вблизи от смазываемых поверхностей.

Регулировка станка. Исправность действия отдельных частей и точность станка, созданные при его изготовлении, через некоторое время могут быть частично нарушены. Для устранения образовавшихся неисправностей станка необходимо время от времени его регулировать.

Регулировке подлежат подшипники шпинделя, фрикционная муфта, тормоз, пружина падающего червяка (если он имеется), гайка поперечного суппорта (если она регулируемая), а также все планки и клинья частей суппорта.

Любую из указанных регулировок может производить сам токарь, но лишь в том случае, если он безусловно уверен, что хорошо знает правила регулировки, а также приемы проверки станка после регулировки.

Необходимость выполнения этих правил подтверждается следующим простым примером.

Токарь заметил необходимость регулировки прижимных планок продольных салазок суппорта. Он произвел необходимую регулировку, установив при этом суппорт недалеко от передней бабки, т. е. как раз на том участке направляющих станины, которые изнашиваются обычно больше остальных участков. Если он после этого включит автоматическую подачу суппорта в сторону задней бабки, то как только суппорт дойдет до менее изношенного участка, он заклинится. Поломка механизма подачи почти неизбежна. Этого не случится, если токарь после регулировки прижимных планок вручную переместит суппорт по всей длине направляющих станины.

Подобные последствия ошибок токаря возможны и при других регулировках станка.

Безопасность работы на токарном станке. Безопасность работы на токарном станке обусловливается его устройством и различными мероприятиями. Однако травмы токарей и в настоящее время имеют место обычно в легкой, а в отдельных случаях и в тяжелой форме. Причиной несчастных случаев, как правило, является неосторожность и пренебрежение токарей правилами безопасности при работе на токарном станке.

Чаще всего ранения происходят из-за отлетающей стружки. Известно, что при обработке мягких металлов — латуни, бронзы и т. д. — стружка, как говорят, «фонтанирует». Мелкие кусочки стружки отлетают на большое расстояние от места образования. Даже маленькая стружка может нанести тяжелое увечье, если она попадет в глаз. Еще большую опасность представляют стальные стружки, образующиеся при скоростном резании некоторых сталей. Самая простая защита от мелких отлетающих стружек — это очки (рис. 39, а), а еще лучше прозрачная предохранительная маска (рис. 39, б), закрывающая не только

глаза, но и все лицо токаря. Более удобным и надежным средством защиты токаря от отлетающих стружек, даже крупных, является прозрачный экран, закрепленный на суппорте. Пример такого экрана показан на рис. 40 в двух положениях — рабочем (сплошные линии) и в откинутом

Рис. 39. Защитные очки и предохранительная маска

(штрих-пунктирныелинии). В последнем положении токарь имеет свободный доступ к обрабатываемой детали: для ее установки и снятия, измерения, для смены инструмента

Рис. 40. Защитный откидной экран

и т. д. Перевод экрана в рабочее положение и обратно производится быстро и удобно рукояткой 1.

При обработке вязких сталей стружка образуется в виде длинных спиралей, перепутывающихся настолько, что удаление их становится затруднительным, а при работающем станке — очень опасным. Удалять со станка такие 76

стружки руками нельзя и необходимо применять в этих случаях стальные крючки. Лучше, однако, предупреждать образование подобных стружек, применяя какой-либо из существующих способов стружколомания, рассмотренных на стр. 325.

Несчастные случаи происходят в результате неосторожного обращения с вращающимися частями станка, главным образом шестернями. У современных станков все шестерни закрываются кожухами, причем некоторые кожухи делаются съемными. Несчастные случаи, связанные с шестернями, почти всегда происходят по неосторожности или небрежности самого рабочего.

Нередко рабочий получает увечье непосредственно от обрабатываемой детали, особенно если она имеет выступающие части. И здесь единственная мера защиты — осторожность и плотно облегающая рабочая одежда. Рукава одежды должны плотно охватывать руку рабочего у кисти. Значительное количество несчастных случаев вызывается неосторожным обращением с обрабатываемой деталью при установке ее на станок и при снятии.

При работе с охлаждением, если у станка нет специального корыта, охлаждающая жидкость иногда заливает пол у станка. Чтобы не поскользнуться и не упасть на мокром полу, около станка кладут деревянные решетки. В крайнем случае нужно посыпать пол древесными опилками.

Неисправность электрических приборов (реостатов, рубильников) для включения электромоторов и неосторожное с ними обращение также являются причинами несчастных случаев. О всех замеченных неисправностях электроприборов токарю следует немедленно сообщать администрации цеха. Необходимо отметить, наконец, что причиной травмирования токаря оказывается иногда приспособление, изготовленное токарем из подручных материалов, без соблюдения требований безопасности.

Токарь, в особенности молодой, должен постоянно помнить, что во время работы надо быть очень осторожным. Каждый токарь должен твердо помнить пословицу: «Машина шуток не любит и шуток не прощает»,

Глава III

ЗАКРЕПЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ,ОБРАБАТЫВАЕМЫХ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ

Приспособления для занрепления деталей,обрабатываемых в центрах

Порядок обработки детали в центрах. На рис. 41 схематически показано закрепление детали 5 в центрах. Отверстиями, засверленными в торцах детали, она установлена в переднем 4 и заднем 6 центрах станка. На конце детали, обращенном к передней бабке станка, закреплен хомутик 3. Посредством поводкового патрона 1, навернутого на шпиндель станка, и поводка 2, закрепленного в патроне, вращение шпинделя передается (через хомутик) обрабатываемой детали. После того как один конец детали обработан, она снимается с центров, и хомутик переставляется на обработанный конец детали. Затем деталь перевертывается, снова устанавливается в центрах, и обрабатывается второй ее конец.

Если отверстия, засверленные в торцах детали, обрабатываемой в центрах, имеют правильную форму и размеры, а центры станка верно обработаны и установлены, поверхности в этой детали, обработанные при первой и второй установках ее, будут концентричными, т. е. будут иметь общую ось.

Форма и размеры центровых отверстий. Наиболее употребительная форма центровых отверстий показана на рис. 42, а. В центровом отверстии, изображенном на рис. 42, б, кроме рабочего конуса с углом при вершине 60°, имеется дополнительный конус с углом 120°, который служит для защиты рабочего конуса от забоин (при случайных ударах) и называется поэтому предохранительным.

Очень важно, чтобы угол при вершине рабочего конуса был равен 60°. Если этот угол не равен 60°, а центр станка

прошлифован правильно и имеет угол при вершине 60°, соприкосновение отверстия и центра будет происходить яе по поверхности конуса 60°, а по узкой полоске, в связи с чем неизбежны быстрый износ центрового отверстия,

отклонение положения детали от правильного и часто брак ее.

Цилиндр ическая часть центрового отверстия в торце детали, обращенном к задней бабке, заполняется густой смазкой. Во время работы станка эта смазка прогревается (от теплоты трения между деталью и центром), стремится

Рис. 41. Общий вид закрепления детали в центрахРис. 41. Общий вид закрепления детали в центрахвыйти наружу и хорошо смазывыйти наружу и хорошо смазывает трущиеся поверхности центра и центрового отвер

Рис. 41. Общий вид закрепления детали в центрах

Рис. 41. Общий вид закрепления детали в центрах

выйти наружу и хорошо смазы

выйти наружу и хорошо смазы

стия.

Рис. 42. Центровые отверстия: обыкновенные (о); с предохранительным конусом (б)Рис. 42. Центровые отверстия: обыкновенные (о); с предохранительным конусом (б)Размеры центровых отверстий не должны быть слишком малы, так как такие отверстия быстро срабатываются; точность установки на центры при этом уменьшается.

Рис. 42. Центровые отверстия: обыкновенные (о); с предохранительным конусом (б)

Рис. 42. Центровые отверстия: обыкновенные (о); с предохранительным конусом (б)

Центры станка в этом случае также быстро изнашиваются. Слишком большие центровые отверстия портят внешний вид детали. В табл. 3 даны размеры центровых отверстий, проверенные на практике.

Так, например, при изготовлении вала из проката диаметром 25 мм размеры центровых отверстий следует брать по 4-й строке табл. 3.

Таблица 3Таблица 3

Таблица 3

Таблица 3

Размеры центровых отверстий

Диаметр заготовкиДиаметр заготовкиСвышеСвыше»»»»»»»»»»»»581220305080581220305080ДО»ДО»»»»»»»»»8122030508012081220305080120DdL1метр концевой шейки О02,51,03,51,25,04,01,54,01,86,55,02,05,02,48,06,02,56,03,010,07,53,07,53,612,010,04,010,04,815,012,55,012,56,020,0DdL1метр концевой шейки О02,51,03,51,25,04,01,54,01,86,55,02,05,02,48,06,02,56,03,010,07,53,07,53,612,010,04,010,04,815,012,55,012,56,020,0Размеры отверстияРазмеры отверстияНаименьший диа-Наименьший диа-

Диаметр заготовки

Диаметр заготовки

Свыше

Свыше

»

»

»

»

»

»

»

»

»

»

»

»

5

8

12

20

30

50

80

5

8

12

20

30

50

80

ДО»

ДО»

»

»

»

»

»

»

»

»

8

12

20

30

50

80

120

8

12

20

30

50

80

120

D

d

L

1

метр концевой шейки О0

2,5

1,0

3,5

1,2

5,0

4,0

1,5

4,0

1,8

6,5

5,0

2,0

5,0

2,4

8,0

6,0

2,5

6,0

3,0

10,0

7,5

3,0

7,5

3,6

12,0

10,0

4,0

10,0

4,8

15,0

12,5

5,0

12,5

6,0

20,0

D

d

L

1

метр концевой шейки О0

2,5

1,0

3,5

1,2

5,0

4,0

1,5

4,0

1,8

6,5

5,0

2,0

5,0

2,4

8,0

6,0

2,5

6,0

3,0

10,0

7,5

3,0

7,5

3,6

12,0

10,0

4,0

10,0

4,8

15,0

12,5

5,0

12,5

6,0

20,0

Размеры отверстия

Размеры отверстия

Наименьший диа-

Наименьший диа-

При пользовании таблицей необходимо руководствоваться следующими правилами:

центровые отверстия должны иметь одинаковые размеры в обоих торцах вала даже в том случае, если диаметры концевых шеек вала различны;

при легкой работе часто оказывается возможным принять размеры центровых отверстий ближайшие меньшие к предусмотренным таблицей для данного диаметра заготовки и, наоборот, при очень тяжелой работе — ближайшие большие.

Необходимость правильного расположения центровых отверстий. Для правильной установки заготовки детали в центры станка и равномерного срабатывания центровых отверстий они должны быть расположены на одной оси. Необходимо, чтобы эта ось была возможно ближе к оси 80

заготовки. При невыполнении указанного условия припуск на одной стороне детали может оказаться настолько малым, что вся эта сторона (или часть ее) остается необразаготовки. При невыполнении указанного условия припуск на одной стороне детали может оказаться настолько малым, что вся эта сторона (или часть ее) остается необрановлено больше радиуса детали, эти риски будут иметьновлено больше радиуса детали, эти риски будут иметьРис. 43. Разметка центрового отверстия циркулем (а) и положения получаемых рисок (6, в)Рис. 43. Разметка центрового отверстия циркулем (а) и положения получаемых рисок (6, в)

заготовки. При невыполнении указанного условия припуск на одной стороне детали может оказаться настолько малым, что вся эта сторона (или часть ее) остается необра

заготовки. При невыполнении указанного условия припуск на одной стороне детали может оказаться настолько малым, что вся эта сторона (или часть ее) остается необра

новлено больше радиуса детали, эти риски будут иметь

новлено больше радиуса детали, эти риски будут иметь

Рис. 43. Разметка центрового отверстия циркулем (а) и положения получаемых рисок (6, в)

Рис. 43. Разметка центрового отверстия циркулем (а) и положения получаемых рисок (6, в)

ботанной.

Разметка центровых отверстий. Самый простой способ разметки центровых отверстий осуществляется при помощи циркуля, одна из ножек которого отогнута внутрь. Раздвинув ножки циркуля так, чтобы расстояние между ними было приблизительно равно радиусу размечаемой заготовки, и взяв циркуль правой рукой, прижимают большим пальцем левой руки конец отогнутой ножки к боковой поверхности детали (рис. 43, а), закрепленной в тисках. После этого острой ножкой циркуля наносят на торце детали четыре риски

Если расстояние между н

(рис. 43, б, в)

'жками циркуля было уста

Рис. 44. Разметочный угольник (а) и разметка (б, в) центровых отверстий с помощью угольника

вид, показанный на рис. 43, б; если оно было меньше радиуса детали, риски будут иметь вид, изображенный на рис. 43, в. Центр детали в том и другом случае лежит внутри этих рисок и без труда может быть намечен на глаз.

Разметку заготовок из точного проката, в особенности, если припуск на обработку невелик, а также обработанных деталей, в которых центровых отверстий почему-либо нет, следует производить при помощи разметочного угольника (рис. 44, aY Штифты 1 и 2 запрессованы в короткой полке этого угольника на одинаковых расстояниях от его кромки А А. Наложив такой угольник на торец детали (рис. 44, б), проводят на последнем риску. Затем повора-

Рис. 45. Накернивание центрового отверстия

чивают угольник на произвольны!! угол и проводят вторую риску (рис. 44, е). Пересечение рисок определит центр заготовки или детали.

Накернивание центровых отверстий. После разметки центровых отверстий производится накернивание их (рис. 45, а). Ошибка, допущенная при этом, может быть устранена смещением размеченного центра в требуемом направлении, как показано на рис. 45, б.

Центровочные инструменты. Засверливание центровых отверстий производится спиральным сверлом (рис. 46, а), диаметр которого равен диаметру цилиндрической части центрового отверстия. Конусная часть центрового отверстия, засверленного сверлом диаметром до 1,5 мм, образуется зенковкой (рис. 46, б). При диаметре цилиндрической части отверстия до 6 мм для обработки конуса используется зенковка, изображенная на рис. 46, в. Зенковкой, показанной на рис. 46, г, пользуются для получения центрового отверстия с предохранительным конусом.

Центровое отверстие без предохранительного конуса может быть засверлено значительно быстрее при исполь- 82

зовании комбинированного центровочного сверла, показанного на рис. 46, д, а отверстие с предохранительным конусом — сверлом, изображенным на рис. 46, е.

Засверливание центровых отверстий. Засверливание центровых отверстий в небольших заготовках из прокатного материала или ранее обточенного производится без разметки. Заготовка закрепляется в самоцентрирующем патроне (рис. 47, а). В пиноль задней бабки вставляется сверлильный патрон с центровочным инструментом. За-

Рис. 46. Центровочные инструменты

сверлив центровое отверстие в одном торце заготовки, перевертывают заготовку и засверливают второе отверстие.

Размеченные и закерненные заготовки центрируются так. Вместо переднего центра в шпиндель станка вставляется патрон с центровочным инструментом. Установив заготовку, как показано на рис. 47, б, придерживают ее левой рукой за боковую поверхность (а еще лучше за хомутик, закрепленный посередине детали). Пустив станок в ход и вращая маховичок задней бабки правой рукой, подают заготовку на вращающийся центровочный инструмент. Таким же образом засверливается и второе центровое отверстие.

На многих заводах центрование заготовок производится в заготовительных мастерских (при складах) на специальных центровочных станках.

Обыкновенные центры. Обыкновенный центр показан на рис. 48, а. Часть Л этого центра называется рабочей, а часть В — хвостом. Угол при вершине рабочей части центра должен быть равен 60°. Хвост центра должен быть точно пригнан по коническим гнездам в шпинделе

Рис 47 Засверливание центровых отверстий

Рис. 48 Центр (а), полуцентр (б) и центр с твердосплавным наконечником (в)

передней и пиноли задней бабок станка. Поверхности рабочей части и хвоста центра не должны иметь забоин, при наличии которых положение детали получается неправильным.

Диаметр цилиндрической части С хвоста должен быть меньше его меньшего диаметра. При этом условии некоторое увеличение диаметра части С, возможное при выколачивании центра из шпинделя, не отразится на точности его установки.

Наличие среза D у так называемого полуцентра (рис. 48, б) устанавливаемого только в заднюю бабку, дает возможность обрабатывать полностью торец поддерживаемой им детали.

Во избежание быстрого износа и повреждений (от случайных ударов) центры должны быть закаленными

Передний центр во время работы станка служит только опорой для обрабатываемой детали, вращается вместе с ней и поэтому не нагревается. Ввиду этого передние центры можно изготовлять из углеродистой инструментальной стали марки Уб. Задний центр неподвижен, деталь вращается на нем часто с большой скоростью, вследствие чего центр нагревается, теряет свою твердость и быстро изнашивается. Поэтому задние центры делаются из углеродистой стали марок У8 и У9 или с твердосплавным наконечником / (рис. 48, с).

Уход за центрами. Для правильной установки детали необходимо, чтобы ось конуса рабочей части переднею центра точно совпала с осью вращения шпинделя передней бабки. Это можно проверить, если под вращающийся центр положить листок белой бумаги и смотреть на нею сверху. Более точная проверка центров производится посредством индикатора, устройство которого рассматривается ниже. Если центр бьет, необходимо прошлифовать его на месте, т. е. вставленным в коническое гнездо шпинделя. Шлифование производится при помощи электрической машинки, закрепленной в резцедержателе суппорта. Верхние салазки суппорта устанавливаются при этом под углом в 30; к центровой линии станка, и перемещение их осуществляется вручную. Правильность угла конуса проверяется шаблоном

Перед шлифованием под центр на станину следует положить тряпку для защиты станины от пыли, образующейся при шлифовании.

Конус заднего центра должен быть правильным, и поверхность его должна быть чистой, без забоин; ось его должна совпадать с осью хвостовой части. Поэтому задние центры следует время от времени заменять или

Рис. 49. Вращающийся центр шлифовать, устанавливая для этого центр в коническом гнезде шпинделя передней бабки.Вращающиеся центры. Для предупреждения вредногоРис. 49. Вращающийся центр шлифовать, устанавливая для этого центр в коническом гнезде шпинделя передней бабки.Вращающиеся центры. Для предупреждения вредного

Рис. 49. Вращающийся центр шлифовать, устанавливая для этого центр в коническом гнезде шпинделя передней бабки.

Вращающиеся центры. Для предупреждения вредного

Рис. 49. Вращающийся центр шлифовать, устанавливая для этого центр в коническом гнезде шпинделя передней бабки.

Вращающиеся центры. Для предупреждения вредного

влияния износавлияния износаРис. 50. Обыкновенный хомутикРис. 50. Обыкновенный хомутик51, а. Поводок 251, а. Поводок 2заднего центра, в особенности при скоростном точении, применяются вращающиеся центры различных конструкций. Вращающийся центр завода «Калибр» показан на рис. 49. Собственно центр 1 в этом случае вращается на роликовом 2 и шариковом 5 подшипниках, расположенных в корпусе 4. Осевые усилия, действующие на центр, воспринимаются упорным подшипником 3.

влияния износа

влияния износа

Рис. 50. Обыкновенный хомутик

Рис. 50. Обыкновенный хомутик

51, а. Поводок 2

51, а. Поводок 2

Хомутики. Токарный хомутик показан на рис. 50. Отверстием А он надевается на обрабатываемую деталь и закрепляется на ней болтом 1. Часть 2 хомутика называется хвостом. Такие хомутики бывают разных размеров.

Поводковые патроны. Обыкновенный поводковый патрон показан на рис. перемещается по пазу А и может быть

закреплен в требуемом положении гайкой /. Выступающие части этого патрона — поводок и гайка, наружные кромки его паза, болт и хвост хомутика во время работы могут зацепиться за одежду (рукав) токаря и повредить

его руку. Следует поэтому пользоваться закрытыми поводковыми патронами (рис. 51, б); поводком патрона в этом случае служит выступ В. Хомутик располагается внутри патрона, и выступающих частей в этом случае нет.

Практика работы при закреплении детали в центрах. При выборе хомутика необходимо следить за тем, чтобы конец детали, на которую надевается хомутик, свободно (но не слишком) входил в отверстие хомутика. При слиш-

Рис 51. Поводковые патроны: ооыкновенный (а) и безопасный (б)

ком большом хомутике зажимной болт его скользит по цилиндрической поверхности обрабатываемой детали и гнется. Зажимной болт хомутика должен возможно меньше выступать из него, так как он может зацепиться за одежду (рукав) рабочего, что неизбежно вызывает повреждение руки токаря. Хвост хомутика также не должен выступать над поводком патрона, так как и в этом случае тоже может быть повреждена рука рабочего.

Если хомутик надевается на обработанный конец детали, то, чтобы не испортить поверхности ее, между деталью и стенками отверстия в хомутике и под зажимной болт его кладут медную прокладку, или конец детали можно обернуть медной полоской.

Перед установкой центров в конические гнезда шпинделя передней бабки и пиноли задней бабки последние следует тщательно протирать тряпкой, навернутой на деревянную палочку. Не менее тщательно должны быть протерты хвосты центров. Необходимо также протирать

деревянной палочкой (перед каждой установкой детали на центры) рабочие части центров и центровые отверстия в детали. При несоблюдении этих правил соринки и мелкие стружки, попавшие между центром и поверхностями гнезд и центровых отверстий, портят их, а установка детали получается неправильной.

Непременное условие работы в центрах — это хорошая смазка заднего центра. Недостаточно смазать центр только перед установкой детали на станок. Время от времени следует, остановив станок, отвести немного пиноль задней бабки и добавить смазки.

Приводим несколько составов смазки.

К тавоту прибавляют немного толченого мела, чтобы получилась не слишком густая смесь.

К тавоту прибавляют мелко истолченную горючую серу. Масса получается густая, поэтому полезно разбавлять ее керосином.

При слабо поджатом центре обрабатываемая деталь будет вибрировать. Если центр поджат слишком туго, вся смазка будет выдавливаться и центр «заест». Задний центр считается поджатым правильно, если деталь без усилия можно повернуть на центрах настолько, насколько это позволяет хомутик.

Во время обработки деталь нагревается и, удлиняясь вследствие этого, с большой силой нажимает на центры. От возникшего давления или заест центр, или изогнется деталь. Чтобы предупредить это, следует периодически проверять силу поджима детали задним центром, в особенности при обработке длинных деталей.

Если в центрах обрабатывается партия деталей, надо иметь два хомутика. В то время, когда производится (при автоматической подаче) обтачивание одной детали, токарь может закреплять хомутик на следующей детали, подлежащей обработке.

Детали, закрепляемые в центрах. Деталь, обрабатываемую на токарном станке, необходимо закреплять в центрах в следующих случаях:

если обработка детали, например ступенчатого валика, производится на одном станке за несколько установок, причем необходимо совпадение осей обрабатываемых поверхностей (обеспечение концентричности);

если последующая обработка детали, например на шлифовальных станках, производится в центрах.

если обрабатываемая деталь (например, ходовой винт токарного станка) по условиям своей работы может быть испорчена (износ, прогиб) и для ремонта этой детали необходима установка ее на станок в центрах.

Приспособления для закрепления деталейза наружную поверхность

Трехкулачковые самоцентрирующие патроны. Существует несколько типов самоцентрирующих трехкулачковых патронов (с ручным приводом), различающихся между собой устройством для перемещения кулачков. Независимо от особенностей этих устройств перемещение кулачков патрона во всех случаях происходит одновременно и с одинаковой скоростью. Благодаря этому ось цилиндрической поверхности детали, за которую она закрепляется в патроне, должна совпасть с осью вращения шпинделя станка.

Одним из наиболее употребительных патронов является спиральный самоцентрирующий трехкулачковый патрон (рис. 52). В корпусе 3 этого патрона заложена стальная коническая шестерня 4, на обратной стороне которой имеется спиральная канавка. На кулачках 2 патрона сделано несколько выступов, которые входят в спиральную канавку шестерни 4. При вращении одной из трех шестерен / посредством ключа (квадратный хвост которого входит в такое же отверстие в торце шестерни) вращается шестерня 4. Под действием спирали, нарезанной на обратной стороне этой шестерни, кулачки будут перемещаться в пазах корпуса патрона, что и требуется для закрепления детали.

Рассматриваемый патрон имеет два комплекта кулачков. Один из этих комплектов (кулачки 2) используется для закрепления детали за ее внутреннюю, а другой (кулачки 5) — за ее наружную поверхность.

При небольшом диаметре наружной поверх! о:ти, за которую деталь закрепляется в патроне, можно использовать и кулачки 2. Кулачки в этом случае соприкасаются с деталью поверхностями Л. Такой способ особенно часто применяется при изготовлении деталей из прутка, пропущенного через отверстие в шпинделе. Кулачки 5 используются иногда для закрепления детали за поверхность отверстия. Они соприкасаются в этом случае с деталью поверхностями В и работают, как говорят, «на разжим».

При замене одного комплекта кулачков другим необходимо вводить в паз корпуса сначала тот кулачок, на котором имеется цифра 1 (или одна точка, намеченная керном). После того, как при вращении большой шестерни первый выступ этого кулачка войдет в спиральную канавку, можно вводить в следующий паз кулачок с цифрой 2, а затем (в последний паз) кулачок с цифрой 3.

Рис 52 Спиральный самоцентрирующий трех кулачковый патрон и его детали

При правильной сборке патрона все кулачки, доведенные вращением большой шестерни до центра, должны плотно касаться друг друга. При неправильной сборке патрона коснутся только два кулачка, а третий не будет касаться остальных. В этом случае следует вывести все кулачки и ввести их снова в пазы корпуса патрона, как это было у казано выше.

Биение точно обработанной детали, закрепленной в новом спиральном патроне, составляет 0,06—0,12 мм (в зависимости от диаметра патрона). Величина этого биения

Рис 53 Положение детали, закрепленной в патроне с изношенными пазами для кулачковРис 53 Положение детали, закрепленной в патроне с изношенными пазами для кулачковбыстро возрастает вследствие износа рабочих поверхностей спирали шестерни и выступов кулачков. Точность центрирования патроном зависит и от состояния пазов, по которым перемещаются кулачки. При износе этих пазов кулачки при закреплении детали отходят от корпуса патрона (рис. 53) и положение детали получается неправильным.

Рис 53 Положение детали, закрепленной в патроне с изношенными пазами для кулачков

Рис 53 Положение детали, закрепленной в патроне с изношенными пазами для кулачков

Для повышения точности центрирования патроном можно пользоваться чугунной разрезной втулкой (рис. 54, а).

Эту втулку, обработанную начерно, разрезают, зажимают в кулачки патрона и растачивают по диаметру детали, которая будет в ней обрабатываться. На время растачивания в место разреза кладут медную прокладку, которая после растачивания вынимается.

лать отметки мелом или закернита Лучше, однако, если в боковую поверхность втулки ввернуть небольшой винт, который во время работы должен плотно прилегать всегдалать отметки мелом или закернита Лучше, однако, если в боковую поверхность втулки ввернуть небольшой винт, который во время работы должен плотно прилегать всегдаРис. 54. Разрезная втулка (а) и накладные кольца (б), повышающие точность центрирования патрономРис. 54. Разрезная втулка (а) и накладные кольца (б), повышающие точность центрирования патрономПоложение втулки относительно кулачков должно быть постоянным, поэтому на втулке и на каком-либо кулачке надо сде

лать отметки мелом или закернита Лучше, однако, если в боковую поверхность втулки ввернуть небольшой винт, который во время работы должен плотно прилегать всегда

лать отметки мелом или закернита Лучше, однако, если в боковую поверхность втулки ввернуть небольшой винт, который во время работы должен плотно прилегать всегда

Рис. 54. Разрезная втулка (а) и накладные кольца (б), повышающие точность центрирования патроном

Рис. 54. Разрезная втулка (а) и накладные кольца (б), повышающие точность центрирования патроном

к какому-нибудь одному из кулачков патрона. Заплечик у втулки следует делать для того, чтобы она не смещалась вдоль оси патрона.

При больших размерах детали разрезная втулка плохо пружинит. В этих случаях также с целью улучшения центрирования на кулачки патрона надеваются и закреп-

ляются стопорными винтами чугунные кольца (рис. 54, б). Головки винтов не должны выступать над поверхностью колец. Установив кулачки в положение, близкое к требуемому для закрепления данной детали, делают в кольцах выточку по диаметру детали.

<25#23»<25#23»Рис. 55. Накладные кулачки к самоцентрирующему патронуРис. 55. Накладные кулачки к самоцентрирующему патронуРазрезная втулка и кольца повышают точность установки детали и, кроме того, предохраняют поверхность ее от повреждений кулачками патрона.

<25#23»

<25#23»

Рис. 55. Накладные кулачки к самоцентрирующему патрону

Рис. 55. Накладные кулачки к самоцентрирующему патрону

Расширение пределов применения трехкулачкового патрона. Для закрепления некоторых деталей, например длинных или, наоборот, коротких, но больших диаметров, могут быть очень полезны специальные накладные кулачки, подобные показанным на рис. 55. На этом рисунке: 1 — корпус патрона; 2 — основные кулачки; 3 — накладные кулачки; 4 — обрабатываемая деталь.

Накладные кулачки часто изготовляют сырыми (не закаленными), что дает возможность протачивать рабочие поверхности кулачков после их закрепления на основных кулачках. Такое протачивание обязательно после установки вновь изготовленных накладных кулачков, но его полезно делать и время от времени при дальнейшем использовании патрона. Протачивание кулачков следует производить на том станке, на котором будет работать данный патрон. При простой форме рабочих поверхностей кулачков они могут быть и закаленными. Рабочие поверхности их следует шлифовать, используя для этого переносную шлифовальную машинку.

Детали, закрепляемые в трехкулачковом самоцентри- рующем патроне. Из сказанного выше вытекает, что деталь, обрабатываемую на токарном станке, следует закреплять в трехкулачковом самоцентрирующем патроне в следующих случаях:

если деталь имеет цилиндрическую поверхность (наружную или внутреннюю), за которую она может быть достаточно прочно закреплена в патроне;

если обработка детали может быть выполнена при ее закреплении, которое не требует большого усилия, вредного для патрона;

если при обработке поверхностей детали, наиболее удаленных от патрона, установка ее не нарушается и сама деталь не будет погнута;

если вся обработка детали, закрепленной в патроне, может быть выполнена за одну установку;

Рис. 56. Двухкулачковый самоцентрирующий патрон

если обработка детали выполняется за несколько установок, но строгой концентричности поверхностей ее, обрабатываемых при разных установках, не требуется.

Длинные детали, закрепленные в трехкулачковом самоцентрирующем патроне, следует поддерживать задним центром.

Двухкулачковые самоцентрирующие патроны. Перемещение основных кулачков 2 этого патрона (рис. 56) осуществляется посредством винта 4, один конец которого, например Л, имеет правую резьбу, а другой В —левую. Соответственные резьбы имеются и в кулачках 2. В средней части винта патрона сделана шейка Б с заплечиками, охватывающими полуподшипник 1. Полуподшипник прикреплен к корпусу патрона. Поэтому винт при вращении его посредством ключа за квадратный конец (любой) осевого перемещения не имеет, а перемещаются с одинаковой

скоростью основные кулачки 2, с прикрепленными к ним накладными кулачками 3.

На рис. 57 изображены примерные конструкции деталей обрабатываемых с помощью двухкулачковых патронов. Из их рассмотрения нетрудно убедиться, что трехку-

Рис. 57. Примеры типичных деталей, обрабатываемых в двухкулачковом пат-Рис. 57. Примеры типичных деталей, обрабатываемых в двухкулачковом пат-лачковые патроны не пригодны для обработки таких деталей.

Рис. 57. Примеры типичных деталей, обрабатываемых в двухкулачковом пат-

Рис. 57. Примеры типичных деталей, обрабатываемых в двухкулачковом пат-

Форма накладных кулачков 3 (рис. 56), изготовленных специально применительно к обработке одной (или нескольких) детали, позволяет обеспечить их центриро-

роневание при установке

и закреплении. Для детали, изображенной на рис. 57, б (симметричной относительно оси 00), накладные кулачки имеют одинаковые

для второй деталидля второй деталивырезы по контуру Г (рис. 56), а (рис. 57, а) — разные, поскольку одинаковые кулачки не обеспечат симметричной установки такой детали относительно оси 00.

для второй детали

для второй детали

53z53zВ двухкулачковых патронах можно центрировать и закреплять детали и по цилиндрическим поверхностям.

53z

53z

Детали, закрепляемые в двухкулачковом самоцен- трирующем патроне. Этот

патрон следует применять Рис. 58. пример наладки двухку- В Следующих случаях:лайкового патрона

если поверхность, за

которую закрепляется и с помощью которой центрируется деталь, имеет не цилиндрическую форму;

если поверхность, за которую закрепляется и с помощью которой центрируется деталь, имеет цилиндрическую форму, но кулачки трехкулачкового патрона не имеют доступа к этой поверхности и нужны накладные

кулачки специальной формы, например такие, как это показано на рис. 58.

Четырехкулачковые патроны с независимым перемещением кулачков. Кулачки 1 этого патрона (рис. 59) входят своими квадратными выступами 4 в пазы патрона и удерживаются в них гайками 2, которые должны быть затянуты настолько, чтобы кулачки могли перемещаться без излишней и вредной слабины. Для перемещения кулач-

Рис. 59. Четырехкулачковый патрон

ков служат винты 3 с квадратными головками А, проходящие через хвосты кулачков. Эти винты не имеют осевых перемещений, так как они упираются нижним концом в стенку паза, а заплечиком, сделанным вблизи квадратного конца, — в обод патрона. Квадратные головки винтов находятся в углублениях, сделанных в ободе патрона, и не должны выступать над ним (в целях безопасности).

На передней стороне патрона нанесены круговые риски на расстоянии 10—15 мм одна от другой. Пользуясь этими рисками, можно быстро устанавливать все кулачки на одинаковом расстоянии от центра патрона. На рис. 59 кулачки поставлены для закрепления детали за наружную поверхность. В случае необходимости кулачки можно перевернуть и закрепить обрабатываемую деталь за внутреннюю поверхность.

Существенный недостаток четырехкулачковых патронов — длительность проверки положения закрепляемых

в них деталей, которая, однако, сокращается по мере накопления опыта.

Проверка установки детали, обрабатываемой в четырехкулачковом патроне. Эта проверка производится по боковой или по торцовой поверхности устанавливаемой детали или по обеим поверхностям.

Проверку установки детали, изготовляемой из отливки или поковки, по боковой необработанной поверхности

Рис. 60 Проверка положения детали, закрепленной в четырехкулачковом патроне «по мелу»

следует производить мелом. Для этого, пользуясь круговыми рисками, грубо устанавливают деталь в патроне и, предварительно закрепив ее, пускают станок в ход и подводят к детали кусок мела. Мел обычно берут в правую руку и поддерживают ее для большей устойчивости левой. Руки должны быть расположены относительно детали так, как изображено на рис. 60, а. Ни в коем случае не следует держать руки так, как показано на рис. СО, б, потому что при слишком сильном нажатии на поверхность детали мел может «подхватить», что вызывает нередко повреждение руки.

Мел, коснувшись детали, отметит ту часть поверхности, которая наиболее удалена от оси вращения, и поэтому деталь надо сместить в сторону, противоположную меловой отметке. Для этого останавливают станок, освобождают одни кулачки и поджимают другие. Обрабатываемая деталь смещается в сторону ослабленных кулачков. После этого пускают станок в ход, снова посредством мела определяют «высокое» место и т. д. до тех пор, пока мел не будет касаться детали со всех сторон равномерно.

На рис. 61 показаны три характерных случая положения меловой риски на боковой поверхности проверяемой детали. На рисунке цифрами 1, 2,3,4 обозначены кулачки патрона, 5 — обрабатываемая деталь, 6 — меловые риски и 7 — стрелки, указывающие направление, в котором должна быть смещена деталь.

Если риска расположена по рис. 61, а, т. е. симметрично относительно кулачка 4, необходимо слегка осво-

Рис 61 Направления смещения детали при проверке ее положения в патронеРис 61 Направления смещения детали при проверке ее положения в патроне

Рис 61 Направления смещения детали при проверке ее положения в патроне

Рис 61 Направления смещения детали при проверке ее положения в патроне

бодить (равномерно) кулачки 1 и 3, несколько больше ослабить кулачок 2, поджать кулачок 4 и снова закрепить кулачки 1 и 3.

При расположении риски точно посередине между двумя кулачками, например между кулачками 4 и 1 (рис. 61, б), для правильной установки детали необходимо одинаково ослабить кулачки 2 и 3 и поджать кулачки 4 и 1.

Koi да риска располагается так, как показано на рис. 61, в, следует немного освободить кулачок 3, несколько больше кулачок 2 и после этого закрепить кулачки 1 и 4.

Предварительною проверку установки по боковой поверхности детали, изготовляемой из штамповки или проката, надо производить по мелу.

Окончательная проверка таких деталей осуществляется при помощи рейсмуса, который устанавливают или на суппорт станка, или на стальную плитку, положенную на станину (рис. 62, а). Загнутый конец иглы рейсмуса подводят к поверхности проверяемой детали, так чтобы между этой поверхностью и концом иглы был просвет 0,3—0,5 мм.

Затем медленно вращают деталь и наблюдают, как изменяется величина этого просвета. Изменяя установку детали (перемещая для этого кулачки патрона, как указано выше), добиваются того, чтобы изменение просвета было возможно меньшим. После этого закрепляют деталь окончательно.

Рис 62. Проверка положения детали, закрепленной в четырехкулачковом патроне, рейсмусом

Иногда оказывается необходимым проверить правильность установки детали по торцовой обработанной поверхности. В этом случае поступают так же, как и при проверке (рейсмусом) установки детали по боковой поверхности. Чем ближе будет расположен конец иглы к наружной поверхности детали, тем точнее будет проверена установка ее.

Заметим в заключение, что при всех указанных выше проверках установки детали при помощи рейсмуса изменение просвета между его иглой и поверхностью детали 98

наблюдается отчетливее, если сзади иглы держать листок белой бумаги.

Проверка установки детали по разметке показана на рис. 62, б. Конец иглы рейсмуса подводят к разметочной риске и медленно вращают деталь. Заметив, в каком месте риска отходит от конца иглы, смещают деталь, перемещая для этого кулачки патрона.

Если деталь имеет отверстие, можно использовать специальный установочный рейсмус (рис. 62, е). Стержень 2 этого рейсмуса устанавливают в центрах станка, а иглу / приводят в требуемое положение так, чтобы острый конец иглы совпал с разметочной риской, после чего поворачивают стержень (вместе с иглой) на центрах.

Если на торце детали нанесены осевые разметочные риски (рис. 62, г), то, установив острый конец куска проволоки 3, закрепленного в резцедержателе суппорта, на одной высоте с острым концом переднего центра, подводят его к торцу проверяемой детали. Если деталь установлена правильно, то острый конец проволоки при перемещении поперечного суппорта будет совпадать с обеими рисками при двух положениях детали.

Такое совпадение, например для горизонтальной риски по рис. 62, г, должно быть при положении детали, показанном на рисунке, и после поворота ее на пол-оборота.

Проверка установки детали по боковой обработанной поверхности производится также сначала по мелу, а потом при помощи рейсмуса. В последнем случае изменений просвета между поверхностью вращающейся детали и концом иглы рейсмуса не должно быть.

Более точная проверка положения детали по ее обработанной поверхности производится при помощи индикатора. Общий вид и некоторые детали индикатора показаны на рис. 63.

В основании 9 индикатора (рис. 63, а) посредством накатанной гайки 10 закрепляется стойка 8, на которой при помощи зажима 4 удерживается стержень 2. Этот стержень зажимом 1 соединен со стержнем 5, на котором посредством зажима 6 закреплен индикатор 3 с кнопкой 7. Ослабив винты зажимов 1, 4 и 6, а также гайку 10, можно установить индикатор 3 в любом положении. Затем следует закрепить эти зажимы. Кнопка 7 является (рис. 63, б) концом стерженька 16, который проходит через корпус

индикатора. На части стерженька, расположенной внутри корпуса, нарезаны зубья, образующие рейку, сцепленную с маленькой шестерней 12. При перемещении стерженька 16 вдоль оси шестерня 12 вращается, и ее вращение через

Рис 63. Индикатор (а) и его устройство (б)Рис 63. Индикатор (а) и его устройство (б)

Рис 63. Индикатор (а) и его устройство (б)

Рис 63. Индикатор (а) и его устройство (б)

2233

2

2

3

3

шестерни И и 13 передается оси, на которой закретена стрелка 15. Конец стрелки расположен над шкалой кая - дое деление которой соответствует перемещению сте) - женька 16 на 0,01 мм. Под действием пружинки 14 стер-

женек 16 отводится вниз и кнопкой 7 прижимается к проверяемой поверхности.

Установив основание индикатора на суппорт станка или плиту, положенную на станину,подводят кнопку индикатора к поверхности про

веряемой детали и медленно поворачивают последнюю. При правильном положении детали стрелка индикатора

не должна отклоняться от первоначального положения.

Проверка положения размеченной детали с помощью индикатора и установочного валика показана на рис. 64. На торце детали 1 в той точке ее, через которую, напри-

мер, должна проходить ось отверстия, подлежащего обработке — нанесено керном углубление. В это углубление входит острым (левым) концом установочный валик 2, правый конец которого поддерживается центром 3 задней бабки. К боковой поверхности валика прижата кнопка индикатора 4 При правильно установленной детали и медленном вращении ее стрелка индикатора не должна отклоняться, т. е показывать биения валика.

Детали, закрепляемые в четырехкулачковом патроне. Этот патрон применяется при закреплении детали за наружную цилиндрическую поверхность в случаях:

если обработка детали производится при большом зажимном усилии,

когда закрепление детали производится за необработанную поверхность,

если обработка детали в самоцентрирующих (трехкулачковом или двухкулачковом) патронах невозможна, например, когда они малы по размерам, при сложной конфигурации деталей и т. п ;

когда требуется обеспечить точное положение детали, устанавливаемой по ранее обработанной поверхности (с помощью рейсмуса или индикатора).

Четырехкулачковые патроны, как это показано ниже, находят значительно большее применение и в других случаях, например, когда закрепление детали производится за нецилиндрическую поверхность или если у детали обрабатывается поверхность (наружная или внутренняя), ось которой смещена относительно цилиндрической поверхности, используемой для закрепления и т. д.

Уход за патронами. Независимо от конструкции патрона его точность и срок службы зависят от ухода за ним.

Если патрон не нужен для выполнения данной работы, следует протереть весь патрон, а особенно пазы для кулачков сухой тряпкой. Такая очистка патрона совершенно необходима, если в нем обрабатывалась чугунная деталь. После этого следует заткнуть тряпкой (лучше концами) нарезанное отверстие в патроне и открытые части пазов для кулачков и убрать патрон в инструментальный шкаф. Время от времени патрон надо разбирать и очищать от накопившейся в нем грязи Перед навертыванием патрона на шпиндель станка следует протереть шпиндель сухой тряпкой, затем тряпкой, смоченной в керосине, и, наконец,

слегка смазать чистым маслом (для облегчения свертывания патрона). Резьбу в патроне перед каждым навертыванием его на шпиндель станка также необходимо тща

тельно прочищать.

Для облегчения навертывания патрона на шпиндель и предупреждения повреждений направляющих станины на

Рис. 65. Свертывание патронаРис. 65. Свертывание патронаних следует класть деревянную доску. Толщина доски должна быть такой,чтобы ось отверстия в патроне совпадала с осью шпинделя станка или была расположена немного ниже оси.

Рис. 65. Свертывание патрона

Рис. 65. Свертывание патрона

Свертывание патрона производится посредством деревянной ваги, вкладываемой между его кулачками (рис. 65). Необходимо быть особенно

осторожным, когда свертывание патрона подходит к концу, чтобы избежать ранения рук. Под свертываемый патрон надо подкладывать деревянную доску.

Приспособления для закрепления деталейза отверстие

Самоцентрирующие и четырехкулачковые патроны. Трехкулачковые самоцентрирующие и четырехкулачковые патроны с независимым перемещением кулачков, рассмотренные выше, применяются и для закрепления деталей за цилиндрическое отверстие. Область применения тех и других патронов в данном случае определяется ь основном признаками, указанными выше. Весьма редко для этой цели применяются двухкулачковые патроны.

Необходимо отметить, что при закреплении детали за обработанное отверстие вместо патронов чаще пользуются оправками, в особенности при небольших размерах отверстий и обработке деталей партиями.

Цельные и цанговые оправки. Самая простая оправка показана на рис. 66, а. Средняя (рабочая) часть этой оправки — конус с очень небольшой конусностью, обычно

около V2ooo- Чем точнее отверстие в устанавливаемой детали и чем чище его поверхность, тем меньше может быть

конусность и тем лучше центрирует оправка. Меньший диаметр D конусной части В делается несколько меньше наименьшего возможного диаметра отверстия. Лыска А на левом конце оправки делается для более удобной уста

новки на ней хомутика.

Рис. 66. Цельные (а, б) и цанговая центровая (в) оправкиРис. 66. Цельные (а, б) и цанговая центровая (в) оправкиЦентровыми отверстиями оправка устанавливается в

Рис. 66. Цельные (а, б) и цанговая центровая (в) оправки

Рис. 66. Цельные (а, б) и цанговая центровая (в) оправки

центры станка. Обрабатываемая деталь держится на такой оправке только силой трения, поэтому должна быть насажена на нее достаточно плотно. Оправка вводится в деталь ударами молотка (медного или свинцового) или же при помощи специальногэ пресса, причем предварительно оправку следует слегка смазать маслом.

Такого рода оправки можно применять только при легких работах. Основной недостаток этих оправок заключается в том, что положение детали на оправке зависит от действительного диаметра отверстия. Указанное обстоятельство исключает возможность применения этих оправок, если обработка деталей производится по упорам.

Такого недостатка не имеет оправка, изображенная на рис. 66, б, так как деталь, упираясь в буртик, занимает вполне определенное положение на оправке. Деталь надевается на такую оправку и удерживается на ней трением, возникающим на торцах при навертывании гайки 2. Шайба 1 имеет вырез; гайка 2 делается меньше диаметра отверстия. Поэтому, чтобы снять деталь с оправки, достаточно отвернуть гайку на один —два оборота и убрать шайбу. Недостаток таких оправок — неточность центрирования, вызываемая наличием зазора между деталью

11Рис. 67 Оправка с ги- дропластмассовым наполнителемРис. 67 Оправка с ги- дропластмассовым наполнителеми оправкой. Использование оправок по рис. 66, а, б целесообразно при точности отверстий в устанавливаемых на них деталях не ниже 2-го класса.

1

1

Рис. 67 Оправка с ги- дропластмассовым наполнителем

Рис. 67 Оправка с ги- дропластмассовым наполнителем

При менее точных отверстиях применяют разжимные оправки различных конструкций. Одна из таких оправок— цанговая — показана на рис. 66, в. Цанга 4 представляет собой втулку с коническим отверстием и цилиндрической наружной поверхностью. Пружинящее свойство цанги обеспечивается продольными надрезами (по два, три, иногда четыре с каждой стороны), расположенными в чередующемся порядке. При завинчивании гайки 5 цанга, перемещаясь влево, расширяется, чем и достигается закрепление детали. Для снятия детали необходимо немного отвернуть гайку 5. После этого посредством гайки 3 цанга 4 может быть перемещена вправо настолько, что деталь снимается с оправки свободно.

Оправка с упругой оболочкой Оправка (рис. 67) устроена и работает следующим образом. На корпус / оправки напрессована втулка 2, центрирующая и закрепляющая обрабатываемую деталь 3. Для этого на

боковой поверхности корпуса / и на внутренней поверхности втулки сделаны выточки, образующие кольцевую полость А. Нескол ькими наклонными отверстиями В полость А соединена с камерой С. Полость А, наклонные отверстия В и камера С заполнены гидропластом марки СМ (на рисунке сетчатая штриховка). При вращении винта 5 плунжер 7 перемещается влево, выдавливая (через отверстия 5) гидропласт в полость А. Диаметр тонкой стенки втулки 2 при этом увеличивается, а деталь 3 центрируется и закрепляется достаточно прочно для ее обработки. Перемещение плунжера 7 ограничивается винтогым упором 6.

Регулировка упора производится по втулке-калибру, диаметр отверстия в которой несколько больше наибольшего предельного диаметра отверстия в обрабатываемой

детали. Пробка 4 закрывает отверстие, через которое выходит воздух при заливке в оправку расплавленного гидропласта. Посадка детали на оправку — движения или скользящая 2-го класса точности; точность центрирования — 0,01—0,03 мм.

Шпиндельные оправки. При использовании оправки, показанной на рис. 68, обрабатываемая деталь закрепляется на разжимной части корпуса 1 оправки. Эта часть

Рис 68 Шпиндельная разжимная оправка

оправки имеет три надреза; разжим ее осуществляется под действием конической части болта 2, ввертываемого при помощи ключа в корпус / оправки. Конический хвост корпуса оправки входит в коническое гнездо шпинделя

Рис 69. Оправки для закрепления деталей за резьбовое отверстие

Оправки для закрепления за резьбовое отверстие. В самом простом случае для закрепления детали за резьбовое отверстие используется оправка (рис. 69, а), на резьбовую часть которой навертывается обрабатываемая деталь. За гладкую часть оправка закрепляется в трехкулачковом самоцентрирующем патроне. Недостаток такого способа закрепления деталей — затруднения при их снятии после обработки. Невелика и точность центрирования.

11Рис. 70. Закрепление детали на оправке с использованием поводкового патрона/ — обрабатываемая деталь (шестерня), 2 — поводок патрона, 3 — оправка, 4 — поводно вый патронРис. 70. Закрепление детали на оправке с использованием поводкового патрона/ — обрабатываемая деталь (шестерня), 2 — поводок патрона, 3 — оправка, 4 — поводно вый патронОправка, изображенная на рис. 69, б не имеет этих недостатков. На левом конце ее корпуса нарезана левая резьба с крупным шагом, охватываемая гайкой /. Перед навертыванием на оправку обрабатываемой детали 2 гайка должна быть плотно прижата к заплечику, имеющемуся на корпусе оправки. Чтобы без труда свернуть обработанную деталь, достаточно немного освободить гайку /. В этом случае заплечик на корпусе оправки обеспечивает постоянное положение в осевом направлении гайки /, а следовательно, и обраба тываемой детали 2.

1

1

Рис. 70. Закрепление детали на оправке с использованием поводкового патрона/ — обрабатываемая деталь (шестерня), 2 — поводок патрона, 3 — оправка, 4 — поводно вый патрон

Рис. 70. Закрепление детали на оправке с использованием поводкового патрона/ — обрабатываемая деталь (шестерня), 2 — поводок патрона, 3 — оправка, 4 — поводно вый патрон

Общие замечания об обработке на оправках. Чем проще конструкция оправки, тем точнее (в отношении концентричности) получаются обработанные с ее помощью детали. Лучшая точность центрирования самой оправки на станке свойственна центровым оправкам по сравнению со шпиндельными.

При обработке длинных деталей необходимо применять центровые оправки, причем в то время, когда производится обтачивание детали (при автоматической подаче резца), надо подготовлять к обработке следующую деталь. При таком способе работы необходимо

иметь две оправки, чем достигается иногда значительная экономия вспомогательного времени. При шпиндельных оправках так работать, очевидно, нельзя. С другой стороны, установка детали на шпиндельные оправки удобнее, и закрепление на них детали осуществляется быстрее, чем на центровых.

Применение при работе на оправках поводкового патрона. При обработке на оправке детали большого диаметра и особенно при большом сечении снимаемой стружки возможно провертывание детали на оправке. Во избежание этого следует пользоваться приемом, изображенным на рис. 70. В этом случае вращение шпинделя передается обрабатываемой детали не за счет трения ее на оправке, а поводком патрона.

Глава IV

ШЕРОХОВАТОСТЬ (ЧИСТОТА)И ТОЧНОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ,ОБРАБАТЫВАЕМЫХ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ

1. Жесткость и вибрации при токарной обработке

Общие понятия. При токарной обработке деталей необходимо считаться с жесткостью узлов станка (суппорта, передней и задней бабок), обрабатываемой детали, а также резца или другого режущего инструмента, или, как говорят, с жесткостью системы станок — деталь — инструмент. Пример такой системы в нагруженном состоянии схематически показан на рис. 71, на которой линия 00 изображает ось ненагруженного станка. Под действием сил резания передний центр станка смещен (отжат) от своего нормального положения на величину h1, а задний — на величину /г,. Под действием той же силы деталь прогнулась, причем стрелка прогиба детали составляет величину h3, а суппорт отжат на величину /г4.

Отклонения (отжимы), получающиеся вследствие не- жесткости отдельных составляющих системы станок — деталь — инструмент, всегда имеют место, причем величины каждого из них в отдельных случаях различны. Если величина всех отклонений ничтожна, форма детали, а также размеры обрабатываемых поверхностей и шероховатость их получаются соответствующими предъявляемым к ним требованиям. Если жесткость нескольких или хотя бы одной из составляющих рассматриваемой системы недостаточна, получаются неудовлетворительные результаты обработки и возникают вибрации, препятствующие

нормальному резанию; станок, как говорят, «дробит». Очевидно, что при небольшой силе резания недостаточная жесткость системы станок — деталь — инструмент сказывается в меньшей мере, чем при большой нагрузке.

Причины нежесткости станка, обрабатываемой детали и режущего инструмента. Многочисленными опытами установлено, что жесткость станка зависит не столько от жесткости ею деталей, сколько о г тщательности сборки и регулировки ею узлов. Например, детали суппорта некото-

Рис 71 Пример последствий нежесткости системы станок—деталь- инструмент

рых станков, сами по себе достаточно жесткие, при недостаточно качественной сборке образуют нежесткий узел станка (суппорт) Нежесткость суппорта может быть следствием и других причин- неправильной регулировки клина, расположенного между направляющими продольных и поперечных салазок суппорта, неправильности (по всей длине) вследствие износа этих направляющих и т. д. В результате действия всех этих причин происходит так называемый отжим суппорта, а следовательно, и резца.

Жесткость детали обусловливается ее размерами и конструктивными особенностями. Однако существует ряд способов, обеспечивающих возможность резко повысить жесткость обрабатываемой детали.

Примеры таких способов — использование заднего центра при обработке даже не очень длинных деталей, применение люнетов при обтачивании очень длинных и тонких деталей и т. д.

Отжим режущего инструмента в разных случаях обработки деталей на станках также может быть более или менее значительным и различно отражающимся на форме и размерах обрабатываемых деталей. Причины отжима 108

резца — выбор малого сечения его при большой длине свешивающейся части, недостаточно прочное закрепление и т. д.

Изменение жесткости в процессе резания. В процессе обработки на одном и том же станке одной и той же детали жесткость системы станок — деталь — инструмент может изменяться.

В процессе обработки силы резания непостоянны ввиду переменного (например, вследствие изменяющейся глубины резания при обдирке отливки) сечения снимаемой стружки и неравномерной твердости материала обрабаты

Рис 72 Форма нежесткого вала (а), обработанного в центрах токарного станка с жесткими бабками жесткого вала (б), обработанного на станке с нежесткими бабками, вала (в), закрепленного в патроне и не поддерживаемого задним центром

ваемой детали. Они увеличиваются также по мере затупле ния резца. Очевидно, что с увеличением сил резания уве личивается отжим суппорта. При неравномерном износе, например направляющих поперечных салазок суппорта, величина отжима будет различной при разных ноюжениях этих салазок

Нежесткость задней бабки в большей мере сказывается обычно в начале, а передней — в конце обработки вала Нежесткость детали, установленной в центрах, получается наибольшей, когда резец снимает стружку в середине ее. Нежесткость резца особенно сказывается в моменты возникновения наибольших усилий резания.

Явления, возникающие в результате недостаточной жесткости системы станок—деталь—инструмент. Предположим, что в центрах токарного станка с жесткими бабками (передней и задней) обрабатывается вал. Под действием сил резания вал будет, очевидно, прогибаться (как бы отходить от резца), причем величина этого прогиба будет наибольшей, когда резец будет снимать стружку в середине длины вала. В результате этого диаметр вала

в среднем сечении получится больше, чем у его концов. Вал будет иметь бочкообразную форму, показанную на рис. 72, а в увеличенном виде. Значение величины прогиба, а следовательно, отступления от цилиндричности вала зависят от его размеров, размеров снимаемой стружки, углов резца, формы его передней поверхности и других условий. Форма жесткого вала, обработанного на станке с нежесткими бабками, показана на рис. 72, б.

Рис. 73. Изменение формы стального кольца при закреплении его в трехкулачковом патроне для обработки внутренней поверхности: до обработки внутренней поверхности (а); после закрепления в патроне (б); после растачивания (в); после снятия со станка (г)

Если обрабатываемый вал закреплен в патроне и не поддерживается задним центром, форма его получается подобной изображенной на рис. 72, в. Такая форма вала получается вследствие его нежесткости, нежесткости патрона или передней бабки станка, или от одновременного действия этих причин.

Здесь же следует отметить возможность искажения формы обрабатываемой поверхности, получающейся при закреплении детали на станке, что часто наблюдается при обработке тонкостенных деталей. Предположим, например, что стальное кольцо (рис. 73, а) для обработки внутренней поверхности закреплено в трехкулачковом патроне. Под действием зажимного усилия (кулачков патрона) кольцо это примет форму, показанную (преувеличенно) на рис. 73, б. После обработки внутренняя поверхность кольца будет иметь цилиндрическую форму (рис. 73, в). Однако после того как кулачки патрона будут отжаты, кольцо, как говорят, «спружинит», наружная поверхность его станет цилиндрической, а внутренняя, только что обработанная, может оказаться очень далекой от той формы (рис. 73, а), которую она имела, пока кольцо было зажато в кулачках.

Причины возникновения вибраций. Вибрации, возникающие при обработке деталей на токарных станках, приводят к нарушению правильности работы станка, к преждевременному износу инструмента и ухудшению чистоты обработанной поверхности.

Вибрации возникают вследствие одной или нескольких 'причин; главнейшие из них перечислены ниже.

Колебания, передаваемые от других вибрирующих станков и машин через грунт, металлические конструкции междуэтажных перекрытий и т. д. Методы борьбы с такими вибрациями: усиление фундаментов и перекрытий, упругие прокладки и т. п.

Колебания, вызываемые небалансированностью (неуравновешенностью) частей станка (шестерен, муфт), патрона или обрабатываемой детали.

Средство борьбы с вибрациями такого типа — балан- сирозка вращающихся частей как самого станка и патрона, так и балансировка закрепляемой на станке заготовки, если она создает неуравновешенность всей вращающейся системы, с помощью дополнительных грузов.

Колебания, вызываемые дефектами передач станков. Неправильно нарезанные или плохо собранные шестерни в станке вызывают возникновение периодических сил, передающихся на подшипники и направляющие станка, а поэтому могут при известных условиях быть причиной появления вибраций. Таким же образом действуют некачественные сшивки ремней. Средства борьбы с вибрациями этого рода заключаются в устранении дефектов, подобных перечисленным.

Колебания, вызываемые прерывистым характером процесса резания. Во многих случаях метод обработки сам по себе обусловливает колебания сил резания, вызываемые характером работы инструмента, как, например, развертки. В других случаях сама обрабатываемая поверхность имеет перерывы. Следствием работы по такой поверхности чаще всего являются отдельные толчки, но при регулярном чередовании обрабатываемых участков и перерывов возможно возникновение вибраций. Влияние прерывистости обрабатываемой поверхности на возникновение вибраций должно устраняться в каждом конкретном случае путем искусственного увеличения жесткости обрабатываемой детали.

Собственные колебания при обтачивании, растачивании и т. д

При обтачивании уравновешенной детали, при работе на вполне исправном станке могут возникать сильнейшие вибрации, причем даже при самом внимательном рассмотрении явления не удается обнаружить присутствия каких либо внешних причин, в частности, перечисленных выше

Такие вибрации называются собственными колебаниями (вибрациями) процесса резания.

Частота (число колебаний в секунду) в основном зависит от жесткости системы станок—деталь — инструмент. Чем жестче система, тем выше частота колебаний, т. е. меньше вибрации.

Интенсивность (сила) вибраций, измеряемая высотой волн (неровностей) на обработанной поверхности, зависит от ряда причин.

Повышение скорости резания сначала вызывает интенсивность вибраций, достигающих наибольшего значения при скорости, обычно находящейся в границах 80— 150 ль’мин, а затем при дальнейшем увеличении скорости вибрации убывают. Следовательно, условия скоростного резания более благоприятны с точки зрения предупреждения возникновения вибраций.

Увеличение ширины среза (глубины резания при обычном продольном обтачивании) вызывает усиление (интенсивность) вибраций.

Увеличение толщины среза (подачи) оказывает противоположное действие. При увеличении толщины стружки интенсивность колебаний несколько уменьшается. Однако влияние изменения толщины среза значительно слабее влияния изменения его ширины.

Резцы с малыми углами в плане, позволяющие работать с большими подачами при повышенных скоростях резания, часто не могут применяться только вследствие возникающих при их использовании вибраций.

С возрастанием переднего угла (т. е. при уменьшении угла резания) интенсивность гибраций уменьшается. Резцы с отрицательными передними углами более склонны вызывать вибрации, чем резцы с положительными углами.

Средства борьбы с вибрациями. Собственные колебания (вибрации) в процессе резания на токарном станке можно предупредить следующими способами:

повышением жесткости системы станок - деталь - инструмент: например, уменьшением вылета пиноли задней бабки, уменьшением вылета резца и др.; во многих случаях, уменьшая вылет пиноли задней бабки и регулируя степень нажатия заднего центра, удается устранить вибрации;

выбором рациональных режимов резания, резанием на высоких скоростях (или, что менее желательно, на низких) или увеличением подачи;

Рис. 74. Резцы с противовибрациониой фаской конструкции новатора Д И Рыжкова

рациональным выбором резца и правильной его заточкой: применением больших углов в плане, увеличением переднего угла или введением фаски по передней грани при отрицательных передних углах, а также специальной заточкой резца (введением фасок, галтелей и пр.).

Примеры такой заточки проходных резцов, у которых на передней поверхности введены дополнительные проти- вовибрационные фаски, показаны на рис. 74. Если резец, изображенный на рис. 74, а, используется при обработке малоуглеродистых сталей марок Ст. 2, Ст. 3, 20X и др., угол у у него делается равным 20—25°. Для обработки конструкционных и инструментальных сталей, например марок 35, 40, 50, 60, Уб, У7, 40Х, ХВГ и др., следует применять резец с углом у = 0-ь20°. При обтачивании деталей с пониженной жесткостью этот угол принимается в пределах 25—35°.

Сечение (в главной секущей плоскости) резца с противо- вибрационной фаской, применяемого при обработке с глубиной резания меньше 1 мм, изображено на рис. 74, б.

Резцы с противовибрациониой фаской следует устанавливать на высоте центровой линии станка.

Нередко, особенно в условиях работы на скоростях 120—150 м/мин, никакие из указанных выше средств не приводят к уничтожению вибраций. В таких случаях следует прибегать к применению специальных приборов — виброгасителей.

Шероховатость (чистота)и точность поверхностейв зависимости от условий токарной обработки

Шероховатость поверхности, обработанной на токар* ном станке, и причины ее образования. На поверхности, обработанной токарным резцом, образуются неровности в виде винтовых выступов и винтовых канавок (рис. 75, а),

Рис. 75. Поперечная (а) и продольная (б) шероховатости, получающиеся при токарной обработке

подобные резьбе, вполне отчетливо заметные при крупной подаче S и обнаруживаемые лишь при помощи специальных приборов, если подача невелика.

Такие неровности расположены в направлении подачи и образуют поперечную шероховатость в отличие от продольной шероховатости (рис. 75, б), образуемой неровностями в направлении скорости резания и. О происхождении последних неровностей будет сказано ниже.

При токарной обработке наибольшее значение имеет поперечная шероховатость. Поэтому чистота поверхностей, обработанных на токарном станке, характеризуется главным образом формой и размерами винтовых выступов, называемых обычно гребешками. Высота таких гребешков зависит в разной степени от очень многих факторов, участ- 114

вующих в процессе резания и действующих в разных случаях различно, и поэтому не может быть определена расчетом, а находится лишь опытным путем. При обтачивании более вязких металлов, например малоуглеродистых сталей, высота гребешков получается большей, чем при обработке хрупких металлов, например чугуна. При обработке хрупких металлов (при стружке надлома) на обработанной поверхности получаются иногда очень заметные углубления, образующие продольную шероховатость.

Шероховатость поверхности уменьшается, если материал (сталь) подвергнут термической обработке, что повышает однородность его структуры.

Действительная высота гребешков зависит от величины подачи. При крупных подачах эта высота значительно отличается от расчетной и превышает ее в несколько раз.

Влияние глубины резания на шероховатость поверхности незначительно и не имеет практического значения.

Скорость резания существенно влияет на образование шероховатости поверхности. При скорости резания до 3—5 Mi мин размеры неровностей незначительны; с увеличением скорости резания неровное гл возрастают; при повышении скорости резания до 60—70 м!мин высота неровностей уменьшается, и при скорости около 70 м!мин шероховатость поверхности получается наименьшей.

Дальнейшее повышение скорости резания незначительно влияет на шероховатость обработанной поверхности. Наличие нароста на резце увеличивает шероховатость поверхности, обработанной данным резцом.

Значительное влияние на шероховатость поверхности оказывает применяемый при обработке состав охлаждающей жидкости. Наилучшие результаты получаются, если в охлаждающей жидкости содержатся минеральные масла, мыльные растворы и другие вещества, повышающие ее смазочные свойства.

Опыты ряда исследователей показали, что неровности режущей кромки резца, получившиеся вследствие некачественности доводки его, переносятся на обработанную поверхность в увеличенных размерах.

Состояние резца также влияет на шероховатость поверхности. При небольшом затуплении резца обработанная поверхность часто получается даже несколько чище, чем при остром резце. При дальнейшем затуплении резца шероховатость поверхности увеличивается. Материал режущего

инструмента в рассматриваемом случае также имеет значение. Так, например, резцами из твердых сплавов ВК6, ВК8 очень трудно получить чистую поверхность при обработке вязких материалов, что объясняется склонностью этих сплавов к выкрашиванию при указанных условиях работы. Применение при этих же условиях твердых сплавов, например марок Т5КЮ, Т15К6, и др., а также быстрорежущих резцов позволяет улучшать чистоту поверхности.

На шероховатость обработанной поверхности влияют вибрации, возникающие в процессе резания. Особое значение в этом случае приобретают чрезмерные зазоры в направляющих суппорта и в подшипниках, неточности зубчатых передач станка, плохая балансировка вращающихся частей станка, нежесткость обрабатываемой детали, углы резца, его вылет и многие причины, отмеченные в разных главах книги. Все эти вредные явления при токарной обработке вызывают продольную шероховатость поверхности.

Классификация и обозначения шероховатости поверхностей. ГОСТ 2789—59 устанавливает 14 классов шероховатости изделий машиностроения. Обозначения классов шероховатости, указываемые на чертеже детали, приведены в табл 4

Таблица 4

Обозначения классов чистоты поверхностей деталей машин

Класс чистоты

Обозначение

Класс чистоты

Обозначение

Класс чистоты

Обозначение

1

VI

6

V6

11

vll

2

V2

7

V7

12

V12

3

V3

8

V8

13

V13

4

V4

9

V9

14

V14

5

V5

10

V10

При необходимости в особо мелкой градации степеней шероховатости ГОСТ 2789—59 допускает разделение классов 6—14 на разряды. В каждом из этих разрядов допускаются три разряда, обозначаемые буквами а, б и в. Соответствующая буква проставляется после цифры, ука- з^вающей класс чистоты данной поверхности. Например, об-чиачение V8a указывает, что данная поверхность до окна иметь шероховатость, соответствующую разряду а 8-ю класса чистоты по ГОСТу 2789—59.

Шероховатость поверхностей деталей машин определяется путем сопоставления данной поверхности с эталонами шероховатости, или, более точно, посредством специальных приборов.

Условия, от которых зависит точность обработки деталей на токарных станках. Несмотря на высокие качества современных токарных станков, совершенство методов обработки, точность применяемых измерительных инструментов и наличие других благоприятных условий, влияющих на точность обработки детали, достигнуть совершенства точных размеров и правильной формы ее невозможно.

Основные причины этого рассматриваются ниже.

Неточность станка и зажимного приспособления. Неточность токарного станка отражается на правильности формы обрабатываемых деталей. Так, например, при обтачивании детали на станке, шейки шпинделя которого овальны, поверхность детали получается также овальной, а не цилиндрической, так что при измерении двух взаимно перпендикулярных диаметров детали в одном и том же поперечном сечении получаются разные результаты.

Другим видом отклонения от правильной формы цилиндрических деталей, обрабатываемых на токарных станках, является их конусность, получающаяся вследствие неправильно установленной передней (если обрабатываемая деталь закреплена в патроне) или задней бабки (при установке детали в центрах).

Неточность обработки детали во многих случаях вызывается неточностью или неисправностью зажимных приспособлений. Очевидно, например, что при обработке наружной поверхности втулки, насаженной на оправку с сильно изношенными центровыми отверстиями, требуемой обычно концентричности наружной поверхности с поверхностью отверстия не получается. Неточность формы детали обусловливает и неточность ее размеров.

Неточность формы, размеров и установки режущего инструмента и износ его. Во многих случаях точность размеров и формы обрабатываемой детали или отдельных участков ее зависит прежде всего от точности размеров и формы применяемого режущего инструмента. Ширина канавки, обрабатываемой мерным резцом, получится равной требуемой лишь при условии, что длина режущей

кромки резца соответствует ширине канавки. Точность формы фасонной поверхности зависит, очевидно, от точности формы фасонного резца, использованного для обработки этой поверхности.

Если точный по ширине прорезной резец при обработке канавки, о которой говорилось выше, установлен так, что главная режущая кромка его не параллельна оси детали, то ширина канавки получится больше ширины резца и форма ее будет неправильна.

Очевидна также и зависимость точности размера детали от точности установки резца в рабочее положение, например, на требуемый диаметр детали по лимбу.

Существенное значение имеет износ режущего инструмента в процессе работы, который иногда настолько велик, что диаметр детали у конца, расположенного у передней бабки, получается несколько больше диаметра конца детали, с которого начато обтачивание (у задней бабки).

Неточность измерительного инструмента и неправильное пользование им. Неточность измерительного инструмента может быть результатом некачественного изготовления его или неудовлетворительного состояния вследствие естественного износа или небрежного обращения. Неточность измерительного инструмента, вызванная первой из указанных причин, редко встречается при надлежащей организации производства, так как все измерительные инструменты тщательно контролируются перед выпуском в продажу и выдачей на рабочее место.

Более точные измерительные инструменты (штангенциркули, микрометры и т. д.) снабжаются специальными паспортами, в которых указываются погрешности данного инструмента.

Естественный износ измерительных инструментов не должен являться причиной неточности измерений, если в данной мастерской хорошо организован и действует периодический контроль инструментов, осуществляемый специальными лицами.

Величина погрешностей измерений может быть весьма существенной, если для данного измерения применяется инструмент несоответствующей точности. Например, наи-

большая точность измерения, которая может быть достигнута (сщытным рабочим) при помощи кронциркуля и линейки с делениями, составляет около 0,3 мм. Использование этих инструментов для более точных размеров является источником погрешностей измерений. Неправильная установка инструмента относительно измеряемой поверхности может привести к значительной ошибке измерения. Например, при измерении наружного диаметра не в плоскости, перпендикулярной к оси детали, а в плоскости, расположенной наклонно по отношению к этой оси, погрешность в измерении неизбежна. При надвигании измерительного инструмента или калибра на проверяемую деталь неопытный рабочий может допустить неточность измерения в несколько сотых долей миллиметра, если применит значительное усилие (нажим). Погрешность измерений получается и в том случае, когда во время измерения не учитывается температура детали. Очевидно, что если измерять нагревающуюся в процессе резания и еще не остывшую деталь, то размер ее будет больше соответственного размера охлажденной детали.

Основные сведения о допускахи посадках

Сопрягаемые детали. Рассматривая соединения деталей машин попарно, мы замечаем, что они в различных парах очень разнообразны по своему характеру. В некоторых случаях одна из деталей какой-либо пары во время работы машины остается неподвижной по отношению к другой детали этой же пары; в других случаях — совершает то или иное движение (например, вращательное, поступательное и т. д.) относительно другой парной с ней детали.

Две детали, составляющие пару, подобную одной из только что рассмотренных, называются сопряженными.

Охватывающие и охватываемые детали. При сопряжении двух деталей одна из них как бы охватывает другую, поэтому первая из этих деталей (по отношению к другой) называется охватывающей, а вторая — охватываемой.

Формы сопрягаемых деталей весьма разнообразны и наименования их, точно соответствующие действительности, во многих случаях громоздки и неудобны для произношения и для записей. Поэтому условились во всех случаях охватывающую деталь (поверхность этой детали, участвующую в данном сопряжении) называть

отверстием, а охватываемую деталь (поверхность, участвующую в данном сопряжении) — валом. ■

Понятие о посадке. Если бы при обработке сопряженных деталей (обеих или одной из них) либо при сборке машины не был учтен требуемый характер их сопряжения, то очевидно, что машина, собранная из таких деталей, оказалась бы не годной для работы.

Другими словами, непременным условием удовлетворительной работы всякой машины является правильный выбор и осуществление характера сопряжений ее деталей, или, как говорят, посадок.

Посадкой называется характер или тип сопряжения {или соединения') двух вставленных одна в другую деталей, обеспечивающий в той или иной степени прочность их соединения или свободу их относительного перемещения.

Посадки неподвижные и подвижные. Посадки, при которых должна быть обеспечена прочность соединения сопряженных деталей, называются неподвижными.

Соединения такого характера получаются в том случае, если до сборки сопряженных деталей диаметр вала несколько больше диаметра отверстия, в связи с чем после сборки деталей между ними возникает напряженное состояние.

Посадками для свободного движения, или (кратко) подвижными, называются такие, при которых предусматривается постоянное относительное движение сопряженных деталей во время их работы. Возможность относительного движения этих деталей получается в том случае, если диаметр отверстия несколько больше диаметра вала.

Посадки, принятые в машиностроении. В нашем ма

шиностроении установлен и применяется ряд посадок: от посадки, при которой вал вставляется в отверстие с большим напряжением, чем достигается высшая прочность соединения деталей, до посадки, при которой вал вращается в отверстии совершенно свободно.

Неподвижные посадкиПрессовая 3-я (ПрЗ)Прессовая 2-я {Пр2)Прессовая 1-я {Пр1)Горячая {Гр)Прессовая {Пр)Легкопрессовая (77л)Глухая (Г)Тугая {Т)Напряженная (77)Плотная (77)Неподвижные посадкиПрессовая 3-я (ПрЗ)Прессовая 2-я {Пр2)Прессовая 1-я {Пр1)Горячая {Гр)Прессовая {Пр)Легкопрессовая (77л)Глухая (Г)Тугая {Т)Напряженная (77)Плотная (77)Подвижные посадкиСкользящая (С)Движения (Д)Ходовая (X)Легкоходовая (Л)Широкоходовая {Ш)Теплоходовая {ТХ)Подвижные посадкиСкользящая (С)Движения (Д)Ходовая (X)Легкоходовая (Л)Широкоходовая {Ш)Теплоходовая {ТХ)

Неподвижные посадки

Прессовая 3-я (ПрЗ)

Прессовая 2-я {Пр2)

Прессовая 1-я {Пр1)

Горячая {Гр)

Прессовая {Пр)

Легкопрессовая (77л)

Глухая (Г)

Тугая {Т)

Напряженная (77)

Плотная (77)

Неподвижные посадки

Прессовая 3-я (ПрЗ)

Прессовая 2-я {Пр2)

Прессовая 1-я {Пр1)

Горячая {Гр)

Прессовая {Пр)

Легкопрессовая (77л)

Глухая (Г)

Тугая {Т)

Напряженная (77)

Плотная (77)

Подвижные посадки

Скользящая (С)

Движения (Д)

Ходовая (X)

Легкоходовая (Л)

Широкоходовая {Ш)

Теплоходовая {ТХ)

Подвижные посадки

Скользящая (С)

Движения (Д)

Ходовая (X)

Легкоходовая (Л)

Широкоходовая {Ш)

Теплоходовая {ТХ)

В скобках указаны принятые сокращенные условные обозначения посадок.

В приведенном перечне посадки указаны в известной последовательности: от наиболее жестко обеспечивающей неподвижность соединения деталей (посадка Гр) и кончая такой посадкой (посадка ТХ), при которой создается наиболее свободное относительное сопряжение деталей.

Посадки Г, Т, Н и П точнее называются переходными, так как при некоторых действительных размерах сопрягаемых деталей соединение их получается неподвижным, а при других размерах — подвижным.

Номинальные и действительные размеры. Размеры деталей машин устанавливаются конструктором, проектирующим данную машину (или деталь), который исходит из самых разнообразных требований. Именно эти размеры указываются на чертеже детали и называются номинальными.

Выше мы видели, что по ряду причин невозможно обработать какую-либо деталь так, чтобы размеры ее, получившиеся после обработки, точно совпали с номинальными.

Размеры, полученные после обработки, условились называть действительными. Таким образом, действительный размер детали есть тот размер, который установлен путем измерения.

Разность между действительным и номинальным размерами называется отклонением размера или просто отклонением.

Предельные размеры. Действительные размеры одинаковых деталей, даже при одном и том же способе их обработки, не получаются равными между собой, а колеблются в некоторых пределах.

Предельными называются те размеры, между которыми может колебаться действительный размер. Один из них называется наибольшим, другой — наименьшим предельным размером.

Требуемый характер сопряжения двух деталей создается, очевидно, лишь в том случае, если допустимые предельные размеры деталей установлены заранее опытным или расчетным путем и действительные размеры лежат между предельными.

В зависимости от характера посадки наибольший и наименьший предельные размеры вала могут быть больше (рис. 76, а) или меньше (рис. 76, б) его номинального

размера. Точно так же наибольший и наименьший предельные размеры отверстия могут быть больше (рис. 77, а) или меньше (рис. 77, б) его номинального размера.

Кроме только что перечисленных соотношений предельных и номинальных размеров валов и отверстий, возможны и другие случаи.

Рис. 76 Предельные размеры и отклонения размеров вала

Рис. 77. Предельные размеры и отклонения размеров отверстия

На рис. 76 и 77 буквами ОО обозначена так называемая нулевая линия. Она соответствует номинальному диаметру вала или отверстия и служит началом отсчета отклонений от номинального размера.

Отклонения. В связи с только что сказанным необходимо несколько подробнее остановиться на определении понятия отклонения, приведенном выше.

Разность между наибольшим предельным и номинальным размерами называется верхним отклонением.

Разность между наименьшим предельным и номинальным размерами называется нижним отклонением.

Верхние и нижние отклонения могут быть положительными, отрицательными и равными нулю.

Чтобы не смешивать положительные и отрицательные отклонения, принято перед числовой величиной отклонений ставить знак плюс (+), если отклонение положительное, и знак минус (—), если отклонение отрицательное.

Допуск на неточность обработки. Остановимся теперь на определении, отчетливое понимание которого необходимо для усвоения всего вопроса о допусках и посадках.

Допуском на неточность обработки (или, кратко, допуском") называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами.

Так, например, если наибольший предельный размер вала 65,040 мм, а наименьший 65,020 мм, то допуск в данном случае равен

65,040—65,020 = 0,020 мм.

На рис. 76 и 77 допуски на неточность обработки показаны жирными линиями, причем толщина этих линий, отвечающих величине допуска, взята несоразмерно большой (в сравнении с номинальными размерами) лишь для ясности рисунков.

Допуск на обработку колеблется, как правило, в пределах от нескольких десятых до нескольких тысячных долей миллиметра.

Величины отклонений и допусков в разных таблицах допусков и посадок выражаются не в долях миллиметров, как это сделано в приведенном выше примере, а в микронах. Микрон равен 0,001 мм и обозначается сокращенно мкм.

Обозначения допусков на чертежах числовыми величинами отклонений. Допустимые отклонения размеров детали от номинальных указываются на чертежах числовыми отклонениями, которые проставляются с соответствующими знаками: положительные со знаком (+), отрицательные со знаком (—) вслед за данным размером. Отклонение, равное нулю, на чертеже не указывается. Верхнее и нижнее отклонения записываются одно под другим: верхнее — выше, нижнее — ниже. Примеры простановки отклонений на чертежах показаны на рис. 78, а—е.

Натяги и зазоры. Выше мы установили, что характер посадки зависит от соотношения действительных размеров сопрягаемых деталей, или, как говорят, от наличия

натяга (рис. 79, а) или зазора (рис. 79, б) между данными деталями.

Натягом называется отрицательная разность между диаметром отверстия и диаметром вала до сборки, создающая после сборки неподвижное соединение.

Рис 79 Натяги (а) и зазоры (б)Рис 79 Натяги (а) и зазоры (б)

Рис 79 Натяги (а) и зазоры (б)

Рис 79 Натяги (а) и зазоры (б)

Рис. 78. Примеры обозначений на чертежах допусков чис-ловыми значениями отклонений

При различных соотношениях предельных размеров вала и отверстия натяг называется наибольшим или наи

меньшим (рис. 79, а).

Зазором называется положительная разность между диаметрами отверстия и вала, создающая свободу их относительного движения.

В зависимости от со-

отношения предельных размеров отверстия и вала определяются наибольший и наименьший зазоры (рис. 79, б).

Системы допусков.

Стандартами допусков и посадок в нашей промышленности установлены две системы до

пусков — система отверстия и система вала.

Система отверстия характеризуется тем, что в ней для всех посадок одной и той же степени точности (одного класса), отнесенных к одному и тому же номинальному диаметру, предельные размеры отверстия остаются

постоянными. Осуществление различных посадок, достигается за счет соответствующего изменения предельных размеров вала

Схематическое изображение системы отверстия дано на рис. 80, а. Из этого рисунка видно, что при одном и том же номинальном размере (диаметре) и постоянном допуске основного отверстия могут быть получены разные посадки за счет изменения предельных размеров вала.

Отверстия

Рис 80. Схематическое изображение систем отверстия (а) и вала (6)

В самом деле, вал 1 даже наибольшего предельного диаметра свободно войдет в наименьшее отверстие. Соединив вал 2 при наибольшем предельном его размере с наименьшим отверстием, мы получим зазор, равный нулю, но при других соотношениях диаметров отверстия и вала в этом сопряжении получается подвижная посадка. Посадки валов 3 и 4 относятся к группе переходных, так как при одних значениях действительных размеров отверстий и валов 3 и 4 будет иметь место зазор, а при других натяг. Вал 5 при всех условиях войдет в отверстие с натягом, что всегда обеспечит неподвижную посадку.

Основное отверстие в системе отверстия обозначается сокращенно буквой А в отличие от обозначения второй (не основной) детали, входящей в сопряжение. Эта деталь, как отмечено выше, обозначается буквами соответствующей посадки.

Система вала характеризуется тем, что в ней для всех посадок одной и той же степени точности (одного класса), отнесенных к одному и тому же номинальному диаметру, предельные размеры вала остаются постоянными. Осуществление различных посадок достигается за счет соответствующего изменения предельных размеров отверстия.

Схематическое изображение системы вала дано на рис. 80, б, из которого видно, что при одном и том же номинальном размере (диаметре) и постоянном допуске основного вала могут быть получены различные посадки за счет изменения предельных размеров отверстия. Действительно, соединяя с данным валом отверстие 1, мы при всех условиях будем получать подвижную посадку. Подобную же посадку, но с возможным получением зазора, равного нулю, мы получим при сопряжении с данным валом отверстия 2. Соединения вала с отверстиями 3 и 4 относятся к группе переходных посадок, а с отверстием 5 — к неподвижной посадке.

Основной вал в системе вала обозначается сокращенно буквой В.

Сопоставление системы отверстия и системы вала. Области применения этих систем. Каждой из этих систем свойственны достоинства и недостатки, определяющие области их применения.

Существенным преимуществом системы отверстия в сравнении с системой вала является то, что обработка валов одного номинального размера, но с разными предельными диаметрами может быть выполнена одним режущим инструментом (резцом или шлифовальным кругом), в то время как в тех же условиях для обработки точных отверстий требуется столько режущих инструментов, сколько имеется отверстий. Таким образом, для обработки отверстий и валов при наличии 12 посадок в системе отверстия для каждого номинального диаметра необходимо иметь, например, одну развертку и резец или шлифовальный круг, а для обработки тех же деталей, в системе вала требуется резец или шлифовальный круг и 12 разверток

Система отверстия имеет и другие преимущества по сравнению с системой вала, но тем не менее последняя все же применяется в ряде областей машиностроения, хотя значительно реже, чем система отверстия.

Например, система вала применяется при изготовлении некоторых текстильных машин. Одной из основных деталей текстильных машин является обычно длинный гладкий вал одного номинального размера по всей длине, на который насаживаются с разными посадками различные шкивы, муфты, шестерни и т. д. При применении системы отверстия эти валы должны быть ступенчатыми, что усложняет их изготовление.

Классы точности В нашем машиностроении применяются следующие классы точности: 1, 2-й, 2а, 3-й, За, 4, 5, 7, 8, 9-й; 6-й класс отсутствует.

1-й класс является самым точным. Он применяется сравнительно редко, так как обработка деталей по этому классу стоит очень дорого. Им пользуются иногда в точном машиностроении, когда требуются полная взаимозаменяемость деталей и очень строгая определенность посадок, например при изготовлении деталей шарикоподшипников.

2-й класс имеет значительно большее распространение и применяется главным образом в точном машиностроении и приборостроении, в станкостроении и моторостроении, [частично при изготовлении текстильных машин и т. п. Этот класс является в нашем машиностроении основным.

3-й класс точности применяется в тех случаях, когда требования, предъявляемые к определенности посадок, не так велики, как во 2-м классе, но должен быть сохранен требуемый характер каждой посадки.

4-й класс точности применяется для деталей, между которыми допустимы сравнительно большие зазоры или натяги и которые обрабатываются с большими допусками.

5-й класс точности предназначается для посадок, к которым не предъявляются высокие требования определенности характера сопряжений. Кроме того, этот класс предусматривается для свободных размеров, т. е. относящихся к несопрягаемым поверхностям деталей машин.

8 и 9-й классы применяются главным образом для свободных размеров, а также для заготовок, изготовляемых горячей штамповкой, литьем и т. п.

В отдельных случаях нашей промышленностью (главным образом автотракторной) применяется класс 2а — промежуточный между 2 и 3-м классами, а также За — промежуточный между 3 и 4-м. Они введены в систему допусков позднее и поэтому имеют такие обозначения.

Классы точности, применяющиеся в машиностроении, обозначаются так:

1-й класс обозначается цифрой 11-й класс обозначается цифрой 12-й 2а 3-й За 4-й2-й 2а 3-й За 4-й» » » »» » » »обозначения не имеет (как основной) обозначается 2аобозначения не имеет (как основной) обозначается 2а»»»»цифрой 3Зацифрой 4 и т. д.цифрой 3Зацифрой 4 и т. д.

1-й класс обозначается цифрой 1

1-й класс обозначается цифрой 1

2-й 2а 3-й За 4-й

2-й 2а 3-й За 4-й

» » » »

» » » »

обозначения не имеет (как основной) обозначается 2а

обозначения не имеет (как основной) обозначается 2а

»

»

»

»

цифрой 3

За

цифрой 4 и т. д.

цифрой 3

За

цифрой 4 и т. д.

Эти обозначения приписываются справа, несколько ниже сокращенного обозначения основной детали системы.

Таким образом, Д5 обозначает основное отверстие 5-го класса, S7 — основной вал 7-го класса, С3 — скользящую посадку 3-го класса, 1\—глухую посадку 1-го класса и т. д.

2-й класс точности как основной обозначается только знаком посадки, а цифра, указывающая класс точности, не добавляется. Таким образом, буквы А и В обозначают основное отверстие и основной вал 2-го класса, буква Ш

Рис. 81. Чертеж вала с указанными на нем посадками

обозначает широкоходовую посадку 2-го класса, буква С — скользящую посадку этого же класса и т. д.

Сокращенные обозначения посадок и классов точности на чертежах проставляются сразу же за цифрой, указывающей размер, к которому относится данное обозначение.

Посадки в разных классах точности. 2-й класс является основным и в нем применяются все посадки, перечисленные на стр. 120, за исключением прессовой третьей фрЗ), прессовой второй (77р2) и прессовой первой фрф

Сокращенные обозначения этих посадок указаны там же.

Число применяемых посадок в 1, 3-м и в других классах точности значительно меньше, чем во 2-м.

В 1-м классе применяются девять посадок, а именно: прессовая вторая (77^2,), прессовая первая фр\ф глухая ф^, тугая (7\), напряженная фф плотная фф скользящая (CJ, движения ф^ и ходовая (XJ.

В 3-м классе установлено шесть посадок: прессовая третья фрЗф прессовая вторая (77р23), прессовая первая (77р13), скользящая (С3), ходовая (Х3) и широкоходовая (77/3).

4-й класс содержит четыре посадки: скользящую (С4), ходовую (Хф легкоходовую ф^ и широкоходовую (Т//4).

В 5-м классе имеются всего только две посадки — скользящая (С5) и ходовая (Х5).

8 и 9-й классы точности посадок не имеют.

Сокращенные обозначения посадок указаны в скобках после их названий.

Пример чертежа вала с указанием посадок для некоторых его поверхностей приведен на рис. 81.

Практическое значение обработки деталей с обусловленными заранее предельными размерами. Изготовление деталей в таких условиях обеспечивает возможность их взаимозаменяемости.

Взаимозаменяемостью деталей называется такое их свойство, при наличии которого сборка станка, машины и пр. происходит без какой-либо пригонки или подбора деталей, причем посадка, требующаяся в каждом отдельном сопряжении, получается именно такой, какой она должна быть в данном сопряжении.

Необходимость пригонки отпадает благодаря тому, что действительные размеры деталей, поступающих в сборочный цех, находятся в пределах допуска, и детали не требуют дополнительной обработки. Выполнение характера посадки обеспечивается тем, что отклонения действительных размеров сопрягаемых деталей от номинальных, создающие характер посадки, обеспечиваются рабочим (или рабочими), обрабатывающим данные детали, а назначаются и указываются на чертеже детали конструктором, проектирующим машину, в состав которой входят эти детали.

Достоинства взаимозаменяемости деталей мы наблюдаем постоянно. Всем известно, что любая деталь велосипеда заменяется повой без какой-либо пригонки, каждая электрическая лампочка ввертывается в любой патрон и т. д. Все сельскохозяйственные машины, начиная с плугов и кончая тракторами и комбайнами, состоят из взаимозаменяемых деталей, так как только при этом условии возможна быстрая замена сломанных или износившихся деталей машин без пригонки даже в полевой обстановке.

Общие понятия о базах и базировке деталейна токарных станках

Предварительные замечания. При обработке деталей на токарном станке, кроме получения требуемой формы, размеров и шероховатости обработанных поверхностей, требуется в большинстве случаев обеспечить необходимое

расположение этих поверхностей по отношению к ранее обработанным или необрабатываемым поверхностям детали.

Например (рис. 82, а), размеры поверхностей ступеней 1, 2, 3 и 5 валика должны соответствовать его чертежу и, кроме того, эти ступени должны иметь общую ось, т. е. быть концентричными. Обрабатывая втулку

Рис. 82. Детали с сопряженными поверхностями: ступенчатый валик (а), втулка (б), зубчатое колесо (в), подшипник (г), основание рейсмуса (б)

(рис. 82, б), необходимо обеспечить не только размеры ее наружной поверхности 7 и отверстия 8, но и совпадение осей этих поверхностей, т. е. их концентричность.

При обработке зубчатого колеса (рис. 82, в), кроме такой же концентричности (поверхности // и отверстия 9), обычно требуется выдержать перпендикулярность торцовых поверхностей 10 и 12 к оси 9 отверстия. У подшипника (рис. 82, г) необходимо не только качественно обработать отверстие 13, но и обеспечить правильное положение его оси по отношению к плоскости 18 основания (ось отверстия должна быть параллельна плоскости основания и находиться от нее на заданном расстоянии Я).

При обработке плоскости 19 основания рейсмуса (рис. 82, б) необходимо обеспечить не только требуемую чистоту, но и параллельность ее к необрабатываемой по- 130

верхности /7, а также выдержать размер к. При дальнейшей обработке этой детали должны быть обеспечены, в частности, параллельность торца 14 и плоскости 19 основания, заданный размер Н между ними, а также перпендикулярность оси отверстия 15 к плоскости 19.

Требуемые форма, точность размеров и чистота отдельных поверхностей детали достигаются в основном правильным выбором и осуществлением способа обработки этих поверхностей. Необходимое взаимное расположение поверхностей, а также их положение по отношению к ранее обработанным или необрабатываемым поверхностям детали обеспечивается главным образом способом установки и закрепления ее на станке.

Установочная база. Правильное положение поверхностей детали, обрабатываемых при данной установке се по отношению к поверхностям, обрабатываемым при других установках (или совсем не обрабатываемым), достигается путем придания детали определенного положения относительно станка в процессе ее установки. Такое положение детали определяется базировкой в процессе установки, которая, в свою очередь, зависит от выбранных базирующих поверхностей или, как говорят, от установочной базы.

Установочной базой называется совокупность базирую- щх поверхностей обрабатываемой детали, используемых в процессе установки для придания ей заданного положения относительно станка.

Предположим, например, что во втулке (рис. 82, б) должно быть обработано отверстие, концентричное по отношению к ранее обработанной наружной поверхности. При установке втулки на станке для обработки отверстия эта поверхность будет служить установочной базой. При обработке отверстия в подшипнике (рис. 82, г), ось которого должна быть определенным образом расположена относительно плоскости основания, именно эта плоскость и явится установочной базой. Отверстие 15 в основании рейсмуса (рис. 82, б) должно быть концентрично с ее наружной поверхностью 16 (конечно грубо, так как поверхность 16 не обработана), а ось отверстия должна быть перпендикулярна к плоскости 19. Поэтому при обработке отверстия 15 поверхность 16 и плоскость 19 служат установочной базой.

Измерительная база. Измерительной базой называется поверхность или совокупность поверхностей, от которых

при обработке детали производится непосредственный отсчет размеров. Например, если при обработке ступенчатого вала (рис. 82, а) правый торец его 6 подрезан, а длина правой концевой шейки задана размером L, то при подрезании заплечика 4 торец 6 служит измерительной базой.

Рис. 83. Поверхности приспособления и обрабатываемой детали

При обработке отверстия в подшипнике (рис. 82, а) измерительной базой является поверхность 18.

Некоторые дополнительные определения. При каждой установке детали на станке различают следующие группы поверхностей.

Установочные поверхности зажимного приспособления, с которыми соприкасаются базирующие поверхности детали. Например, если базирующими поверхностями втулки (рис. 83, а) являются ее наружная поверхность 1 и торец 2, то при установке детали по рис. 83, а установочными поверхностями патрона служат поверхности 3 и 4 кулачков, а при установке по рис. 83, б — поверхности 8 кулачков и торец 7 патрона.

При закреплении вала в центрах (рис. 83, в) установочными поверхностями последних являются поверхности 5 и 6.

Опорные поверхности детали, которыми она прилегает к установочным поверхностям приспособлений.

Опорными поверхностями иногда являются базирующие (рис. 83, а). В других случаях опорная поверхность не является базирующей. Если базировка втулки (рис. 83, г) производится по отверстию 10 (выверкой), а закрепление ее осуществлено, как показано на рис. 83, г, то базирующей служит поверхность 10, а опорной — поверхность 9.

Поверхности прижима, на которые давят кулачки, нажимные планки или какие-либо другие детали зажимных приспособлений.

Опорные поверхности и поверхности прижима в некоторых случаях, например при установке втулки по рис. 83, г, совпадают. При обработке отверстия в основании рейсмуса она может быть закреплена (рис. 83, д) на планшайбе прихватами. В этом случае опорная поверхность 12, являющаяся одновременно базирующей, и поверхность прижима 14 различны.

Если базировка втулки производится по наружной поверхности, а закрепление — по рис. 83, а, то поверхность 1 служит одновременно базирующей, опорной и поверхностью прижима.

Обрабатываемые поверхности, которые подлежат обработке при данной установке детали.

Одни и те же поверхности детали при перемене установки могут менять свое назначение. Поверхности, обрабатываемые в первой установке, могут стать опорными во второй и т. д.

Опорные и проверочные базы. В зависимости от способа использования установочной базы она может быть опорной или проверочной. Установочная база называется опорной, если все базирующие поверхности ее являются и опорными. Например, использование опорной установочной базы показано на рис. 83, а.

Установочная база называется проверочной, если положение базирующих поверхностей, составляющих эту базу относительно станка, проверяется в процессе установки детали при помощи рейсмуса, индикатора и т. д. Если, например, втулка с обработанным отверстием устанавливается по рис. 83, г в четырехкулачковом патроне, причем проверка ее положения производится по поверхностям 9 и И, то именно эти поверхности в данном случае образуют проверочную базу.

Установка основания рейсмуса осуществляется (рис. 83, д) по опорной установочной базе, образованной

поверхностями 12 и 13. Первая из этих поверхностей используется как опорная, вторая — как проверочная.

Черновые и чистовые базы. По месту, занимаемому в процессе обработки детали, базы разделяются на черновые и чистовые. Черновая база является необработанной поверхностью и поэтому используется только для первой установки детали на станке. Обработанные базовые поверхности носят название чистовых баз.

Общие соображения, которыми следует руководствоваться при выборе баз. Черновые базирующие поверхности должны быть возможно больших размеров, так как в этом случае местные отклонения формы меньше влияют на положение детали. Следует избегать использования в качестве черновых баз поверхностей отливок, на которых расположены прибыли, литники и другие выпуклости, например места, соответствующие разъему опок. Черновые опорные базы должны быть такими, чтобы положение закрепленной детали было устойчивым. Если какие-либо поверхности готовой детали остаются необработанными, то именно эти поверхности следует использовать в качестве черновых баз.

При использовании опорных установочных баз отпадает сложная, ответственная и часто очень длительная работа — проверка положения детали на станке. Поэтому таким базам следует отдавать предпочтение по сравнению с проверочными. Это, однако, возможно не всегда. Так, например, при обработке отверстия во втулке, установленной в самоцентрирующем патроне (рис. 83, а) по опорным базам 1 и 2, могут остаться черновины. Это случится, если вследствие некачественности отливки ось необработанного отверстия значительно смещена относительно наружной поверхности. В подобном случае часто удается изготовить годную деталь, найдя путем проверки такое положение заготовки на станке, при котором ни на внутренней, ни на наружной поверхности детали черновик не получится.

Переход в процессе обработки детали от одной базы к другой всегда вводит дополнительную ошибку во взаимное расположение поверхностей, обрабатываемых от разных баз. Поэтому переходить от одной базы к другой следует лишь при наличии достаточно основательных причин.

Часть вторая

ОСНОВНЫЕ ТОКАРНЫЕ РАБОТЫ

Глава 1

ОБРАБОТКА НАРУЖНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХИ ТОРЦОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Черновое обтачивание цилиндрическихповерхностей

Закрепление детали при черновом обтачивании. Способ закрепления детали при черновой обработке выбирается в зависимости от ее формы, размеров, назначения и т. д. по правилам, изложенным в гл. III. Следует помнить, что при черновом обтачивании деталей снимаются стружки больших сечений, вследствие чего возникают значительные силы резания, под действием которых деталь может быть вырвана из патрона. Поэтому закрепление детали в рассматриваемом случае должно быть особенно прочным.

Резцы для чернового обтачивания. Резцы для чернового обтачивания работают обычно при большом сечении стружки и часто при высокой скорости резания. Поэтому такой резец должен быть прочным, хорошо поглощать теплоту, образующуюся в процессе резания, и не терять твердости от нагревания во время работы. Форма резца должна быть такой, чтобы отделение стружки происходило с возможно большей легкостью.

Твердосплавные резцы для чернового обтачивания, называемые проходными, изображены на рис. 84. Достоинство прямых проходных резцов (рис. 84, а, б), отличающихся друг от друга лишь формой твердосплавной пластинки, состоит в том, что обработка их стержней выполняется фрезерованием или строганием, без ковки. Отогнутые проходные резцы (рис. 84, в) изготовляются ковкой. Тем не менее они широко применяются, так как ими можно производить не только продольное, но и поперечное обтачивание. Кроме того, они иногда удобнее при обработке

Б-Б

Рис 84 Проходные резцы прямые (а, б) и отогнутый (в)

поверхностей, трудно доступных для прямого резца Проходные упорные резцы (рис 85) особенно пригодны для обработки детали с уступами небольших размеров, образуемыми этим же резцом Главный угол в плане этих резцов равен 9Ф, что способствует уменьшению вибраций

Рис 86 Левый (о) и правый (6) резцыРис 86 Левый (о) и правый (6) резцы

Рис 86 Левый (о) и правый (6) резцы

Рис 86 Левый (о) и правый (6) резцы

в процессе работы Поэтому упорные резцы успешно используются при обработке нежестких деталей

Быстрорежущие резцы по своей форме подобны твердо

сплавным резцам того же назначения, но отличаются от

них, как это будет показано ниже, величинами углов идру!ими элементами головки

Правые и левые резцы. По направлению подачи, при которой работают проходные резцы, они разделяются на правые и левые Правыми резцами называются такие, у которых при наложении сверху ладони правой руки так, чтобы пальцы были направ-

лены к вершине резца, главная режу

щая кромка оказывается расположенной со стороны большого пальца (рис 86, б) На токарных станках эти резцы работают при подаче справа налево, т е от задней бабки к передней Левыми резцами называются такие, у которых при указанном выше наложении левой руки

Марки твердых сплавов для черновой обработки стали и чугуна

Условия резания

Обрабатываемый материал

Сталь углеродистая и легированная

Чугун НВ до 240

Обработка поковок и отливок по

Т5КЮ

ВК8

корке и окалине при неравномер-

Т5К12В

ВК8В

ном сечении среза и работе с уда-

ВК8

ВК6

рами

ВК8В

ВК4

Обработка по корке при нерав-

Т14К8

Т5КЮ

ВК4

номерном сечении среза и непре-

ВК6

рывком резании

ВК8

Обработка по корке при относи-

Т15К6

ВК4

тельно равномерном сечении среза

Т14К8

ВК6

и непрерывном резании

ВК8

главная режущая кромка расположена также со стороны большого пальца (рис. 86, а).

Материалы проходных резцов. Проходные резцы, используемые при обработке стальных и чугунных деталей,

Рис. 87. Проходные резцы без дополнительной режущей кромки (а) и с дополнительной режущей кромкой (б)Рис. 87. Проходные резцы без дополнительной режущей кромки (а) и с дополнительной режущей кромкой (б)изготовляются с пластинками из твердых сплавов и из быстрорежущей стали. Марки твердых сплавов, используемых для обработки стали и чугуна при различных условиях резания, указаны в табл. 5.

Рис. 87. Проходные резцы без дополнительной режущей кромки (а) и с дополнительной режущей кромкой (б)

Рис. 87. Проходные резцы без дополнительной режущей кромки (а) и с дополнительной режущей кромкой (б)

гуна при условиях, указанных в нять резцами из быстрорежущейгуна при условиях, указанных в нять резцами из быстрорежущейС меньшей, иногда значительно, производительностью обработку стали и чу- таблице, можно выпол- стали марки Р18 (или

гуна при условиях, указанных в нять резцами из быстрорежущей

гуна при условиях, указанных в нять резцами из быстрорежущей

других марок).

Элементы головки и углы твердосплавных резцов.

Существует два вида головок твердосплавных резцов —

без дополнительной режущей кромки (рис. 87, о) и с дополнительной режущей кромкой (рис. 87, б). Последние применяются для получистовой обработки. Форма передней поверхности твердосплавных резцов устанавливается в зависимости от обрабатываемого материала, характера обработки, подачи и некоторых других условий.

Форма передней поверхности, углы и другие элементы у резцов без дополнительной режущей кромки приведены в табл. 6.

Таблица 6

Форма передней поверхности у твердосплавных резцозбез дополнительной режущей кромки

(Ф1 > 0)

№ формы

Назва-ниеНазва-ниеПлоская с фаскойПлоская с фаскойРадиусная с фаско:1Радиусная с фаско:1ЭскизЭскиз-,0-2,Ь-,0-2,Ь

Назва-ние

Назва-ние

Плоская с фаской

Плоская с фаской

Радиусная с фаско:1

Радиусная с фаско:1

Эскиз

Эскиз

-,0-2,Ь

-,0-2,Ь

No формы

НазваниеНазваниеПлоскаяПлоскаяПлоская с отрицательным передним угломПлоская с отрицательным передним углом

Название

Название

Плоская

Плоская

Плоская с отрицательным передним углом

Плоская с отрицательным передним углом

Передняя поверхность формы I применяется у резцов всех типов при обработке стали.

Форма II передней поверхности делается у резцов, используемых при обтачивании и растачивании деталей из стали. Радиусная лунка обеспечивает завивание

стружки. Ширина фаски / форм 1и II принимается равной 0,4—1,2 мм.

Передняя поверхность формы III применяется для резцов, используемых при обработке чугуна с подачами до 0,5 мм!об.

Резцы с передней поверхностью по форме IV используются при черновой обработке стали с овр более 100 кПммг и стального литья с коркой, загрязненной неметаллическими включениями, при точении с ударами.

Значения переднего угла твердосплавных резцов выбираются в зависимости от обрабатываемого материала и формы передней поверхности; они указаны в табл. 7.

Таблица 7

Передние углы твердосплавных резцов

Обрабатываемый материал

Передний угол у

Сталь и стальное литье

овр до 80 кПммг

аор свыше 80 кГ/мм?

авр »100 кГ/лш2 по корке, за

грязненной неметаллическими включениями, и при работе с ударами

12—15 10 —10

Чугун

Серый

5

Задний угол а у твердосплавных резцов, используемых для черновой обработки стали и чугуна делается равным 8°.

Главный угол в плане ср твердосплавных резцов, применяемых в условиях нежесткой системы станок—деталь— инструмент, принимается равным 90°. Если обработка происходит при недостаточной жесткости этой системы, главный угол в плане должен быть 60—75°. При достаточной жесткости системы главный угол в плане принимают равным 45°.

Вспомогательный угол в плане q^ при черновой обработке принимается равным 10—20° а иногда и больше.

Угол наклона главной режущей кромки X при обработке резцом с <р = 90° принимается равным 0°. При главном угле в плане меньшем 90° этот угол делается для обработки стали 0—5е1, а для чугуна 10°. При точении с ударами угол X делают 12—15°.

Вершину резца закругляют радиусом 0,5—1,5 жм. Меньшие значения радиуса принимаются при малом (12 X 20 мм и менее) сечении резца, большие — при резце сечением 25 X 40 или 30 X 30 мм.

Форма передней поверхности, углы и другие элементы твердосплавных резцов с дополнительной режущей кромкой приведены в табл. 8 и 9.

Форма передней поверхности, углы и другие элементы быстрорежущих резцов. Форма передней поверхности этих резцов выбирается в зависимости от обрабатываемого материала, подачи и некоторых других условий по табл. 10 и в соответствии с общими соображениями, приведенными ниже.

Передняя поверхность по форме I делается у резцов для обработки стали. Требуется стружколомающее устройство.

По форме II следует делать переднюю поверхность резцов для обработки стали. Радиусная лунка обеспечивает стружкозавивание.

Переднюю поверхность по форме III должны иметь резцы для обработки чугуна и медных сплавов.

Передний угол рассматриваемых резцов, используемых для обработки стали, принимается равным 20—25°, а задний угол — равным 6°. При обработке медных сплавов берется передний угол равным 12", а задний равным 8". Значения главного и вспомогательного углов в плане, а также угла наклона главной режущей к; омки быстрорежущих резцоз можно брать по соответственным данным для твердосплавных резцов.

Фаска / при формах I и II передней поверхности делается равной 1 мм под углом у; = 0° для формы I и 0—5° для формы II. Значения радиуса г закругления при вершине резца, а также размеры R и В радиусной лунки на передней поверхности по форме II указаны в табл. 11.

Установка проходных резцов относительно линии центров станка. Условия работы резца изменяются в зависимости от положения его вершины относительно линии центров станка.

На рис. 88, б резец установлен таким образом, что вершина его находится на высоте центров станка. Задним углом его в этом случае является а, передним у и углом резания б.

ТаблицаФорма передней поверхности у твердосплавных резцовс дополнительной режущей кромкои (<pj = 0)ТаблицаФорма передней поверхности у твердосплавных резцовс дополнительной режущей кромкои (<pj = 0)Форма передней поверхностиФорма передней поверхностиА» | НазваниеА» | НазваниеЭскизЭскизОбластьпримененияОбластьпримененияIIIIПлоскаяс фаскойи лункойв формесектораПлоскаяс фаскойи лункойв формесектораПлоскаяс фаскойи порожкомПлоскаяс фаскойи порожком0,8-1,00,8-1,0ААЛ г 2,5Л г 2,5А А 0,1-0,15А А 0,1-0,15Обработка сталипри глубине ре-зания /^0,7 мми подаче s -s> 0,7 мм,обОбработка сталипри глубине ре-зания /^0,7 мми подаче s -s> 0,7 мм,обОбработка ста-ли при подаче sдо 5 мм)обОбработка ста-ли при подаче sдо 5 мм)об

Таблица

Форма передней поверхности у твердосплавных резцовс дополнительной режущей кромкои (<pj = 0)

Таблица

Форма передней поверхности у твердосплавных резцовс дополнительной режущей кромкои (<pj = 0)

Форма передней поверхности

Форма передней поверхности

А» | Название

А» | Название

Эскиз

Эскиз

Областьприменения

Областьприменения

II

II

Плоскаяс фаскойи лункойв формесектора

Плоскаяс фаскойи лункойв формесектора

Плоскаяс фаскойи порожком

Плоскаяс фаскойи порожком

0,8-1,0

0,8-1,0

А

А

Л г 2,5

Л г 2,5

А А 0,1-0,15

А А 0,1-0,15

Обработка сталипри глубине ре-зания /^0,7 мми подаче s -s> 0,7 мм,об

Обработка сталипри глубине ре-зания /^0,7 мми подаче s -s> 0,7 мм,об

Обработка ста-ли при подаче sдо 5 мм)об

Обработка ста-ли при подаче sдо 5 мм)об

t,MM

1,0-1,5

1,5 2,5

2,5-0,0

К, мм

0-5

5-6

6-8

Пр I меча и и й

При передней поверхности форм I и II применения дополнительных устройств для отвода стружки не требуется При форме III такие устройства необходимы

Лунка па поверхности формы I образуется электроискровым способом

Передняя поверхность формы II применяется при отсутствии электроискровой установки

Углы и другие элементы твердосплавных резцовс дополнительной режущей кромкой (фх = 0)

Вид АВид А

Вид А

Вид А

Обрабатываемый материал

Сечение среза в мм2

Углы в град

Длина дополни тетьной режущей кромки 1

(s— подача В МИ/об)

Название

Механические свойства

V

а

свр в кГ/ шГ

НВ

Сталь

До <0

—

До 7

7

10

45

—7

(1,2-1,8) s

Свыше 70

3,5

8

45

—3,5

Чугун

—1 До 220

5

8

45

~5

Сталь

До 70

Свыше 7

5

8

45

0

1,2s

Свыше 70

3,5

6

45

+ 3,5

Чугун

— |до220

7

6

45

0

Сталь

—

—

Для всех размеров среза (при ф = = 90°)

5

8

90

0

(1,2-1,8) s

Чугун

—

До 220

3

8

90

0

Примечания

Фаска f шириной 0 5 мм и угол у^ = —5° делаются только у резцов для обработки стали

Прн нежесткой системе г = 1—1,5 мм, при жесткой г увеличивается до 3 мм

Чем выше требования к чистоте обрабатываемой поверхности, тем больше должна быть длина I дополнительной режущей кромки

Форма передней поверхности быстрорежущих резцов

Таблица 11

Значения радиуса закругления при вершине н элементов радиусной лункн резца

Элемент формы

Сечение резца в лш

16X25, 20x20

20X30, 25x25

25x40; 30X30

Г

1,5

2,0

2,0

R

26—30

31—40

41—50

В

7—8

9—10

11—13

При установке того же резца выше линии центров (рис. 88, а) передний угол у увеличивается, а угол резания 6 уменьшается. Условия резания облегчаются, так как стружка легче сходит по передней поверхности, чем при меньшем переднем угле и, следовательно, большем угле резания. Одновременно с этим, однако, уменьшается задний угол а, что допустимо только для определенных пределов во избежание сильного трения задней поверхности резца об обрабатываемую поверхность (поверхность резания). Если этот же резец установить ниже линии

центров станка (рис. 88, в), го, наоборот, передний угол у уменьшается, а угол резания 6 увеличивается. В результате этого условия резания значительно ухудшаются по сравнению с первыми двумя случаями. Увеличение заднего угла а, получающееся при установке резца ниже центра, не улучшает процесса отделения стружки. Из сказанного вытекает общее правило, заключающееся в следующем.

При черновом обтачивании наружных поверхностей, когда наиболее легкое отделение стружки важнее всего,

Рис. 88 Изменение углов резца в зависимости от положения его вершины относительно линии центров станка

резец необходимо устанавливать или на высоте линии центров станка, или несколько выше ее, но не ниже.

От этого правила отступают при черновом обтачивании очень твердых материалов. В этом случае давление стружки на резец получается очень большим и резец отгибается вниз, причем вершина его (рис. 88, а) описывает дугу АВ. Если резец при этом установлен так, что вершина его расположена выше линии центров станка, он втягивается в материал детали. В результате этого неизбежно выкрашивание режущей кромки резца, а иногда и поломка его. При установке резца на высоте линии центров и, в особенности, ниже ее резец под давлением стружки также отгибается, но вершина его не втягивается в материал детали, а, наоборот, отходит от нее.

Проверка положения вершины резца относительно линии центров станка производится по острому концу заднего центра или по риске, нанесенной на пиноли задней бабки.

Общие правила установки резца в резцедержателе. Чтобы резец во время работы не вибрировал, вследствие чего возможно выкрашивание его режущей кромки, длина

вешивающейся части резца, или, как говорят, вылета, должна быть возможно меньше. На рис. 89, а показано правильное, а на рис. 89, б — неправильное положение резца.

С этой же целью подкладки под резец, применяемые при установке вершины резца относительно линии центров станка, следует располагать так, как показано на рис 89, в. Неправильное положение подкладок показано на рис. 89, г. Лучше брать одну толстую подкладку, а не несколько тонких, так как они не всегда плотно прижимаются одна к другой (даже при затянутых болтах резцедержателя), что тоже может вызвать вибрацию резца.

Резец необходимо устанавливать так, как показано на рис. 89, а и д, под прямым углом к детали. Если установить резец по рис. 89, е, то во время работы под давлением снимаемой стружки он может повернуться вправо и углубиться в обрабатываемую деталь.

Некоторые особенности работы твердосплавными резцами с отрицательными передними углами. Работа резцами с отрицательными передними углами позволяет повысить режимы резания и вызывает увеличенную нагрузку на механизмы станка и обрабатываемую деталь. Поэтому для обеспечения нормальной работы необходимо соблюдать следующие основные правила.

Станок, на котором производится работа, должен быть в полном порядке. Подшипники должны быть нормально затянуты и смазаны; ремень передачи и имеющийся на станке фрикцион должны быть хорошо пригнаны; суппорт станка должен двигаться плавно, без рывков.

Деталь, обрабатываемая как в патроне, так и в центрах, должна быть закреплена жестко.

Задний центр при работе на повышенных оборотах детали должен быть наплавлен твердым сплавом или должен быть вращающимся.

При установке резца относительно центра станка при черновом обтачивании вершину его следует устанавливать выше центра на 0,01 диаметра обрабатываемой детали.

Во избежание вибраций резца его вылет по величине не должен превышать высоты державки.

Работать следует только доведенным резцом.

Резец следует подводить к детали только при ее вращении. Врезание резца в деталь следует осуществ 1ять 146

с)

о

Рис 89 Установка резца в резцедержателе правильная (а, в, д)и неправильная (б, г, е)

вручную и постепенно так, чтобы задняя вспомогательная поверхность не касалась обрабатываемой поверхности. Только после того, как врезание закончено, можно включить автоматическую подачу суппорта.

Отводить резец следует до остановки станка, предварительно выключив автоматическую подачу.

При точении по корке следует работать с наибольшей допустимой глубиной резания и избегать скольжения резца по окалине.

Ширина среза не должна превышать 2/3 длины режущей кромки резца.

Режимы резания при черновом обтачивании твердосплавными резцами. Глубина резания при черновом обтачивании обычно бывает несколько меньше полного припуска на обработку. Слой металла, оставшийся при этом несрезанным, образует припуск на дальнейшую обработку. Подача выбирается с учетом сечения резца, глубины резания и диаметра обрабатываемой детали. Значения подач для наиболее часто выполняемых работ на станках средней величины приведены в табл. 12, 14, 16 и 18.

Таблица 12

Подачи (в mmIoG^ при черновом обтачивании стали твердосплавными резцами без дополнительной режущей кромки (<Р1 > 0)

Размер стержня резца в мм

Диаметр детали в мм, ДО

Глубина резания в мм, д.о

5

5

8

12

16X25

40

60

100

0,4—0,5

0,5—0,7

0,6—0,9

0,3—0,4

0,4—0,6

0,5—0,7

0,3—0,5

0,5—0,6

0,4—0,5

0,5—0,6

25X25 20X30

40

60

100

0,4—0,5 0,6—0,7

0,8—1,0

0,3—0,4

0,5—0,7

0,7—0,9

0,4—0,6

0,5—0,7

0,4—0,7

0,6—0,9

Определение скорости резания для данной обработки производится в два приема:

по одной из таблиц (табл. 13, 15, 17 или 19) определяется скорость резания для условий наиболее близких к заданным; •

Скорости резания (в м/мин) при черновом обтачиванииуглеродистой, хромистой, хромоникелевой стали и стального литьятвердосплавными резцами без дополнительной режущей кромки(Фт > 0)

Глубина резання в мм

Подача в мм/об

0.3

0,5

0.8

1.0

1,2

3

198

166

140

127

5

180

155

130

118

112

8

—

144

121

110

105

12

—

ИЗ

103

98

Примечание.

Поправочные коэффициенты см. табл 20.

Таблица 14

Подачи (в мм!об) при черновом обтачивании сталитвердосплавными резцами с дополнительной режущей кромкой(фт = 0)

Размер стержня резца

Диаметр детали

до

Главный угол в плане

Ф=45°|<р=90°

Глубина резания в мм д.о

3

3

3

5

16x25

40

СО

100 н более

1,0—1,2

1,4—1,5

1.8—2,0

1,0—1,2

1,3—1,5

1,0—1,2

1,2—1,4

1,2—1,6

1,0—1,2

1,0—1,4

25 х 25

20' 30

40

60

100 и более

1,0—1.2

1,4—1,5

1,8—2,5

1,0—1,2

1.4—2,0

1,0—1,2

1,2—1,4

1,2—1,8

1.0—1,2

1,0—1,4

Скорости резания (в м/мин) при черновом обтачивании углеродистой, хромистой, хромоникелевой сталей и стального литья твердосплавными резцами с дополнительной режущей кромкой (Ф1 = 0)

Глубина резания в мм

Подача к мм(об

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3

125

111

101

95

90

4

120

106

97

91

80

5

116

103

94

88

—

Примечание.

Поправочные коэффициенты см. табл. 20.

Таблица 16

Подачи (в мм!о6^ при черновом обтачиваниисерого чугуна твердосплавными резцамибез дополнительной режущей кромки(<Pi > 0)

Размер стержня резца в мм

Диаметр детали в мм до

Глубина резания в мм

5

8

12

40

0,4—0,5

—

—

—

16X25

60

0,6—0,8

0,5—0,8

0,4—0,6

—-

100

0,8—0,12

0,7—1,2

0,6—0,8

0,5—0,7

25X25

20x30

40

60

100

0,4—0,5

0,6—0,9

0,9—1,3

0,5—0,8

0,8—1,2

0,4—0,7

0,7—1,0

0,5—0,8

Примечание.

При обработке прерывистых поверхностей и работе с табличные значения подач следует умножать на 0,75 — 0.85.

ударами

Скорости резания (в м/мин.) при черновом обтачиваниисерого чугуна твердосплавными резцамибез дополнительной режущей кромки («pj > 0)

Глубина резания в лги

Подача в мм/об

0,3

0,5

0,8

1,0

1,2

3

138

121

100

91

5

128

112

92

85

78

8

—

104

86

78

73

12

—

—

80

74

68

Приме

ч а н и е

поправочные коэффициенты см. табл. 20.

Таблица 18

Подачи (в mmi'o6^ при черновом обтачивании серого чугуна твердосплавными резцами с дополнительной режущей кромкой (ф1 = 0)

Размер стер-кн я резца В ММ

Диаметр детали в мм

Главный угол в плане резца

ц—15°

<р=90°

Г п^бина резания в мм

ч

3

3

5

16X25

40

60

100 и более

1,0—1,4

1,5—1,8 2,0—2,4

1,0—1,4

1,5—2,0

1,0—1,2

1,2—1,5

1,5—2,0

1,о—1,2

1,0—1,4

25 X 25

20Х 30

40

СО 100 и более

1,0—1,4

1,5—1,8 2,0—2,8

1,0—1,4

1,5—2,5

1,0—1,2 1,2—1,5

1,5—2,2

1,0—1,2

1,2—1,5

Таблица 19

Скорости "резания при черновом обтачивании серого чугуна твердосплавными резцами с дополнительной режущей кромкой (Ф1 = 0)

Глубина резания

Подача в мм/об

1,0

1,3

2,0

2,5

3,0

3

100

86

76

69

64

4

94

80

71

65

61

5

91

78

68

63

—

Приме

ч а н и е

Поправочные коэффициенты см табл 20

числовое значение этой скорости умножается на поправочные коэффициенты, учитывающие конкретные условия предстоящей обработки.

Главнейшими из таких условий являются стойкость резца (коэффициент Кг\ механические свойства обрабатываемого материала (коэффициент Kt), состояние обрабатываемой поверхности (коэффициент К^, материал резца (коэффициент К4) и его главный угол в плане (коэффициент К6). Значения этих коэффициентов приведены в табл. 20.

Пример. Какая должна быть скорость резания при черновом обтачивании детали из углеродистой стали соР = 60 кГ/лл2, резцом из твердого сплава Т5КЮ при фх> 0, сечении резца 25X25 мм, главном угле в плане резца 45°, стойкости резца 90 мин, глубине резания 8 мм. Диаметр детали 100 мм. Заготовка прокат без корки.

По табл. 12 находим, что при сечении резца 25X25 л.и, при диаметре детали 100 мм и глубине резания 8 мм, подача должна быть равна 0,5—0,7 мм!об. Принимаем подачу 0,5 мм!об.

По табл. 13 находим, что при глубине резания 8 лги и подаче 0,5 мм]об скорость резания должна быть 144 м/мин.

По табл. 20 находим, что в данном случае К4 = 0,92, К2 = 1,35; К3 = 1,00; Kt = 0,65 и Ks = 1,00. Поэтому при указанных в примере условиях

0= Ш-К4-Кг-КуК4-К^, = 144-0,92-1.35-1,00-0.65-1,00 == 116,21 « 116 лК-чин.

Режимы резания при черновом обтачивании быстрорежущими резцами. Ниже приводятся краткие таблицы подач (табл. 21) и скоростей резания быстрорежущими резцами. Скорости резания, приводимые в табл. 22, относятся к определенным условиям работы и рассчитаны исходя из условной стойкости резца, равной 60 мин. При выборе скорости резания для других условий работы табличные данные необходимо умножить на поправочные коэффициенты, приведенные в табл. 23.

При обработке быстрорежущими резцами сталей и других материалов (кроме серого чугуна) полезно, как это указывалось выше, применять охлаждение. В качестве охлаждающих жидкостей при обработке конструкционных и инструментальных сталей используются эмульсия и сульфофрезол, при легированных сталях — эмульсия и сурепное масло, при стальных отливках — эмульсия. При обработке серого чугуна охлаждение не применяется.

Измерения при черновом обтачивании. Грубые измерения диаметров детали при черновом обтачивании наружных 152

Таблица 20

Поправочные коэффициенты к табличным значениям скоростей резания твердосплавными резцами

Стойкость резца

Обработка стали и чугуна резцом

Ч1>0

Т в мин

Ki

30

1,15

45 1,06

60 1,00

90 0,92

120 0,87

180 0,80

Обработка стали резцом ср^ — 0

Т в мин Кг

20

1,16

30 1,08

45 1,00

60 0,95

75

0,91

90 0,88

Обработка чугуна резцом Фт = 0

Т в мин А',

20

1,12

30 1,00

45 0,89

60 0,83

75 0,78

90 0,74

Обрабатываемый материал

Сталь

авп в кГ/мм2 ' к2

40—50

1,65

50—60

1,35

60—70

1,15

70—80 1,00

80—90 0,88

90—100 0,75

Чугун

НВ к.

120—140

1,60

140—160 1,34

160—180

1,15

180—200 1.00

200—220 0,88

220—250 0,77

Обрабатываемая поверхность

Состояние

АС

Без корки 1,00

С коркой 0,80—0,85

С загрязненной коркой 0,50—0,60

Материал резца

Обработка стали

Марка К4

Т5КЮ 0,65

Т14К8 0,85

Т15К6 1,00

Т30К4

1,30

Обработка чугуна

Марка Л'.

ВК8В 0,80

ВК8 0,90

ВК6 1,00

ВК4 1,15

Главный угол в плане резца

Обработка стали

Ф Кь

45°

1,00

60"

0,92

75°

0,86

90°

0,81

Обработка чугуна

Ф к5

45"

1,00

60°

0.00

75° 0,83

90°

0,79

Примечание

При получистовой и чистовой обработке резцами с минератокерамическими пластинками поправочный коэффициент можно принять равным 1.3 — при обработке стали. 1.5 — при обработке чугуна.

Подачи (в мм!об^ при черновом обтачивании сталибыстрорежущими резцами марки Р18

Размер стержня резца

Диаметр детали в мм, до

Глубина резания в мм, до

3

5

8

20

0,3—0,4

—

—

16X25

40

0,4—0,6

—

60

0,6—0,8

0,5—0.7

0,4—0,6

100

0,7—1,0

0,6—0,9

0,6—0,8

20

0,3—0,4

25X25

40

0,4—0,5

—

—

20X30

60

0,7—0,8

0,6—0,8

—

100

0,9—1,1

0,8—1,0

0,7—0,9

Примечание

При обработке прерывистой поверхности и работе с ударами табличные значения подач следует умножать на 0,75 — 0,85

Таблица 22

Скорости резания (в м!мин) при черновом обтачиванииуглеродистой стали быстрорежущими резцами марки PI8

Глубина резания в мм

Подача в мм/об

0,3

0,5

0,8

1,0

1.2

2

56

40

30

26

—

5

50

30

26

22

20

8

—

31

23

20

18

12

—

21

18

16

Приме

ч а н и е.

Поправочные коэффициенты см. табл 23

Поправочные коэффициенты к табличным значениям скоростей резания быстрорежущими резцами Р18

Стойкость резца

Т в мин Кх

30

1,10

45 1,05

60 1,00

90 0,95

120

0,90

Обрабатываемый материал

авр в кГ/мм1

Кг

40—50

2,20

50—60

1,70

60—70

1,30

70—80

1,03

80—90

0,80

Обрабатываемая поверхность

Состояние Кз

Без корки Прокат и поковки 1,00

С кс

Прокат 0,90

ркой

Поковки 0,80

Главный угол в плане резца

Ф к»

45°

1,00

60°

0,85

75°

0,75

90°

0,65

Охлаждение

к.

С охлаждением 1,00

Без охлаждения 0,80

цилиндрических поверхностей производятся кронциркулем и линейкой.

Простым кронциркулем (рис. 90, а), ножки .которого соединены шарниром, можно измерять диаметры до 500 мм и даже более. Пружинные кронциркули (рис. 90, б) применяются при измерении диаметров до 50 мм, реже до 100 мм.

Пример измерения диаметра детали пружинным кронциркулем показан на рис. 91.

Раствор кронциркуля можно считать соответствующим измеряемому диаметру детали, если кронциркуль свободно проходит через нее с легким касанием и без сильного нажима.

Простой кронциркуль устанавливается на требуемый размер легкими ударами наружной или внутренней стороны одной из его ножек об обрабатываемую деталь, рукоятку винта, суппорта и т. д.

Установка на требуемый раствор пружинного кронциркуля значительно удобнее, чем простого, благодаря особому устройству гайки винта, стягивающего ножки кронциркуля. Гайка (рис. 92) состоит из двух частей 2 и 5,

Рис. 90. Кронциркули: обыкновенный (а) и пружинный (б)Рис. 90. Кронциркули: обыкновенный (а) и пружинный (б)

Рис. 90. Кронциркули: обыкновенный (а) и пружинный (б)

Рис. 90. Кронциркули: обыкновенный (а) и пружинный (б)

соединенных (шарнирно) головкой 3. Втулочка 1 не имеет резьбы. Она свободно перемещается по винту 4 и входит

в коническое гнездо, имеющееся в ножке кронциркуля.в коническое гнездо, имеющееся в ножке кронциркуля.кронциркулякронциркуляВнутренним конусом втулочка охватывает части 2 и 5 гайки и сжимает их. При вращении головки 3 растворВнутренним конусом втулочка охватывает части 2 и 5 гайки и сжимает их. При вращении головки 3 растворизменяется. Винт 4изменяется. Винт 4Рис. 91. Измерение детали Рис. 92. Гайка пружинного кронциркуля кронциркулемРис. 91. Измерение детали Рис. 92. Гайка пружинного кронциркуля кронциркулем

в коническое гнездо, имеющееся в ножке кронциркуля.

в коническое гнездо, имеющееся в ножке кронциркуля.

кронциркуля

кронциркуля

Внутренним конусом втулочка охватывает части 2 и 5 гайки и сжимает их. При вращении головки 3 раствор

Внутренним конусом втулочка охватывает части 2 и 5 гайки и сжимает их. При вращении головки 3 раствор

изменяется. Винт 4

изменяется. Винт 4

Рис. 91. Измерение детали Рис. 92. Гайка пружинного кронциркуля кронциркулем

Рис. 91. Измерение детали Рис. 92. Гайка пружинного кронциркуля кронциркулем

имеет резьбу с мелким шагом, а поэтому установка раствора кронциркуля может быть очень точной. При необходимости значительно увеличить раствор кронциркуля достаточно сжать его ножки рукой, вследствие чего дав-

ление втулочки на части 2 и 5 гайки прекратится, и они разойдутся. Это дает возможность быстро перемещать гайку по винту, не вращая ее. Достоинство пружинного кронциркуля состоит еще в том, что раствор его не изменяется при случайных ударах ножек о деталь, части станка и т. п.

Установив раствор кронциркуля, определяют величину его по измерительной линейке (рис. 93). Такие линейки имеют миллиметровые деления. Самое маленькое

1 2 3 91 2 3 9Рис. 93. ОпределениеРис. 93. Определениерастворарастворавеличинывеличиныкронциркуля по измерительной линейкекронциркуля по измерительной линейкетттттлпЬтутттттлпЬту8 9 10 11 12 13 198 9 10 11 12 13 19О? 18 19 20 21 22О? 18 19 20 21 22

1 2 3 9

1 2 3 9

Рис. 93. Определение

Рис. 93. Определение

раствора

раствора

величины

величины

кронциркуля по измерительной линейке

кронциркуля по измерительной линейке

тттттлпЬту

тттттлпЬту

8 9 10 11 12 13 19

8 9 10 11 12 13 19

О? 18 19 20 21 22

О? 18 19 20 21 22

деление миллиметровой шкалы линейки равно 0,5 или 1 мм. Наиболее короткой линейкой можно измерять длину до 150 льи, самой длинной — до 1000 мм.

Погрешность измерения кронциркулем и линейкой лежит в пределах от 0,2 до 0,5 мм. При установке кронциркуля на требуемый размер по точному шлифованному валику точность измерения колеблется в пределах от 0,03 до 0,05 мм, но не больше.

Точность этого измерения в значительной степени зависит от состояния кронциркуля и линейки. Необходимо, чтобы рабочие поверхности губок плотно сдвинутых ножек кронциркуля соприкасались по всей длине. При невыполнении этого правила результат измерения будет неправильным, сети отсчет раствора кронциркуля на линейке будет сделан не по тем концам губок, которые касались измеряемой детали. Вращение ножек простого кронциркуля около соединяющей их оси должно быть не слишком слабым, чтобы ножки сохраняли положение, в котором они были установлены при измерении. Если ножки кронциркуля соединены слишком туго, то при измерении детали они пружинят, а не вращаются около оси.

Наиболее употребительным инструментом при черновом обтачивании для измерения длин обрабатываемых деталей служит линейка с делениями.

При измерении длины цилиндрических деталей необходимо, чтобы линейка соприкасалась с цилиндрической поверхностью по ее образующей (параллельно оси цилиндра). При наклонном положении линейки отсчет будет неправильным (увеличенным). При измерении диаметра линейку необходимо располагать таким образом, чтобы

кромка ее проходила через центр детали, иначе б)дет произведено измерение не диаметра детали, а ее хорды. Отметим, что расположить линейку точно по диаметру детали очень трудно. Поэтому измерять диаметры детали линейкой следует только в тех случаях, когда точность измерения лежит в пределах 7—9-го классов точности.

Более точные измерения диаметров обрабатываемых деталей производятся штангенциркулем с точностью отсчета до 0,1 мм.

Такой штангенциркуль (рис. 94) состоит из штанги 3 с губками А и С, рамки 2 с губками В и D и линейки 4, соединенной с рамкой 2. Рамка охватывает штангу 3 и может перемещаться по ней. Для закрепления рамки в требуемом положении служит винт / с накатанной головкой.

Губки С и D рассматриваемого штангенциркуля используются при измерении наружных диаметров и длины детали, губки А и В — при измерении диаметров отверстий, ширины различных канавок и т. п., а линейка 4— для измерения длины деталей, глубины канавок, выточек и т. д.

На штанге 3 нанесена шкала, каждое деление которой равно 1 мм. На нижней скошенной кромке выреза рамки 2 нанесена вторая шкала, называемая нониусом. Общая

длина шкалы нониуса, разделенная на 10 частей, равна 19 делениям шкалы, нанесенной на штанге, т. е. 19 лгл:.

Штрихи штанги и нониуса, около которых нанесен знак нуль, называются нулевыми. Шкалы на штанге и нониусе расположены таким образом, что когда губки штангенциркуля сдвинуты плотно, нулевой штрих нониуса точно совпадает с нулевым штрихом штанги. Поэтому измерение длин, диаметров и т. д., содержащих целое число миллиметров, производится по нулевому штриху нониуса. Если, например, при измерении какой- либо детали нулевой штрих нониуса точно совпал с 12-м штрихом штанги (рис. 95, а), это значит, что данный размер детали равен 12 мм. Если нулевой штрих нониуса не совпадает с каким-либо штрихом штанги, замечают прежде всего, какой штрих штанги уже пройден нулевым штрихом нониуса. На рис. 95, б это 16-й штрих. Затем смотрят, какой штрих нониуса лучше всех остальных совпадает с каким-либо штрихом штанги. На рисунке это 6-й штрих. Это значит, что штангенциркуль установлен на размер 16,6 мм. Показание штангенциркуля на рис. 95, в соответствует размеру 8,4 мм.

Таким образом, величина отсчета по нониусу рассмотренного штангенциркуля составляет 0,1 мм. Погрешность измерения лежит в пределах ±0,1 мм и зависит от точности отсчета по нониусу и от измеряемой длины.

Измерение небольшого наружного диаметра детали обыкновенным штангенциркулем показано на рис. 96, а. При таком измерении штанга штангенциркуля не должна касаться поверхности измеряемой детали. Если штангенциркуль окажется в положении, показанном на рис. 96, б, то будет измерена, очевидно, хорда, а не диаметр детали. Правильный способ применения штангенциркуля для измерения большого наружного диаметра детали изображен на рис. 96, в.

Если при плотно сдвинутых губках штангенциркуля нулевой штрих нониуса не совпадает с нулевым штрихом штанги, или при совпадении этих штрихов рабочие поверхности ножек касаются друг друга не по всей своей длине, это означает, что штангенциркуль неисправен и должен быть сдан в ремонт.

Отметим, что иногда значительное уменьшение времени, затрачиваемого на измерение детали, достигается путем использования лимбов винтов суппорта. Одно деление

Рис. 96. Приемы измерении штангенциркулем- правильное измерение небольшого диаметра (а), неправильное (б) и правильное (в) измерение большого диаметра

лимба, показанного на рис. 97, соответствует изменению диаметра обрабатываемой детали на 0,1 мм.

Если, например, после прохода резца диаметр детали получился равным 40,6 мм, причем с неподвижной риской совпало 26-е деление рассматриваемого лимба, а перед

следующим проходом резца рукоятка повернута так, чтобы с неподвижной риской совпало 27-е деление лимба, то диаметр детали получится равным 40,6—0,1 = = 40,5 мм.

Рис 97. Лимб винта суппорта токарного станкаРис 97. Лимб винта суппорта токарного станкаСуществуют лимбы, обеспечивающие более точный отсчет перемещения резца, а следовательно, и получение более точного диаметра обрабатываемой поверхности детали.

Рис 97. Лимб винта суппорта токарного станка

Рис 97. Лимб винта суппорта токарного станка

Точность размеров деталей и шероховатость поверхностей, получающихся при черновом обтачивании. Диаметры детали при черновом обтачивании получаются в пределах 4—5-го классов точности, а шероховатость обработанных поверхностей в пределах 3—4-го классов чистоты.

2. Чистовая обработка цилиндрическихповерхностей

Предварительные замечания. Целью чистового обтачивания является получение поверхностей с малой шероховатостью, точных по форме и размерам. В ряде случаев, однако, чистовому обтачиванию подвергаются и такие детали, поверхности которых могут быть неточными.

Подготовка станка для чистового и точного обтачивания. Поверхность с малой шероховатостью и точные

размеры детали могут быть получены только на вполне исправном станке. Поэтому до начала такой работы должны быть устранены излишняя слабина шпинделя в подшипнике, его «игра» в осевом направлении, а также чрезмерные зазоры в подвижных сопряжениях частей суппорта. Если предстоит обработка детали, закрепленной с поддержкой задним центром, необходимо проверить положение задней бабки.

Проверка работы шпинделя должна производиться слесарем-ремонтником. Излишняя слабина в сопряжении частей суппорта устраняется обычно самим токарем — регулировкой положения клиньев, нажимных винтов и т. д. Положение задней бабки проверяется также самим токарем. С этой целью в шпиндель передней бабки и пиноль задней бабки вставляют центры с острыми (но не с закругленными) концами и подвигают заднюю бабку к передней настолько, чтобы центры коснулись друг друга. При правильном положении бабки концы центров должны совпадать. Несовпадение центров обнаруживается легче и отчетливее, если под ними держать лист белой бумаги. Оно устраняется смещением задней бабки по ее промежуточной плите.

Для более точной проверки положения задней бабки с центрах станка устанавливается пруток наибольшей возможной для данного станка длины. На небольшой длине прутка (15—20 мм?) как можно ближе к хомутику протачивают шейку. Глубина резания должна быть при этом не более 0,5 мм, подача — 0,1—0,2 мм!об. Затем, не отводя резца назад, снимают пруток со станка и перемещают суппорт в сторону задней бабки, пока резец не дойдет до заднего центра. После этого снова устанавливают пруток в центрах и на правом конце его протачивают вторую шейку длиной 15—20 мм. При правильно установленной задней бабке обе шейки должны иметь одинаковые диаметры. Если диаметр второй шейки больше диаметра первой, бабку надо сдвинуть в сторону токаря; в противном случае бабка должна быть сдвинута назад, от токаря. Переместив бабку в ту или другую сторону, следует закрепить ее, в том же порядке снова проточить обе шейки, измерить их и т. д., пока диаметры обеих шеек не получатся одинаковыми (в пределах требуемой точности).

Закрепление деталей при чистовой обработке. Закрепление детали при чистовой обработке должно быть прочным, 162

чтобы не могло получиться смещения ее во время обработки. Если несколько поверхностей детали будут обработаны хотя бы и при одном закреплении, но при разных положениях из-за смещения детали, то совпадения осей этих поверхностей не будет, и деталь поступит в брак. Чрезмерно прочное закрепление некоторых деталей при чистовой обработке может быть, однако, вредным. Если, например, слишком сильно зажать кулачки патрона при обработке тонкостенного кольца, то после снятия со станка оно будет иметь совсем не ту форму, которую имело, когда производилась его обработка (см. рис. 73). Если чистовая обработка детали производится сразу после чернового обтачивания, то такого изменения формы детали можно избежать, немного ослабив кулачки патрона перед чистовой обработкой.

При закреплении детали в самоцентрирующем патроне за обработанную поверхность, когда требуется, чтобы оси поверхностей, ранее обработанной и обрабатываемой, при данном закреплении детали совпадали, следует учитывать неточность патрона и пользоваться разрезной втулкой или кольцами, рассмотренными выше (см. стр. 91).

Резцы для чистового обтачивания. Такие резцы должны обеспечивать получение поверхностей с наименьшей шероховатостью. В соответствии с этим требованием и выбирается их форма.

На рис. 98, а показан чистовой резец, применяемый при чистовом обтачивании с малой подачей.

Резцы эти работают в обе стороны, т. е. как правый и как левый. При чистовом обтачивании с крупной подачей пользуются резцами, показанными на рис. 98, б и называемыми лопаточными или широкими.

Во время работы указанными выше чистовыми резцами иногда происходит вырывание твердых вкраплений, которые бывают в материале обрабатываемой детали. Вследствие этого на поверхности детали получаются углубления, портящие поверхность. Поэтому, если необходимо получить очень чистую поверхность детали, ее обрабатывают пружинным резцом (рис. 99). В последнее время чаще используют пружинные державки со вставными резцами.

Режущая кромка пружинного резца не вырывает вкраплений в материале детали, а отходя от обрабатываемой поверхности как бы заглаживает их. Однако при пружинении резца форма и размеры детали часто получаются

неточными даже на хорошем исправном станке. Работая пружинным резцом, можно получить хорошие результаты, если снимать несколько стружек одну за другой. Если резец пружинит слишком сильно, то в щель А закладывается кусок кожи или дерева.неточными даже на хорошем исправном станке. Работая пружинным резцом, можно получить хорошие результаты, если снимать несколько стружек одну за другой. Если резец пружинит слишком сильно, то в щель А закладывается кусок кожи или дерева.Рис. 98 Чистовые резцы: остроносый (а) и лопаточный (б)Рис. 98 Чистовые резцы: остроносый (а) и лопаточный (б)

неточными даже на хорошем исправном станке. Работая пружинным резцом, можно получить хорошие результаты, если снимать несколько стружек одну за другой. Если резец пружинит слишком сильно, то в щель А закладывается кусок кожи или дерева.

неточными даже на хорошем исправном станке. Работая пружинным резцом, можно получить хорошие результаты, если снимать несколько стружек одну за другой. Если резец пружинит слишком сильно, то в щель А закладывается кусок кожи или дерева.

Рис. 98 Чистовые резцы: остроносый (а) и лопаточный (б)

Рис. 98 Чистовые резцы: остроносый (а) и лопаточный (б)

При невысоких требованиях к чистоте поверхности (в пределах 5—6-го класса) чистовую обработку наружных цилиндрических поверхностей часто ведут обычными про

ходными резцами, руководствуясь рекомендациями по вы

бору углов и других элементов, а также правилами установки резцов, изложенными ниже.

Материалы чистовых резцов. При чистовом точении резцы снимают стружку небольших сечений, но работают (сравнительно с черновым точением) при высоких ско-

п „ „„ ростях резания и не должны при

тобой резейэтом терять своей твердости. Кроме

того, материалы чистовых резцов должны быть такими, чтобы их режущая кромка хорошо сопротивлялась износу от истирания.

В соответствии с этими требованиями для чистовых резцов при обработке стальных и чугунных деталей применяются в качестве режущих материалов быстрорежущая сталь, твердые сплавы или минералокерамика марки ЦМ-332.

В последние годы кроме минералокерамики в качестве инструментального материала для чистовых резцов стали применять керметы, содержащие кроме окиси алюминия присадки таких металлов \ как вольфрам, молибден, бор, титан и др., в количестве до 10%. Эти присадки, уменьшая несколько хрупкость, одновременно, однако, понижают и износостойкость.

Испытания кермета марки НС20М2 показали неплохие результаты.

В зависимости от условий резания и обрабатываемого материала твердые сплавы применяются разных марок.

Выбор марки твердого сплава для чистового точения указан в табл. 24.

Таблица 24Марки твердых сплавов для чистовой обработкинекоторых материалов

Условия резания

Обрабатываемый материал

Сталь

Чугун НВ до 240

Неметаллические материалы

углеродистая и легированная

закаленная

Получистовое и чистовое точение при прерывистом резании

Т15К6 Т14К8

Т5КЮ

Т5КЮ ВК4 ВК8

ВК4

ВК6

ВК8

BK2 вкзм BK4

Тоже при непрерывном резании

Т30К4

Т15К6

Т15К6 Т14К8

Т5КЮ ВК6М вкзм

В К. 2 ВКЗМ ВК4

ВК2 вкзм

Тонкое точение при прерывистом резании

Т30К4

Т15К6

Т14К8

Т5КЮ ВК4

ВК2 вкзм ВК4

ВК2 вкзм ВК4

То же при непрерывном резании

Т30К4

Т30К4

Т15К6 ВК6М вкзм

ВК2 вкзм

ВК2 вкзм

1 Отсюда и название: керметы — керамикометаллические соединения, получаемые спеканием.

2 Производство ГДР. Испытания проводились МНИИПТмашем, г. Кемерово.

Минералокерамику и керметы применяют в тех случаях, когда жесткость системы станок—инструмент—деталь достаточно велика. При очень большой жесткости этой системы резцы с минералокерамическими пластинками применяют иногда и для получистового и даже чернового точения.

Углы и другие элементы головки чистовых резцов. Форму передней поверхности и значение переднего угла твердосплавных чистовых резцов можно выбирать по табл. 6 и 7. Задний угол а чистовых резцов, используемый при обтачивании стали, делается 12°, а при обработке серого чугуна 10°. Вспомогательный угол в плане срг чистовых проходных резцов независимо от обрабатываемого материала принимается в пределах 5—10°, а угол наклона главной режущей кромки X от —2 до —4°. Ширина фаски форм I и II передней поверхности / принимается равной 0,2—0,4 мм. Остальные элементы те же, что и для черновых твердосплавных резцов.

При выборе формы передней поверхности, передних и других углов и прочих элементов чистовых быстрорежущих резцов можно пользоваться данными табл. 10 и 11 и общими указаниями, приведенными на стр. 141, относящимися к быстрорежущим резцам для черновой обработки. Отметим, что чем чище должна быть обрабатываемая поверхность, тем большим следует брать передний угол резца (т. е тем меньшим должен быть угол резания). При увеличении переднего угла резца заедание его, а также вибрации уменьшаются, поэтому обрабатываемая поверхность получается более чистой.

Минералокерамические пластинки весьма редко припаивают Предпочтительнее для них является механическое крепление, с применением державок типа, показанной на рис. 16.

Форма передней поверхности может быть рекомендована соответствующей форме I (для твердосплавных резцов, стр. 139) при обработке стали и чугуна или форме II — при обработке стали. Ширина отрицательной фаски — 0,2—0,3 мм.

Передний угол у принимается равным 10—15° при обработке стали с о,р до 70 кПмм2, а при большем значении о,р — не более 10°; при обработке чугуна — от Одо 5°. Задние углы а и а, в пределах 8—10°. Радиус при вершине резца г = 1 мм. Размеры стружкоотводящей 16b

лунки при форме II те же, что и для твердосплавных резцов.

Угол наклона X режущей кромки при равномерном припуске принимается в пределах от 0 до 5°, при неравномерном— до 12°.

Установка резцов при чистовом обтачивании. Если установить резец так, чтобы вершина его была выше линии центров станка (см. рис. 88, а), то, как это мы отметили выше, резец втягивается в материал детали. Поверхность детали при этом получается нечистой, а диаметр ее уменьшается, что часто недопустимо при чистовой обработке. При установке вершины резца на линии центров станка и тем более ниже ее, такого втягивания резца не происходит. Из сказанного вытекает следующее правило.

Чистовые резцы следует устанавливать так, чтобы вершина их была расположена на высоте линии центров станка или несколько ниже ее.

Припуски при чистовом обтачивании. Припуски при чистовом обтачивании назначаются в зависимости от диаметра и длины детали. Средние величины этих припусков приведены в табл. 25.

Таблица 25

Припуски на диаметр под чистовое обтачивание (V5) Размеры в мм

Диаметр детали

Длина детали

до 500

свыше 500 до 1000

свыше 1000 до 2000

Свыше 5 до 20

1,0

1,о

1,2

»20 » 50

1,5

1,5

2,0

»50 » 100

1,5

2,0

2,0

»100 » 200

2,0

2,0

3,0

Режимы резания при чистовой обработке. Глубина резания при чистовом обтачивании должна быть небольшой и обычно равна величине припуска. Для обеспечения шероховатости в пределах пятого класса чистоты (V5) глубина резания может достигать до 2 мм, обеспечение же шестого (V6), а тем более седьмого (V7) классов чистдты достигается лишь при малых глубинах резания, не более 0,3—0,4 мм, а в особо ответственных случаях —0,1 мм.

Подачи при чистовом обтачивании твердосплавными и быстрорежущими резцами (кроме широких)

Класс чистоты

Обрабатываемый материал

Вспомогательный угол в плане <pt в град

Скорость резания в м/мин

Подача в мм/об

при '=1 мм

При 7=2 мм

V3

Сталь и чугун

5

10

15

Любая

1,00—1,10

0,80—0,90

0,70—0,80

1,30—1,50

1,00—1,10

0,90—1,00

V4

5

10—15

0,55—0,70

0,45—0,60

0,70—0,85

0,60—0,70

V5

Сталь

5

До 50 50—100 Свыше 100

0,25—0,35

0,35—0,40

0,40—0,50

0,30—0,45

0,40—0,55

0,50—0,60

10—15

До 50 50—100 Свыше 100

0,25—0,30

0,30—0,35

0,35—0,40

0,30—0,40

0,35—0,50

0,50—0,55

Чугун

5

10—15

Любая

0,30—0,50

0,25—0.40

0,45—0,65

0,40—0,60

V6

Сталь

До 5 включительно

30—50

50—80

80—100

100—130

Свыше 130

0,11—0,15

0,14—0,20

0,16—0,25

0,20—0,30

0,25—0,30

0,14—0,22 0,17—0,25 0,23—0,35 0,25—0,39 0,35—0,39

Чугун

Любая

0,15—0,25

0,20—0,35

V7

Сталь

100—110

110—130

Свыше 130

0,12—0,15

0,13—0,18

0,17—0,20

0,14—0,17

0,17—0,23

0,21—0,27

Примечание

Подачи, указанные в таблице, относятся к обработке стали овр = =а 70-5-90 кГ/мм^ При обработке стали авр = 504-70 кГ/мм* значения подач следует умножать на 1,25, при Овр = 90—110 кПмм1 — на 0,75

Подачи выбираются в зависимости от требуемой чистоты обрабатываемой поверхности, вспомогательного угла в плане резца и скорости резания. Значения подач, применяемых при чистовой обработке, указаны в табл. 26. Скорости резания при чистовом обтачивании твердосплавными резцами можно принимать по табл. 27 и 28, а при работе быстрорежущими резцами — по табл. 29.

Таблица 21

1 Скорости резания в м/мин при чистовом продольном обтачивании Инструкционной углеродистой, хромистой и хромоникелевой сталей твердосплавными резцами марки Т15К6

Глубина резания

Подача в мм/об

0,15

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

1,0

272

258

238

—

—

—

1,5

256

238

224

198

—

—

2,0

246

232

214

191

179

166

Таблица 28

Скорости резания в м/мин при чистовом продольном обтачивании серого чугуна твердосплавными резцами марки В Кб

Глубина резания в мм

Подача

в мм/об

0,15

0,20

0,30

0,40

0.50

0,60

1,0

188

178

165

—

—

1,5

175

167

154

146

—

—

2,0

169

160

148

140

128

118

При выборе скорости резания в условиях отличных от указанных в названиях табл. 27—29, табличные данные необходимо умножать на поправочные коэффициенты, приведенные в табл. 20 и 23.

Подачи и скорости резания при чистовом обтачивании широкими твердосплавными резцами следует принимать по табл. 30.

Скорости резания в м/мин при чистовом продольном обтачивании быстрорежущими резцами

Глубина резания

В ММ

Подача в мм/об

Обрабатываемый материал

Сталь средней твердости овр 50—80 кГ/мм- (обработка с охлаждением)

Чугун средней твердости НВ 150— 180 (обработка без охлаждения)

0,10

107

49

1,0

0,15

93

44

0,20

85

40

0,25

79

37

0,15

85

41

1,5

0,20

77

37

0,25

71

35

0,30

63

33

0,20

71

36

2,0

0,25

66

34

0,30

59

32

0,40

49

29

Охлаждение при чистовой обработке. Хорошо охлаждаемый чистовой резец мало нагревается, не теряет твердости и поэтому сравнительно медленно изнашивается. Благодаря этому повышается точность размеров обрабатываемых деталей.

Применение охлаждающей жидкости, содержащей маслянистые вещества, например эмульсии, облегчает отделение стружки, вследствие чего обрабатываемая поверхность получается чистой, без рванин. Охлаждение уменьшает нагревание детали, а следовательно, и изменение ее размеров. Это дает возможность измерять деталь с достаточной точностью, не ожидая, пока она охладится. Кроме того, уменьшение нагревания детали понижает опасность ее коробления.

Сказанное выше относится главным образом к обработке стали. При обработке чугуна охлаждение применяется преимущественно в тех случаях, когда оно имеет целью препятствовать нагреванию обрабатываемой детали.

Режимы резания при чистовом обтачиванииширокими твердосплавными резцами

Обрабатывае-мый материалОбрабатывае-мый материалФорма и углырезцаФорма и углырезца

Обрабатывае-мый материал

Обрабатывае-мый материал

Форма и углырезца

Форма и углырезца

СтальСтальСерый чугунСерый чугунV 6V 7V 6V 72s3s2s3sЛо0,01Ло0,014,0— 150—6,03004,0— 150—6,0300

Сталь

Сталь

Серый чугун

Серый чугун

V 6

V 7

V 6

V 7

2s

3s

2s

3s

Ло0,01

Ло0,01

4,0— 150—6,0300

4,0— 150—6,0300

Примечания:

Прямолинейный участок режущей кромки должен быть доведен до шероховатости 10-го класса чистоты с проверкой прямолинейности по линейке (на просвет).

Режущая кромка резца, установленного на станке, должна быть расположена строго параллельно направлению подачи (на образующей детали).

Измерения при чистовой обработке. Измерение деталей в этом случае производится точным штангенциркулем или микрометром. Точные штангенциркули изготовляются с величиной отсчета по нониусу 0,05 или 0,02 мм.

Штангенциркуль с величиной отсчета 0,05 мм изображен на рис. 100. Подвижная рамка его состоит из двух частей — собственно рамки 3 с губкой и добавочного ползунка 6, при помощи которого производится точная установка штангенциркуля. Освободив винты 1 и 2, закрепляющие подвижную рамку и ползунок на штанге

штангенциркуля, грубо устанавливают штангенциркуль на требуемый размер; рамка 3 и ползунок 6 перемещаются при этом вместе. Затем ползунок 6 закрепляют винтом 2 и при помощи микрометрического винта 4, вращая накатанную гайку 5, точно устанавливают штангенциркуль. Закрепив винт /, читают полученный размер.

Нониус рассматриваемого штангенциркуля имеет 20 делений, каждое из которых при отсчете принимается за

Рис. 100. Точный штангенциркуль

пять. Поэтому цифра 25 нанесена на нониусе против 5-го штриха, цифра 50 против 10-го и т. д. Таким образом, 1-й штрих нониуса дает 5-е деление, 4-й—20-е, 1-й после 25-го—30-е деление и т. д.

Все 20 делений нониуса равны 39 делениям штанги, т. е. 39 мм, так что каждое его деление равно

39195,

20 ” 100 ~ ММ‘

Вследствие этого никакие два штриха или более штрихов нониуса не могут одновременно совпадать со штрихами шкалы штанги. Исключение составляют нулевой и самый последний штрихи нониуса, которые одновременно совпадают со штрихами шкалы штанги.

Отсчет показания штангенциркуля при таком положении нониуса производится только по нулевому штриху, но не по последнему.

В тот момент, когда 1-й штрих нониуса (после нулевого) точно совпадает со 2-м штрихом шкалы штанги, расстояние между измерительными поверхностями ножек штангенциркуля составит

2—1,95 = 0,05 лл.

Если 2-й штрих нониуса совпадает со штрихом штанги, показание штангенциркуля составляет

4—2.1,95 = 4—3,9 =

а) 0102030W50

= 0,1 мм.

Если рамку сдвинуть еще немного так, чтобы со штрихом штанги совпал 3-й штрих нониуса, расстояние между измерительными поверхностями будетО, 15мм. Таким образом, совпадение каждого последующего штриха добавляет 0,05 мм.

0255075Ю0

5) 0102030ЭД50

0255015100

0102030ад50

0255075100

Рис. 101. Отсчет показаний точного штангенциркуля

что кратно обозначениям на шкале нониуса.

Совпадение нулевого штриха нониуса с 1-м штрихом шкалы штанги соответствует расстоянию между измерительными поверхностями губок, равному 1 мм, с 10-м штрихом — расстоянию 10 мм и т. д

Следовательно, число делений шкалы штанги, пройден

ных нулевым штрихом нониуса, показывает число целых миллиметров, а совпадение соответствующего штриха нониуса с каким-либо штрихом штанги дает сотые доли миллиметров. Например, показание штангенциркуля на рис. 101, а составляет 0,35 мм; на рис. 101, б изображено показание штангенциркуля, равное 1,35 мм, и на рис. 101,в — равное 12,85 мм.

Микрометр, показанный на рис. 102, устроен следующим образом. В левом конце дуги 1 запрессована пятка 2. Другой конец дуги имеет гильзу 5, внутри которой расположена направляющая втулка б с внутренней резьбой. На правом конце гильзы сделан надрез и нарезана коническая резьба, на которую навертывается накатанная

гайка 8. Посредством этой гайки обеспечивается плавное перемещение шпинделя 3 в направляющей втулке 6 и устраняется зазор в резьбовом соединении шпинделя с направляющей втулкой, получающийся вследствие износа резьбы. Гильза 5 охватывается барабаном 7, соединенным (коническое сопряжение) со шпинделем 3 посредством колпачка 9. При вращении шпинделя за накатан-

Рис. 102. Микрометр

ную втулку 10 он перемещается в осевом направлении до тех пор, пока левый конец его не коснётся поверхности измеряемой детали, прижатой противоположной стороной к пятке 2. Винтом 13 втулка 10 удерживается на шпинделе микрометра. Во втулке имеется отверстие, в котором расположен заостренный штифт 11. Этот штифт под действием пружины 12 прижимается к зубьям на торцовой поверхности колпачка 9. Благодаря такому устройству, называемому трещоткой, перемещение шпинделя, вращаемого за втулку 10, в осевом направлении прекращается, как только усилие, с которым он прижимается к детали, достигнет определенной для данного микрометра величины. В этот момент заостренный конец штифта 11 будет проскакивать по зубьям на колпачке 9, чем и обеспечивается постоянство измерительного усилия.

Посредством гайки 4, навертываемой на левый надрезанный конец втулки 6, шпиндель микрометра может быть закреплен в выбранном положении.

Для производства отсчета по микрометру на гильзе 5 имеется продольная риска, около которой перпендикулярными ей штрихами нанесены деления. Каждое деление, отмеченное штрихом, равно 1 мм. Штрихи, нанесенные по другую сторону продольной риски (рис. 103), соответствуют 0,5 мм. Резьба на шпинделе микрометра имеет такой шаг, что за один полный оборот он перемещается на 0,5 мм, т. е. на одно маленькое (между верхним и нижним штрихами) деление.

Рис. 103. Отсчет показаний микрометра

Левый конец барабана микрометра представляет собой конус, причем на поверхности конуса нанесено 50 делений. Так как один полный оборот шпинделя 3 дает продольное перемещение его на 0,5 мм, то поворот барабана на одно деление шкалы, нанесенной на его коническом конце, вызывает продольное перемещение шпинделя на

0,5 1

W ” 100 мли

Когда шпиндель микрометра подведен к его пятке, конец барабана совпадает с нулевым штрихом шкалы, нанесенной на гильзе, а нулевой штрих барабана —■ с продольной риской. После поворота барабана на один полный оборот раствор микрометра будет равен 0,5 мм. Сообщив барабану еще один полный оборот, мы будем иметь расстояние между пяткой и шпинделем, равное 1 мм.

Если конец барабана пройдет несколько нижних делений шкалы, нанесенной на гильзе, но не дойдет до бли- жейшего верхнего штриха, показывающего половины миллиметров. и будет остановлен в этом положении, то штрих барабана, совпадающий в этот момент с продольной риской гильзы, покажет, сколько сотых долей миллиметра прошел шпиндель микрометра сверх целого миллиметра.

На рис. 103, а изображено положение барабана, при котором микрометр показывает 6,34 мм. Если барабан будет повернут еще на полный оборот, то с продольной риской гильзы совпадет тот же 34-й штрих шкалы барабана. Но кромка последнего уже пройдет верхний штрих шкалы гильзы (рис. 103. б), и микрометр будет показывать теперь 6,84 мм.

Микрометр, изображенный на рис. 102, служит для

Рис. 104. Измерение детали микрометром

измерения в пределах от 0 до 25 мм. Микрометры изготовляются также с пределами измерений от 25 до 50 мм, от 50 до 75 мм и т. д. до 1600 мм. Микрометры, применяемые для измерения больших диаметров, отличаются от рассмотренного размерами и конструкцией дуги.

Из приведенного описания устройства микрометра видно, что точность отсчета по микрометру равна 0,01 мм. Но оценивая на глаз интервал между штрихами шкалы барабана, можно повысить точность отсчета до 0,005 мм. Учитывая же неизбежные погрешности, получающиеся вследствие не вполне правильного положения микрометра во время измерения и других причин, погрешность измерения микрометром следует считать в пределах ±0,01 мм.

При измерении мелких деталей микрометр находится в правой руке (рис. 104, а). Микрометр прижимают мизинцем или безымянным пальцем к ладони, а большим и указательным пальцами вращают барабан или головку трещотки. Измеряя деталь сравнительно больших размеров, микрометр держат левой рукой у пятки (рис. 104, б), а правой поддерживают его, вращая пальцами этой руки барабан или трещотку.

Проверка диаметров деталей, изготовляемых в условиях взаимозаменяемости (при серийном и массовом производстве) производится предельными скобами (рис. 105). Передние губки скобы, изображенной на рис. 105, а, соответствуют наибольшему, а задние — наименьшему допустимому (предельному) диаметру проверяемой поверхности детали.

Измерительные губки 4 и 5 регулируемой предельной скобы (рис. 105, б) устанавливаются на требуемый размер

Рис. 105. Предельные скобы посредством винтов 2 и 3 и закрепляются винтами /. Губка 6, прикрепленная к корпусу винтами 7 и 8, постоянная. Расстояние между губками 5 и 6 соответствует наибольшему, а между 4 и 6 — наименьшему предельному диаметру детали.

Независимо от конструкции предельной скобы ее губки, установленные по наибольшему предельному размеру детали, должны проходить через проверяемую деталь даже при ее наибольшем предельном размере. Эти губки образуют собой, как говорят, проходную сторону скобы, обозначаемую ПР. Губки, установленные по наименьшему предельному размеру, не должны проходить через деталь, даже если она имеет наименьший размер. Эти губки образуют непроходную сторону скобы, обозначаемую НЕ.

При проверке детали скобой нельзя применять больших усилий. Проходная сторона должна проходить через деталь под действием собственного веса скобы.

Отметим, что при чистовой обработке деталей, так же как при черновом обтачивании, сокращение количества

Рис. 106. Опиливание (а) и полирование (б, в) детали на токар. ном станкеРис. 106. Опиливание (а) и полирование (б, в) детали на токар. ном станке

Рис. 106. Опиливание (а) и полирование (б, в) детали на токар. ном станке

Рис. 106. Опиливание (а) и полирование (б, в) детали на токар. ном станке

измерений, а следовательно, и уменьшение продолжительности обработки могут быть достигнуты использованием лимбов винтов суппорта.

Точность размеров и шероховатость поверхностей, получаемые при чистовом обтачивании. Точность размеров при чистовой обработке достигается в пределах классов 2а—За, а иногда и выше. Шероховатость — в пределах 5—6-го классов чистоты, а в некоторых случаях выше. Для

достижения таких результатов обязательными условиями являются исправность станка, тщательность его настройки и сравнительно высокая квалификация токаря.

Отделка наружных поверхностей. Повышение чистоты поверхностей после чистового обтачивания можно достигать опиливанием (рис. 106, а) с последующей отделкой полированием (рис. 106, б) абразивным полотном (шкуркой). Указанные способы отделки следует применять в тех случаях, когда необходимо получить лишь чистую поверхность детали, а точность формы и размера ее имеет второстепенное значение. Для повышения точности формы и размера детали при таком способе отделки, припуски на обработку должны оставляться возможно меньшими.

Для получения чистой поверхности не следует слишком сильно нажимать на напильник. В противном случае стружки, снятые напильником, будут задерживаться в его насечках и царапать поверхность детали. Очень полезно 178

натирать напильник мелом и возможно чаще очищать его стальной щеткой.

Большим недостатком опиливания является связанная с ним опасность повреждения рук рабочего (выступающим концом хомутика, поводком патрона, выступающими частями детали и т. д). Поэтому, если опиливание выполняется в центрах, необходимо пользоваться закрытым поводковым патроном. Рукоятку напильника следует держать в левой руке, а свободный конец его прижимать к детали правой рукой.

Отделка осуществляется посредством листка (полоски) абразивного полотна, прижимаемого к вращающейся детали руками и медленно перемещаемого взад и вперед. Полезно при отделке стальной детали покрыть ее поверхность тонким слоем масла. Надо внимательно следить за тем, чтобы полотно не намоталось на деталь, так как в противном случае токарь может получить перелом руки. Лучше пользоваться так называемым жимком (рис. 106, в), охватывающим деталь и прижимающим полотно к ее поверхности.

Опиливание и отделка производятся при быстро вращающейся детали, которая иногда значительно нагревается, в особенности когда применяется жимок. Поэтому необходимо внимательно следить за тем, чтобы не заел задний центр, постоянно смазывать его и время от времени проверять, насколько туго он зажат. Слишком сильно зажимать центр при этих ручных работах нет никакой надобности. Достигаемая этим методом чистота поверхности — Х77—V9.

Более производительным способом чистовой обработки наружных поверхностей в сравнении с рассмотренным выше является обкатывание их роликом или шариком. Ролик (или шарик) вращается в державке, закрепленной в резцовой головке станка. Он прижимается к обрабатываемой поверхности вращающейся с небольшим числом оборотов детали и перемещается продольной подачей вперед, обеспечивая поверхность детали требуемой чистоты.

Поверхность, подлежащая обкатыванию, должна быть обработана с чистотой, соответствующей 4—7-му классу, а после обкатывания может быть повышена на 2—3 класса и достичь V7—V9, а при особой тщательности обкатывания и V10, не теряя полученной при обработке точности, а иногда даже несколько повышая ее.

На рис. 107 показаны конструкции роликов, применяемых при обкатывании. Конструкция, показанная на рис. 107, а, применяется при работе с малыми подачами для достижения наиболее высоких классов чистоты. Вто-

Рис. 107. Конструкции роликов, применяемые при обкатыванииРис. 107. Конструкции роликов, применяемые при обкатываниирая конструкция (рис. 107, б) рекомендуется для более крупных станков, при работе с большими подачами. Эта конструкция обеспечивает наибольшую производительность. Недостатком ее является сложность установки на станке, при которой необходимо обеспечивать строгую параллельность образующей пояска В и образующей обрабатываемой цилиндрической поверхности.

Рис. 107. Конструкции роликов, применяемые при обкатывании

Рис. 107. Конструкции роликов, применяемые при обкатывании

В табл. 31 даны некоторые рекомендации к применению роликов при

веденных выше конструкций.

Диаметр обкатываемой цилиндрической поверхности уменьшается при этом на 0,03—0,035 мм.

Таблица 31

Выбор роликов и рекомендуемая подача при обкатывании наружных поверхностей

Параметры

Гип ролика (рис. 107)

а

б

б

Высота центров в мм: при нормальной жесткости

160

200

300

системы

при пониженной жесткости

200

300

500

системы

Радиальное усилие в кГ

125

250

500

Радиус ролика в мм

7,5

30

50

Ширина цилиндрического пояска

—

2 и более

ролика в мм

Подача в мм!об для обеспечения чистоты поверхности класса:

0,25

0,6

0,8

V8

0,15

0,2

0,5

V9

0,05

0,07

0,35

Конструкции державок для обкатывания роликом и шариком с тарированными пружинами, обеспечивающими постоянство радиального усилия, показаны на рис. 108.

Таким образом, обкатывание может обеспечить не только чистовую обработку, но и отделку цилиндрической поверхности, одновременно упрочняя ее и повышая твердость поверхностного слоя на 15—25%.

Отделочная обработка наружных цилиндрических поверхностей может также осуществляться на токарных станках следующими методами.

Рис. 108. Шариковая (а) и роликовая (б) державки с тарированными пружинами

Метод тонкого точения. Он может применяться при большой жесткости системы станок—инструмент—деталь и ведется на высоких скоростях резания до 300 м!мин при обработке стали и чугуна и до 500 м!мин, а иногда и выше, при обработке цветных сплавов, при малых подачах от 0,02 до 0,08 мм/об и малой глубине резания — 0,05— 0,3 мм. Для обработки стали и чугуна используются твердосплавные резцы, а для обработки цветных сплавов — алмазные.

Метод притирки поверхностей абразивными порошками с помощью инструментов-притиров.

Метод суперфиниширования (отделка колеблющимися абразивными брусками).

Эти методы обеспечивают высокую точность обработки — 2 и 1 классов точности (кроме суперфиниширования) и одновременно весьма малую шероховатость, соответствующую 10—13-му классам чистоты.

Обработка торцов и уступов

Резцы для обработки торцов и уступов. Обработка торцов деталей производится подрезными резцами (рис. 109). Подрезной торцовый резец (рис. 109, а) пригоден лишь для обработки открытых поверхностей, например торца детали, закрепленной в патроне без поддержки задним центром. Он не пригоден для обработки торцов валов и других деталей, поддерживаемых задним центром. Раньше чем вершина такого резца приблизится к центру обраба-

Рис. 109. Подрезные резцыРис. 109. Подрезные резцытываемои поверхности, правый конец его главной режущей кромки упрется в центр. Не помогает в этом случае и применение полуцентра (см. рис. 48, б). Достоинство рассматриваемого резца — массивность его головки, хорошо поглощающей теплоту резания.

Рис. 109. Подрезные резцы

Рис. 109. Подрезные резцы

При обработке деталей, закрепленных без поддержки

задним центром, торцовые поверхности их, обращенные к задней бабке, можно обтачи

вать проходными и чистовыми резцами, устанавливая их в резцедержателе параллельно линии центров станка.

Подрезным резцом, изображенным на рис. 109, б, можно обрабатывать торцы валов и других деталей, установленных в центрах, уступы и многие другие поверхности. Недостаток такого резца: он хуже поглощает теплоту резания.

Подрезные резцы бывают правые и левые. Правыми резцами пользуются для обработки торцовых поверхностей. Уступы, обращенные к задней бабке, обрабатывают правыми, а к передней бабке — левыми подрезными резцами.

Материалы и углы подрезных резцов. Подрезные резцы изготовляются с пластинками из быстрорежущих сталей и из твердых сплавов, применяемых для проходных резцов. Форма передней поверхности подрезных резцов, как и проходных, может быть радиусной с фаской, плоской с фаской и плоской.

Главный задний угол а подрезных резцов делается равным 12°. Передний угол этих резцов выбирается в за-

висимости от формы передней поверхности и обрабатываемого материала по табл. 7.

Значения главного и вспомогательного углов в плане подрезных резцов указаны на рис. 109.

Направление подачи при подрезании торцов. При обтачивании торцовых поверхностей резцом по рис. 109, б существенное значение имеет направление подачи.

Если подача резца направлена от центра (рис. ПО, а) по стрелке А, то под действием давления резания резец

Рис. 110. Обтачивание торцовых поверхностей при подаче, направленной от центра (а) и к центру (б) обрабатываемой детали

будет отходить несколько в сторону от обрабатываемой поверхности (по стрелке Л^. Получившиеся при этом недостатки в обработке поверхности будут устранены при чистовом подрезании, когда сила резания, а следовательно, и отжим резца незначительны. Если же подача резца производится к центру детали (рис. ПО, б), т. е. по стрелке В, то под действием силы резания резец отжимается по стрелке Вг, затягивается в материал и обрабатываемая поверхность получает недостатки, часто не устранимые чистовым подрезанием.

При чистовом обтачивании торцовых поверхностей, особенно больших диаметров, вследствие износа резца они получаются вогнутыми, если подача производилась от центра к наружной поверхности, и выпуклыми — при обратном направлении подачи. Если обрабатываемая поверхность является опорной, то при установке и закреплении детали она займет правильное положение, когда

эта поверхность вогнутая, и наклонное (неправильное), — когда она выпуклая.

От приведенного выше правила о выборе направления подачи как при черновом, так и при чистовом обтачивании торцовых поверхностей приходится иногда отказываться ввиду затруднений, возникающих при измерении длины детали, и когда приходится определять положение обрабатываемого торца относительно других ее поверхностей.

Рис. 111. Подрезание торца при продольной подаче резца

Приемы обработки торцовых поверхностей. Торцовые поверхности (торцы) небольших диаметров (10—12 мм) подрезаются в один проход резца продольной подачей. Резец при этом должен быть установлен так, чтобы режущая кромка его составляла с осью обрабатываемой детали прямой угол (рис. 111, а). Проверка установки производится или на глаз, или (точнее) по угольнику (рис. 111, б). В этом случае используются проходные упорные резцы с углом у = 90°.

При большем диаметре торцовой поверхности вследствие большой ширины получающегося при этом среза возникают вибрации, и поверхность подрезанного торца получается повышенной шероховатости. Кроме того, под действием силы подачи Рх резец поворачивается и оказывается в положении, изображенном на рис. 111, в; торец получается неправильным. Обработка торцов больших диаметров производится поэтому несколькими проходами резца при поперечной подаче. Используется в этом случае подрезной резец. Его подводят к обрабатываемому торцу, 184

немного (на 0,3—0,5 мм) углубляют в металл и при небольшой поперечной подаче, обычно ручной, направленной от центра, подрезают торец. Повторяя этот прием несколько раз, получают правильный и чистый торец детали.

При подрезании торца детали, установленной в центрах, нельзя подводить резец совершенно плотно к центру задней бабки, так как при этом выкрошится вершина резца. Поэтому на торце детали остается часть металла («хвостовик»), которую удаляют зубилом или напильником. Во избежание этой дополнительной работы при подрезании торцов детали следует применять полуцентр, обеспечивающий возможность подвода резца к конической части центрового отверстия в детали.

Приемы подрезания уступов. Подрезание уступов небольшой высоты (до 5—6 мм) производится проходными упорными резцами с углом у = 90° продольной подачей, как и небольших торцов. В этом случае, однако, кроме возможного отжима резца, значительно больше вероятность вибраций, особенно если уступ расположен близко к середине длинной и тонкой детали. В результате отжима резца уступ получается неправильным, а вследствие вибрации детали поверхность уступа окажется дробленой.

Для получения точного и чистого уступа высотой 5—6 мм обработка его производится подрезным резцом в два приема: сначала уступ протачивается продольной подачей, а затем поперечной подачей подрезается.

Обработка более высоких уступов осуществляется ступенями. Для этого используют подрезной резец. Его устанавливают на глубину 2—3 мм и включают продольную подачу (рис. 112, а). По торцу уступа оставляют припуск около 1 мм для чистовой обработки. После этого резец отводят вправо, снова перемещают его вперед на 2—3 мм и продольной подачей (рис. 112,6) снимают следующую ступень. Этот прием повторяют до тех пор, пока вершина резца не коснется поверхности детали, обработанной проходным резцом (рис. 112, в).

Затем резец перемещают продольной подачей влево несколько больше, чем это делалось при предыдущих проходах, и, наконец, поперечной подачей (рис. 112, г), направленной от центра к наружной поверхности детали, производят чистовое подрезание уступа.

Число ступеней при обработке уступа может быть различным в зависимости от его высоты и положения

на обрабатываемой детали, от жесткости последней и т. д. При особо высоком требовании к чистоте поверхности уступа окончательная отделка его производится несколькими проходами резца при поперечной подаче.

Режимы резания при обтачивании торцовых поверхностей и подрезании уступов. При этих работах длина

Рис. 112. Подрезание больших и точных уступов

прохода резца обычно небольшая, поэтому резец не успевает нагреться настолько, чтобы возникла опасность разрушения его от перегрева.

Это дает возможность производить подрезание торцов и уступов и обтачивание торцовых поверхностей при скоростях резания несколько больших, чем при продольном обтачивании.

Для выбора скоростей резания при подрезании уступов и торцовых поверхностей можно пользоваться табл. 13, 17 и 22, умножая соответствующие табличные скорости резания на 1,2.

Измерения при подрезании уступов. Измерение длины участков деталей, получающихся при подрезании уступов, производится линейкой (рис. 113, а) или нутромером (рис. 113, б). Нутромером обычно пользуются, когда изме-

Рис. 113. Измерение длины детали при подрезании уступов линейкой (а), нутромером (6) и шаблоном (в)

рению длины уступа непосредственно линейкой что-нибудь мешает, например задний центр станка.

Если детали с уступами обрабатываются в больших количествах, то для уменьшения времени, затрачиваемого на измерение длины уступов, а также для обеспечения

точности измерения следует пользоваться шаблонами. Измерение простейшим шаблоном крайней шейки вала показано на рис. 113, 8.

Такие шаблоны, называемые уступомерами, делаются предельными, если длина уступа ограничена допуском. В этом случае уступомер делается двусторонним. Одна сторона такого уступомера называется проходной и маркируется ПР, а другая — непроходной НЕ. Проходная сторона уступомера должна упираться в торец детали, а непроходная — в уступ детали.

Прорезание канавок и отрезание

Резцы для прорезания наружных канавок. Прорезной резец показан на рис. 114. Наиболее важным размером этого резца является ширина его, которая выбирается в зависимости от принятого способа обработки канавки.

Если прорезание канавки производится одним проходом резца, то ширина его берется равной ширине канавки. Когда обработка канавки осуществляется двумя проходами резца, ширина его принимается несколько больше половины ширины канавки и т. д. Длина рабочей части резца должна быть несколько больше (на 2—3 жж) глубины канавки. Задний угол прорезных резцов делается равным 12°; вспомогательные задние углы принимаются равными около 2°; передний угол выбирается как и для проходных резцов (см. стр. 140, 141) в зависимости от материала резца и материала обрабатываемой детали. Вспомогательные углы в плане делаются от 1 до 2°. Чем глубже прорезаемая канавка, тем больше должны быть эти углы.

Приемы прорезания канавок. Прорезание канавок производится одним или несколькими проходами резца.

Возможность прорезания широкой канавки одним проходом ограничивается вибрацией детали. Поэтому этот способ применяется при прорезании канавок шириной до 5 мм в нежестких (тонких и длинных) деталях. В более жестких деталях (коротких и больших диаметров) могут быть прорезаны одним проходом резца канавки шириной до 10 мм, а в очень жестких — шириной даже до 20 мм. Установка резца для прорезания канавки, расположенной на расстоянии Lv от торца детали, посредством линейки показана на рис. 115, а.

При неточных (по ширине и положению) широких канавках резец при первом проходе следует устанавливать так, как показано на рис. 115, а, т. е. так, чтобы расстояние от правой стенки канавки до торца детали получилось сразу. Глубина канавки, полученная после первого про

хода резца, должна быть меньше требуемой на 0,5—1 мм. Такой же припуск на чистовую обработку дна канавки надо оставлять и при всех последующих поперечных проходах резца.

Рис. 115. Прорезание канавок одним (а) и несколькими (б) проходами резцаРис. 115. Прорезание канавок одним (а) и несколькими (б) проходами резцаРис 114. Прорезной резец для наружных канавокРис 114. Прорезной резец для наружных канавокПри последнем проходе резца установка его относительно торца детали (расстояние L^ проверяется посредством линейки, как показано на рис. 115, б. При этом проходе резца он подается вперед настолько, чтобы глубина канавки получилась равной требуемой. Прекратив поперечную подачу резца и переместив его продольной подачей слева направо, следует обработать начисто дно канавки.

Рис. 115. Прорезание канавок одним (а) и несколькими (б) проходами резца

Рис. 115. Прорезание канавок одним (а) и несколькими (б) проходами резца

Рис 114. Прорезной резец для наружных канавок

Рис 114. Прорезной резец для наружных канавок

При прорезании несколькими проходами точных (по ширине и по положению) канавок надо оставлять при

первом проходе резца (рис. 115, а) на правой стенке канавок припуск 0,5—1,0 мм на чистовую обработку. Такой же припуск должен быть оставлен и на левой стенке канавки. Чистовая обработка этих стенок производится канавочным резцом поперечной подачей (к центру детали), причем первой обрабатывается та стенка, до которой задан размер, определяющий положение канавки. Так, например, при прорезании канавки (рис. 116, а) необходимо выдержать размер Lv Поэтому левая стенка этой канавки обрабаты-

Рис. 116. Измерения при проверке положения канавки

вается первой, причем измеряется (например, линейкой) размер Lx. Если бы положение канавки определялось размером Т2 (рис. 116, б), то сначала следовало бы обрабатывать правую стенку, измеряя размер Т2, например шаблоном.

Чистовую обработку стенки канавки производят иногда подрезными резцами (правым и левым), применяя те же приемы, как и при подрезании уступов.

В некоторых случаях чистовую обработку стенок канавки осуществляют прорезным резцом, ширина которого равна ширине канавки. В этом случае важно лишь обеспечить такую установку резца, при которой положение канавки будет правильным.

Чистовая обработка дна точных (по ширине) канавок производится так же, как это выше было указано для обработки дна грубых канавок.

Режимы резания при прорезании канавок. Подача при прорезании канавок обычно ручная. Поперечная подача должна быть небольшой — от 0,05 мм!об при ширине 190

резца 2 мм и до 0,20 мм/об, если ширина резца близка к 10 мм.

Скорости резания при прорезании канавок должны быть небольшими.

Измерение ширины и глубины канавок. Измерять ширину канавки линейкой (рис. 117, а) следует только в том случае, если к форме канавки не предъявляется высоких требований в отношении точности. Пользуясь нутромером

Рис. 117 Измерение ширины канавки линейкой (а), нутромером (б), штангенциркулем (в) и шаблоном (г)

(рис. 117, б), можно проверять и параллельность стенок канавок. Очевидно также, что наличие у детали (рис. 117,6) выточки, в которой расположена канавка, исключает возможность измерения ширины ее линейкой.

Измерение ширины канавки посредством острых ножек обыкновенного штангенциркуля показано на рис. 117, в, а шаблоном — на рис. 117, г.

Глубина канавки проверяется линейкой с делениями (рис. 118, а).

Измерение глубины канавки штангенциркулем показано на рис. 118, б, для чего используется его добавочный стержень.

Пример применения глубиномера дан на рис. 118, в. При измерении очень точных канавок пользуются микрометрн-

ческим глубиномером. Отсчет показаний микрометрического глубиномера производится так же, как у микрометра.

Проверка глубины канавки шаблоном показана на рис. 118, г.

Рис. 118. Измерение глубины канавки линейкой (а), штангенциркулем (б), глубиномером (в) и шаблоном (г)Рис. 118. Измерение глубины канавки линейкой (а), штангенциркулем (б), глубиномером (в) и шаблоном (г)

Рис. 118. Измерение глубины канавки линейкой (а), штангенциркулем (б), глубиномером (в) и шаблоном (г)

Рис. 118. Измерение глубины канавки линейкой (а), штангенциркулем (б), глубиномером (в) и шаблоном (г)

В некоторых случаях измеряется не глубина канавки, а диаметр цилиндрической поверхности, образующей ее дно (размер D на рис. 118, г). Измерительные инструменты, применяемые при этом: кронциркуль с линейкой или штангенциркуль, а иногда и микрометр.

Отрезные резцы. Отрезной резец, оснащенный пластинкой твердого сплава, показан на рис. 119. Режущая кромка такого резца обычно делается перпендикулярной к оси головки резца (рис. 119, а). При этом, однако, отрезаемая деталь отламывается раньше, чем резец дойдет до центра, и у нее остается «хвостик», который после отрезания приходится спиливать напильником или срубать зубилом. Для того чтобы хвостик этот получался у той

части материала, которая зажата в патроне, режущую кромку резца (рис. 119, б) скашивают на 5°. При такой форме резца хвостик остается у части материала, закрепленной в патроне, и может быть удален дальнейшей подачей резца вперед.

Для повышения чистоты поверхности, полученной после отрезания, на задних вспомогательных поверхностях резца делаются фаски (рис. 119, в) шириной 1—2 мм.

Головка отрезного резца улучшенной конструкции показана на рис. 119, г. В этом случае металлокерамическая пластинка благодаря призматической форме опорной поверхности располагается на площади примерно в 1,5 раза большей, чем у обыкновенного резца. Кроме того, призматическая форма опорной поверхности препятствует смещению пластинки под действием боковых сил, возникающих в процессе работы резца. Следует отметить также, что в то время как у обыкновенного отрезного резца (рис. 119, а) длина рабочей части / обычно не превышает

40 Л1Л1, у резца, изображенного на рис. 119, г, эта длина делается до 75 мм.

Вспомогательные углы в плане отрезных резцов делаются 1—2°. Задний угол отрезных резцов делается 12’; вспомогательные задние углы принимаются около 2°.

Все остальные углы и элементы головки этих резцов можно брать такими же, как и у проходных резцов.

Материал отрезных резцов — быстрорежущая сталь и твердые сплавы.

Установка отрезных резцов относительно линии центров станка. Отрезные резцы следует устанавливать точно на линии центров. Известно, что при установке резца ниже центровой линии передний угол его уменьшается (см. рис. 88, в), давление стружки на резец увеличивается и непрочный отрезной резец ломается. Устанавливая резец выше линии центров, мы уменьшаем (см рис. 88, а) его задний угол, вследствие чего возрастает трение задней поверхности об обработанную поверхность детали. Это, в свою очередь, часто служит причиной поломки непрочного отрезного резца.

Выбор отрезного резца. Чем больше диаметр отрезаемой детали, тем больше должна быть длина головки отрезного резца. Необходимая прочность резца с длинной головкой возможна лишь при достаточной ширине резца. Выбор ширины резца в зависимости от обрабатываемой детали можно производить пользуясь приводимыми ниже данными.

Диаметр детали в мм ... , До 30 30—40 40—60 60—100

Ширина резца в мм 33—44—55—8

Приемы отрезных работ. Деталь, часть которой должна быть отрезана, или пруток материала, от которого отрезается заготовка, следует закреплять в патроне и по возможности поджимать задним центром. Производить отрезание при закреплении детали в центрах нельзя; это всегда приводит к поломке отрезных резцов, а иногда и к несчастным случаям.

При закреплении отрезного резца необходимо особенно тщательно следить за тем, чтобы вся подошва его плотно прилегала к опорной площадке резцедержателя. В противном случае резец во время работы сильно дрожит и легко ломается.

Во многих случаях прекращение вибрации достигается применением резца, изображенного на рис. 120 и используемого при обратном ходе станка.

Отрезание следует производить возможно ближе к кулачкам патрона — «под корень».

При некруглом сечении детали резец в начале работы снимает стружку лишь в каком-нибудь одном, наиболее «высоком» месте. После того как резец выйдет из металла, он несколько подвинется вперед (ввиду мертвого хода суппорта, некоторого прогиба отрезаемой детали и т. д.).

Рис 120 Отрезание при обратном ходе станка

Если, кроме этого движения, ему будет сообщена подача, толщина следующей стружки, которую резец будет снимать с «высокого» места, может получиться настолько большой, что резец сломается. Во избежание этого подачу резца, пока он не начнет снимать сплошную стружку, следует брать возможно меньшей.

Дальнейшая подача резца должна быть непрерывной и равномерной. Необходимо избегать прекращения подачи до окончания работы резца, так как он вследствие скольжения по обработанной поверхности затупляется.

Если почему-либо необходимо прекратить подачу, следует медленно отвести резец немного назад.

Нельзя подавать резец до самого центра отрезаемой детали. Как только между частями детали, закрепленной в патроне и отрезаемой, останется перемычка, которая может быть легко переломлена, необходимо вывести резец, остановить станок и отломить отрезаемую часть. После этого можно пустить станок и зачистить торец части, закрепленной в патроне.

Режимы резания и охлаждение при отрезании. Подача при отрезании должна быть небольшой. Примерная величина автоматической подачи при отрезании стальных деталей диаметром до 100 мм колеблется в пределах 0,10— 0,25 мм!об. Меньшая из этих подач относится к резцу шириной 3 мм, большая — к резцу шириной 8 мм. При отрезании чугунных деталей подача может быть примерно на 0,05 мм больше, чем при отрезании стальных деталей. Если отрезание производится с ручной подачей, величина ее должна быть примерно в два раза меньше автоматической (для резца данной ширины) и производиться возможно равномернее. Скорость резания при отрезании можно находить по таблицам скоростей резания при наружном точении, приведенным выше. Ширина резца определяет в данном случае глубину резания.

При отрезании стальных деталей надо применять жидкости с высокими смазывающими качествами (сульфо- фрезол, растительное масло). Отрезание деталей из чугуна производится всухую.

Измерения при отрезании. При отрезании болванки или детали заданной длины резец следует устанавливать так, как это указано на рис. 115, а. '

После того как резец снимет первую стружку, надо остановить станок и проверить соответствие получаемой длины отрезаемой детали заданной.

Глава II

ОБРАБОТКА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОТВЕРСТИЙ

Сверление, рассверливаниеи зенкерование отверстий

Сверление отверстий. Отверстия, отсутствующие в заготовках деталей, образуются на токарных станках сверлением. Наиболее употребительный режущий инструмент для образования отверстий в сплошном материале — спиральное сверло.

Спиральные сверла. По всей длине рабочей части сверла (рис. 121, а) делаются две винтовые канавки. Материал, оставшийся между канавками, называется сердцевиной сверла.

Передние поверхности (рис. 121, б) винтовых канавок, пересекаясь с затылочными поверхностями сверла, образуют его реж\щие кромки. Передняя поверхность канавки сверла, поднимаясь вверх, как бы отходит назад, вследствие чего образуется передний угол у. Величина этого угла непостоянная, так как передняя поверхность отходит назад больше в точках режущих кромок, расположенных вблизи от боковой поверхности сверла, и меньше в точках, близких к его оси. У стандартных сверл диаметром 10 лш и больше этот угол у боковой поверхности сверла равен 30°, а у оси сверла уменьшается до 1—4°. Задний угол а боковой поверхности сверла делается равным 8—14° с постепенным увеличением до 20—26° вблизи от оси сверла. Большие из указанных значений а относятся к малым, а меньшие — к большим диаметрам сверл.

Угол А между режущими кромками сверла называется углом при вершине. Величина этого угла у сверл, используемых при обработке стали, принимается 116—118°, при обработке чугуна и твердой бронзы 90—100°, латуни,

дуралюмина и силумина 140°. Если сверло предназначается для обработки различных материалов, угол при вершине его делается равным 116—118°.

Поперечная кромка спирального сверла не режет, а скоблит материал. Чем больше диаметр сверла, тем длиннее эта кромка и, как следствие, тем хуже условия работы сверла. Ввиду этого у сверл больших диаметров длину поперечной кромки несколько уменьшают, делая

а)а)ХвостовикХвостовикРабочая частьВинтовая канавкаРабочая частьВинтовая канавкаРежущая кромкаРежущая кромкаПередняя поверхностьЗадняя поверхностьПередняя поверхностьЗадняя поверхностьЛенточкаПоперечная кромкаЛенточкаПоперечная кромкаКанавкаКанавка

а)

а)

Хвостовик

Хвостовик

Рабочая часть

Винтовая канавка

Рабочая часть

Винтовая канавка

Режущая кромка

Режущая кромка

Передняя поверхность

Задняя поверхность

Передняя поверхность

Задняя поверхность

Ленточка

Поперечная кромка

Ленточка

Поперечная кромка

Канавка

Канавка

Рис 121 Спиральное сверло и его элементы

с двух сторон подточки (рис. 121, в) вдоль сердцевины сверла. Угол at подъема поперечной кромки сверла при правильной его заточке должен быть около 55°.

Режущие кромки сверла должны быть прямолинейными, одинаковой длины и должны быть расположены под равными углами к оси сверла. При невыполнении этих условий сверло во время работы уводит в сторону, а высверлит аемое им отверстие получается больше диаметра сверла.

Для уменьшения трения сверла о боковые стенки высверливаемого отверстия часть материала наружной поверхности рабочей части сверла снимается так, чтобы получились ленточки (рис. 121, б). С этой же целью диа-

метр у вершины сверла делается несколько большим, чем у хвостовика. Это уменьшение диаметра сверла незначительно (всего 0,04—0,10 мм на каждые 100 мм длины сверла) и осуществляется за счет толщины ленточки; поэтому уменьшение диаметра отверстия, получающееся по мере износа рабочей части сверла, практического значения не имеет

Хвостовик (рис. 121, а) служит для закрепления спирального сверла и может быть коническим или цилиндрическим.

Рис 122 Шаблон для проверки правильности заточки спиральных сверл и его применение

Спиральные сверла изготовляются из инструментальной углеродистой стали марки У12А и из быстрорежущей стали. Применяются также сверла, оснащенные пластинками из металлокерамических сплавов.

Заточка сверл. Заточка спиральных сверл на хорошо организованных заводах производится на специальных станках, обслуживаемых рабочими-заточниками. Если же заточку сверла производит сам токарь, он должен очень тщательно следить за тем, чтобы выполнялись указанные выше требования, предъявляемые к режущим кромкам сверла, углам наклона режущей и подъема поперечной кромок.

Правильность заточки спиральных сверл проверяется посредством шаблона (рис. 122, а\ Проверка прямолинейности режущих кромок, равномерности длины их и углов, которые они образуют с осью сверла, показана на рис. 122, б Проверка положения поперечной кромки сверла изображена на рис. 122, в, а угла заострения его — на рис. 122, г.

Закрепление сверл на станке. Сверло,щ коническим хвостовиком вставляется в гнездо пиноли задней бабки. Если конус хвостовика сверла меньше конуса гнезда в пиноли, то пользуются переходными втулками, (рис. 123, а). Сверло в этом случае вставляется во втулку, а втулка — в гнездо пиноли. Когда конус хвостовика

сверласверлазначительно меньше конуса гнезда пиноли, при

сверла

сверла

Рис. 123. Переходная втулка (а) и патрон (б) для закрепления сверл на станкеРис. 123. Переходная втулка (а) и патрон (б) для закрепления сверл на станкеменяют несколько втулок одновременно, вставляя их одну в другую.

Рис. 123. Переходная втулка (а) и патрон (б) для закрепления сверл на станке

Рис. 123. Переходная втулка (а) и патрон (б) для закрепления сверл на станке

Сверло с цилиндрическим хвостовиком закрепляется в сверлильном патроне, вставляемом в гнездо

»;»;Рис. 124 Установка на станке сверла большого диаметраРис. 124 Установка на станке сверла большого диаметрапиноли задней бабки. Один из таких патронов изображен на рис. 123, б. Он имеет три кулачка 3, между которыми вставляется закрепляемое сверло. При вращении накатанной втулки 2 все кулачки с одинаковой скоростью сближаются и закрепляют сверло достаточно прочно, одновременно с этим устанавливая его точно в центр. Конический хвостовик / вставляется в гнездо пиноли задней бабки и удерживается в нем трением

»;

»;

Рис. 124 Установка на станке сверла большого диаметра

Рис. 124 Установка на станке сверла большого диаметра

Сверло с цилиндрическим хвостовиком при отсутствии патрона необходимых размеров устанавливается на станке так, как показано на рис. 124. Сверло своей вершиной упирается в обрабатываемую деталь, а противоположный его конец поддерживается центром задней бабки. Чтобы

сверло не вращалось, на него надевают хомутик, опирающийся на суппорт станка.

Углубление сверла в высверливаемое отверстие осуществляется вращением маховичка пиноли задней бабки.

Приемы сверления отверстий. Перед сверлением отверстия следует зацентровать его коротким спиральным сверлом большего диаметра (рис. 125, а) или специальным центровочным сверлом (рис. 125, б). Угол при вершине этого сверла должен быть равен 90°. При этом условии

а)

Рис. 125. Сверла (а, б) для зацептровывания отверстии, высверливаемых на токарном станке, и начальное положение (в) рабочего сверла в зацентрованном конусе

в начале сверления поперечная кромка сверла не работает (рис. 125, в), что способствует меньшему уводу сверла от правильного положения.

Если зацентрования сделать почему-либо нельзя, поступают так. Вершину сверла того диаметра, какой должно иметь высверливаемое отверстие, приближают к вращающейся детали почти вплотную. Затем подводят возможно ближе к вершине сверла резец (любой), закрепленный в резцедержателе так, чтобы головка резца была обращена в сторону токаря, и только после этого начинают углублять сверло в деталь. Этим приемом удается в некоторой степени предупредить смещение сверла в начале работы Как только сверло немного углубится, поддерживающий его резец нужно отвести в сторону.

Подача сверла на токарных станках осуществляется, как правило, вручную, поворотом маховичка пиноли задней бабки. Однако на станках современных моделей (например, 1К62) имеются устройства для сцепления задней бабки с кареткой суппорта, что значительно облегчает

труд токаря. Разумеется, это устройство целесообразно использовать в основном для сверления отверстий относительно большого диаметра и большой длины, особенно при изготовлении деталей большими партиями.

Если глубина высверливаемого отверстия больше его диаметра, то время от времени следует выводить сверло из отверстия и удалять стружку как из отверстия, так и из канавок сверла. Очистка отверстия в стальных деталях производится промыванием его охлаждающей жидкостью (например, посредством шприца), а в чугунных — продуванием воздухом при помощи того же шприца или струей сжатого воздуха.

Необходимо быть особенно осторожным, когда глубина высверливаемого отверстия больше длины рабочей части сверла. В самом деле, если вся винтовая канавка сверла окажется в отверстии, то стружка, образующаяся при сверлении, не будет иметь выхода, заполнит канавки и сверло сломается. При необходимости остановить станок в то время, когда сверло находится в высверливаемом отверстии, следует сначала вывести сверло из отверстия, и только после этого остановить станок.

Режимы резания при сверлении. Подача при сверлении отверстий на токарных станках, если она осуществляется вручную, должна быть возможно равномернее.

При сквозном сверлении в тот момент, когда поперечная кромка сверла выходит из металла, сила, необходимая для осуществления подачи, резко уменьшается. Поэтому при том же давлении на рукоятку маховичка задней бабки, при котором производилось сверление, подача сверла увеличивается, вследствие чего сверло часто ломается. Во избежание поломки подача сверла перед его выходом из металла должна быть возможно меньшей. При сверлении с использованием автоматической подачи последняя должна своевременно, до подхода вершины сверла к выходу из металла, выключаться.

Для общего представления о величинах подач можно считать, что при сверлении с автоматической подачей в стальных деталях отверстий диаметром 5—30 мм подача принимается в пределах 0,1—0,3 мм!об, а при чугунных деталях — в пределах 0,2—0,7 мм!об. Скорость резания при работе сверлом из быстрорежущей стали должна быть около 30 м!мин, если материал обрабатываемой детали — конструкционная сталь средней твердости

и около 35 м!мин, если деталь из чугуна средней твердости.

Охлаждение при сверлении понижает температуру сверла, нагревающегося от теплоты резания и трения о стенки отверстия, уменьшает трение сверла об эти стенки и, наконец, способствует удалению стружки. В качестве охлаждающей жидкости при сверлении отверстий в стальных деталях применяется эмульсия. Сверление отверстий в чугуне производится без охлаждения.

Точность и шероховатость поверхности, получаемые при сверлении. Диаметр просверливаемого отверстия получается несколько больше диаметра сверла. Это объясняется тем, что сверло уводит в сторону от оси отверстия даже при незначительных неправильностях, допущенных при заточке сверла и его установке на станке, а также при неравномерной твердости обрабатываемого материала. Опыт показывает, что сверлением отверстий диаметром до 10 мм достигается 4-й, а при больших диаметрах — 5-й класс точности. При тщательной работе (правильной заточке сверла и его установке на станке) 4-й класс точности может быть достигнут при сверлении отверстий диаметром до 30 мм. Шероховатость поверхности, полученной сверлом, не превышает V 4.

Рассверливание отверстий. При сверлении отверстий большого диаметра сила подачи может оказаться чрезмерно большой и осуществление ее будет утомительно для рабочего. Иногда при работе такими сверлами мощность станка может быть недостаточной. В таких случаях образование отверстия производится последовательно двумя сверлами разных диаметров, соотношение которых должно быть таким, чтобы диаметр первого сверла был больше длины поперечной кромки второго сверла. При этом условии поперечная кромка второго сверла не участвует в резании, вследствие чего значительно уменьшается сила, необходимая для осуществления подачи, и, что очень важно, уменьшается увод сверла в сторону от оси обрабатываемого отверстия.

На практике принято диаметр первого сверла брать равным около половины второго, что обеспечивает благоприятные условия износа сверла и равномерное распределение силы подачи при работе обоих сверл.

Подачи при рассверливании можно брать немного большими указанных выше для сверления, а скорости резания примерно такие же, как при сверлении.

Зенкерование. Более производительным по сравнению со спиральным сверлом инструментом для увеличения диаметра просверленных отверстий, а также для обработки отверстий, полученных отливкой или штамповкой, является зенкер цельный или насадной.

Цельные зенкеры (рис. 126, а) используются для обработки отверстий диаметром не больше 32 мм. По внешнему виду они несколько похожи на спиральные сверла, но имеют три винтовые канавки и, следовательно, три режущие кромки, что увеличивает их производительность.

Рис. 126. Зенкеры- цельный (а) и насадной (б)

Насадные зенкеры (рис. 126, б) применяются для обработки отверстий, диаметр которых больше 25 мм (до 80 мм). Такие зенкеры имеют четыре винтовые канавки и, следовательно, четыре режущие кромки. Они не имеют хвостовика и крепятся в пиноли задней бабки станка при помощи оправки, на которую они насаживаются отверстием.

Для предупреждения провертывания зенкера во время работы на оправке делаются два выступа (шпонки), которые входят в соответствующие пазы зенкера.

Угол при вершине цельных и насадных зенкеров делается равным 120°.

Диаметр отверстия, обработанного зенкером, снимающим небольшой припуск и направляемым тремя (или четырьмя) ленточками, получается точнее, чем при сверлении. Отсутствие увода зенкера в сторону от оси обрабатываемого отверстия и прямолинейность последней по этим же причинам обеспечиваются лучше, чем при работе сверла.

Для уменьшения увода зенкера, в особенности при обработке отлитых или прошитых отверстий, следует перед зенкерованием растачивать их резцом до диаметра зенкера и на глубину, примерно равную половине длины зенкера.

Зенкер прочнее сверла, поэтому подачи (на оборот обрабатываемой детали) при зенкеровании могут быть больше, чем при сверлении. В то же время зенкер в сравнении со сверлом имеет большее количество режущих кромок; толщина стружки, снимаемой каждой из кромок, получается меньше толщины стружки при сверлении. Благодаря этому поверхность отверстия, обработанного зенкером, получается чище.

Это позволяет использовать зенкеры не только для черновой, но и для получистовой обработки отверстий после сверла, чернового зенкера или чернового резца — перед развертыванием и даже для окончательной отделки отверстий (после растачивания). Получаемая при этом точность соответствует 4-му классу, шероховатость — V 5. При особой тщательности обработки достигаются 3-й класс точности и 6-й класс чистоты поверхности.

Растачивание отверстий

Отверстия, растачиваемые на токарных станках. Растачивание на токарных станках производится в следующих случаях:

когда сверление, рассверливание или зенкерование не обеспечивают необходимой точности размеров отверстия;

при необходимости обеспечить прямолинейность оси отверстия и точность ее положения;

при отсутствии сверла или зенкера требуемого диаметра;

при необходимости обработать отверстие, диаметр которого превышает наибольшие нормальные диаметры сверл и зенкеров;

при небольшой длине отверстия.

Расточные резцы. Расточный резец для обработки сквозных отверстий изображен на рис. 127, а, а для растачивания глухих (несквозных) — на рис. 127, б. Часть В каждого из этих резцов круглого, а часть С — квадратного сечения. Материал, форма передней поверхности и все углы этих резцов, за исключением заднего, принимаются такими же, как и у проходных резцов, применяемых при наружном обтачивании. Задние углы делаются не меньше 12°, а при малых диаметрах отверстия и больше 12°. Цилиндрическая часть резца должна быть возможно большего диаметра и меньшей длины, так как резец

с тонким и длинным стержнем во время работы пружинит. Ввиду этого при черновой обработке отверстий приходится уменьшать глубину резания и подачу, что понижает производительность станка. В результате пружинения чистового резца обработанное им отверстие получается иногда нецилиндрическим (при неравномерной твердости

Рис 127. Резцы для растачивания сквозных и несквозных отверстий

материала детали) и с повышенной шероховатостью поверхности. Рассматриваемые размеры расточного резца зависят также от соответственных размеров отверстия Варианты исполнения расточных резцов, показанные на рис. 127, в и а, у которых положение вершины совпадает с осью цилиндрической части резца, обеспечивают меньшую вибрацию при расточке.

Установка расточных резцов относительно линии центров станка. На рис. 128, б показана установка расточного резца на высоте линии центров. При установке расточного резца ниже центровой линии станка (рис. 128, в) передний угол у получается большим, чем при других положениях резца (рис. 128, а, б). При большом переднем

угле отделение стружки происходит легче, чем при малом, что важно при обдирочных работах. Из сказанного следует:

При черновом растачивании отверстия резец необходимо устанавливать несколько ниже линии центров станка.

Однако устанавливать резец значительно ниже центровой линии нельзя, так как при этом оказывается необходимым увеличение заднего угла ос резца. Это вызы-

Рис. 128. Изменение углов расточного резца в зависимости от его положения относительно линии центров станка

вает уменьшение угла заострения резца и, следовательно, понижение его прочности, а также способности отводить теплоту.

Если расточный резец при чистовом растачивании установить выше линии центров (рис. 128, а), то вершина его под давлением снимаемой стружки будет опускаться вниз (по линии Л Л). Диаметр растачиваемого отверстия при этом получится меньше должного, что можно исправить следующим проходом резца. Если же этот резец установить ниже линии центров (рис. 128, в), то при опускании резца вершина его будет перемещаться по линии ВВ, расположенной в материале обрабатываемой детали. Вследствие этого диаметр растачиваемого отверстия увеличивается, что в данном случае недопустимо. Из сказанного можно сделать следующий вывод:

При чистовом растачивании отверстий резец необходимо устанавливать несколько выше линии центров станка.

Припуски на растачивание. Припуски на черновое растачивание определяются характером заготовки и во многих случаях снимаются несколькими проходами резца.

Припуски на чистовое растачивание принимаются примерно следующие: Припуск Диаметр отверстияна диа-

в ммметр

в мм

От 18до300,7

Свыше 30»50 1,0

»50»80 1,2

»80»1001,5

Режимы резания при растачивании отверстий. Подачи при черновом растачивании выбираются в зависимости не только от глубины резания, но и от вылета резца и диаметра его стержня. Для выбора подач при этой работе можно пользоваться примерными данными табл. 32, а скоростей резания — данными табл. 13, 17, 22, умножая их на 0,9.

Таблица 32

Подачи в мм!об при черновом растачивании отверстий

Обрабатываемый мате риал и глубина резания в мм

Размеры резца в мм

10/50

12/60

16/80

20/100

25/125

Конструкционная углеродистая сталь 2

0,08

0,10

0, io- о.20

0,15— 0,30

0,25— 0,50

3

—

0,08

0,15

0,15— 0,25

0,15— 0,40

5

—

—

0,10

0,12

0,12— 0,20

Серый чугун 2

0,12— 0,16

0,12— 0,20

0,20— 0,30

0,30— 0,40

0,40— 0,60

3

—

0,12— 0,18

0,15— 0,25

0,25— 0,35

0,30— 0,50

5

—

—

0, Io-

О.18

0,12— 0,25

0,25— 0,35

Примечания:

. Первые числа размеров резца (числитель) указывают диаметр стержня резца, вторые (знаменатель) — его вылет.

Меньшие подачи относятся к твердым материалам, большие — к мягким

Для выбора подачи при чистовом растачивании можно пользоваться данными табл. 32, несколько уменьшая их. Скорости резания можно выбирать по табл. 27, 28, 29, умножая приведенные в них данные на 0,9.

Точность размеров и шероховатость поверхностей, получаемые при чистовом растачивании отверстий. Точность, достигаемая при чистовом растачивании резцом на токарных станках, в основном соответствует 4-му классу, хотя при более тщательной работе можно достичь и 3-го класса точности. Точность, соответствующая классу 2а, в большинстве случаев является предельной. При работе на токарных станках точность выше 3-го класса стремятся получить каким-либо другим способом, например развертыванием. Шероховатость V 5—V 6 в этом случае достигается без труда, V 7 — лишь при особо благоприятных условиях.

Развертывание отверстий

Назначение развертывания. Точность и шероховатость поверхности отверстий, обработанных зенкерованием, не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к некоторым отверстиям. Обработка таких отверстий растачиванием хотя в некоторых случаях и возможна, но связана с труд-

Рис. 129. Развертки: цельная (а) и насадная (б)

ностями установки резца на точный размер и с необходимостью (для получения требуемой шероховатости) работать с малой подачей, т. е. непроизводительно. Поэтому обработка отверстий, к точности и .шероховатости поверхности которых предъявляются сравнительно высокие требования, производится развертками.

Развертки. Развертка самой простой конструкции показана на рис. 129, а. Развертки больших диаметров изготовляются насадными (рис. 129, б). Принятые названия частей и элементов развертки указаны на рис. 130. Хвосто-

вик развертки иногда делается коническим. По способу применения развертки бывают ручные и машинные.

Очень важное значение имеет величина угла конуса режущей (заборной) части, равная удвоенной величине угла в плане q>. Чем меньше этот угол, тем больше длина

•ЛенточкаКанавка•ЛенточкаКанавкаПередняя поверхность^Затылочная поверхностиПередняя поверхность^Затылочная поверхности। /ч/Режищее пероРежущая ^^^ШСвадняя поверхность। /ч/Режищее пероРежущая ^^^ШСвадняя поверхность

•Ленточка

Канавка

•Ленточка

Канавка

Передняя поверхность^

Затылочная поверхности

Передняя поверхность^

Затылочная поверхности

। /ч/Режищее перо

Режущая ^^^ШСвадняя поверхность

। /ч/Режищее перо

Режущая ^^^ШСвадняя поверхность

Рис. 130. Части и элементы развертки

режущей части, тем точнее и чище получаются отверстия, обработанные разверткой.

Длинную режущую часть у разверток, применяемых при обработке отверстий в стальных деталях, делать,

Рис. 131. Режущие части машинных разверток для обработки стали (а) и чугуна (6)

однако, нельзя, так как ширина среза при работе развертки получается очень большой. Сталь обладает большой вязкостью, поэтому при значительной ширине среза возникают значительные силы резания, в результате которых зубья развертки выкрашиваются. Поэтому у машинных разверток, используемых для обработки стальных деталей, режущая часть делается небольшой длины, с углом в плане 15° (рис. 131, а). Срез при работе такой развертки 210

получается со сравнительно большой толщиной, но узкий, и отделение стружки не требует такого большого усилия, которое может вызвать поломку развертки.

У разверток, используемых при обработке отверстий в чугунных деталях, угол в плане делается равным 4—5°. Стружка, снимаемая зубьями такой развертки, получается тонкой и широкой (рис. 131, б). Это, однако, в данном случае не вызывает вышеуказанных вредных явлений, так как усилие резания при обработке чугуна меньше, чем при обработке стали.

У ручных разверток длину режущей части делают значительно большей, чем у машинных, и с очень малым углом в плане (ф = 0,5-н1,5°).

Для облегчения ввода развертки в обрабатываемое отверстие на переднем конце ее имеется направляющий конус.

Калибрующая часть развертки делается цилиндрической, она не участвует в резании, а лишь калибрует (зачищает) отверстие. За цилиндрическим участком калибрующей части следует конус (диаметр правого конца рабочей части развертки делается на 0,04—0,06 мм меньше диаметра цилиндрического участка).

Шаг зубьев развертки делается неравномерным, так как отверстия, обработанные разверткой с равномерным шагом, получаются иногда не круглыми, а гранеными. С другой стороны, для измерения диаметра развертки необходимо, чтобы ее зубья располагались попарно в одной диаметральной плоскости развертки. Этому условию удовлетворяет принятое расположение зубьев развертки, схематически показанное на рис 132, а, где Slr S2 и S3 не равны между собой, но Sj = S4; S2 = S5 и S3 = Sc, так что зубья lvv4, 2 и 5, 3 и 6 находятся попарно в одной диаметральной плоскости. Диаметр такой развертки можно измерять без труда.

Необходимость неравномерности шага зубьев станет понятной, если проследить работу развертки с равномерным шагом (рис. 132, б). При повороте развертки на один шаг зуб 1, находившийся до поворота в точке а, попадет в точку Ь, где находился зуб 2. Точно так же зуб 2 из точки b попадет в точку с, где был до поворота зуб 3, и т. д. Если при этом в точках а, Ь, с до поворота оставался не снятым небольшой участок металла, то все последующие зубья, дошедшие до таких участков, получают

дополнительную нагрузку. Развертка вследствие этого «дробит», развертываемое отверстие получается граненым.

При неравномерном шаге зубьев (рис. 132, а) после поворота ее, например на шаг Sn зуб 1 попадет из точки а, так же как и в рассмотренном выше случае, в точку Ь, в которой находился до поворота зуб 2; но зуб 2 попадет не в точку с, в которой был зуб 3, а в точку d. То же самое произойдет и с зубом 3 и т. д., но врезание зубьев 2, 3 и последующих в металл будет происходить

Рис. 132. Схемы работы разверток: с неравномерным шагом (а) и с равномерным шагом (б)

не одновременно, как это имеет место при работе развертки с равномерным шагом, а в разные моменты времени. Развертка будет вследствие этого работать спокойнее, дробления не возникнет, отверстие получится круглым, с чистой поверхностью.

Во время работы развертки зубья ее изнашиваются, она теряет размер и становится негодной для дальнейшей работы. Такую развертку обыкновенно переделывают (шлифованием) на следующий меньший размер. Во избежание этого развертки часто делают регулируемыми, чтобы после износа зубьев можно было несколько увеличить их диаметр.

Развертки изготовляются из инструментальной углеродистой стали марок У10А и У12А и некоторых других инструментальных сталей. Вставные ножи раздвижных разверток изготовляются преимущественно из быстрорежущей стали.

В последнее время широкое распространение получили развертки, оснащенные пластинками металлокерамических сплавов.

Закрепление разверток. Развертки с коническими хвостовиками закрепляются в пиноли задней бабки, а с цилиндрическими — так же, как и сверла больших диаметров (см. рис. 124).

Для закрепления насадных разверток используются оправки, подобные применяемым для насадных зенкеров. Если, однако, задняя бабка хотя бы немного смещена со своего среднего положения, ось развертки не будет совпадать с осью отверстия, подготовленного для развертывания.

6 6 7 8910

Рис. 133. Шарнирная оправка для разверток

То же самое происходит при неисправной оправке, неправильной установке на ней разверток и т. д. В результате развертка будет работать одной стороной, и диаметр развернутого отверстия получится больше требуемого. Этого не случится, если развертка будет направляться самим развертываемым отверстием, что обеспечивается закреплением ее в шарнирной оправке. Одна из таких оправок изображена на рис. 133. Корпус 4 имеет конический хвостовик 9, который вставляется в пиноль задней бабки. В цилиндрическое отверстие, сделанное в утолщенной части корпуса 4, входит правый конец втулки 2. В этом конце втулки 2 и в дне отверстия корпуса 4 запрессованы стальные закаленные опоры 6 и 8, между которыми находится шарик 7. Последний удерживается кольцом- обоймой 3, прикрепленной к торцу втулки 2 несколькими винтами. Стержень 5 закреплен посредством винта 10 в конце втулки 2 и проходит через отверстие, сделанное в стенках утолщенной части корпуса 4. Развертка / вставляется в коническое гнездо в левом конце втулки 2. Диаметр отверстия в детали 4 для стержня 5 больше диаметра стержня. Зазоры между деталями оправки, а также наличие шариковой опоры обеспечивает втулке 2 возможность некоторой игры. Поэтому развертка, закреп-

ленная в данной втулке, сама находит свое место и, направляемая отверстием, обрабатывает его точно, не разбивая.

Практика развертывания отверстий. Отверстия диаметром до 10 мм развертываются после сверления. При больших диаметрах просверленное отверстие обрабатывается зенкером или резцом и лишь после этого развертывается одной или двумя развертками. Подготовку отверстия растачиванием следует производить только в тех случаях, когда не имеется зенкера необходимого размера. Растачивание, однако, обязательно тогда, когда ось отверстия должна быть строго прямолинейной и требуется обеспечить ее определенное положение от оси другого отверстия (параллельность к этой оси или к какой-либо плоской поверхности детали) и т. д.

В качестве черновых часто используются износившиеся и перешлифованные на новый размер чистовые развертки.

Торцовую поверхность обрабатываемой детали перед развертыванием следует обточить, чтобы развертка с самого начала работала равномерно всеми зубьями. Если торцовая поверхность, хотя и обработана при другой установке детали, но расположена не перпендикулярно к оси обрабатываемого отверстия, зубья развертки вступают в работу не все сразу, вследствие чего развертка не получает верного направления. Торцовые поверхности чугунных деталей, в особенности с твердой коркой, необходимо обтачивать и для предотвращения затупления зубьев развертки.

При развертывании отверстий, имеющих продольные канавки (например, шпоночные), следует пользоваться развертками с винтовыми канавками, так как каждый раз, когда прямой зуб развертки попадает против канавки отверстия (т. е. выходит из работы), развертка смещается в сторону этой канавки, увеличивая тем самым диаметр отверстия. При винтовом расположении зубья перекрывают канавку в отверстии по диагонали, поэтому резких изменений в нагрузке на них не получается, и развертка не смещается в сторону канавки.

При обычном правом вращении шпинделя станка винтовые зубья развертки должны быть левыми, чтобы развертка не увлекалась в отверстие давлением стружки.

Припуски на развертывание. Для уменьшения износа разверток и получения чистой поверхности припуски на 214

развертывание должны быть небольшими Величины их при работе двумя развертками можно принимать по табл. 33. При обработке отверстия одной разверткой припуски на развертывание должны быть несколько меньше указанных в таблице для черновой развертки

Таблица 33

Припуски на диаметр при развертывании после сверления, растачивания или зенкерования в ям

Вид припуска

Диаметр отверстия в чч

10—20

20—°0

аО—50

50—S0

80—100

Общий припуск под черновую и чистовую развертки

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

Припуск под черновую развертку

0,16

0,20

0,24

0,27

0,30

Припуск под чистовую развертку

0,04

0,05

0,06

0,08

0,10

Режимы резания при развертывании. Подача при обработке отверстий разверткой осуществляется вручную и должна быть равномерной. Чем меньше подача, тем чище получается поверхность отверстия. Скорости резания при развертывании должны быть небольшими во избежание быстрого износа разверток.

Величина подачи при развертывании отверстий диаметром от 10 до 50 мм должна быть при обработке стали 0,5—2 мм!об, а чугуна — 1—4 мм!об. Скорости резания при обработке стали средней твердости должны составлять 6—16 м!мин, а при обработке чугуна 4—14 м!мин. Чем больше диаметр отверстия, тем ниже при одной и той же подаче должны быть скорости резания. Чем больше подача при одном и том же диаметре отверстия, тем меньшую следует принимать скорость.

Точность и шероховатость поверхности, получаемые при развертывании. При развертывании отверстия двумя развертками достигается точность 2-го класса, а при особо тщательной работе даже до 1-го класса включительно. Однако достижение развертыванием точности выше 2-го класса обычно связано с увеличенными расходами на изготовление, заточку и т. д. разверток и экономически

целесообразно не во всех случаях. Отверстия диаметром до 10 л.и. а также все отверстия 3-го класса точности не требуют чернового развертывания.

Шероховатость поверхности, получаемая развертыванием, лежит в пределах 7—9-го классов.

Кроме развертывания для отделки внутренних цилиндрических поверхностей применяется также тонкое точение (расточка), раскатывание и притирка, описанные выше (см. стр 181) х.

Измерение отверстий

Измерение неточных отверстий. Измерение неточных отверстий производится при помощи обыкновенного (рис. 134, а) или пружинного (рис 134, б) нутромера. Для измерения диаметра отверстия посредством этого инструмента его вводят правой рукой в измеряемое отверстие (рис. 135) Указательным пальцем левой руки прижимают губку одной из ножек его к стенке отверстия. Слегка покачивая нутромер, нащупывают наименьший раствор его ножек, при котором губка второй ножки касается стенки отверстия Установив раствор нутромера, определяют величину его по измерительной линейке (рис 136). Конец линейки должен упираться в какую-либо обработанную поверхность, например в стенку части суппорта.

Точность измерения диаметра отверстия нутромером, учитывая ошибки установки его раствора и отсчета величины этого раствора по линейке, находится обычно в пределах от ±0,2 до ±0,5 мм Отметим, что даже такая невысокая точность измерения нутромером возможна лишь при исправном ею состоянии Для этого необходим уход за нутромером, подобный указанному выше при описании кронциркуля.

Диаметры более точных отверстий измеряются обыкновенным штангенциркулем (рис. 137), причем используются его острые губки Диб.

Измерение точных отверстий. Точные отверстия диаметром до 10 мм проверяются калибрами, рассматриваемыми ниже.

Отверстия, диаметр которых превышает 10 мм, можно измерять точным штангенциркулем, используя

Применение этих способов для обработки отверстии c-t А Н Оглобли н. Справочник токаря. АТ—Л., А'ашгиз. 1961.

Рис. 134. Нутромеры обыкновенный (а) и пружинный (б)Рис. 134. Нутромеры обыкновенный (а) и пружинный (б)Рис 135. Измерение нутромером диаметра отверстияРис 135. Измерение нутромером диаметра отверстияРис 137. Измерение диаметра отверстияобыкновенным штангенциркулемРис 137. Измерение диаметра отверстияобыкновенным штангенциркулемРис 136 Определение величины раствора нутромера по измерительной линейке

Рис. 134. Нутромеры обыкновенный (а) и пружинный (б)

Рис. 134. Нутромеры обыкновенный (а) и пружинный (б)

Рис 135. Измерение нутромером диаметра отверстия

Рис 135. Измерение нутромером диаметра отверстия

Рис 137. Измерение диаметра отверстияобыкновенным штангенциркулем

Рис 137. Измерение диаметра отверстияобыкновенным штангенциркулем

закругленные наружные боковые поверхности его губок. Для определения диаметра измеряемого отверстия к показанию штангенциркуля, прочитанному обычным способом, необходимо прибавлять общую длину его плотно сдвинутых губок. Эта длина (обычно 10 мм) указывается на штангенциркуле. Тем не менее во избежание ошибки перед измерением отверстия рассматриваемым способом следует предварительно измерить общую длину губок штангенциркуля, например микрометром. При помощи штанген-

Рис. 138. Штихмас (а) и дополнительный измерительный стержень (б) к нему

циркуля можно измерять диаметр только части отверстия, расположенной у торца детали, и нельзя проверять его цилиндричность (например, отсутствие конуса), что во многих случаях совершенно необходимо.

Измерение точных отверстий можно производить также при помощи микрометрических штихмасов. Микрометрический штихмас (рис. 138, а) состоит из стебля 1, имеющего на одном конце наконечник со сферической измерительной поверхностью Д. Перемещение винта, соответствующее его полным оборотам, отсчитывается по шкале стебля, а перемещение, соответствующее частям оборота, — по шкале барабана 2 со сферической измерительной поверхностью В, связанного с микрометрическим винтом.

Для увеличения пределов измерения микрометрического штихмаса к концу стебля можно присоединять измерительные стержни (рис. 138, б) различной длины, оканчивающиеся сферическими измерительными поверхностями.

Рассматриваемый штихмас имеет такой же микрометрический винт, как и микрометр для наружных измерений, поэтому с его помощью можно производить измерения с точностью до 0,01 мм. Отсчет по микрометрическому штихмасу производится точно так же, как при пользовании микрометром.

Измеряя отверстия штихмасом, необходимо тщательно следить за тем, чтобы он был установлен точно перпендикулярно к оси измеряемого отверстия Для этого следует опереть один конец штихмаса на поверхность отверстия, а другой перемещать в диаметральной плоскости отверстия, нащупывая наименьший размер, подобно тому, как это делается при измерении диаметров отверстий нутромером.

Рис. 139. Предельные калибры-пробки масы (в)Рис. 139. Предельные калибры-пробки масы (в)ки, б) и предельные штих-ки, б) и предельные штих-

Рис. 139. Предельные калибры-пробки масы (в)

Рис. 139. Предельные калибры-пробки масы (в)

ки, б) и предельные штих-

ки, б) и предельные штих-

Для проверки диаметров точных отверстий в деталях, изготовляемых в условиях взаимозаменяемости, используются разнообразные предельные калибры-пробки и предельные штихмасы. Отверстия сравнительно небольших диаметров проверяются предельными калибрами-пробками (рис. 139, а). При проверке отверстий больших диаметров пользуются так называемыми неполными предельными калибрами (рис. 139, б) или предельными штихмасами (рис. 139, в). Один из инструментов, показанных на рис. 139, в, является проходным, а другой непроходным.

Обработка уступов и канавок,расположенных в отверстиях

Резцы для подрезания внутренних уступов. После обработки ступенчатого отверстия сверлением, зенкерова- нием или растачиванием получившиеся при этом уступы подрезаются резцом, показанным на рис. 127, б. Главная режущая кромка такого резца делается под углом 5° к прямой, перпендикулярной к его оси. Все остальные элементы его головки и углы такие же, как у обычных расточных резцов. Такие резцы называют расточными для глухих отверстий.

Рис. 140. Подрезание небольших неточных внутренних уступовРис. 140. Подрезание небольших неточных внутренних уступов

Рис. 140. Подрезание небольших неточных внутренних уступов

Рис. 140. Подрезание небольших неточных внутренних уступов

Приемы подрезания внутренних уступов. Небольшие неточные уступы подрезаются следующим образом. Резец устанавливается так, чтобы режущая кромка его была строго перпендикулярна к оси отверстия. Для этого предварительно закрепляют резец, а затем подводят режущую кромку почти вплотную к торцовой плоскости детали (рис. 140, а) или патрона. При правильной установке

резца его режущая кромка должна быть параллельна плоскости, к которой он подведен. Закрепив резец окончательно и еще раз проверив указанным способом его установку, подводят вершину резца к поверхности отверстия (рис. 140, б).

После этого сообщают резцу быструю ручную подачу, которую замедляют, как только резец приблизится к обрабатываемому уступу. Подача резца прекращается, когда уступ получает правильную форму (рис. 140, в). После измерения длины отверстия до подрезанного уступа од

ним из рассмотренных ниже способов возобновляют подачу резца, затем снова производят измерения и т. д. до тех пор, пока положение уступа не будет соответствовать требуемому.

Если подрезается уступ в отверстии настолько малого диаметра, что головки резца не видно, то перед первым вводом резца в отверстие на стержень его по линейке с делениями наносится отметка мелом (рис. 141). Отметка должна быть нанесена так, чтобы расстояние ее до режущей кромки резца было равно расстоянию от торца детали до обрабатываемого уступа. Как только эта отметка при подрезании уступа совпадет с торцом детали, подача резца

прекращается. После измерения положения уступа в случае надобности последний обрабатывают дополнительно обычным порядком.

Поверхность уступа, обработанного таким способом, получается чистой только при жестком резце. Уступ получается правильным (перпендикулярным к оси отверстия) лишь в том случае, если резец был точно установлен и не сместился под действием усилия резания. Поэтому подрезание небольших уступов, которые должны быть чистыми и точными, осуществляется в два приема.

Рис. 141. Нанесение риски на резце для получения требуемого положения уступа в отверстии

Резец устанавливают так (рис. 142, а), чтобы режущая кромка его составляла с торцовой поверхностью детали угол не менее 5°. Затем подводят резец к предварительно обработанному уступу, несколько углубляют в металл и поперечной подачей (рис. 142, б) окончательно подрезают уступ. Подрезание уступа поперечной подачей делается в два-три прохода резца.

Большие уступы подрезают в несколько проходов резца (ступенями). Продольной подачей резца, установленного так, как показано на рис. 143, а, срезают часть уступа, расположенную ближе к оси отверстия, оставляя по торцу уступа припуск (около 0,5—1 ки) для чистовой обработки. Далее несколькими такими же проходами срезают следующие части уступа. При последнем проходе на боковой поверхности отверстия следует оставить припуск в 0,5— 1 мм. Установив резец, как показано на рис. 143, б, снимают этот припуск продольной подачей. В тот момент, когда резец займет положение, показанное на рис. 143, в, производят окончательную отделку уступа поперечной подачей.

Измерения при подрезании внутренних уступов.Длина участка отверстия, получившаяся после подрезания уступа

в простейшем случае измеряется линейкой (рис. 144, а) Если диаметр отверстия, в котором расположен уступ, настолько мал, что линейка не входит в отверстие, можно применить или обыкновенный штангенциркуль, используя для этого его выдвижную линейку (рис. 144, б), или глубиномер (рис. 144, в). При большом количестве одновре

б).б).Рис. 143. Подрезание больших внутренних уступовРис. 143. Подрезание больших внутренних уступовменно обрабатываемых деталей весьма полезным может быть шаблон, способ пользования которым показан на рис. 144, г.

б).

б).

Рис. 143. Подрезание больших внутренних уступов

Рис. 143. Подрезание больших внутренних уступов

Рис. 142. Подрезание небольших точных внутренних уступов

Резцы для растачивания внутренних канавок. Резец для растачивания внутренних канавок изображен на рис. 145. Ширина (точнее, длина) режущей кромки его выбирается так, как было указано выше (стр. 188) при описании резцов для прорезания наружных канавок. Размер / должен быть на 2—Змм больше глубины растачиваемой канавки.

Приемы растачивания внутренних канавок. Порядок обработки внутренних канавок устанавливается в зависимости от ширины их и требуемой точности расположения подобно тому, как это делается при прорезании наружных канавок (стр. 188). Растачивание внутренних канавок, однако, значительно труднее и требует большего внимания 222

ввиду малой жесткости применяемых при этом резцов и часто плохой видимости самих канавок.

Измерение внутренних канавок. Ширина канавок, расположенных в отверстиях достаточно большого диамет-

Рис. 144. Измерения при подрезании внутренних уступов линейкой (а), штангенциркулем, (б), глубиномером (в) и шаблоном (г)Рис. 144. Измерения при подрезании внутренних уступов линейкой (а), штангенциркулем, (б), глубиномером (в) и шаблоном (г)

Рис. 144. Измерения при подрезании внутренних уступов линейкой (а), штангенциркулем, (б), глубиномером (в) и шаблоном (г)

Рис. 144. Измерения при подрезании внутренних уступов линейкой (а), штангенциркулем, (б), глубиномером (в) и шаблоном (г)

Рис. 145. Резец для растачивания внутренних канавокРис. 145. Резец для растачивания внутренних канавок

Рис. 145. Резец для растачивания внутренних канавок

Рис. 145. Резец для растачивания внутренних канавок

ра и недалеко от торца детали, измеряется линейкой (рис. 146, а), штангенциркулем или шаблоном (рис. 146,6).

Шаблон применяется также в случаях, если канавки расположены

в отверстии малого диаметра и далеко от торца детали.

Наиболее употребительные способы проверки положения канавки относительно торца детали показаны на рис. 147.

Проверка глубины

хорошо видных канавок в отверстиях большого диаметра производится шаблонами, по-

добными применяемым при проверке наружных канавок.

Глубина канавок измеряется иногда следующим образом (рис. 148, а). Установив линейку на наружной поверхности детали, а кронциркуль так, чтобы одна из его ножек

касалась дна канавки, замечают штрих линеики, с которым совпадает вторая ножка циркуля. Затем, не меняя раствора кронциркуля, устанавливают его и линейку

Рис. 146. Измерение ширины внутренних канавок линейкой (а) и шаблоном (б)Рис. 146. Измерение ширины внутренних канавок линейкой (а) и шаблоном (б)Рис. 147. Измерения при проверке положения внутренних канавок линейкой (а) и шаблоном (б)Рис. 147. Измерения при проверке положения внутренних канавок линейкой (а) и шаблоном (б)Рис. 148. Измерение глубины внутренних канавокРис. 148. Измерение глубины внутренних канавок

Рис. 146. Измерение ширины внутренних канавок линейкой (а) и шаблоном (б)

Рис. 146. Измерение ширины внутренних канавок линейкой (а) и шаблоном (б)

Рис. 147. Измерения при проверке положения внутренних канавок линейкой (а) и шаблоном (б)

Рис. 147. Измерения при проверке положения внутренних канавок линейкой (а) и шаблоном (б)

Рис. 148. Измерение глубины внутренних канавок

Рис. 148. Измерение глубины внутренних канавок

так, как это изображено на рис. 148, б, и снова замечают штрих линейки, с которым совпадает верхняя ножка кронциркуля. Вычтя из первого отсчета второй, находят глубину канавки. Например, если первый отсчет 45 лги, а второй 35 мм, то глубина канавки равна 10 мм.

Глава III

ОБРАБОТКА КОНИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Общие сведения о конусах

Элементы конуса. На рис. 149 показана деталь, средняя часть которой — конус. На этом рисунке D — больший диаметр конуса; d — меньший диаметр конуса; I— длина конуса; L— длина детали, часть которой

есть конус; АВ — образующая конуса; 2а — угол конуса; а — угол уклона конуса (равен половине угла конуса).

На чертежах деталей с коническими поверхностями указывается иногда конусность этих поверхностей, а иногда уклон конуса.

Конусностью называется отношение разности диаметров двух поперечных сечений конуса к расстоянию между ними. Конусность обозначается буквой К- Если диаметр одного сечения конуса есть D, другого — du расстояние между этими сечениями есть I, то конусность этого конуса может быть определена по формуле

К =К =D — d/D — d/(4)(4)

К =

К =

D — d/

D — d/

(4)

(4)

Пример 1. Дан конус, у которого больший диаметр равен 25 мм, меньший 23 мм, а длина его равна 100 им Определить конусность.

По формуле (4) находим

D — d_ 25 — 23 _ 2 _ 1

Л ~~100~ 10050 '

Уклоном конуса называется половина конусности.

Например, уклон конуса, размеры которого указаны в примере 1, равен

Конусность и уклон конуса выражаются обычно простой дробью, записываемой так: 1 : 20; 1 : 50 и т. д. В некоторых случаях конусность и уклон конуса указывают на чертежах десятичной дробью, например: 0,05; 0,02 и т. д.

Если даны два конуса с конусностью у первого 0,05, а у второго 1 : 20, то очевидно, что конусность их одинакова. В самом деле,

°-05 = w =

Связь между размерами конуса. На чертеже конуса не всегда бывают проставлены все размеры, необходимые для обработки конуса выбранным способом. Поэтому токарь должен хорошо знать, какая существует связь между размерами конусов, и по данным размерам находить другие, не указанные на чертеже.

Это можно делать, пользуясь табл. 34.

Пользование табл. 34 поясним на примерах.

Пример 1. Дан конус, у которого d = 60 .им, Z — 900 лги и К = 1 : 30.

Определить больший диаметр этого конуса.

По строке 2-й табл. 34 имеем

D = W + d=-i-900 + 60 = 30+ 60 = 90 им

Пример 2. Дан конус, у которого D = 50 мм, / = 200 мм и а = 3°30'.

Определить меньший диаметр этого конуса.

По строке 3-й табл. 34 имеем

d= D — 2/ tga = 50 — 2-200-tg 3° 30'.

№ п/п

Определяемые размеры

Указанные размеры

Формулы для определения неуказанных размеров

1

D

d, 1, а

В = 2/ tg а + d

2

D

d, 1, К

B = Kl-Vd

3

d

D, 1, а

d = £> — 2/ tg <z

4

d

D, 1, К

d = D- KI

5

а

D, d, 1

.D — d

tg^ 2/

6

а

В, 1, К

tg а = A

7

а

d, 1, К

tg а = A

Таблица 34

Формулы для определения размеров конуса,не указанных на чертежеФормулы для определения размеров конуса,не указанных на чертежеПо таблице тангенсов (стр 383) находим

Формулы для определения размеров конуса,не указанных на чертеже

Формулы для определения размеров конуса,не указанных на чертеже

tg 3° 30' = 0,061.

Поэтому

d = 50 — 2-200-0,061 = 50 — 24,4 = 25,6 мч

Пример 3. Определить угол а уклона конуса, если на чертеже указаны его размеры: D = 80 л(л(, d = 60 .v.it, I = 120 мм.

tg а =tg а =D — d21D — d2180 — 602-12080 — 602-120А = 0,083А = 0,083По строке 5-й табл. 34 имеем

tg а =

tg а =

D — d

21

D — d

21

80 — 602-120

80 — 602-120

А = 0,083

А = 0,083

По таблице тангенсов находим (приблизительно) а = 4° 45'.

Пример 4. Дан конус, у которого D = 90 мм, I = 900 мм, 1

: 30 -

Определить угол наклона этого конуса

По строке 6-й табл. 34 имеем

По таблице тангенсов находим (приблизительно) а = 1°.

Нормальные конусы, применяемые в машиностроении. В машиностроении приняты инструментальные конусы, называемые конусами Морзе и метрическими. Конические

хвостовики многих режущих инструментов (сверл, зенкеров, разверток и т. д.) имеют эти конусы. Конические отверстия в шпинделях станков — также конусы Морзе или метрические. В инструментальном деле и в общем машиностроении приняты, кроме того, конусы с конусностью 1 : 30 и 1 : 50.

Инструментальные конусы существуют двух типов — с лапкой (рис. 150, а) и без лапки (рис. 150, б).

Конусы Морзе с лапкой бывают семи размеров, обозначаемых № 0, 1, 2, 3, 4, 5 и 6, и метрические, обозначае-

Рис 150. Инструментальный конус с лапкой (а) и без лапки (б)Рис 150. Инструментальный конус с лапкой (а) и без лапки (б)

Рис 150. Инструментальный конус с лапкой (а) и без лапки (б)

Рис 150. Инструментальный конус с лапкой (а) и без лапки (б)

мые № 80, 100, 120, 160 и 200. Конусы Морзе без лапки и метрические бывают тех же номеров, как и конусы с лапкой. Кроме того, существуют метрические конусы без лапки — № 4 и 6.

Наименьший конус Морзе № 0, а наибольший — № 6. Первые конусы Морзе изготовлялись в дюймовой системе, поэтому размеры их при переводе па метрические меры выражаются дробными числами. Так, например, у конуса Морзе № 2 с лапкой D = 17,980 мм, d = 14,059 мм п / = 78,5 мм. Углы уклона у всех номеров конусов Морзе различны, но колеблются в довольно узких пределах, от 1° 25' 43" у конуса № 1 до 1° 30' 26" у конуса № 5. Неодинакова также и их конусность, которая колеблется в пределах от 0,04988 у конуса № 1 до 0,05263 у конуса № 5. Самый маленький метрический конус имеет № 4, самый большой — № 200. Номер конуса равен количеству миллиметров, содержащихся в большем диаметре данного конуса. Например, у метрического конуса № 80 больший диаметр равен 80 мм.

Углы уклона метрических конусов всех размеров и конусность их постоянны, а именно: а = 1° 25' 56", К = 1 : 20 = 0,05.

Конусность 1 : 30 имеют отверстия в насадных развертках и зенкерах. Коническая форма отверстий в этих

инструментах необходима для лучшего центрирования и прочности посадки их на оправках. Такую же конусность имеют и рабочие концы оправок для разверток и зенкеров. Угол уклона при конусности 1 : 30 составляет 0° 55'.

Конусность 1 : 50 имеют установочные штифты, применяемые в случае, когда необходимо, чтобы две детали машины, скрепленные болтами, не могли перемещаться одна относительно другой (например, фартук суппорта и его продольные салазки). Установочные штифты входят в отверстия, высверленные и развернутые одновременно в обеих деталях, после их сборки. Конусность таких штифтов принята равной 1 : 50, что соответствует углу уклона а = 0° 34'.

Обработка наружных конусов установленным (широким) резцом

Сущность способа обработки наружных конусов установленным резцом. На рис. 151 показан пример обработки конуса установленным резцом. Обрабатывается конический переход детали 1 посредством резца 2, режущая кромка

Рис 151. Обработка конуса уста новлецным резцомРис 151. Обработка конуса уста новлецным резцомкоторого составляете осью детали угол, равный углу уклона обрабатываемого конуса. Для такой установки резца пользуются шаблоном, изображенным на рис. 152, где /— часть обрабатываемой детали, 2 — резец и 3 —шаблон. Обработка конуса установленным резцом может производится как при продольной, так и при поперечной подаче резца.

Рис 151. Обработка конуса уста новлецным резцом

Рис 151. Обработка конуса уста новлецным резцом

Особенности обработки

конусов установленным

резцом. При обтачивании конуса, длина образующей которого больше 10—15 мм, довольно часто возникают вибрации, исключающие возможность получения чистой (недробленой) поверхности обрабатываемой детали. Эти вибрации тем сильнее, чем больше длина детали, чем меньше ее

диаметр, чем меньше угол уклона конуса и, наконец, чем

Рис. 153. Проверка конуса шаб' лономРис. 153. Проверка конуса шаб' лономближе конус расположен к середине детали. Сопоставляя работу резцов (рис 151) при обтачивании конусов А и В, мы видим, что первый из них работает в более благоприятных условиях, чем второй. Действительно, угол уклона первого конуса больше угла уклона второго конуса; в то же время длина образующей первого конуса меньше, чем второго. Вследствие этого сила, изгибающая деталь

Рис. 153. Проверка конуса шаб' лоном

Рис. 153. Проверка конуса шаб' лоном

Рис. 152. Установка резца дляобработки конуса

и вызывающая вибрации, при обтачивании первого конуса будет меньше, чем при обтачивании второго. Кроме того, первый конус расположен у конца детали, а второй почти в ее середине. Поэтому при обработке первого конуса вибрация детали будет меньше, чем при обработке второго.

Дробленая поверхность детали может получиться и в том случае, когда вылет резца велик или резец закреплен недостаточно прочно. Но если вибрации и не будет (что возможно при обработке жесткой детали с короткой образующей и большим углом уклона конуса), следует ожидать смещения резца под действием силы резания. Такое смещение особенно вероятно при большом вылете резца и недостаточно жестком его закреплении. По той или другой причине (либо обеим вместе) не будет выдержан требуемый угол уклона конуса. Кроме того, точно установить резец довольно трудно ввиду сравнительно небольшой длины его режущей кромки. При непрямолинейной режущей кромке резца обработанная поверхность не будет, очевидно, иметь правильной конической формы.

Наружные конусы, обрабатываемые установленным резцом. Конические поверхности установленным резцом можно обрабатывать в случаях:

когда длина образующей конуса не превышает 10—15 лии;

деталь, имеющая коническую поверхность, жесткая;

обрабатываемый конус расположен близко к концу детали;

угол наклона этого конуса большой;

высокой точности угла уклона конуса, чистоты поверхности и прямолинейности его образующей не тре- 6} ется.

Проверка наружных конусов, обрабатываемых установленным резцом. Для проверки угла уклона конуса, обработанного установленным резцом, пользуются шаблоном, как показано на рис. 153.

Обработка наружных конусов при повернутых верхних салазках суппорта Сущность способа обработки наружных конусов при повернутых верхних салазках суппорта. При этом способе обработки конусов поворотные салазки суппорта устанавливаются так, как"

рисунке: 1 — обрабатываемая деталь (передняя часть ее — конус); 2 — верхние салазки суппорта;

— рукоятка винта подачи этих салазок;

— резец. Вращая рукоятку 3, мы сообщим резцу 4 подачу, и он обработает коническую часть детали 1.

Определение угла поворота верхних салазок суппорта. Угол поворота верхних салазок суппорта при обработке конуса определяется по следующему правилу.

показано на рис. юч. на этомпоказано на рис. юч. на этомРис. 154. Обработка конуса при повернутых верхних салазках суппортаРис. 154. Обработка конуса при повернутых верхних салазках суппортаЧтобы угол уклона обрабатываемого конуса равнялся требуемому, необходимо установить верхние салазки

показано на рис. юч. на этом

показано на рис. юч. на этом

Рис. 154. Обработка конуса при повернутых верхних салазках суппорта

Рис. 154. Обработка конуса при повернутых верхних салазках суппорта

суппорта под углом к осевой линии станка, равным углу уклона данного конуса.

Если на чертеже детали угол уклона конической части ее не указан, а даны какие-нибудь другие элементы конуса, то этот угол уклона можно найти по одной из формул, приведенных в табл. 34.

Отсчет угла поворота верхних салазок суппорта. Отсчет угла поворота верхних салазок суппорта производится по делениям, нанесенным (рис. 154) на опорном фланце 5 его поворотной части. Каждое такое деление обычно соответствует 1°, так что более мелкие отсчеты (^з0, /4°) приходится делать на глаз.

Недостатки способа обработки наружных конусов при повернутых верхних салазках суппорта. Главный недостаток этого способа состоит в том, что обработка осуществляется обычно при ручной подаче резца.1 Такая подача часто бывает неравномерной, вследствие чего чистота обрабатываемой поверхности конуса получается неудовлетворительной. Длина конуса, обрабатываемого рассматриваемым способом, ограничивается наибольшим перемещением верхних салазок суппорта, которое даже у такого современного станка, как 1К62, составляет всего 140 мм. Необходимо отметить, наконец, что обработка даже таких сравнительно не длинных конусов при ручной подаче утомительна для токаря.

Наружные конусы, обрабатываемые при повернутых верхних салазках суппорта. Из сказанного выше вытекает, что конические поверхности детали можно обрабатывать при повернутых верхних салазках:

если длина образующей конуса невелика;

если обрабатываемый конус имеет большой угол уклона;

если не требуется высокой точности угла уклона;

при низких требованиях к чистоте поверхности.

Проверка конусов, обрабатываемых при повернутых верхних салазках. Измерение таких конусов, преимущественно коротких, производится угломерами, например универсальным (рис. 155, а, б).

Основной частью универсального угломера является диск 6, одно целое с которым составляет линейка 9. По

окружности диска нанесена шкала с градусными делениями. Поворотный диск 2 может быть установлен в требуемом положении относительно диска 6 и закреплен посредством головки 5. К поворотному диску прикреплены нониус 1,

каждое деление которого соответствует 5 мин, и держатель 8 линейки 4. Линейка может быть закреплена в требуемом положении головкой 7.

Линейки 9 и 4 могут быть установлены в таком положении, что угол, образованный их рабочими кромками, будет равен требуемому. Отсчет величины этого угла производится по шкале диска 6 и нониусу 1, как и в случае определения показания штангенциркуля. Предположим, что после закрепления поворотного диска 2 нониус 1

занял относительно шкалы диска 6 положение, показанное на рис. 155, б. Нулевой штрих нониуса уже прошел 12-й штрих шкалы диска 6, а с одним из штрихов шкалы наиболее точно совпадает 40-й штрих нониуса. На рис. 155, б эти штрихи отмечены звездочкой. Это значит, что угол между рабочими кромками линеек 4 и 9 при данном их положении составляет 12° 40'.

Добавочная линейка 3 используется при измерении острых углов; в этом случае отсчет целых градусов ведется не от нулевого, а от 90-го штриха шкалы диска 6.

На рис. 155, в показана проверка универсальным угломером угла при вершине рабочего конуса центра токарного станка, а на рис. 155, г, д — проверка углов конической шестерни.

Обработка наружных конусовпри смещенной задней бабке

Сущность способа обработки наружных конусов при смещенной задней бабке. Если мы передвинем корпус задней бабки по основной плите ее на некоторую величину S в сторону токаря, то получим положение заднего центра, показанное на рис. 156, а сплошными линиями.

Рис. 156. Поверхности (конусы), получающиеся при обработке детали на токарном станке, если задняя бабка его сдвинута к токарю (а) и от токаря (б)

Пунктирными линиями показан задний центр в среднем положении (ось центра совпадает с центровой линией станка). Линия 00 изображает центровую линию станка, а линия АА — путь вершины резца при его продольной подаче. При вращении детали, закрепленной в центрах станка, и перемещении резца по указанной на фигуре стрелке резец срежет с детали часть материала (заштрихованную). В результате деталь получится конической. Вершина конуса обращена к задней бабке станка.

Сместив корпус бабки на величину S в направлении от токаря, получим положение заднего центра, показанное на рис. 156, б сплошными линиями. Пунктирными линиями и в этом случае показан задний центр, установленный в среднем положении. Если заставить деталь вращаться, а резцу сообщить продольную подачу, вершина его, перемещаясь по прямой ВВ, срежет с детали часть материала, заштрихованную на рис. 156, б. В результате деталь получится конической. Вершина конуса обращена к передней бабке.

Из всего сказанного следует.

На токарном станке можно обрабатывать конические детали, смещая со среднего положения корпус задней бабки. Если при этом бабка смещена в сторону токаря, конус получится с вершиной, обращенной к задней бабке. Если же корпус бабки смещен от токаря, то получится конус с вершиной, обращенной к передней бабке.

В дальнейшем вместо выражения «смещение корпуса задней бабки» говорится для краткости «смещение задней бабки».

Определение величины смещения задней бабки при обработке конусов. Величина смещения задней бабки при обработке конической части детали находится по одной из следующих формул:

(5)(6)(7)(5)(6)(7)о L D — d= 12 ;

(5)

(6)

(7)

(5)

(6)

(7)

S = L tg а;

s = -^k.

В этих формулах:

S — величина смещения задней бабки в мм;

L — длина детали, часть которой есть конус, в мм;

I — длина конической части детали в мм;

D — больший диаметр конуса в мм;

d — меньший диаметр конуса в мм;

а — угол уклона конуса в град;

К — конусность.

Пример 1. Определить величину смещения задней бабки при обработке детали, если ее длина равна 600 мм, длина конической части 300 мм и диаметры этой части 68 и 60 мм.

По формуле (5) находимL D — d _ 600~'2~ 300По формуле (5) находимL D — d _ 600~'2~ 30068 — 6068 — 6022= 2-4 = 8 мм= 2-4 = 8 мм

По формуле (5) находим

L D — d _ 600

~'2~ 300

По формуле (5) находим

L D — d _ 600

~'2~ 300

68 — 60

68 — 60

2

2

= 2-4 = 8 мм

= 2-4 = 8 мм

Пример 2. Определить величину смещения задней бабки при обработке детали, длина которой равна 400 мм, а угол уклона конической части 3°.

По формуле (6) находим

8 = L tg а = 400 • tg 3°.

поэтомупоэтомуПо таблице тангенсов (стр. 383) находим tg 3° = 0,052,

поэтому

поэтому

8 = 400-0,052 = 20,8 «21 мм

Пример 3. Определить величину смещения задней бабки при обработке детали, длина которой равна 600 мм и некоторая часть ее есть конус с конусностью 1 : 30.

По формуле (7) находим

о А -600- 9 Л - 2о А -600- 9 Л - 21301306006060060= 10 лья= 10 лья

о А -600

- 9 Л - 2

о А -600

- 9 Л - 2

1

30

1

30

600

60

600

60

= 10 лья

= 10 лья

Очевидно, что формулы (5), (6) и (7) и примеры их применения справедливы как для случая обработки конуса с вершиной, обращенной в сторону передней бабки, так и для обработки конуса, вершина которого обращена к задней бабке.

Отсчет величины смещения задней бабки. Отсчет величины смещения бабки производится по небольшой шкале, нанесенной на опорной плите бабки (со стороны маховика). Цена одного деления обычно равна 1 мм.

При отсутствии шкалы с делениями для отсчета величины смещения бабки используют лимб винта поперечной подачи суппорта или индикатор. В первом случае поступают следующим образом. Поперечной подачей суппорта к пиноли задней бабки, установленной в среднее положение, подводят резец, закрепленный в резцедержателе задним концом вперед (рис. 157, а). Резец прижимают к пиноли так, чтобы полоска бумаги, положенная между концом резца и шпинделем, не выпадала, но вместе с тем могла быть и извлечена без большого усилия. После этого отодвигают резец назад на величину смещения задней бабки, пользуясь лимбом винта поперечной подачи суппорта. Затем передвигают бабку в сторону токаря настолько, чтобы полоска бумаги была снова зажата между рез-

цом и пинолью бабки так же плотно, как и при первом положении бабки.

Если необходимо сместить бабку от токаря, то прижимают резец к пиноли так же, как и в рассмотренном выше случае, и затем смещают бабку (в сторону от токаря) немного больше, чем требуется. После этого, переместив резец вперед на величину смещения бабки (по лимбу), передвигают ее обратно (к себе), пока пиноль не коснется резца. Плотность прилегания пиноли к резцу и в этом случае проверяется полоской бумаги.

бумагибумагиРис. 157. Отсчет сдвига задней бабки при помощи полоски бумаги (а) и индикатора (б)Рис. 157. Отсчет сдвига задней бабки при помощи полоски бумаги (а) и индикатора (б)

бумаги

бумаги

Рис. 157. Отсчет сдвига задней бабки при помощи полоски бумаги (а) и индикатора (б)

Рис. 157. Отсчет сдвига задней бабки при помощи полоски бумаги (а) и индикатора (б)

При настройке станка с помощью индикатора кнопку его подводят к пиноли задней бабки (рис. 157, б). После этого бабка может быть смещена в сторону токаря или от токаря, причем величину смещения ее покажет стрелка индикатора.

Достоинства и недостатки способа обработки конусов при смещенной задней бабке. Рассмотренный способ находит широкое применение, так как не требует специальных приспособлений и может быть осуществлен на каждом токарном станке. Основной недостаток его состоит в том, что центры станка при смещении задней бабки располагаются в центровых отверстиях детали не так, как при обычной установке бабки (рис. 158, а), а как показано на рис. 158, б, вследствие чего центровые отверстия в детали и центры станка срабатываются неправильно. Если деталь после обтачивания конуса при смещенной задней бабке поставить на нормально установленные центры и произвести обработку ее цилиндрической части, оси

этой части и ранее обработанной конической не совпадут. Поэтому при обработке деталей, часть которых представляет собой конус, следует предварительно обтачивать конусную часть, затем выполнять обдирку и окончательную отделку цилиндрической части и лишь после этого начисто обтачивать конус.

Необходимо отметить, что даже при правильном определении величины смещения задней бабки по всем приведенным выше формулам и правильном отсчете ее сдвига конус-

Рис. 158. Условия работы центров и центровых отверстий при среднем положении задней бабки и при сдвинутой бабке

ность обработанного конуса не получается точной. Поэтому при обработке точных конусов окончательное положение бабки определяется опытным путем.

С этой целью, как только будет обработана начерно вся поверхность конуса, производится предварительная проверка его размеров.

В зависимости от результатов проверки или заканчивается обработка конуса, или задняя бабка смещается в ту или иную сторону.

В последнем случае по окончании прохода резца надо проверить размеры обрабатываемого конуса и снова, если это окажется необходимым, сместить бабку и т. д.

Наружные конусы, обрабатываемые при смещении задней бабки. Указанный выше неправильный износ центровых отверстий в детали, коническая часть которой обрабатывается при сдвинутой задней бабке, получается тем значительнее, чем меньше длина детали и чем больше величина сдвига бабки.

Для общего руководства можно считать, что величины смещения задней бабки при обработке конической части детали не должны быть больше примерно И100 всей ее длины. При дальнейшем смещении бабки {при той же

длине детали) искажение формы центровых отверстий в детали может получиться недопустимым.

Так, например, коническую часть детали, вся длина которой равна 200 мм, можно обрабатывать при смещенной задней бабке, если необходимая при этом величина сдвига бабки не больше (примерно)

Если для обработки конической части той же детали необходим больший сдвиг бабки, рассматриваемый способ обтачивания конусов применять не рекомендуется.

А В

Рис. 159. Калибр-втулка (а) для проверки наружных конусов и ее применение (б)

Проверка конусов, обрабатываемых при смещенной задней бабке. Проверку таких конусов обычно производят калибром-втулкой (рис. 159, а). Тщательно очистив от грязи и стружек втулку и проверяемый конус, на поверхность последнего (вдоль образующих) наносят мелом, а еще лучше карандашом две-три риски. После этого надевают втулку на проверяемый конус и поворачивают ее, слегка нажимая, вдоль оси. Сняв втулку, смотрят, где и как стерлись меловые или карандашные риски. Если риски стерлись по всей длине, это значит, что угол конуса правилен; если они стерлись только у меньшего диаметра конуса, угол конуса мал. При слишком большом угле конуса риски сотрутся у его большего диаметра.

Одновременно с проверкой угла конуса производится проверка его диаметров. При правильно обработанном конусе торец его должен лежать между рисками А и В (рис. 159, а), нанесенными на срезанной поверхности втулки (рис. 159, б). Если конец конуса не доходит до риски В, необходима дополнительная обработка конуса. Если торец конуса проходит дальше риски А,— имеем

окончательный брак Вместо рисок могут быть использованы также соответственно изготовленные торцы калибра. Если коническая часть детали является крайней, проверка ее может быть произведена угломером (см. рис. 155).

Обработка наружных конусовпри помощи конусной линейки и гидросуппорта

Сущность способа обработки конусов при помощи конусной линейки. Обработка конусов этим способом производится путем использования одновременно двух подач резца — продольной и поперечной Продольная подача

резца получается, как обычно, от ходового валика или ходового винта, а поперечная — посредством конусной линейки. Винт поперечной подачи суппорта в этом случае должен быть снят или выключен. Очевидно, что при обработке конусов с разными углами уклона поперечные подачи резца должны быть различны, что и обеспечивается устройством линейки.

Устройство конусной линейки. На горизонтальной полке (рис. 160) угольника 2, прикрепленного к задней стенке станины станка, закреплена плита 3. На плите

находится точно и чисто обработанная линейка 5, которая может поворачиваться на некоторый угол около пальца (на рисунке не виден), расположенного в середине линейки Отсчет угла поворота линейки производится по градусной шкале В, имеющейся на плите 3, и риске, нанесенной на торце линейки 5 Линейка закрепляется в требуемом положении посредством болтов 4 и 8.

Поперечные салазки суппорта несколько удлинены и имеют два продольных паза Л и С. Болт /, проходящий через паз А, служит для соединения гайки винта попереч ной подачи с поперечными салазками суппорта. Если немного вывернуть болт /, поперечные салазки смогут свободно перемещаться по своим направляющим. Гайка и винт поперечной подачи будут оставаться при этом неподвижными Болт 6 соединяет с поперечными салазками ползунок 7, охватывающий ленейку 5. Предположим, что болт / вывернут, болт 6 затянут, а линейка 5 установлена под углом к оси станка. Если мы включим продольную подачу суппорта, ползунок 7, двигаясь по линейке, заставит перемещаться поперечные салазки по прямой линии, наклонной к оси с ганка, а обрабатываемая деталь получится конической формы.

Для выключения конусной линейки необходимо вывернуть болт 6 и, наоборот, затянуть болт /.

Некоторые разновидности устройства для обработки конусов при помощи конусной линейки. Суппорты многих токарных станков не приспособлены для обработки конуса по линейке. В таких случаях, пользуясь приспособлением для конусной обработки, приходится вынимать винт поперечной подачи суппорта.

Линейка у некоторых станков поворачивается около пальца, расположенного не в середине, а у конца ее Шкалы для отсчета угла поворота линейки имеют иногда не градусные, а миллиметровые деления, и в редких случаях — деления, соответствующие 1 мм конусности на 100 мм длины конуса. Отступления от наиболее распространенных устройств конусной линейки не влияют на ее работу и лишь учитываются при определении угла поворота.

Определение угла поворота конусной линейки. Угол поворота линейки должен быть равен углу уклона конуса Например, если угол уклона обрабатываемого конуса должен быть равен 6°, линейку следует повернуть также

на угол, равный 6°. В том случае, когда известна конусность или даны диаметры и длина обрабатываемого конуса, угол поворота линейки находится по соответствующим формулам табл. 34.

Если линейка установлена так, что левый конец ее (считая со стороны рабочего места) ближе к токарю, чем правый, получается конус, вершина которого обращена к задней бабке. При обработке конуса с вершиной, обращенной к передней бабке, линейка должна быть установлена так, чтобы правый конец ее был ближе к токарю, чем левый.

Отсчет угла поворота линейки, если шкала ее имеет миллиметровые деления, производится по одной из следующих формул:

S = -Мё а;(9)

S = ^-K.(10)

В этих формулах:

S — число миллиметровых делений шкалы линейки, на которые она должна быть повернута;

L6 — расстояние от оси вращения линейки до торца ее, на котором нанесена шкала в мм;

D — больший диаметр конуса в мм;

d — меньший диаметр конуса в мм;

К — конусность;

/ — длина конической части детали в мм;

а — угол уклона конуса в град.

Пример 1. Определить угол поворота конусной линейки по миллиметровой шкале, если обрабатывается конус с диаметрами 60 и 50 мм и длиной 250 мм. Расстояние от оси поворота линейки до ее шкалы равно 500 мм.

По формуле (8) находим

= 10 мм.= 10 мм.Ц D — d_ 500 60 — 50

= 10 мм.

= 10 мм.

/ ‘2~ 250 '2

Если деление шкалы линейки соответствует 1 мм конусности на 100 мм длины конуса, величина поворота линейки находится по формуле

100

S = -77 (D—d),

где S — число делений шкалы линейки, на которое она должна быть повернута;

L — длина детали, часть которой есть конус, в мм; D — больший диаметр конуса в мм;

d — меньший диаметр конуса в мм.

Пример 2. Требуется обточить конус, диаметры которого равны 22 и 20 лои, а длина детали, частью которой является этот конус, равна 400 льи. Каждое деление шкалы линейки станка соответствует 1 мм конусности па 100 льн длины конуса.

По формуле (11) находим

5 = — ф — d) = -^ (22 — 20) = -^j- = 0,5 деления.

Достоинства способа обработки наружных конусов при помощи конусной линейки. Этот способ обработки конусов имеет ряд достоинств; к главным относятся следующие:

задняя бабка станка находится в среднем положении, поэтому не происходит ненормального износа центровых отверстий, что неизбежно при смещении задней бабки;

конусность обрабатываемого конуса получается в большинстве случаев практики достаточно точной без дополнительных установок конусной линейки;

этот способ позволяет обрабатывать конусы с большей конусностью, чем при смещении задней бабки.

Наружные конусы, обрабатываемые при помощи конусной линейки. Наибольшая конусность конуса, обрабатываемого этим способом, определяется наибольшим возможным углом поворота конусной линейки данного станка.

Наибольший угол поворота конусной линейки обычно равен 10—12°.

Проверка наружных конусов, обрабатываемых при помощи конусной линейки. Проверка осуществляется так же, как конусов, обработанных при сдвинутой задней бабке.

Обработка конусов при помощи гидросуппорта. Устройство и работа гидросуппорта рассматривается ниже, в главе четвертой третьей части этой книги (стр. 379).

6. Обработка конических отверстий

Способы обработки конических отверстий. Обработка конических отверстий может производиться установленным резцом, при повернутых верхних салазках суппорта, с помощью конусной линейки и развертыванием. Сущность трех первых из этих способов, связанные с ними

подсчеты и приемы их выполнения такие же, как и у соответственных способов обработки наружных конусов. Поэтому ниже рассматриваются некоторые особенности обработки конических отверстий в сплошном материале и развертывание конических отверстий.

Особенности обработки конических отверстий в сплошном материале. Такие отверстия предварительно просвер-

Рис. 161. Предварительная обработка конического отверстия

ливаются. Диаметр используемого при этом сверла должен быть на 2—3 мм меньше меньшего диаметра конуса. Если угол уклона конуса велик, то полученное таким образом отверстие перед растачиванием рассверливается или растачивается уступами. Для этого желательно иметь деталь (или образцовый конус) с наружным конусом, одинаковым с обрабатываемым. Например, если обрабатываемое коническое отверстие (рис. 161, а) должно иметь диаметры Dud при длине I и имеется образцовый конус (рис. 162) с такими же размерами, то отверстие предварительно обрабатывают следующим образом.

Разделив длину образцового конуса, например на три части, измеряют диаметры d2 и d, и расстояния Z2 и 1г от правого торца до сечений, в которых измерены эти диаметры. После того как обрабатываемое отверстие просверлено (рис. 161,6) сверлом, диаметр которого на2—^мм меньше d, рассверливают (рис. 161, в) его сначала на глу-

бину немного меньшую lv сверлом диаметром меньшим d1, а затем (рис. 161, г) на глубину немного меньшую /2 сверлом, диаметр которого меньше d2. Затем растачивают отверстие, которое может быть выполнено много быстрее, чем в том случае, если бы растачивание конуса выполня

Рис. 162. Образцовый конус, применяемый при предварительной обработке конического отверстияРис. 162. Образцовый конус, применяемый при предварительной обработке конического отверстиялось сразу же после первого сверления (рис. 161, б), когда припуск на обработку гораздо больше.

Рис. 162. Образцовый конус, применяемый при предварительной обработке конического отверстия

Рис. 162. Образцовый конус, применяемый при предварительной обработке конического отверстия

При предварительной обработке сверлением больших конических отверстий на мощных станках надо начинать с большего сверла

и сверлить им на глубину меньшую /2, затем сверлом меньшего диаметра обрабатывать второй уступ и т. д.

При отсутствии образцового конуса размеры dv d2, lY и /2 могут быть определены непосредственным их измерением на чертеже детали с учетом масштаба, в котором

он выполнен.

Задний угол резца, применяемого при растачивании конического отверстия, следует выбирать с учетом меньшего диаметра отверстия. Этот угол, достаточный в начале резца,

Рис. 163. Конические развертки может оказаться малым, когда резец подойдет к концу растачиваемого отверстия. В результате между поверхностью отверстия и задней гранью резца возникнет трение, недопустимое для его работы.

Развертывание конических отверстий. Конические отверстия нормализованных размеров (внутренние конусы в переходных втулках, в насадных развертках, зенкерах и т. д.) следует обрабатывать развертками (рис. 163),

комплект которых для определенного типа и размера обрабатываемого конического отверстия (например, конус Морзе № 4) состоит из 3 шт. Каждая из таких разверток

имеет коническую часть, соответствующую размерам отверстия, для обработки которого она предназначается, и цилиндрический хвостовик, заканчивающийся квадратом. На конической части профрезерованы канавки, образующие зубья. У первой (обдирочной) развертки (рис. 163, а) число зубьев обычно невелико (в развертке для конуса Морзе № 4 имеется 6 зубьев). Они сделаны ступенчатыми с расположением ступеней по винтовой

Рис. 164. Развертывание кони- Рис. 165. Калибр-пробка (а) для ческого отверстияпроверки конических отверстий и его

применение (б)

линии. Вторая развертка (рис. 163, б) имеет значительно большее число зубьев, чем первая, но также ступенчатых (для разделения снимаемой стружки на части). Третья (чистовая) развертка (рис. 163, в) имеет прямые ровные зубья; их делается несколько больше, чем во второй развертке.

Сверление отверстия производится сверлом диаметром на 0,5—1,0 л»л1 меньше меньшего диаметра первой развертки. Благодаря ступенчатой форме зубьев этой развертки и расположению их по винтовой линии, развернутое отверстие получается ступенчатым. После прохода второй развертки ступени уменьшаются по величине, но количество их возрастает. Последняя (чистовая) развертка снимает ступени, и обрабатываемое отверстие получается с гладкими стенками.

Комплект, предназначенный для обработки конических отверстий с малыми уклонами конуса, иногда со-

стоит из двух разверток. Очень пологие конусы часто обрабатываются сразу чистовой разверткой.

Установка развертки во время работы показана на рис. 164. Рабочий конец 3 развертки вводится в обрабатываемое отверстие детали 2, закрепленной в патроне 1, а правый поддерживается центром 5, вставленным в пиноль 6 задней бабки станка. На квадратный конец развертки надет хомутик 4, конец которого опирается на верхнюю площадку суппорта. По мере перемещения развертки влево пиноль задней бабки подается также влево непрерывным вращением ее маховика. Если конец хомутика приближается к левой кромке площадки, следует переместить влево весь суппорт.

Проверка конических отверстий. Для проверки конических отверстий применяют калибры-пробки (рис. 165, а). Пользуясь таким калибром, на боковой поверхности его наносят меловые или карандашные риски. Если после того, как калибр введен в проверяемое отверстие и несколько раз повернут, риски сотрутся по всей длине, — угол конуса отверстия правилен. Если риски сотрутся только у меньшего диаметра калибра, это означает, что угол конуса велик. При слишком малом угле конуса меловые или карандашные линии окажутся стертыми только у большого диаметра калибра. Диаметры конического отверстия проверяются также калибром-пробкой. При правильно обработанном отверстии риска В, нанесенная на калибре-пробке, должна быть закрыта деталью, а торец детали не должен закрывать собой риску А (рис. 165, б). Если риска В на калибре не дойдет до торца детали, отверстие следует обработать дополнительно, а если риска А проходит в глубь детали, последняя является браком.

Глава IV

НАРЕЗАНИЕ РЕЗЬБЫ

Общие сведения о резьбах

Понятие о винтовой линии. Если (рис. 166, а) прямоугольный треугольник АВС, вырезанный из бумаги или из тонкой жести, сторона АВ которого равна длине окружности лО основания цилиндра Е, навернуть на цилиндр так, чтобы сторона АВ совпала с основанием цилиндра, то сторона АС образует на боковой поверхности его линию, называемую винтовой.

Образование винтовой резьбы. Предположим, что плоская фигура, например треугольник abc (рис. 166, б), стороной ab касается образующей цилиндра Е и расположен в плоскости, проходящей через его ось. Предположим далее, что этот треугольник перемещается, оставаясь в плоскости, проходящей через ось цилиндра Е, причем вершина его скользит по винтовой линии, нанесенной на цилиндре. При перемещении треугольника на боковой поверхности цилиндра Е получаются винтовой выступ N и винтовая канавка М, образующие наружную винтовую резьбу.

Если бы треугольник abc перемещался по винтовой линии, нанесенной на внутренней цилиндрической поверхности (на стенках отверстия), на этой поверхности была бы образована внутренняя винтовая резьба.

Винтовой выступ резьбы, получившийся после одного полного оборота образующей ее фигуры, называется витком.

Профиль резьбы. Винтовые резьбы, принятые на практике, образованы перемещением по боковой поверхности цилиндра не только треугольника, но и других плоских фигур (трапеций, квадрата и т. д.), выбираемых в зависимости от условий, в которых работает резьба. В соответ-

ствии с этим основным признаком, характеризующим резьбу, является ее профиль.

Профилем резьбы называется сечение ее витка плоскостью, проходящей через ось цилиндра (т. е. диаметральной плоскостью), на котором образована резьба.

Рис 166 Образование винтовой резьбы

Элементы профиля резьбы. Элементами профиля резьбы являются его боковые стороны, угол, вершина и впадина.

Углом профиля называется угол между боковыми сторонами витка, измеренный в диаметральной плоскости.

Этот угол (рис. 167, а) обозначается буквой а.

Рис. 167. Элементы профиля (а, б) и шаг резьбы (в)

Вершиной профиля называется линия, соединяющая боковые стороны его по верху витка (Р, рис. 167, а, б).

Впадиной профиля называется линия, образующая дно винтовой канавки (R, рис. 167, а, 6).

Очертания вершины и впадины могут быть плоско- срезанными (рис. 167, а) или закругленными (рис. 167, б).

Шаг резьбы. Следующим элементом, характеризующим резьбу, является ее шаг.

Шаг резьбы — это расстояние между двумя одноименными (т. е. правыми или левыми) точками двух соседних витков, измеренное параллельно оси резьбы.

На рис. 167, в такими точками являются точки А и Аъ точки В и Вь точки С и Cj и т. д. Расстояние между этими точками, измеренное параллельно линии 00 (т. е. оси резьбы), и есть шаг резьбы, обозначаемый буквой S.

Почти у всех резьб, принятых в машиностроении, шаг измеряется в миллиметрах. Существуют, однако, также резьбы, у которых шаг выражается числом витков резьбы на 1 дюйм ее длины.

Кроме винтов, на токарном станке нарезаются червяки, имеющие модульный или питчевый шаг.

Рис. 168. Диаметры резьбы: наружный и внутренний (а, б) и средний (в)

Диаметры резьбы. Различают три диаметра резьбы: наружный, внутренний и средний.

Наружным, диаметром резьбы (d) называется диаметр цилиндра, описанного около боковой поверхности резьбы.

Для болта наружный диаметр соответствует диаметру по вершинам профиля (рис. 168, а), измеренному перпендикулярно к оси резьбы, а для гайки — по впадинам профиля (рис. 168, б).

Внутренним диаметром резьбы (dA называется диаметр цилиндра, вписанного в резьбовую поверхность.

Для болта внутренний диаметр соответствует диаметру по впадинам профиля (рис. 168, а), измеренному перпендикулярно к оси резьбы, а для гайки — по вершинам профиля (рис. 168, б).

Средним диаметром резьбы (d^) называется ди .метр цилиндра, соосного с резьбой, образующие которого делятся боковыми сторонами профиля на равные отрезки.

На рис. 168, в этот цилиндр, имеющий общую ось с резьбой, показан штрих-пунктирными линиями. На рисунке АВ = ВС = CD и т. д., а поэтому da — средний диаметр.

Угол подъема резьбы. При нарезании резьбы на токарном станке необходимо учитывать угол ее подъема.

Углом подъема называется угол, образованный направлением резьбового выступа резьбы с плоскостью, перпендикулярной к его оси.

(12)(12)Этот угол определяется по формуле

(12)

(12)

где ф — угол подъема резьбы в град;

S — шаг резьбы в мм;

л = 3,14;

d2 — средний диаметр резьбы в мм.

Правая и левая резьбы. По направлению витка разли

левые (рис. 169, а) резьбы.левые (рис. 169, а) резьбы.Рис. 169. Левая (а) и правая (б) резьбыРис. 169. Левая (а) и правая (б) резьбычают правые (рис. 169, б) и

левые (рис. 169, а) резьбы.

левые (рис. 169, а) резьбы.

Рис. 169. Левая (а) и правая (б) резьбы

Рис. 169. Левая (а) и правая (б) резьбы

Если подъем резьбы винта, положенного на ладонь правой руки, совпадет с направлением отогнутого большого пальца, эта резьба правая.

Совпадение подъема резьбы с направлением отогнутого большого пальца левой руки указывает, что данная резь-

ба левая.

На винт с правой резьбой гайка навертывается при вращении вправо (по часовой стрелке), на винт с левой резьбой — при вращении влево (против часовой стрелки).

Системы резьб. В машиностроении приняты следующие системы резьб, различающиеся прежде всего по профилю: треугольные (метрические, дюймовая и трубные), трапецеидальные, прямоугольная, упорные и круглые.

Наиболее распространенными являются метрические резьбы с крупным (крепежная) и мелким шагом. У всех резьб (рис. 170, а) угол профиля равен 60°. Шаг метрических резьб измеряется в миллиметрах. Между впадиной профиля резьбы болта и вершиной профиля резьбы гайки всегда имеется зазор. Имеется зазор и между вершиной профиля резьбы болта и впадиной профиля резьбы гайки.

Обозначается метрическая резьбаОбозначается метрическая резьбаа)а)Рис 170 Профили метрической (а), дюймовой (б) и трубной (а) резьбРис 170 Профили метрической (а), дюймовой (б) и трубной (а) резьб

Обозначается метрическая резьба

Обозначается метрическая резьба

а)

а)

Рис 170 Профили метрической (а), дюймовой (б) и трубной (а) резьб

Рис 170 Профили метрической (а), дюймовой (б) и трубной (а) резьб

Метрической резьбой снабжаются детали (болты, гайки, винты, шпильки и т. д.), предназначенные для соедине

ния частей машин Этой резьбой пользуются также, как

способом непосредственного соединения частей машин

(посадка на резьбе различных рукояток, масленок и т. д.).

‘' буквой М и диамет-

ром (например. М10, М36 и т. д.), если резьба имеет крупный шаг (крепежная), и с добавлением шага резьбы (например, MIO X 1, М36 X 2 и т. д.), если обозначается резьба с мелким шагом.

Профиль дюймовой резьбы показан на рис. 170, б. Угол профиля этой резьбы равен 55°. Шаг дюймовой резьбы выражается числом витков на 1". Дюймовая резьба имеет зазоры по вершинам и впадинам. Дюймовую резьбу имеют детали некоторых импортных машин, станков и т. д., поэтому детали с такой резьбой изготовляются главным образом при ремонте Обозначается дюймовая резьба ее номинальным диаметром (например, У2", 1 ", У2" и т. д.).

Трубная резьба имеет угол профиля 55°, причем вершина и впадина профиля закруглены (рис. 170, в). Шаг трубной резьбы выражается числом витков на 1". Трубная резьба не имеет зазоров по вершинам и впадинам и обеспечивает водонепроницаемость. Этой резьбой снабжаются главным образом водо- и газопроводные трубы и различ- 252

ные детали (муфты, угольники и т. д.), применяемые для соединения этих труб.

Профиль трапецеидальной резьбы (рис. 171, а) —трапеция с углом, равным 30°. Профиль резьбы образован прямыми линиями, с небольшими закруглениями углов 5 впадин и вершин. Шаг трапецеидальных резьб измеряется в миллиметрах. Трапецеидальные резьбы имеют зазоры. Существуют крупная, нормальная и мелкая трапецеидальные резьбы. Трапецеидальную резьбу применяют на вин-

Рис. 171. Профили трапецеидальной (а) и упорной (б) резьб

тах, используемых для преобразования вращательного движения одной детали (например, ходового винта токарного станка) в поступательное движение другой (суппорта).

Профиль прямоугольной резьбы — в большинстве случаев квадрат со сторонами, равными половине шага; шаг этой резьбы измеряется в миллиметрах или выражается числом витков на 1". Эта резьба не имеет зазоров. Прямоугольная резьба применяется так же, как трапецеидальная, на различных винтах, передающих движение. Она не стандартизована и постепенно вытесняется трапецеидальной.

Профиль упорной резьбы показан на рис. 171, б. Соприкосновение винта и гайки происходит между сторонами, воспринимающими нагрузку, а также между вершинами витков винта и впадин гайки. По остальным участкам профиля имеется зазор. Упорная резьба делается на муфтах трубопроводов, соединяющих компрессоры с резервуарами со сжатым под сильным давлением воздухом, а также на винтах гидравлических прессов, домкратов и т. п.

Профиль круглой резьбы составлен двумя дугами окружностей, сопрягающихся непосредственно или соединенных небольшими прямолинейными участками,

параллельными или расположенными под углом 30°. Круглая резьба применяется значительно реже других резьб и используется для соединения деталей, которые соприкасаются с известковой водой, засоренной песком, или же для деталей, резьба которых быстро изнашивается (соединительные гайки пожарных рукавов, части автомобильных

Рис. 172. Двухходовая (а) и одно ходовая (б) резьбыРис. 172. Двухходовая (а) и одно ходовая (б) резьбырадиаторов, детали вагонных стяжек и т. д.).

Рис. 172. Двухходовая (а) и одно ходовая (б) резьбы

Рис. 172. Двухходовая (а) и одно ходовая (б) резьбы

Многоходовые резьбы.

В многоходовой резьбе различают ход а и шаг S.

Ходом многоходовой резьбы называется расстояние между одноименными точками одного и того же витка, измеренное параллельно оси резьбы, или

то расстояние, на которое переместится по оси болт или гайка за один оборот.

Различие между ходом и шагом этой резьбы отчетливо видно на рис. 172, а, на которой показана двухходовая трапецеидальная резьба.

Ход многоходовой резьбы равен шагу, умноженному на число ходов.

Очевидно, что ход и шаг одноходовой резьбы (рис. 172, б) одинаковы.

Число ходов многоходовой резьбы как у винта, так и у гайки определяется посредством подсчета концов витков на торце винта пли гайки.

Основные понятия о допусках резьб

Соединение винта и гайки в зависимости от точности их резьб. Все резьбы, принятые в машиностроении, за исключением трубных, имеют зазоры по вершинам и впадинам, и при правильном исполнении резьбового соединения винт и гайка соприкасаются только боковыми сторонами (рис. 173, а). Для полного соприкосновения боковых сторон профиля всех витков резьбы, участвующих в данном соединении, главное значение имеет выполнение в не-

которых пределах среднего диаметра резьбы винта и гайки, шага этой резьбы и угла ее профиля. Точность наружного и внутреннего диаметров винта и гайки метрических и трапецеидальных резьб имеет меньшее значение, поскольку соприкосновения поверхностей резьбы по этим диаметрам не происходит.

Рис. 173. Соединения винта и гайки в зависимости от точности их изготовленияРис. 173. Соединения винта и гайки в зависимости от точности их изготовления

Рис. 173. Соединения винта и гайки в зависимости от точности их изготовления

Рис. 173. Соединения винта и гайки в зависимости от точности их изготовления

При слишком большом зазоре по среднему диаметру соприкосновение витков резьбы происходит лишь по одной стороне (рис. 173, б). При слишком малом зазоре по среднему диаметру для свинчивания резьбовых деталей, у одной из которых шаг резьбы неправилен, необходимо, чтобы витки одной из деталей врезались в витки другой. Например, если шаг винта получился больше должного или, как говорят, «растянутым», то для соединения такого винта с гайкой с правильной резьбой витки гайки должны

врезаться в витки винта (рис. 173, в). Это, очевидно, невозможно, и свинчиваемость данных деталей может быть достигнута лишь уменьшением среднего диаметра винта (рис. 173, г) или увеличением среднего диаметра гайки. При этом может случиться так, что только один крайний виток гайки будет касаться соответствующего витка винта и не по всей боковой поверхности его.

Таким же способом можно обеспечить свинчиваемость резьбы деталей, если угол профиля одной из них или положение этого профиля неправильно. Например, если угол профиля винта меньше должного, что исключает возможность свинчиваемости винта с правильной гайкой (рис. 173, д), то при уменьшении среднего диаметра этого винта данные детали могут быть свинчены (рис. 173, е). В этом случае соприкосновение резьбы винта и гайки происходит только по верхним участкам боковой стороны профиля резьбы винта и по нижним участкам профиля резьбы гайки.

Путем уменьшения среднего диаметра винта с неправильным расположением профиля (рис. 173, ж) также можно получить свинчиваемость данного винта с гайкой, однако и в этом случае поверхность соприкосновения резьб винта и гайки может получиться недостаточной для качественного резьбового соединения (рис. 173, з).

Построение допусков резьб. Затруднения, связанные с проверкой нарезаемой резьбы, возникают главным образом при измерении ее шага и профиля. Действительно, если все три диаметра наружной резьбы могут быть проверены с достаточной в большинстве случаев практики точностью посредством микрометров, то для соответственной (по точности) проверки шага и угла профиля резьбы необходимы более сложные измерительные инструменты и даже приборы. Поэтому при изготовлении резьбовых деталей задаются допуски только на диаметры резьбы; допустимые ошибки в шаге и профиле учитываются в допуске на средний диаметр, потому что, как это было показано выше, ошибки в шаге и профиле всегда можно устранить изменением среднего диаметра одной из резьбовых деталей.

Допуск на средний диаметр устанавливается таким, чтобы при небольших ошибках в шаге или угле профиля винт и гайка свинчивались без ущерба для прочности резьбового соединения.

Допуски на наружный и внутренний диаметры винта и гайки назначаются такими, чтобы между вершиной профиля резьбы винта и соответствующей впадиной резьбы гайки получался зазор.

Числовые значения этих допусков приняты большими, превышающими примерно в два раза допуски на средний диаметр.

Допуски метрических резьб. Для метрических резьб с крупными и мелкими шагами для диаметров от 1 до 600 мм по ГОСТу 9253—59 установлены три класса точности: первый (кл. 1), второй (кл. 2) и третий (кл. 3).

Для метрических резьб с мелкими шагами разрешается также пользоваться допусками по классу точности 2а (кл. 2 а).

Для метрических резьб с мелкими шагами допуски среднего диаметра по 1; 2; 2а и 3-му классам точности полностью соответствуют допускам степени точности С, Е, F и Н для внутренней резьбы (гаек) и с, е, ) и h для наружной резьбы (болтов) по отмененному теперь ОСТу НКТП 1256. Однако старые буквенные обозначения степеней точности еще часто встречаются в чертежах.

Допуски трапецеидальных резьб. Для трапецеидальных резьб установлены три класса точности, обозначаемые: кл. /, кл. 2 и кл. 3. Кроме того, установлен кл. ЗХ, отличающийся от кл. 3 только значениями отклонений на средний диаметр наружной резьбы (винта), которые обеспечивают увеличенный зазор.

Настройка станка для нарезаниярезьбы

Общие правила настройки станка для нарезания резьбы. Для нарезания резьбы на токарном станке необходимо, чтобы в то время, когда нарезаемая деталь делает полный оборот, резец перемещался на величину шага (хода) одноходовой и хода многоходовой нарезаемой резьбы.

После нескольких проходов резца, углубляемого перед каждым проходом в металл детали, на поверхности последней получаются винтовая канавка и винтовой выступ, образующие резьбу.

Указанное выше согласование скоростей перемещения резца и вращения детали достигаются на современных станках соответствующей установкой рукояток коробки подач, а на старых станках путем соединения шпинделя

и ходового винта набором сменных шестерен. Встречаются станки, у которых коробка подач не обеспечивает возможности нарезания некоторых резьб. На таких станках при нарезании резьб, кроме коробки подач, используются и сменные шестерни.

Настройка для нарезания резьбы станка со сменными шестернями. К таким станкам прилагается пятковый или четный набор сменных шестерен.

Пятковый набор состоит из шестерен с числом зубьев, кратным 5, а именно: 20; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 60; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 95; 100; НО; 120.

В четный набор входят шестерни с числом зубьев, кратным 2, а именно: 20; 20; 24; 28; 32; 36; 40; 44; 48; 52; 56; 60; 64; 68; 72; 76; 80.

К каждому из этих наборов прилагается шестерня, имеющая 127 зубьев, так как число 127 входит в передаточное отношение сменных шестерен, если шаг нарезаемой резьбы выражен в миллиметрах, а шаг ходового винта станка в дюймах, или наоборот.

Определение передаточного отношения сменных шестерен при нарезании резьбы на станках, не имеющих коробки подач, производится по следующему правилу.

Передаточное отношение сменных шестерен, устанавливаемых на станок при нарезании резьбы, равно шагу резьбы нарезаемого винта, деленному на шаг резьбы ходового винта станка, на котором нарезается резьба.

Правило это выражается формулой

1 = ^4 (13)

где t — передаточное отношение сменных шестерен;

SH — шаг нарезаемой резьбы;

Sz — шаг ходового винта станка.

Формула (13) справедлива лишь для случая, когда передаточное отношение шестерен, соединяющих шпиндель с первой сменной шестерней, равно единице.

Шаги резьб нарезаемой и ходового винта, подставляемые в формулу (13^, должны быть выражены в одинаковых мерах.

Если один из них выражен в миллиметрах, а другой

в дюймах, необходимо шаг резьбы, выраженный в дюймах, перевести в миллиметровый, умножив его на 25,4.

Если шаг одной или обеих резьб (нарезаемой и ходового винта') выражен числом витков на 1", то для определения величины этого шага в дюймах следует разделить 1" на число витков данной резьбы, приходящихся на 1".

Прим е-р 1. Требуется нарезать винт с шагом резьбы 5 мм на токарном станке, шаг ходового винта которого равен 10 мм. Найти передаточное отношение сменных шестерен, необходимых для нарезания этой резьбы.

По формуле (13) находим _5

Sx 102 ’

Пример 2. Определить передаточное отношение сменных шестерен, необходимых для нарезания резьбы с шагом 3 мм на станке, ходовой винт которого имеет резьбу с шагом V»".

Так как в данном случае S^ = -g--25,4 = 12,7 лш, то

■ _SM_ 330

' "” 12,7 ~ 127 '

Пример 3. Определить передаточное отношение сменных шестерен при нарезании резьбы с шагом Vs" на станке, ходовой винт которого имеет резьбу с шагом 5 лш. Так как

1" _ 25.4 _ 12,7

127127~ V ' 8 “ 4 то по формуле (13) находим

127

127

; _ А = 127 “ 8Х 40-5 ' 200 •

Пример 4. Требуется нарезать винт с шагом Via" на станке, ходовой винт которого имеет шаг V2"-

По формуле (13) имеем

• __ 1 . 1 _ 2 _ 1

“ Sx ~ "16 1 2 “ 16 " 8 ‘

После того как передаточное отношение сменных шестерен, необходимых для нарезания данной резьбы, определено, необходимо выбрать числа зубьев шестерен, руководствуясь следующим правилом.

Для определения чисел зубьев шестерен, необходимых для нарезания данной резьбы, следует числитель и знаменатель дроби, выражающей передаточное отношение этих шестерен, умножить на одно и то же число. Это число надо брать таким, чтобы числитель и знаменатель дроби,

получившейся в результате только что указанного умножения, были равны числам зубьев сменных шестерен, имеющихся при станке.

Пример 5. При определении передаточного отношения сменных шестерен (см. пример 1) найдено, что i = -^-. К станку, на котором должна быть нарезана данная резьба, приложен пятковый набор шестерен. Какие шестерни следует установить на станке?

Умножая числитель и знаменатель дроби, выражающей передаточное отношение сменных шестерен (рис. 174), например на 20, получаем

1-2020

2-20 ~ 40 ‘

Числитель дроби указывает, что число зубьев шестерни ?! должно быть равно 20, а знаменатель, — что число зубьев шестерни г2 должно быть равно 40.

Шестерня zt ведущая и устанавливается на пальце трензеля, а шестерня z2 ведомая и закрепляется на ходо

вом винте станка. Между шестернями на пальце гитары располагается паразитная шестерня г.

В случаях, когда после умножения числителя и знаменателя дроби, выражающей передаточное отношение, на любое число получаются шестерни, которых нет в наборе, приходится на станок устанавливать две пары шестерен (рис. 175). Для определения передаточного отношения каждой пары шестерен разлагают дробь, выражающую требуемое передаточное отношение, на две дроби.

Пример 6. При определении передаточного отношения сменных шестерен найдено (см. пример 4), что / = -^-. Какие шестерни должны быть установлены, если к станку приложен пятковый набор шестерен?

Умножая числитель и знаменатель дроби Ч8 на любые числа, мы будем получать шестерни, отсутствующие в наборе. Поэтому, разло- 260

жив дробь 1/8 на две, например Ч2 и */4, и умножив числитель и знаменатель обеих дробей, например на 20, получим

1111-201-2020-20

8 “ 2 " 4 “ 2-20 ‘ 4-20 ~ 40-80 ’

Числа, стоящие в числителе дроби, указывают числа зубьев ведущих, а числа в знаменателе — числа зубьев ведомых шестерен данной передачи (рис. 175), т. е. г4 = 20; г2 = 40; г3 = 20; г4 = 80.

В данном случае можно взять и другие сменные шестерни.

Умножив, например, числитель и знаменатель первой дроби на 20, а второй на 25, получим ^ ^, где гх = 20, г2 = 40, г3 = 25, г4 = 100.

При неудачном выборе сменных шестерен может случиться (рис. 175), что вторую ведущую шестерню z3 будет невозможно установить на станке, так как этому будет мешать палец 1 трензеля. Может случиться и так, что установке первой ведомой шестерни г2 будет мешать конец ходового винта 2.

Необходимо, чтобы сумма зубьев первой пары шестерен была больше числа зубьев ведущей шестерни второй пары, увеличенного на 15, а сумма зубьев второй пары шестерен была больше числа зубьев ведомой шестерни первой пары, также увеличенного на 15. Это правило можно записать так;

Zi + г2 ^ z3 + 15;(14)

2з + 24 5s z2 + 15.(15)

Применяемый в формулах знак 5? означает больше или равно.

Если выбранные шестерни этому правилу не удовлетворяют, необходимо заменить их другими. Иногда оказывается достаточным поменять местами ведущие или ведомые шестерни.

Пример 7. Для нарезания винта с шагом 1,5 мм на станке, ю «45-30

ходовой винт которого имеет шаг 12 мм, выбраны шестерни -.-^ ^.

1ZU‘уи Возможна ли установка этих шестерен на станке?

В данном случае гу = 45, г2 = 120, г3 = 30, г4 = 90. Проверка этого набора по приведенному выше правилу [см. формулы (14) и (15)1 показывает, что гх + г2= 45+ 120 = 165 больше, чем г3 + 15 = = 30 + 15 = 45; г3 + г4 = 30 + 90 = 120 меньше, чем г2 + 15 = = 120^ 15 = 135.

Установить на станке эти пары шестерен нельзя.

Если мы поменяем местами ведомые шестерни, то получим другой набор шестерен:

45-3090-120

В этом случае г4 = 45, г2 = 90, г3 = 30, г4 = 120. По формулам (14) и (15) получаем, что гх + г2 = 45 + 90 = 135 больше, чем г3 + 15 = 30 + 15 = 45; г3 + г4 = 30 + 120 = 150 больше, чем г2 + + 15 = 90 + 15 = 105.

Данные шестерни установить на станок можно.

Чтобы проверить правильность подсчетов, сделанных при выборе сменных шестерен, следует шаг ходового винта станка умножить на дробь, числителем которой является произведение чисел зубьев ведущих шестерен, а знаменателем — произведение чисел ведомых. В результате умножения должен получиться шаг нарезаемой резьбы.

Пример 8. Для нарезания резьбы с шагом 1,5 мм на станке, -Ю «45-30

ходовой винт которого имеет шаг 12 мм, выбраны шестерни gQ~j-gQ • Правильно ли сделан подсчет шестерен?

По приведенному выше правилу имеем ,о 45-30 2 90-120

Подсчет сменных шестерен сделан правильно.

В табл. 35 приводятся значения (в общем виде) передаточного отношения сменных шестерен, необходимых для нарезания различных резьб на станке с миллиметровым или дюймовым шагом ходового винта.

Некоторые особые приемы подбора сменных шестерен для нарезания резьбы на станке, не имеющем коробки подач. При нарезании дюймовой резьбы на станке с миллиметровым ходовым винтом или наоборот иногда необходима шестерня со 127 зубьями. Если эта шестерня отсутствует, требуемая резьба может быть нарезана путем замены точного значения 1 дюйма, выраженного в миллиметрах, его приближенным значением. Подобно этому можно поступать и при нарезании червяков. В том и другом случаях в результате таких замен можно обойтись без специальных шестерен. Получающиеся при этом ошибки в шаге резцов и червяков обычно не имеют практического значения.д

Таблица 35

Значения передаточного отношения сменных шестерен при нарезании резьбы

Шаг нарезаемого винта

Шаг резьбы ходового винта станка выражен в мм

Шаг резьбы ходового винта станка выражен числом витков на 1"

Вираже» в мм

S

SX. в

Snx. в Snx в ■ 5

25,4127

Выражен числом витков на 1"

25,4127

tlSx. 8П$х. в ' 5

Пх.в fl

Выражен в дюймах

S"-25,4S" •127

Sx в8Х в ■ 5

S"nx. в

Выражен модулем

тп

Sx в

mrtx.aTi _ тпх вл-5

25,4 -127

Выражен питчем

л-25,4л-127

pSx. в Р$х. в -5

р

Примечание.

S — шаг нарезаемой резьбы в мм; S" — шаг нарезаемой резьбы в дюймах; п — число витков на 1 " нарезаемой резьбы; Sx Q — шаг ходового винта станка в мм; пх в — число витков на 1" ходового винта станка; т — модуль; р — питч; я = 3,14.

Настройка для нарезания резьбы станка с коробкой подач и сменными шестернями. Передаточное отношение сменных шестерен для нарезания резьбы с шагом, значение которого отсутствует в таблице станка, находится по формуле

= (16)

где 1см — искомое передаточное отношение;

SH — шаг резьбы, которую требуется нарезать;

Sm — шаг, выбранный по таблице (шаг резьбы, которая может быть нарезана при данном положении рукояток коробки подач);

im — табличное передаточное отношение (передаточное отношение сменных шестерен, устанавливаемых на гитаре для выбранного по таблице шага).

Пример 9. Подобрать сменные шестерни, дополняющие коробку подач токарного станка модели 1А62, для нарезания метрической резьбы с шагом SH = 0,75 мм.

По таблице на станке 1А62 можно нарезать резьбы с шагами: 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12 мм.

Табличное передаточное отношение сменных шестерен для метри- 42

ческой резьбы im = jqq • Выбираем по таблице одно из значений шага (желательно кратное SH), например 8т = 1,5 мм.

Искомое передаточное отношение находим по формуле (16)

_ S„ . _ 0,7542142 _ 5042

‘см~ Sm 1т- 1,5 ’ 100 ~ 2 ' 100 ~ 100 ' 100 1

Следовательно, для нарезания резьбы с шагом 0,75 мм берем

а рукоятки коробки подач устанавлиа рукоятки коробки подач устанавли5042

а рукоятки коробки подач устанавли

а рукоятки коробки подач устанавли

сменные шестерни—^д-,

ваем для шага Sm = 1,5 мм.

Если полученное iCM не может быть осуществлено на данном станке, надо взять другое значение Sm.

Нарезание треугольной резьбырезцами

Подготовка детали для нарезания резьбы. Подготовляя деталь для нарезания наружной резьбы резцом, следует чисто обточить нарезаемый участок. Диаметр участка должен быть несколько меньше наружного диаметра резьбы.

Так, при диаметре основной метрической резьбы до 30 лш диаметр резьбового участка должен быть меньше наружного диаметра нарезаемой резьбы на 0,14—0,28 мм. Если диаметр резьбы лежит в пределах 33—48 мм, диаметр заготовки должен быть меньше наружного диаметра резьбы на 0,17—0,34 мм. При диаметре резьбы 52—80 мм диаметр нарезаемого участка должен быть меньше наружного диаметра нарезаемой резьбы на 0,20—0,40 мм.

Таким образом, диаметр заготовки для нарезания резьбы диаметром 52 мм должен быть не больше 52 — — 0,20 = 51,80 мм и не меньше 52 — 0,40 = 51,60 мм.

Уменьшение диаметра заготовки под резьбу вызывается тем, что винтовой выступ в процессе нарезания резьбы несколько поднимается, вследствие чего наружный диаметр резьбы увеличивается.

Для более удобного и точного измерения внутреннего диаметра резьбы на конце нарезаемой детали следует делать заточку (рис. 176, а) длиной 2—3 мм, диаметром dn равным внутреннему диаметру резьбы. При последнем

проходе резца вершину его подводят к боковой поверхности заточки и получают правильный внутренний диаметр резьбы. По окончании нарезания резьбы эту заточку

срезают.

Для выхода резца в конце нарезанной части детали прорезается канавка (рис. 177, aY Диаметр канавки «по дну» должен быть немного меньше внут- а> 2-3

реннего диаметра резьбы. При нарезании резьбы на болтах, шпильках и некоторых других деталях канавок не делают, а в конце каждого

прохода резца быстро рис jyg Заточка (а) и выточка (б) для отводят его назад, установки резца перед последним прохо- ПОлучая при ЭТОМ Дом резца при нарезании наружной и «сбег» резьбы (рис.внутренней резьб

177, б).

Подготовка отверстия под нарезание резьбы резцом

в сплошном материале производится сверлением, если к точности резьбы не предъявляется высоких требований, и сверлением с последующим растачиванием — при нарезании более точных резьб. Отверстия под резьбу, отлитые или прошитые, подготовляют для нарезания резьбы рас

Рис. 177. Канавка (а) для выхода резьбового резца и сбег (б) резьбыРис. 177. Канавка (а) для выхода резьбового резца и сбег (б) резьбытачиванием. Диаметр подготовленного отверстия должен быть несколько больше внутреннего диаметра нарезаемой резьбы, так как и в этом случае происходит деформация металла витков резьбы. Высота витков при

Рис. 177. Канавка (а) для выхода резьбового резца и сбег (б) резьбы

Рис. 177. Канавка (а) для выхода резьбового резца и сбег (б) резьбы

этом несколько увеличивается, вследствие чего внутренний диаметр отверстия несколько уменьшается.

Сталь, латунь и другие вязкие материалы деформируются больше, чем хрупкие материалы, например чугун, бронза. Поэтому сверла для подготовки отверстия под резец в стальных деталях должны быть больше (примерно на 0,1 m«Y чем при чугунных деталях, что и отражено

в таблицах диаметров сверл для обработки отверстий под нарезание резьбы, приводимых в различных справочниках.

Диаметр сверла под метрическую резьбу с точностью, достаточной во многих случаях, можно определять по формуле

dp = d — S,(17)

где dp — диаметр сверла под резьбу в мм;

d — наружный диаметр резьбы в мм;

S — шаг резьбы в мм.

Пример. Подобрать сверло для сверления отверстия под резьбу М20, шаг которой равен 2 м.

По формуле (17) находим

dp = d — S = 20 — 2 = 18 лги.

Если отверстие под резьбу подготовляется растачиванием, диаметр его с точностью для многих случаев практики можно определять по формуле (17), увеличивая полученный результат на 0,2—0,4 мм.

При подготовке отверстия сверлением с последующим растачиванием диаметр сверла следует брать таким, чтобы после сверления остался припуск, достаточный для растачивания. Величину припуска можно находить по данным, приведенным на стр. 208.■

Перед нарезанием резьбы в отверстии надо сделать выточку на торце детали (см. рис. 176, б) диаметром d, равным наружному диаметру резьбы. Порядок использования этой выточки такой же, как и заточки при нарезании наружной резьбы. При нарезании резьб в несквозных отверстиях в конце нарезаемых участков следует растачивать канавку диаметром на 0,2—0,3 мм больше наружного диаметра резьбы. Во избежание врезания резца в поверхность, следующую за нарезанным отверстием, или в дно его на стержне резца необходимо нанести пометку мелом, как это делается при подрезании внутренних уступов (см. рис. 141), и выключить продольную подачу, как только пометка подойдет к торцу детали.

Резцы для нарезания треугольной резьбы. Резцы для нарезания наружной и внутренней треугольных резьб показаны на рис. 178. Угол профиля резца для нарезания

метрической резьбы должен быть равен 60°, а для дюймовой резьбы — 55°. Вершина резца делается с плоским срезом или закругленной в соответствии с формой впадины нарезаемой резьбы. Так как величина среза или радиус

5)5)Рис. 178. Резцы для нарезания наружной (а) и внутренней (б) треугольных резьбРис. 178. Резцы для нарезания наружной (а) и внутренней (б) треугольных резьб

5)

5)

Рис. 178. Резцы для нарезания наружной (а) и внутренней (б) треугольных резьб

Рис. 178. Резцы для нарезания наружной (а) и внутренней (б) треугольных резьб

Рис. 179. Шаблон для проверки заточки резца, его установки на станке и для проверки профиля резьбыРис. 179. Шаблон для проверки заточки резца, его установки на станке и для проверки профиля резьбы

Рис. 179. Шаблон для проверки заточки резца, его установки на станке и для проверки профиля резьбы

Рис. 179. Шаблон для проверки заточки резца, его установки на станке и для проверки профиля резьбы

закругления впадины выбираются в зависимости от шага резьбы, каждый такой резец пригоден для нарезания резьбы только определенного шага.

Угол профиля резьбового резца имеет очень важное

значение, так как при уменьшении или увеличении его

нарезаемая резьба получается с неправильным профилем. Профиль резца при его заточке проверяется шаблоном (рис. 179), причем по выемке А производится контроль только угла профиля, а по одной из выемок В или С, соответствующей шагу резьбы нарезаемой данным резцом, весь профиль резца, включая

и срез его вершины. Именно

этот срез образует дно впадины резьбы. Острый угол а

рассматриваемого шаблона используется для проверки угла профиля резьбы.

Выемки В используются для контроля резцов из быстрорежущей стали, а выемки С — для твердосплавных

резцов в тех случаях, когда угол профиля их отличается от угла профиля резьбы (см. стр. 332).

На рис. 179 показан шаблон для метрических резьб. Подобные шаблоны существуют и для дюймовых резьб.

Задний угол а у резьбовых резцов для нарезания наружной резьбы делается в пределах 12—15°. У резцов, применяемых для нарезания внутренней резьбы небольших диаметров (до 50 мм), этот угол увеличивается до 18°. Боковые задние углы аг и а2 резцов (см. рис. 178), используемые для нарезания резьбы с углом подъема до 4°, делаются обычно одинаковыми (3—5°). При нарезании резьбы с большими углами подъема, превышающими 4°, боковой угол ат резьбового резца следует увеличивать до 6—8°.

Передний угол чистовых резьбовых резцов делается равным 0°, так что угол резания при работе их равен 90°. Для облегчения отделения стружки передние углы черновых резьбовых резцов делаются большими 0° и выбираются в зависимости от материала нарезаемой детали. Например, у резцов, предназначенных для нарезания резьбы на деталях из стали средней твердости, передний угол делают 5—10°.

Резьбовые резцы изготовляются с пластинками из быстрорежущей стали или из твердых сплавов. При нарезании резьбы на стальных деталях применяются твердосплавные резцы с пластинками из сплавов марок Т15К6 и Т14К8 для предварительного нарезания и Т30К4 (или Т15К6) для окончательного, а на чугунных — марок ВК6М, ВКЗМ, ВК2 или ВК4. Конструкции и использование некоторых твердосплавных резьбовых резцов рассматриваются ниже, в гл. II третьей части.

Шероховатость поверхности резьбы, нарезаемой резцом, в значительной степени зависит от того, насколько тщательно и остро заточен резец. Режущие кромки резца должны быть без зазубрин, что достигается доводкой резца.

Установка резьбовых резцов на станке. Резьбовой резец должен быть установлен так, чтобы ось профиля его была перпендикулярна к оси нарезаемой резьбы. При несоблюдении данного правила резьба получается с профилем, «сваленным» на одну сторону. Во избежание этого положение резца следует тщательно проверять, используя шаблон, применяющийся при проверке профиля

резца. Установка резьбового резца для нарезания наружной резьбы при помощи такого шаблона показана на рис. 180, а, а при нарезании внутренней резьбы —на рис. 180, б. Вершина резьбового резца должна быть рас-

Рис. 180. Проверка установки резца при нарезании наружной (а) и внутренней (о) резьбРис. 180. Проверка установки резца при нарезании наружной (а) и внутренней (о) резьб

Рис. 180. Проверка установки резца при нарезании наружной (а) и внутренней (о) резьб

Рис. 180. Проверка установки резца при нарезании наружной (а) и внутренней (о) резьб

Рис 181. Способы углубления резца при образовании винтовых канавок резьбыРис 181. Способы углубления резца при образовании винтовых канавок резьбы

Рис 181. Способы углубления резца при образовании винтовых канавок резьбы

Рис 181. Способы углубления резца при образовании винтовых канавок резьбы

положена точно на высоте линии центров станка, так как в противном случае профиль нарезаемой резьбы получится искаженным.

Если до окончания нарезания резьбы резец снят для заточки, установку его после заточки следует осуществлять так, чтобы он попал в уже прорезанную винтовую канавку. Это легко достигается перемещением верхних салазок суппорта. Другой способ состоит в том, что, установив трензель в среднее положение, разъединяют ходовой винт и шпиндель; это позволяет повернуть деталь настолько, чтобы резец оказался против винтовой канавки.

Поперечное перемещение резца при нарезании резьбы.

Если шаг нарезаемой резьбы не превышает 2 мм, углубление резца при каждом новом черновом проходе осуществляется

поперечной подачей (рис. 181, а). Последовательность образования винтовой канавки, получающейся при такой подаче резца, показана на рис. 182, а.

Следует отметить, что стружки, снимаемые одновременно обеими режущими кромками резца, сталкиваются, вследствие чего резец рвет поверхности профиля резьбы. Во избежание этого при каждом новом проходе резца его немного смещают поочередно вправо и влево продольной

подачей верхних салазок. Резец работает при этом только одной режущей кромкой. Порядок образования канавки при таком способе углубления резьбового резца показан на рис. 182, б. Углубление резца при последнем проходе осуществляется только поперечной подачей.

Если шаг нарезаемой резьбы больше 2 мм, углубление его (рис. 181, б) производится перемещением верхних салазок суппорта, установленных под углом 30° к оси станка, если нарезается метрическая резьба, и под углом 27° 30' — при дюймовой резьбе. Резец работает только

Рис. 182. Образование винтовой канавки резьбы при различных способах углубления резца

левой режущей кромкой (рис. 182, в). При последнем проходе углубление резца осуществляется поперечной подачей его (перемещением поперечных салазок суппорта).

При нарезании наружной резьбы с шагом до 2 мм включительно число черновых проходов должно быть 3—6, а чистовых — 3. При шаге резьбы 2—6 мм число черновых проходов должно быть 6—9, а чистовых 3—4. Меньшее число проходов относится к резьбам с меньшим шагом, а большее — к резьбам с большим шагом. При нарезании внутренних резьб число проходов должно быть примерно в 1,5—2 раза больше указанных выше.

Попадание резцов в винтовую канавку при новых проходах. После каждого прохода резца суппорт приходится возвращать в исходное положение. При нарезании резьбы небольшой длины возврат суппорта осуществляется при обратном ходе станка, без выключения разъемной гайки. Если же нарезается длинный винт, возврат суппорта таким способом требует много времени. Поэтому в таких случаях перемещают суппорт к началу работы вручную, выключая разъемную гайку станка.

При включении этой гайки для следующего прохода резца необходимо знать, является ли нарезаемая резьба «четной» или «нечетной».

Четной называется резьба, если ее шаг делится без остатка на шаг резьбы ходового винта, или, наоборот, шаг резьбы ходового винта делится без остатка на шаг нарезаемой резьбы.

Нечетной называется резьба, если деление получается

с остатком.

Например, если нарезается резьба 8 витков на 1" на станке, ходовой винт которого имеет резьбу 4 витка на 1",

то нарезаемая резьба является четной, так как 8 делится на 4 без остатка. Если на том же станке нарезается резьба 6 витков на 1", то она является нечетной, так как при делении 8 на 6 получается остаток, равный 2.

При нарезании четной резьбы разъемную гайку можно включать в любой момент. Резец при этом всегда точно попадает в ранее нарезанную винтовую канавку.

При нарезании нечетной резьбы можно включать разъемную гайку

Рис. 183. Пометки на ходовом винте и шпинделе станка при нарезании нечетной резьбыРис. 183. Пометки на ходовом винте и шпинделе станка при нарезании нечетной резьбытолько при определенном положении ходового винта относительно нарезаемого;

Рис. 183. Пометки на ходовом винте и шпинделе станка при нарезании нечетной резьбы

Рис. 183. Пометки на ходовом винте и шпинделе станка при нарезании нечетной резьбы

в противном случае резец

не попадет в винтовую канавку и резьба окажется перерезанной. Для предотвращения этого поступают так:

устанавливают суппорт в то положение, при котором должно быть начато нарезание резьбы, и отмечают это положение (например, мелом на суппорте и такой же чертой против нее на станине станка). После этого пускают станок в ход. Как только резец пройдет первую стружку, то, не выключая разъемной гайки, отводят резец от детали (поперечной подачей) и останавливают станок. Затем делают пометки 4 и 3 мелом (рис. 183) на ходовом винте и его подшипнике, а также 2 и 7 на шпинделе и подшипнике передней бабки. Возвратив суппорт в исходное положение

вручную, включают разъемную гайку в тот момент, когда все пометки займут первоначальное положение.

Особенности нарезания левой резьбы. При нарезании левой резьбы необходимо, чтобы при обычном направлении вращения шпинделя суппорт перемещался (при рабочем проходе резца) от передней бабки к задней. Это достигается соответствующей установкой трензеля станка. Нарезание резьбы начинается от левого конца детали, для чего используется канавка на детали (см. рис. 177, а).

Нарезание внутренней левой резьбы следует производить при левом (обратном) вращении шпинделя, сообщая резцу подачу в направлении от задней бабки к передней. При таком способе токарь может наблюдать заход резца в материал и осуществлять предварительные измерения резьбы. Недостаток предлагаемого способа — возможность свертывания патрона, в котором закреплена нарезаемая деталь, при нарезании резьбы с крупным шагом.

Скорости резания при нарезании резьбы. Скорости резания быстрорежущими резцами (марки Р18) при черновом нарезании наружной резьбы с шагом от 2,5 до 6 мм на проход на деталях из стали средней твердости принимаются в пределах 35—20 м/мин, а из чугуна средней твердости 15—10 м/мин. При чистовом нарезании резьбы скорость резания при указанных условиях должна быть примерно в 2 раза больше. В том и другом случаях чем больше шаг нарезаемой резьбы, тем меньше должна быть скорость резания. При отделочных проходах, которыми обычно заканчивается нарезание резьбы, скорость резания должна быть около 4 м!мин. При нарезании треугольных резьб с шагом от 2 до 6 мм на деталях из стали средней твердости твердосплавными резцами с пластинками Т15К6 скорость резания выбирается в пределах 100— 150 м/мин.

При нарезании внутренних резьб скорости резания можно принимать по указанным выше данным, умножая их значения на 0,8.

Охлаждение при нарезании резьбы. Охлаждение при нарезании резьбы быстрорежущими резцами имеет исключительно большое значение, так как не только дает возможность повышать скорость резания, но и способствует получению чистой поверхности резьбы. Лучшей охлаждающей жидкостью при нарезании резьбы на стальных деталях является смесь растительных масел с керосином

или скипидаром. Почти равноценные результаты дает сульфофрезол. Эмульсия, применяемая при этой работе, позволяет повышать скорости резания, но меньше способствует получению чистой поверхности резьбы, чем масло. Резьба на чугунных деталях нарезается в большинстве случаев всухую, а при очень твердом чугуне с охлаждением керосином.

Проверка и измерение треугольной резьбы. Треугольная (как и другие) резьба может контролироваться ком

Рис. 184. Нормальные резьбовые калибры: кольцо (а) и пробка (б)Рис. 184. Нормальные резьбовые калибры: кольцо (а) и пробка (б)Рис. 185. Предельные резьбовые калибры: пробка (д) и скоба (б)Рис. 185. Предельные резьбовые калибры: пробка (д) и скоба (б)плексно (контролируются все элементы резьбы, кроме наружного диаметра болта и внутрен-

Рис. 184. Нормальные резьбовые калибры: кольцо (а) и пробка (б)

Рис. 184. Нормальные резьбовые калибры: кольцо (а) и пробка (б)

Рис. 185. Предельные резьбовые калибры: пробка (д) и скоба (б)

Рис. 185. Предельные резьбовые калибры: пробка (д) и скоба (б)

него диаметра гайки) и по отдельным элементам. Комплексный контроль производится с помощью нормальных или предельных калибров.

Нормальные калибры применяются только при отсутствии предельных и для неответственных резьб.

На рис. 184, а показан контроль наружной резьбы с помощью нормального резьбового кольца. На рис. 184, б изображен нормальный резьбовой калибр-пробка для контроля внутренних резьб. Гладкая сторона его служит для проверки внутреннего диаметра отверстия, подготовленного под нарезание резьбы.

В обоих случаях правильность резьбы контролируется на ощупь. Калибр должен плотно и без затруднений свинчиваться с контролируемой деталью и в свинченном виде не должно ощущаться качание.

Предельные резьбовые калибры — пробка и скоба показаны на рис. 185.

Проходные концы (ПР) резьбового калибра-пробки и резьбового калибра-скобы (или кольца) имеют длинную резьбу полного профиля. Проходные концы должны полностью ввинчиваться в резьбовое отверстие (или навинчиваться на стержень).

Непроходные концы (НЕ) имеют всего 2—3 витка резьбы срезанного профиля. Эти концы совсем не должны свинчиваться с контролируемой деталью.

Преимущество резьбовых скоб по сравнению с кольцами состоит в том, что, пользуясь ими, можно проверять резьбу, не снимая детали с центров станка. Кроме того, измерение резьбы скобой производится значительно быстрее (в 8—10 раз), чем резьбовыми кольцами.

Контроль нормальными и предельными калибрами не позволяет определить действительный размер того или иного элемента резьбы, а лишь устанавливает наличие или отсутствие недопустимых отклонений от установленных норм.

В некоторых же случаях необходимо установить действительные размеры тех или иных элементов. Рассмотрим, как ведутся такие измерения.

Определение шага наружной метрической резьбы и числа витков на 1" — дюймовой резьбы — производится в простейшем случае измерением расстояния между серединами вершин двух соседних витков. Применяемая при этом линейка должна быть расположена параллельно оси измеряемой резьбы.

Для большей уверенности в правильности измерения, в особенности при мелких шагах, следует измерять не расстояние между серединами вершин двух соседних витков, а расстояние между 5, 10, 20 витками и т. д. Разделив определенное по линейке расстояние между крайними витками на число их, уменьшенное на единицу, получим шаг измеряемой резьбы. Так, например, установив (рис. 186, а), что расстояние между вершинами 1 и 6-го витков резьбы есть 20 мм, находим шаг ее

о 20 20 .

S — -5—г = -=- = 4 мм.

и — 1 5

На рис. 186, б показано определение числа витков дюймовой резьбы, приходящихся на определенную длину, например на 1". Число вершин витков, уложившихся в данной длине (например, 1"), уменьшенное на единицу,

есть число витков, приходящихся на эту длину резьбы. На рис. 186,6 против штриха линейки 1" находится вершина 7-го витка. Это значит, что измеряемая резьба имеет шесть витков на 1".

Значительно быстрее и с большей достоверностью определение шага резьбы производится при помощи резьбомера. Резьбомер (рис. 187) представляет собой набор резь

бовых шаблонов с разным шагом или с разным числом витков на 1". Убедившись в том, что при наложении одного из этих шаблонов на измеряемую резьбу он всей своей рабочей частью совмещается с профилем резьбы, определяют по надписи на шаблоне шаг резьбы в ми, или число витков на 1".

Шаг или число витков на 1" внутренних резьб определяют также резьбомером. Если резьбомер не входит в нарезанное отверстие, шаг резьбы определяют по ее отпечатку. Для этого деревянную палочку квадратного сечения ввертывают в отверстие. На ребрах палочки при этом получаются отпечатки вершины резьбы, по которым не трудно определить ее шаг или число витков на 1".

Профиль резьбы получается правильным, если были соблюдены все указанные выше правила заточки и установки резца

Угол профиля наружной резьбы может быть проверен, как это было отмечено выше, хотя и грубо, посредством шаблона (см. рис. 179). Для этого острый конец шаблона вкладывают в винтовую канавку резьбы и по просвету между кромками шаблона и боковыми сторонами витков получают представление о правильности профиля резьбы.

Угол профиля внутренних резьб и его положение относительно оси резьбы непосредственно не измеряются. Точность угла профиля, а также его положение по отношению к оси резьбы целиком зависят от правильности угла профиля резьбового резца и его установки на станке.

Только в особых случаях проверку профиля внутренней резьбы производят посредством снятия слепка с проверяемой резьбы. Для этого нарезанное отверстие заливают каким-либо легкоплавким металлом (например, свинцом). После остывания слепок вывертывают и проверяют профиль получившейся на нем резьбы.

Наружный диаметр наружных резьб измеряется кронциркулем с широкими губками или штангенциркулем.

Если при правильном положении кронциркуля или штангенциркуля (т е. в плоскости, перпендикулярной к оси резьбы) одна из ножек измерительного инструмента касается вершины витка, а другая попадает против винтовой канавки, то под эту ножку подкладывают пластинку Величину толщины этой пластинки следует вычесть из показания измерительного инструмента.

Измерять наружный диаметр внутренних резьб невозможно и обычно не требуется. Получение правильного наружного диаметра внутренних резьб обеспечивается установкой резьбового резца по выточке (см. рис. 176, б) В случае необходимости определения наружного диаметра более точных внутренних резьб поступают иногда следующим образом. Из какого-либо мягкого металла (напри-

Рис 188 Кронциркуль для измерения внутреннего диаметра резьбы и его при менениеРис 188 Кронциркуль для измерения внутреннего диаметра резьбы и его при менение

Рис 188 Кронциркуль для измерения внутреннего диаметра резьбы и его при менение

Рис 188 Кронциркуль для измерения внутреннего диаметра резьбы и его при менение

мер, из красной меди) изготовляют винт с несколько увеличенным наружным диаметром в сравнении с правильным наружным диаметром измеряемой резьбы. При ввер

тывании этого винта в измеряемое нарезанное отверстие материал винта сминается, наружный диаметр его полу

чается равным наружному диаметру внутренней прове

ряемой резьбы. Измерением наружного диаметра винта определяется наружный диаметр внутренней резьбы

Измерение внутреннего диаметра наружных резьб можно производить кронциркулем (рис. 188), ножки которого заострены так, что они не касаются боковых сторон профиля резь бы (обычно внутренний диаметр наружной резьбы не контролируется) Плоскость измерения при этом получается не перпендикулярной к оси резьбы, и показание кронциркуля ока-

жется несколько

больше действительного внутреннего диаметра резьбы

Измерение внутреннего диаметра внутренней резьбы производится штангенциркулем (если это возможно) или же предельным гладким калибром

Средний диаметр наружной резьбы измеряется резьбовым микрометром, отличающимся от обыкновенного устройством рабочего конца шпинделя и пятки Разрезы этих частей рассматриваемого микрометра показаны на рис. 189, а. Шпиндель 3 имеет центральное отверстие В, в которое входит конец одного из сменных наконечников,

применяемых при измерении рассматриваемым микрометром На дне отверстия в шпинделе имеется шарик 4, в который упирается торец хвоста наконечника. Благодаря этому наконечник, хвост которого входит в отверстие шпинделя, может довольно легко вращаться, что обеспечивает возможность установки его точно по линии подъема

измеряемой резьбы. Такое же назначение имеет шарик /, расположенный в отверстии Л втулки 2, заменяющей в данном случае пятку обыкновенного микрометра. Для перемещения втулки 2 в осевом направлении (при регулировке микрометра) служит колпачок — гайка 5; закрепление втулки 2 в выбранном положении осуществляется посредством тормозного кольца 6.

В 34В 34Рис. 189. Детали микрометра для измерения резьбы (а) и наконечники (б, в)Рис. 189. Детали микрометра для измерения резьбы (а) и наконечники (б, в)

В 34

В 34

Рис. 189. Детали микрометра для измерения резьбы (а) и наконечники (б, в)

Рис. 189. Детали микрометра для измерения резьбы (а) и наконечники (б, в)

Измерительные наконечники часто встречающихся конструкций показаны на рис. 189, б, в. Наконечники, показанные на рис. 189, б, имеют полную измерительную поверхность, причем левый из них, снабженный призматическим вырезом, вставляется в отверстие втулки Л, а правый, с коническим рабочим концом, — в отверстие В шпинделя 3 микрометра. Наконечники, изображенные на рис. 189, в, имеют укороченную измерительную поверхность, что способствует уменьшению ошибки измерения среднего диаметра, вызываемой неправильным углом профиля измеряемой резьбы. Левый из этих наконечников вставляется во втулку 2, а правый — в шпиндель 3 микрометра.

Хвостовики этих наконечников надрезаны, что способствует лучшей посадке их во втулке и шпинделе микрометра.

Резьбовые микрометры снабжаются комплектами наконечников, причем каждая пара наконечников предназначается для группы шагов. В соответствии с различными углами профилей резьб наконечники изготовляются с углом между измерительными поверхностями, равным 60° для метрических резьб и 55° для дюймовых резьб.

Измерение среднего диаметра внутренней резьбы производится этими же инструментами, но при помощи слепка, получаемого так же, как и при определении шага резьбы. При диаметре резьбы свыше 200 мм, средний диаметр внутренней резьбы можно измерять нутромерами со специальными сферическими наконечниками.

Нарезание треугольной резьбыплашками и метчиками

Подготовка деталей для нарезания резьбы плашкой. Подготовляя деталь для нарезания на ней резьбы плашкой, необходимо чисто обточить нарезаемый участок. Диаметр участка должен быть несколько меньше наружного диаметра резьбы. Так, при диаметре основной метрической резьбы 6—10 мм диаметр нарезаемого участка должен быть меньше наружного диаметра резьбы на 0,1 — 0,2 мм; при диаметре резьбы 11—18 мм диаметр нарезаемого участка должен быть меньше диаметра резьбы на 0,12—0,24 мм; для диаметра резьбы 20—30 мм диаметр заготовки должен быть меньше на 0,14—0,28 мм наружного диаметра резьбы. Конец нарезаемой детали на небольшой (2—3 мм) длине следует обработать на конус.

Плашки. Плашка имеет вид круглой гайки (рис. 190), резьба которой перерезана отверстиями, образующими режущие кромки и служащими для выхода стружки. Плашки бывают нерегулируемые (рис. 190, а) и регулируемые (рис. 190, б). Нерегулируемые плашки после некоторого времени работы теряют свои размеры вследствие износа. Тогда в плашке тонким шлифовальным кругом перерезается перемычка в пазу В, после чего диаметр плашки можно изменять в пределах 0,1—0,25 мм.

В нарезанном отверстии плашки делается коническая заборная часть, выполняющая работу нарезания резьбы.

Калибрующая часть лишь направляет плашку и зачищает резьбу. Угол конуса заборной части делается от 40 до 60° (в среднем 50°). В тех случаях, когда плашка должна нарезать резьбу до упора (например, до головки болта), угол конуса заборной части увеличивается до 90°.

Рис. 190. Круглые плашки: неразрезная (а) и разрезная (б)Рис. 190. Круглые плашки: неразрезная (а) и разрезная (б)

Рис. 190. Круглые плашки: неразрезная (а) и разрезная (б)

Рис. 190. Круглые плашки: неразрезная (а) и разрезная (б)

Воротки для закрепления плашек. Для закрепления плашек пользуются воротком (рис. 191). Неразрезная плашка закладывается в цилиндрическую выточку во-

/2 б/2 бРис. 191. Вороток для круглых плашекРис. 191. Вороток для круглых плашек

/2 б

/2 б

Рис. 191. Вороток для круглых плашек

Рис. 191. Вороток для круглых плашек

ротка и закрепляется в ней винтами 2, 4 и 5. Винт 2 входит в паз В (рис. 190, а), имеющийся на плашке, а винты 4 и 5 — в отверстия D и Е. При закреплении регулируемой плашки винт 2 служит для увеличения ее размера. Винтами 1 и 3, входящими в отверстия Д и С плашки, производится ее сжатие, а винтами 4 и 5 — закрепление. Для правильной работы плашки необходимо, чтобы она боковой стороной плотно прилегала к дну выточки в воротке.

Приемы нарезания резьбы плашками. После закрепления нарезаемой детали в патроне и пуска станка конец детали вводится в резьбовое отверстие плашки, закрепленной в воротке. Вороток удерживается руками (рис. 192, а), причем очень важно, чтобы вороток, а следовательно, и плашка были расположены в плоскости, перпендикулярной к оси нарезаемой резьбы. В противном случае профиль нарезаемой резьбы получится сваленным на сторону.

Рис. 192. Нарезание резьбы круглой плашкой

Во избежание этого во всех случаях, когда это возможно, вороток следует устанавливать так, как показано на рис. 192, б. Задняя торцовая поверхность воротка прижимается к торцу пиноли задней бабки. Одна из рукояток воротка поддерживается рукой и опирается на верхние салазки суппорта. Вращая маховичок задней бабки, перемещают пиноль так, чтобы нарезаемая деталь вошла в резьбовое отверстие. Пустив станок в ход, следует перемещать пиноль, чтобы торец ее касался воротка во все время врезания плашки.

При нарезании резьбы до упора (например, до заплечика) станок заблаговременно выключают и вращают шпиндель его вручную (например, за приводной ремень) пока не будет нарезана вся резьба.

Пользуясь данной плашкой в первый раз, следует, нарезав несколько витков на первой детали, свернуть плашку и проверить удовлетворительная ли по шероховатости и размерам получается резьба. Если при этом обнаружится несоответствие размеров резьбы требуемым, неразрезную плашку необходимо заменить другой, а разрезную соответствующим образом отрегулировать.

Скорости резания и охлаждение при нарезании резьбы плашками. Скорости резания при нарезании резьбы плашками должны быть небольшими во избежание чрезмерно большого нагрева их режущих поверхностей, неудобно расположенных для охлаждения. Так, при нарезании плашкой резьбы диаметром 6—30 мм в деталях из стали средней твердости скорости резания колеблются в пределах 4—8 mJ мин, а при чугуне средней твердости — в пределах 6—10 м/мин. Меньшие скорости резания относятся к меньшим, а большие — к большим диаметрам резьбы. В качестве охлаждающей жидкости при нарезании резьбы плашками на стальных деталях применяются сурепное и веретенное масла, а также эмульсия.

Подготовка отверстия под нарезание резьбы метчиком. Отверстия под резьбу, к точности которой не предъявляется высоких требований (например, в обыкновенных гайках), высверливаются сверлом.

При нарезании метчиком точных резьб просверленное отверстие следует растачивать резцом. Если нарезается резьба большого диаметра, то предварительное нарезание резьбы производится резцом, а окончательное — метчиком. При этом способе облегчается работа метчика и повышается точность резьбы. Такой прием нарезания резьбы метчиком называется калиброванием.

Диаметр отверстия, подготовленного для нарезания резьбы метчиками, можно определять по правилам, относящимся к подготовке отверстия под нарезание резьбы резцом, и изложенным выше. Правильный выбор диаметра отверстия под резьбу в данном случае имеет особое значение, так как материал витков, деформирующийся в процессе работы метчика, увеличивается в объеме и так защемляет метчик, что вращение его становится затруднительным. В результате этого или срывается резьба, или ломается метчик.

Метчики. Нарезание резцом внутренних резьб небольших диаметров — метрических до 10 мм, а дюймовых до 8// — связано со значительными затруднениями. Стержень резца получается очень тонким, непрочным, вследствие чего углубление резца при каждом новом проходе должно быть небольшим. Увеличение числа проходов понижает производительность. Наблюдение за работой резца невозможно. Подобные затруднения, хотя и в меньшей степени, возникают иногда и при нарезании резьб,

диаметры которых больше указанных выше. Поэтому нарезание на токарном станке внутренних метрических резьб диаметром до 50 жл и дюймовых до 2" часто производится не резцом, а метчиком (рис. 193). На рабочей части метчика нарезана резьба и профрезерованы канавки, образующие перья с режущими кромками. В канавках размещается стружка, снимаемая метчиком. Затылочные

2 \Калибрдюш,ая2 \Калибрдюш,аяХвостовикХвостовикКанавкаКанавкачастичастичастьчастьРжущее пероРжущее пероРабочая частьРабочая частьЗгол уклона Заборная часть заборной /'Згол уклона Заборная часть заборной /'Згол конуса . заборной частиЗгол конуса . заборной частиЗадняя поверхностьЗадняя поверхностьЗатылочная поверхностьЗатылочная поверхностьРежущая кромкаРежущая кромкаЗадняя кромкаПередняя поверхностьЗадняя кромкаПередняя поверхностьРис 193. Метчик, его части и элементыРис 193. Метчик, его части и элементы

2 \Калибрдюш,ая

2 \Калибрдюш,ая

Хвостовик

Хвостовик

Канавка

Канавка

части

части

часть

часть

Ржущее перо

Ржущее перо

Рабочая часть

Рабочая часть

Згол уклона Заборная часть заборной /'

Згол уклона Заборная часть заборной /'

Згол конуса . заборной части

Згол конуса . заборной части

Задняя поверхность

Задняя поверхность

Затылочная поверхность

Затылочная поверхность

Режущая кромка

Режущая кромка

Задняя кромка

Передняя поверхность

Задняя кромка

Передняя поверхность

Рис 193. Метчик, его части и элементы

Рис 193. Метчик, его части и элементы

поверхности перьев обрабатывают так, что между ними и обработанной поверхностью образуется небольшой угол, подобный заднему углу резца.

Рабочая часть метчика состоит из заборной (или режущей) и калибрующей частей. Заборная часть — конусная; она первой входит в нарезаемое отверстие и выполняет основную работу нарезания резьбы. Следующая за ней калибрующая часть направляет метчик в нарезаемом отверстии и придает резьбе точные размеры (калибрует).

Хвостовик метчика заканчивается квадратом, который служит для закрепления метчиков в воротке или патроне. Название остальных элементов метчика указано на рис. 193.

Нарезание метрической и дюймовой резьб производится обычно последовательно двумя или тремя ручными метчиками, образующими комплект.

Для резьбы с шагом до 3 мм включительно метчики изготовляют комплектом из 2 шт., для резьбы с шагом свыше 3 мм — комплектом из 3 шт. Первый метчик, называемый черновым (на хвостовике его, около квадрата, делается одна круговая риска), снимает наибольшую стружку. Второй (или третий) метчик, называемый чистовым, окончательно отделывает резьбу (на нем делается соответственно, две или три риски).

Рис 194 Нарезание резьбы метчиками при помощи воротка (а) и гаечного ключа (б)

У чистового метчика длина заборной части 1,5—2 витка, а калибрующая часть его имеет полный профиль.

Комплект ручных метчиков для нарезания трубной резьбы состоит из двух метчиков — чернового и чистового

Кроме ручных, при работе на токарных станках применяются машинно-ручные и гаечные метчики. Они изготовляются по одному для каждого диаметра и нарезают резьбу за один проход.

Приемы нарезания резьбы метчиками. Сквозные отверстия нарезаются следующим образом. Очередной метчик вставляется в отверстие и поддерживается за квадратный хвост воротком (рис. 194, а) или гаечным ключом (рис 194, б), после чего станок пускается в ход. Метчик ввинчивается в отверстие и нарезает резьбу. Необходимо отметить, что при таких способах нарезания резьбы ось метчика, а поэтому и ось резьбы, не всегда совпадает с осью нарезаемого отверстия. Ввиду этого болт или шпилька, ввернутые в нарезанное отверстие, будут расположены

не перпендикулярно, а несколько наклонно к торцовой поверхности детали. Другой недостаток заключается в следующем. Если диаметр отверстия под резьбу мал или метчик затупился, он будет ввинчиваться в отверстие с большим усилием, а гаечный ключ или вороток могут быть вырваны из рук рабочего. При падении на направляющие станины ключ и вороток портят их. Но может быть и хуже: рабочий получит травму.

Рис. 195. Установка метчика при нарезании резьбы на заднем центре (а) и в патроне (б)

Поэтому в тех случаях, когда ось нарезаемой резьбы должна совпадать с осью отверстия, и даже при отсутствии этого условия, но при диаметре резьбы, превышающем 12—15 мм, метчик следует устанавливать так, как показано на рис. 195, а. Нарезаемая деталь 2 закреплена в патроне 1. Левый конец метчика 3 введен в нарезаемое отверстие, а правый поддерживается центром 5, вставленным в пиноль 6 задней бабки. На квадратный конец метчика надет хомутик 4, конец которого опирается на верхнюю площадку 7 суппорта. По мере перемещения метчика влево пиноль задней бабки подается также влево непрерывным вращением ее маховика. Подачу пиноли бабки следует производить с большой осторожностью, отнюдь не быстрее перемещения метчика в осевом направлении. Если конец хомутика приближается к левой кромке площадки 7, необходимо переместить влево весь суппорт.

Еще один способ установки метчика показан на рис. 195, б. В пиноль 10 задней бабки вставлен патрон 9.

В корпусе патрона имеется квадратное отверстие, в которое входит квадратный конец хвоста метчика 8. И в этом случае по мере углубления метчика в нарезаемое отверстие необходимо непрерывно и осторожно перемещать пиноль задней бабки.

При нарезании резьб в глухих отверстиях нельзя пускать станок в ход, так как очень трудно уловить тот момент, когда торец метчика упрется в дно нарезаемого отверстия. Если в этот момент станок не остановить, то или ломается метчик, или срывается нарезанная им резьба. Во избежание этого при нарезании таких резьб ввертывают метчик ключом или воротком, или, если возможно, придерживают ключ правой рукой и вращают шпиндель станка левой рукой за приводной ремень.

Скорости резания и охлаждение при нарезании резьбы метчиками. Скорости резания при работе метчиками должны быть небольшими. Для выбора скоростей резания при нарезании резьбы метчиками можно пользоваться данными, относящимися к нарезанию резьбы плашками (стр. 282), умножая их на 1,5—1,7.

Охлаждение при нарезании резьбы метчиками повышает ее качество, а также способствует сохранению режущих свойств метчика. В качестве охлаждающей жидкости при нарезании резьбы в деталях из мягкой стали и стали средней твердости применяется эмульсия или смесь льняного масла (70%) с керосином (30%). Мягкий чугун нарезается без охлаждения, твердый — с охлаждением керосином.

Нарезание прямоугольной, трапецеидальнойи многоходовой резьб

Резцы для нарезания прямоугольной резьбы. Резец для нарезания прямоугольной резьбы показан на рис. 196. Передний угол резца делается равным нулю, а задний — от 6 до 8°. Все остальные элементы резца выбираются в зависимости от шага нарезаемой резьбы и способа его установки. Эти способы показаны на рис. 197.

В первом случае (рис. 197, а) резец установлен так, что его главная режущая кромка параллельна оси нарезаемой резьбы, а во втором (рис. 197,6)— перпендикулярна к боковым сторонам винтовой канавки. Достоинства и недостатки каждого из этих способов рассмотрены ниже.

Если резец устанавливается по рис. 197, а, то угол резца аг (рис. 196) должен быть на 2° больше угла подъема резьбы. Угол а2 независимо от угла подъема нарезаемой резьбы делается около 3°. Длина t режущей кромки делается равной половине шага нарезаемой резьбы.

При установке резца по рис. 197, б углы о^ и а2 (рис. 196) делаются одинаковыми, около 3° каждый,

Рис. 197. Способы установки резца при нарезании прямоугольной резьбы: режущая кромка резца параллельна оси резьбу (а); режущая кромка перпендикулярна к боковым сторонам винтовой канавки (б); положение резца при отделке боковых сторон профиля резьбы (в, г)Рис. 197. Способы установки резца при нарезании прямоугольной резьбы: режущая кромка резца параллельна оси резьбу (а); режущая кромка перпендикулярна к боковым сторонам винтовой канавки (б); положение резца при отделке боковых сторон профиля резьбы (в, г)Рис. 196. Резец для нарезания прямоугольной резьбыРис. 196. Резец для нарезания прямоугольной резьбыРис. 198. Шаблоны для заточки резца (а) и проверки профиля прямоугольной резьбы (б)Рис. 198. Шаблоны для заточки резца (а) и проверки профиля прямоугольной резьбы (б)

Рис. 197. Способы установки резца при нарезании прямоугольной резьбы: режущая кромка резца параллельна оси резьбу (а); режущая кромка перпендикулярна к боковым сторонам винтовой канавки (б); положение резца при отделке боковых сторон профиля резьбы (в, г)

Рис. 197. Способы установки резца при нарезании прямоугольной резьбы: режущая кромка резца параллельна оси резьбу (а); режущая кромка перпендикулярна к боковым сторонам винтовой канавки (б); положение резца при отделке боковых сторон профиля резьбы (в, г)

Рис. 196. Резец для нарезания прямоугольной резьбы

Рис. 196. Резец для нарезания прямоугольной резьбы

Рис. 198. Шаблоны для заточки резца (а) и проверки профиля прямоугольной резьбы (б)

Рис. 198. Шаблоны для заточки резца (а) и проверки профиля прямоугольной резьбы (б)

независимо от угла подъема резьбы. Длина t режущей кромки в этом случае должна быть на 0,5 — 1,0 мм меньше половины шага нарезаемой резьбы.

Для проверки размера t у резца пользуются штангенциркулем или шаблоном (рис. 198, а). Размер Ц (рис. 196) рабочей части резца у его основания должен быть немного (на 0,2—0,3 мм) меньше размера t.

Державка для резьбовых резцов. Для установки резьбового резца по рис. 197, а или 197, б удобна державка, показанная на рис. 199. Резец 1 посредством болта 2 закрепляется в головке 3. Цилиндрический выступ

головки входит в соответствующую выточку (не показана на рисунке), имеющуюся в торце корпуса 4 державки, Соединение головки 3 с корпусом 4 осуществляется посредством дифференциального устройства, состоящего из стержня 5, закрепленного в головке 3 и винта 6. Шаг наружной резьбы винта несколько больше шага резьбы, нарезанной в отверстии винта и на стержне 5. Благодаря такому устройству достигается прочное закрепление го

ловки 3 в требуемом положении. Угол поворота головки, равный углу подъема, отсчитывается по риске А и шкале В.

Установка резца при нарезании прямоугольной резьбы. При нарезании прямоугольной резьбы имеет существенное значение установка резца. Если резец установлен, как показано на рис. 197, а, профиль резьбы получается правильным. В этом случае, однако, правая режущая кромка не режет, а скоблит металл. Условия работы левой режущей кромки более благоприятны, но вследствие отгибания резца (вниз и влево) под действием вертикальной силы резания возможно врезание этой кромки в нитку резьбы. Оба недостатка особенно существенны при нарезании резьбы с большими углами подъема. При установке резца по рис. 197, б ширина винтовой канавки у впадины получается больше, чем у вершин профиля, а впадина не плоской, а вогнутой. Достоинство этого способа состоит в том, что правая и левая режущие кромки резца работают в одинаковых благоприятных условиях.

Из всего сказанного следует, что при черновых проходах резца, когда снимаются сравнительно толстые стружки, а точности профиля не требуется, резец надо

устанавливать так, как показано на рис. 197, б. При чистовых проходах, когда важнейшей задачей является получение правильного профиля резьбы, резец должен быть установлен по рис. 197, а. Главная режущая кромка резца должна быть установлена точно на линии центров станка. Кроме того, положение резца должно быть проверено по шаблону подобно тому, как это делается для проверки установки резца при нарезании треугольной резьбы.

Приемы нарезания прямоугольной резьбы. Резьба с шагом до 3—4 мм нарезается резцом, длина режущей кромки которого равна половине шага резьбы, без предварительных черновых проходов. Резец должен быть установлен по рис. 197, а. Боковые стороны профиля получаются при этом чистыми, если углубление резца при каждом новом проходе не превышает 0,05—0,1 мм.

Резьбы, шаг которых больше 4 мм, следует нарезать в два приема. Сначала производится предварительное нарезание резьбы, а затем окончательная отделка ее профиля. Если угол подъема резьбы не превышает 3°, то предварительное нарезание ее производится резцом, установленным по рис. 197, а. При предварительном нарезании резьб с большим углом подъема резец устанавливается по рис. 197, б. В обоих случаях длина режущей кромки резца должна быть меньше (на 0,5—1 мм) половины шага резьбы. На впадине резьбы необходимо оставлять припуск 0,2—0,3 мм на окончательную отделку.

Окончательная чистовая отделка резьбы производится резцом, длина режущей кромки которого равна половине шага резьбы, установленным по рис. 197, а.

Более чистые боковые поверхности профиля резьбы получаются в том случае, если обработка их осуществляется подрезными резцами, установленными по рис. 197, в, г, а впадины — обыкновенным канавочным резцом, установленным по рис. 197, а. Ширина такого резца должна быть меньше ширины впадины резьбы на 0,1—0,2 мм. После каждого прохода резца необходимо тщательно измерять (штангенциркулем) ширину витка резьбы.

Проверка наружного и внутреннего диаметров производится так же, как и у треугольной резьбы; профиль этой резьбы проверяется шаблоном (см. рис. 198, б).

Резцы для нарезания трапецеидальной резьбы. Резец для нарезания трапецеидальной резьбы показан на

рис. 200. Угол между боковыми режущими кромками резца должен быть равен 30°; длина t передней кромки принимается соответственно профилю нарезаемой резьбы. Все углы (а, а,, а2) выбираются так же, как и углы для нарезания прямоугольной резьбы. И в этом случае для закрепления резцов пользуются державками (см. рис. 199).

Резец для нарезания трапецеидальной резьбы затачивается по шаблону, подобно применяемому при заточке

Рис. 200. Резец для нарезания трапецеидальной резьбыРис. 200. Резец для нарезания трапецеидальной резьбыРис. 201. Приемы нарезания трапецеидальной резьбыРис. 201. Приемы нарезания трапецеидальной резьбы

Рис. 200. Резец для нарезания трапецеидальной резьбы

Рис. 200. Резец для нарезания трапецеидальной резьбы

Рис. 201. Приемы нарезания трапецеидальной резьбы

Рис. 201. Приемы нарезания трапецеидальной резьбы

резцов для треугольной резьбы, и в том же порядке. Заточенный резец доводится.

Приемы нарезания трапецеидальной резьбы. Установка резца при нарезании трапецеидальной резьбы производится так же, как и при прямоугольной резьбе. Резьбы с шагом до 3 мм нарезаются одним резцом, имеющим полный профиль. Нарезание резьб, шаг которых превышает 3 мм, производится в несколько приемов (рис. 201, а). Канавочным резцом, ширина которого на 0,1—0,2 мм меньше ширины впадины резьбы, прорезается винтовая канавка. Диаметр канавки «по дну» должен быть равен внутреннему диаметру нарезаемой резьбы. После этого двумя резцами (правым и левым) винтовой канавке придается форма трапеции, причем ширина канавки, изме- 290

Рис. 202. Шаблон для проверки профиля и среднего диаметра трапецеидальной резьбыРис. 202. Шаблон для проверки профиля и среднего диаметра трапецеидальной резьбыряемая по наружному диаметру, должна быть на 0,3— 0,4 мм меньше окончательной. Каждый из резцов должен иметь угол при вершине, равный 30°; длина передней режущей кромки резца делается на 1—3 мм меньше ширины впадины нарезаемой резьбы. Окончательная отделка резьбы производится резцом, имеющим полный профиль. Этим резцом отделываются только боковые стороны профиля резьбы.

Рис. 202. Шаблон для проверки профиля и среднего диаметра трапецеидальной резьбы

Рис. 202. Шаблон для проверки профиля и среднего диаметра трапецеидальной резьбы

Другой, очень производительный способ нарезания трапецеидальной резьбы показан на рис. 201, б. Резцом, ширина которого на 0,3—0,4 мм меньше окончательной ширины винтовой канавки, измеренной по среднему диаметру резьбы, прорезается предварительная канавка. Диаметр канавки, измеренной «по дну», должен быть больше среднего диаметра резьбы на 0,3—0,5 мм. Затем предварительная канавка углубляется до внутреннего диаметра резьбы. Ширина применяемого резца должна быть на 0,2 мм меньше окончательной ширины впадины. Отделка профиля

производится последовательно двумя резцами, имеющими полный профиль нарезаемой резьбы. Первый из резцов имеет вогнутую (в виде желобка) переднюю поверхность, что обеспечивает большую легкость отделения стружки и чистую поверхность резьбы. Второй резец должен иметь плоскую переднюю поверхность.

Проверка трапецеидальной резьбы. Для проверки трапецеидальной резьбы применяются предельные калибры, подобные по конструкции предельным калибрам для треугольной резьбы. Профиль трапецеидальной резьбы проверяется выступом С шаблона (рис. 202). При необходимости определения среднего диаметра трапецеидальной резьбы, проверка его производится косвенным путем. Для этого шаблон накладывается на виток резьбы, как показано на рис. 202. Если дно выемки шаблона касается вершины профиля резьбы, а точки Л и В — боковых сторон его, средний диаметр резьбы правилен.

Необходимо отметить, что такой способ проверки среднего диаметра является грубым, так как наружный диаметр резьбы, от точности которого зависит результат

12 3 412 3 4Рис. 203. Делительный патрон для нарезания многоходовых резьбРис. 203. Делительный патрон для нарезания многоходовых резьб

12 3 4

12 3 4

Рис. 203. Делительный патрон для нарезания многоходовых резьб

Рис. 203. Делительный патрон для нарезания многоходовых резьб

проверки по рис. 202, обрабатывается с невысокой степенью точности. Исключением из этого являются винты с трапецеидальной резьбой (ходовые винты), у которых боковая поверхность служит установочной базой, при нарезании резьбы с использованием люнетов. Наружный диаметр таких винтов бывает поэтому точнее, чем у обычных.

Нарезание многоходовой резьбы. Многоходовая резьба винтов обычно имеет трапецеидальный и прямоугольный профили, а червяков—только трапецеидальный.

Приемы обработки отдельных винтовых канавок таких резьб и червяков обычно не отличаются от применяемых при нарезании одноходовых резьб соответствующих профилей.

В рассматриваемом случае при установке резца по рис. 197, б искажение профиля резьбы получается значительным вследствие больших углов подъема многоходовых резьб.

При нарезании многоходовых резьб и червяков воз

никает дополнительное требование: обеспечение правильного взаимного расположения нескольких канавок резьбы или, как говорят, деления резьбы на заходы.

Деление резьбы на два захода можно производить при помощи поводкового патрона, если он имеет два паза для поводка. Для этого при переходе от первой винтовой канавки ко второй нарезаемая деталь снимается с центров, и поводок устанавливается в противоположный паз патрона. Затем деталь снова устанавливают на станок и у нее обрабатывают вторую винтовую канавку. Таким же способом можно нарезать при наличии соответствующего поводкового патрона и четырехходовые резьбы, причем поводок устанавливается последовательно во все пазы патрона. Следует отметить, что этот способ является грубым.

Очень точное деление резьбы на заходы достигается при применении специального делительного патрона 292

(рис. 203). Патрон состоит из корпуса 2, навертываемого на шпиндель 1 станка, и кольца 4. Кольцо может быть повернуто относительно корпуса 2 и скрепляется с ним в рабочем положении посредством болтов 3. Отсчет поворота кольца производится по шкале (360 делений), нанесенной на боковой поверхности кольца, и по риске, имеющейся на корпусе патрона. Очевидно, что при нарезании двухходовой резьбы, переходя от первого захода ко второму, необходимо повернуть кольцо, а вместе с ним и деталь на 180° и т. д.

Поворот детали после каждого нарезанного витка можно также отсчитывать при помощи зубчатых колес передачи от шпинделя станка к его ходовому винту.

Глава V

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЫЕ ТОКАРНЫЕ РАБОТЫ

Обработка нежестких деталей

Предварительные замечания. Практика показывает, что если длина детали в 10—12 раз больше ее диаметра, то удовлетворительная обработка этой детали на токарном станке с применением обычных способов закрепления (в центрах или патроне с поддержкой задним центром) не удается, и для выполнения ее необходимо добавочное закрепление детали. Такое закрепление осуществляется при помощи люнетов. Люнеты (или стойки) бывают неподвижные и подвижные.

Неподвижные люнеты и работа с ними. Неподвижный люнет (рис. 204) устанавливается на станине 10 станка и закрепляется посредством болта 8 и планки 9 (т. е. так же, как задняя бабка станка). Корпус люнета состоит из основания 7 и крышки /, соединенных шарниром 3. Для закрепления крышки 1 в рабочем положении служит откидной болт 6 с фасонной головкой. У люнета имеются три кулачка (один из них обозначен цифрой 2), причем два кулачка расположены в основании люнета, а третий — в крышке. Эти кулачки при помощи регулировочных болтов 4 могут перемещаться в отверстиях, сделанных в корпусе люнета. Для закрепления кулачков в выбранном положении служат винты 5.

Кулачки люнетов обычно изготовляются из чугуна. Если есть основания опасаться, что поверхность обрабатываемой детали вследствие трения о кулачки может быть испорчена, следует пользоваться стальными кулачками с бронзовыми наконечниками. В некоторых случаях из этих же соображений применяют кулачки, рабочие поверхности которых покрыты баббитом. Если, наоборот,

возможен чрезмерно быстрый износ кулачков, рабочие

поверхности наплавляют твердым сплавом или пользу

ются люнетами, кулачки которых снабжены роликами.

Установка неподвижного люнета на токарном станке показана на рис. 205. Обрабатываемая деталь установлена в центрах и поддерживается тремя соответствующим образом отрегулированными кулачками люнета.

Если заготовка детали точная (холоднокатаный, калиброванный пруток и т. п.) или она предварительно обработана, установка ее в люнете удается без предвари

тельного протачивания шей- Рис 204 Неподвижный люнет ки там, где будут располо

жены кулачки люнета. В противном случае в том месте детали, которым она будет касаться кулачков люнета,

должна быть проточена шейка.

Рис 205. Обработка с неподвижным люнетомРис 205. Обработка с неподвижным люнетомОбработка шейки, длина которой должна быть немного больше ширины кулачков люнета, возможна несколькими

Рис 205. Обработка с неподвижным люнетом

Рис 205. Обработка с неподвижным люнетом

способами. Если деталь длинная и тонкая, ее устанавливают в центрах и протачивают шейку в требуемом месте. Подача и глубина резания должны быть при этом возможно меньшими, чтобы избежать прогиба вала и вибраций.

Из этих же соображений главный угол в плане резца должен быть возможно большим (лучше всего пользоваться подрезными резцами) и радиус закругления вершины резца возможно меньшим, а передняя поверхность вогнутой (радиусной с фаской).

Угол наклона главной режущей кромки резца следует делать отрицательным (см. рис. 7, в); в этом случае резец как бы натягивает деталь на себя. При положительном угле (см. рис. 7, а) резец отталкивает от себя деталь, что способствует появлению вибраций.

Если обрабатываемая заготовка настолько длинна и тонка, что протачивание шейки сразу в середине ее, даже с соблюдением указанных выше правил, не удается, приходится протачивать временные шейки (одну или две), расположенные ближе к передней бабке. Проточив такую шейку на расстоянии от передней бабки, равном, например, одной четверти всей длины заготовки, устанавливают против шейки люнет и протачивают вторую временную или требуемую шейку

Установка люнета производится различными способами. Устанавливать кулачки люнета непосредственно по заготовке можно только в том случае, если она точна (например, калиброванный пруток) или предварительно обработана. Этим способом следует пользоваться только при грубых работах, причем если заготовка прогибается под действием собственного веса, то сначала к ней равномерно подводят два нижних кулачка, и только после этого закрепляют верхний кулачок. При чистовых и точных работах устанавливать люнет этим способом нельзя, так как при неправильной установке его (что очень вероятно) обрабатываемая деталь получится с неодинаковыми диаметрами по всей длине.

Если деталь имеет обработанную поверхность, то установку люнета лучше всего производить при помощи короткой оправки (цилиндрического валика) диаметром, равным диаметру заготовки в том ее месте, в котором будет расположен люнет. Один конец оправки закрепляется в патроне, а по другому концу, предварительно выверенному при помощи рейсмуса или индикатора, или обточенному на месте, устанавливают кулачки люнета. Люнет в это время находится вблизи передней бабки и после установки кулачков передвигается вдоль станины до требуемого положения.

Рис 206 Подвижный люнетРис 206 Подвижный люнет

Рис 206 Подвижный люнет

Рис 206 Подвижный люнет

Отметим в заключение, что при обтачивании детали с неподвижным люнетом угол наклона главной режущей кромки резца должен быть положительным. Образующаяся при этом стружка отходит вправо и не запутывается в кулачках люнета (см. рис. 9, а).

Подвижные люнеты и их применение. Подвижный люнет (рис. 206) закрепляется на продольных салазках 4 суппорта болтами 6. В корпусе 5 люнета в этом случае расположены только два кулачка; один из них обозначен цифрой 3. Кулачки регулируются винтами 1 и закрепляются винтами 2.

При правильной установке резца и люнета ку

лачки последнего поддерживают деталь несколько правее резца (при перемещении суппорта влево), как показано на рис. 207. Кулачки люнета, таким образом, прикасаются

далеко от точки приложения силы, изгибающей вал. Благодаря тому, что люнет перемещается вместе с суппортом, относительное положение резца и кулачков люнета остается неизменным.

Для предотвращения попадания стружки под кулачки люнета угол наклона главной режущей кромки резца следует делать отрицательным. Стружка при этом условии отходит влево (см. рис. 9, в), что и требуется.

Некоторые особые случаи применения неподвижных люнетов. Иногда обработка жесткой детали затрудняется или даже оказывается невозможной ввиду недостаточной прочности закрепления ее только в патроне. Если использовать задний центр почему-либо нельзя, применяют неподвижный люнет, как, например, при обтачивании торца вала, не имеющего центрового отверстия.

Обработка на планшайбе и угольнике

Обработка на планшайбе. При обработке основания рейсмуса (см. рис. 82, д) требуется, чтобы ось отверстия под стойку рейсмуса была строго перпендикулярна, а верхняя торцовая поверхность основания параллельна опорной плоскости основания. Подобные требования предъявляются и к другим деталям машин. Указанные требования будут выполнены, если после закрепления основания рейсмуса для обработки отверстия под стойку и торцовой поверхности его ранее обработанная опорная плоскость будет расположена перпендикулярно к оси вращения станка. Использование самоцентрирующего или четырехкулачкового патрона может привести к браку детали, если она почему-либо не будет плотно прижата опорной плоскостью к установочной! поверхности всех кулачков патрона. Такой же результат получится и в том случае, если хотя бы один из кулачков займет положение, показанное на рис. 53.

Наилучшее закрепление детали при данных условиях обработки дано на рис. 208, а. На рисунке показаны планшайба 1, обрабатываемая деталь 2 и прихваты 3, которыми деталь закреплена на планшайбе.

Планшайба представляет собой диск с утолщенной средней частью, усиленный ребрами. В утолщенной части имеется резьбовое отверстие (по шпинделю станка). Деталь закрепляется при помощи прихватов; головки болтов прихватов входят в Т-образные пазы планшайбы или болты проходят через отверстия, имеющиеся в некоторых планшайбах. Не следует слишком сильно завертывать гайки этих болтов во избежание деформирования, а иногда и по-

ломки планшайбы. В некоторых случаях при этом может быть деформирована и обрабатываемая деталь.

Проверка установки детали, закрепляемой на планшайбе, производится так же, как при закреплении в четырехкулачковом патроне. При немного отжатых гайках болтов прихватов деталь может быть смещена в любую сторону легкими ударами молотка.

Рис. 208. Примеры обработки на планшайбе

Если обрабатываемая деталь располагается так, что центр тяжести ее не лежит на оси вращения шпинделя станка, она должна быть уравновешена (рис. 208, 6) каким-либо грузом 4.

Закрепление на планшайбе применяется и тогда, когда форма обрабатываемой детали затрудняет или даже исключает использование четырехкулачкового патрона.

При отсутствии планшайбы для выполнения рассмотренных работ может быть использован и корпус четырехкулачкового патрона.

Разумеется, такой метод крепления заготовок, как низкопроизводительный, можно рекомендовать лишь при изготовлении деталей малыми партиями.

Обработка на угольнике. Если в какой-либо детали, например в подшипнике, отверстие должно быть обработано так, чтобы его ось была параллельна опорной плоскости и расстояние от оси до этой плоскости было равно заданному, то подобные операции следует выполнять на угольнике (рис. 209, а), прикрепленном должным образом к планшайбе. Полки угольника должны составлять

между собой угол 90°. Продолговатые отверстия в одной из полок угольника сделаны для болтов, посредством которых он прикрепляется к планшайбе, а такие же отверстия в другой полке — для болтов, используемых для закрепления обрабатываемой детали. Полки сравнительно больших угольников для большей жесткости соединяются скрепляющими ребрами.

Установка угольника на планшайбу (рис. 209, б) осуществляется в следующем порядке. Угольник прикреп-

Рис. 209. Токарный угольник (а) и его применение (б)

ляют к планшайбе предварительно, но так, чтобы расстояние от оси шпинделя до полки угольника, на которой будет установлена обрабатываемая деталь, было равно (приблизительно) требуемому расстоянию от оси отверстия в детали до ее опорной плоскости. После этого на угольнике устанавливают и закрепляют обрабатываемую деталь 2, например подшипник. Проверка положения подшипника производится по рискам А, В и С. Для проверки положения подшипника по рискам А и В следует перемещать его по угольнику. При установке подшипника по риске С необходимо перемещать по планшайбе угольник вместе с подшипником. Если производится обработка партии деталей, то положение второй и всех последующих деталей проверяется только по рискам А и В.

Примеры обработки детали на угольнике схематически показаны также на рис. 210. У патрубка (рис. 210, а) подлежит обработке торцовая плоскость А. Она должна быть перпендикулярна к плоскости фланца, соприкасающегося с угольником. Ось отверстия В в кронштейне

(рис. 210, б) должна быть расположена под углом а к плоскости его основания. В этом случае угол между полками угольника должен быть равен 90 — а°.

Рис. 210. Примеры обработки на угольнике

При обработке на угольнике почти всегда необходима балансировка, что осуществляется (рис. 209, б и 210, а, б) посредством противовеса /.

Обработка эксцентричных деталей

Эксцентричные детали и особенности их обработки. К этим деталям относятся эксцентрики, эксцентричные валики, коленчатые валы, отличительной особенностью которых является наличие нескольких поверхностей вращения со строго параллельными осями. Обеспечение параллельности этих осей, расстояния между ними и их углового расположения (например, при обработке коленчатых валов) является одной из задач, возникающих при обработке эксцентричных деталей.

Обработка эксцентриков. Типичный эксцентрик показан на рис. 211, а. У этой детали должны быть обработаны поверхности Л и В и отверстие С, причем поверхность Л имеет ось О^х, а поверхность В — ось О2О2, не совпадающую с первой и отстоящую от нее на расстоянии е. Кроме того, должны быть обработаны все торцовые поверхности детали. Один из способов обработки эксцентриков состоит в следующем У детали, закрепленной в четырехкулачковом патроне за поверхность Л, обрабатываются поверхность В, отверстие С и торцы, доступные

для обработки. После этого деталь надевается на оправку, центровые отверстия которой смещены относительно ее наружной поверхности на величину е. Установив оправку на центры, обрабатывают поверхность А детали и последний торец.

При отсутствии такой оправки обработку рассматриваемою эксцентрика можно выполнить следующим обра-

Рис 211 Эксцентрик (а) и его обработка (б)

зом. Закрепив эксцентрик в четырехкулачковом патроне за поверхность В, надо обработать поверхность А эксцентрика и его левый (по рис. 211, а) торец. После этого эксцентрик закрепляется (рис. 211, б) в том же патроне за обработанную поверхность А.

Для проверки необходимого при этом смещения оси поверхности на величину е можно поступать так. Подведя к поверхности А детали резец, установленный задним концом вперед, измеряют величину просвета Т. В этот момент

деталь должна быть установлена так, чтобы против торца резца находилась (рис. 211, 6) самая «высокая» точка поверхности А. После этого измерения деталь поворачивают вместе с патроном на 180° так, чтобы против торца резца оказалась (рис. 211, в) самая «низкая» точка поверхности А, и снова измеряют просвет между этой поверхностью и торцом резца. Если просвет оказался равным Т + 2е, можно приступить к обтачиванию поверхности В, обработке отверстия С и правых (по рис. 211, в) торцовых

Рис. 212. Обработка эксцентричного валика

поверхностей детали. В большинстве случаев приходится несколько раз смещать деталь и столько же раз производить указанные выше измерения.

Для определения самой высокой точки поверхности А можно воспользоваться куском мела, как при проверке установки детали в четырехкулачковом патроне. При медленном вращении детали мел коснется ее и сделает отметку на наиболее высоком участке поверхности в виде линии, в середине которой находится самая высокая точка этой поверхности. Самая низкая точка ее лежит, очевидно, на противоположной стороне.

При небольшой величине е проверку смещения детали, установленной по рис. 211,6, можно производить с помощью индикатора, закрепленного в резцедержателе. Кнопка индикатора прижимается в этом случае к поверхности А медленно вращающейся детали, по колебаниям стрелки можно судить о величине смещения этой поверхности относительно оси вращения шпинделя станка.

Обработка эксцентричных валиков. Обработка таких деталей производится в патроне или в центрах. В первом случае необходимое смещение поверхностей валика достигается способами, рассмотренными выше, а во втором — использованием двух пар центровых отверстий (рис. 212), имеющихся в торцах валика. Первая пара отверстий, расположенных на оси О1О1, используется при обтачива-

нии поверхности диаметром D, а вторая пара, расположенная на оси О2О2, — при обтачивании поверхности d. Оси OjOi и 0202 расположены на расстоянии, равном требуемому эксцентриситету е.

Точность выполнения этого размера в данном случае зависит от правильности центровки, которая производится по разметке или по кондуктору.

Обработка фасонных поверхностей

Обработка фасонных поверхностей фасонным резцом. Резцы, режущая кромка которых совпадает с профилем обрабатываемой поверхности, называются фасонными.

Рис. 213. Фасонные резцы: обыкновенный (а), призматический (6) и дисковый (в)

Простейший резец для обработки фасонной поверхности, часто называемый стержневым, показан на рис. 213, а.

Рис. 214. Примеры применения фасонных резцов: обыкновенного (а), призматического (б) и дискового (в)

Пример применения такого резца (обработка вогнутой поверхности) приведен на рис. 214, а.

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.

Обработка фасонных поверхностей при одновременном действии продольной и поперечной подач резца. Обработка фасонных поверхностей при одновременном действии продольной и поперечной ручных подач резца производится при небольшом количестве обрабатываемых деталей или при сравнительно больших размерах фасонных поверхностей. В первом случае изготовление даже обыкновенного фасонного резца нецелесообразно, во втором—потребовался бы очень широкий резец, работа которым неизбежно вызвала бы вибрации детали.

Рис. 215. Обработка фасонной поверхности при одновременных продольной и поперечной подачахРис. 215. Обработка фасонной поверхности при одновременных продольной и поперечной подачах

Рис. 215. Обработка фасонной поверхности при одновременных продольной и поперечной подачах

Рис. 215. Обработка фасонной поверхности при одновременных продольной и поперечной подачах

Фасонная поверхность детали обрабатывается рассматриваемым способом обычно в три приема, сущность которых будет ясна из приводимого ниже порядка обработки рукоятки (рис. 215, а).

Заготовка, из которой изготовляется рукоятка, закрепляется (рис. 215, б) за поверхность Л и у нее обрабатываются поверхности В, С, D и Е. Затем деталь закреп

ляется за поверхность С (рис. 215, в). Несколькими проходами проходного резца с заготовки снимают слои материала (заштрихованные в разные стороны). Припуск, оставшийся после этого на окончательное обтачивание фасонной поверхности, на рис. 215, а заштрихован.

Снятие припуска производится остроносым чистовым резцом. Для этого перемещают (вручную) продольные салазки влево и

одновременно поперечные а) салазки суппорта вперед и назад. При обработке сравнительно небольших фасонных поверхностей про

дольную подачу осуществляют используя верхние салазки суппорта, установленного так,чтобы направ-

ляющие их были параллельны центровой линии станка; для поперечной подачи применяют поперечные салазки суппорта. В том и другом случаях вершина резца будет перемещаться по кривой. После нескольких проходов

резца и при правильном соотношении величин подач (продольной и поперечной) обрабатываемая поверхность получит требуемую форму. Для выполнения этой работы нужен большой навык. Опытные токари, обрабатывая фасонные поверхности рассматриваемым способом, пользуются автоматической продольной подачей, перемещая одновременно с этим поперечный суппорт вручную.

Окончательная отделка фасонной поверхности, обработанной при одновременных продольной и поперечной подачах, производится опиливанием, а иногда и полированием.

Проверка фасонной поверхности осуществляется шаблонами, подобными изображенному на рис. 153, но с рабочей кромкой, соответствующей очертанию фасонной по-

ности при помощи шаблонаности при помощи шаблонаверх кости или ее участка.

ности при помощи шаблона

ности при помощи шаблона

Обработка фасонных поверхностей по шаблону. При обработке сравнительно небольших фасонных деталей, изготовляемых небольшими партиями, может быть полезно устройство, показанное на рис 216. Обрабатываемая деталь / (например, рукоятка для маховика) закреплена в самоцен-

трирующем патроне, а в пиноль задней бабки вместо центра вставлен шаблон 2, имеющий форму и размеры изготовляемой детали. Работая одновременно двумя подачами, токарь должен все время следить за тем, чтобы штифт 3, закрепленный в резцедержателе, находился в соприкосновении с шаблоном. При выполнении этого условия требуемая форма изделия получается сама собой.

Достоинство этого приспособления в том, что оно может быть быстро изготовлено самим токарем, без значи

тельных затрат.

Обработка фасонных поверхностей по копирам. Обработка таких поверхностей с использованием одновременно двух подач и по шаблону сопряжена с необходимостью работать ручной подачей, вследствие чего шаблоном целесообразно пользоваться только при небольших партиях деталей При обработке деталей большими партиями надо применять копиры, при которых подача резца осуществляется автоматически. В последние годы широкое рас пространение для этих целей получили так называемые

гидросуппорты.

Обработка фасонных поверхностей при помощи гидросуппорта. Этот способ будет понятен после ознакомления читателя с устройством и работой гидросуппорта, рассмотренных в конце этой книги (стр. 379).

Накатывание рифленых поверхностей

Виды накаток. Накатка, которая делается на поверхностях, охватываемых рукой, бывает прямая (рис. 217, а) и косая — сетчатая (рис. 217, б). Шаг S (рис. 217, в) прямой накатки делается независимо от материала детали 0,5—1,2 мм. Шаг косой — сетчатой накатки на деталях

Рис 217 Прямая (а) и косая—сетчатая — (б) накатки и их шаг (,)

из латуни и алюминия делается 0,6—1,2 ли!, а на стальных деталях — 0,6—1,6 мм. Чем тверже материал детали и чем больше ее диаметр, тем крупнее должен быть шаг накатки.

Рис. 218. Ролики для накатывания прямой (а) и косой—сетчатой — (б, в) накаток и угол их насечки (г)

Ролики для накатывания. Ролик для получения прямой накатки показан на рис. 218, а. Для получения косой — сетчатой накатки необходимо иметь два ро лика — с левой (рис. 218, б) и с правой (рис. 218, в) насечками. Диаметр роликов обычно принимается около 20—25 ,илц ширина — 10 мм. Угол а между сторонами насечки (рис. 218, а) следует брать острее для накатки

твердых материалов (например, для машиноподелочной стали а — 70°) и более тупым, если материал накатываемой детали мягок (для латуни а = 90°).

Ролики для накатывания изготовляются из стали марок У10А, У12А, ХВГ, 5ХНМ. Очень хорошо работают ролики, изготовленные из высокохромистой стали марки ХЭ12.

Рис. 219. Державка для одного (а) и трех пар (6) роликов

Державки для роликов. Державка для ролика, применяемого при образовании прямой накатки, показана на рис. 219, а. Ролик 1 расположен в прорези 2, сделанной в державке, и вращается на оси 3.

Для косой сетчатой накатки необходимо иметь две державки: одну с правой насечкой ролика и другую с левой насечкой. Лучше, однако, пользоваться державкой с двумя роликами, расположенными один над другим. Один ролик должен иметь правую, а другой — левую насечку.

На рис. 219, б показана универсальная державка. На оси 7 расположена обойма 6 с тремя парами роликов 4 и 5, насечка каждой из которых имеет разные шаги.

Практика накатывания. Накатка получается чистой, без рванин и выкрашиваний, если диаметр поверхности, подготовленной под накатывание, делится без остатка на диаметр ролика. Процесс накатывания показан на рис. 220. Державка с одним роликом закреплена в резцедержателе станка. Деталь вращается в обычном направле-

нии. Скорость вращения детали из мягкой стали должна быть 20—25 м!мин, из стали средней твердости —15— 20 м!мин.

Накатка требуемой глубины получается после нескольких проходов ролика. Чем крупнее накатка и чем тверже материал, тем больше должно быть сделано проходов. Например, накатка с шагом 1,2 мм на латунной детали

Рис. 220. Накатывание

может быть получена за 4—6 проходов, а на стальной детали — за 6—8 проходов ролика.

Продольная подача роликов при накатывании деталей диаметром 10—25 мм должна быть равна 1 —1,5 мм!об, а при больших диаметрах — 2—3 мм!об.

Во время накатывания пиноль задней бабки должна быть выдвинута как можно меньше, а задний центр необходимо плотно прижать к детали, поэтому его надо смазывать чаще обыкновенного. Накатка получается чище и ровнее, если накатываемое место поливается машинным маслом.

После того как накатывание закончено, на концах накатанной поверхности необходимо проточить фаски — прямую (Д, см. рис. 217, а) или закругленную (В, см. рис. 217, б).

Часть третья

ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИПРИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКЕ

Глава I

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ И ТЕХНИЧЕСКОЙ НОРМЕ ВРЕМЕНИ

Технологический процесс и его составные части

Технологический процесс. Технологи ческам процессом обработки деталей называется часть производственного процесса, непосредственно связанная с изменением формы или физических свойств детали. Изменение формы детали происходит в основном во время механической обработки, а физические свойства ее изменяются в процессе термической обработки (закалки, отпуска и т. д.).

Технологическая операция. В простейшем случае (например, при изготовлении гладкой втулки или шайбы) технологический процесс механической обработки детали часто осуществляется полностью на одном станке, например на токарном.

В большинстве случаев, однако, для изготовления детали, например вала, необходимо применять несколько станков разных типов. Если после обтачивания вала на одной из его ступеней должна быть профрезерована шпоночная канавка, а некоторые шейки прошлифованы, технологический процесс механической обработки вала будет состоять из трех частей, называемых операциями.

Операцией называется часть технологического процесса, выполняемая над определенной деталью (или над совокупностью нескольких одновременно обрабатываемых деталей) одним рабочим (или определенной группой рабочих) непрерывно на одном рабочем месте.

В приведенном определении под группой одновременно обрабатываемых деталей подразумевается тот случай, когда производится, например, обработка нескольких одинаковых дисков на одной оправке.

Группа рабочих участвует в выполнении одной операции при обработке деталей на крупных станках, обслуживаемых бригадой рабочих.

Непрерывность данной операции следует понимать таким образом, что выполнение ее не перебивается другими операциями. Например, если между чистовым и черновым обтачиванием вала, осуществляемым на одном и том же станке, производится правка вала на специальном прессе, то мы имеем две токарные операции.

Операция является единицей планирования производства (подсчета необходимого оборудования, рабочей силы и т. п.). На операцию выписываются рабочие листки, контрольные извещения и другие документы.

Установка и позиция. В некоторых случаях операция может состоять из нескольких частей. Так, например, после обтачивания конца вала, обращенного к задней бабке, вал снимают со станка и снова устанавливают на станок обработанным концом к передней бабке. Перемена положения вала на станке сопровождается снятием и установкой хомутика. Каждое из этих положений называется установкой.

Установкой называется часть операции, выполняемая при каждом новом положении детали относительно станка, для которого необходимо новое закрепление детали.

Положение детали относительно станка изменяют иногда и без перемены ее закрепления. Пример такого случая — поворот детали посредством специального дополнительного патрона при нарезании на ней многоходовой резьбы. В таком случае операция состоит из нескольких позиций.

Позицией называется часть операции, выполняемая при каждом новом положении относительно станка, но при одном закреплении детали на протяжении всей операции.

Переход. Частью операции, не разделенной на установки или позиции, а также частью установок или позиций является переход.

Переходом называется часть операции (установки или позиций), выполняемая над одним участком (или над определенной совокупностью участков поверхности детали) одним инструментом (или набором нескольких одновременно работающих инструментов) при одной настройке

станка на режим резания (скорость резания, глубина резания и подача).

В качестве примера перехода, выполняемого над определенной совокупностью участков поверхности детали набором одновременно работающих инструментов, может служить одновременное обтачивание двух ступеней вала двумя резцами.

Если два или несколько смежных переходов одинаковы (или могут быть условно приняты за одинаковые), эту часть операции принимают соответствующей одному переходу, но состоящему из нескольких проходов. Это делается главным образом для упрощения записи в технологических документах, относящихся к данной операции. Например, если при обработке какой-либо шейки вала производится сначала обтачивание ее до диаметра 60 мм, а затем до диаметра 50 мм, то имеем не одну, а две обрабатываемые поверхности, т. е. два перехода. Если, однако, при этом ни резец, ни настройка станка на режим резания не изменяются, данную часть операции можно считать одним переходом, состоящим из двух проходов.

Документация технологического процесса

Разработка технологического процесса. Технологический процесс, осуществляемый в цехах заводов, разрабатывается в общезаводских или цеховых технологических отделах. При этом технологический процесс документируется, т. е. записывается на бланках или картах, имеющих различное назначение.

Операционная карта. Такая карта является технологическим документом, используемым непосредственно на рабочем месте, и содержит все сведения, необходимые для выполнения данной операции. Операционные карты, применяемые на разных заводах, различны по своему внешнему виду, но сходны в основном по своему содержанию.

В операционной карте приводятся данные о заготовке обрабатываемой детали и сведения о ее материале, необходимые при выборе режима резания. В рассматриваемой карте указывается, как, в каком порядке, при помощи каких приспособлений и инструментов (режущих и измерительных), а также при каких режимах резания должна быть выполнена данная операция. В карте приводятся

указания о рациональных режимах резания для каждого перехода, время, необходимое для его выполнения, л другие сведения, связанные с выполнением данной операции.

Кроме перечисленных, в операционной карте содержатся и некоторые другие данные, имеющие для токаря второстепенное значение.

Состав технической нормы времени

Предварительные замечания. Производительность станка и труда токаря характеризуется количеством деталей, обрабатываемых на данном рабочем месте в единицу времени — час или смену. Она определяется также временем, необходимым для выполнения данной операции или, как говорят, технической нормой штучного времени.

Штучное время. В состав штучного времени (Тшт) входят основное и вспомогательное время, время технического и организационного обслуживания рабочего места, а также перерывы, необходимые для естественных надобностей и на отдых при тяжелой физической работе.

Основным (Тоск) называется время, на протяжении которого происходит резание, т. е. изменение формы и размеров детали. Оно может быть машинным, если вращение детали и подача инструмента осуществляется станком, машинно-ручным, — если вращение детали обеспечивается станком, а подача инструмента ручная и, наконец, ручным, например, при развертывании отверстия в не- вращающейся детали.

Вспомогательным (Твсп) называется время, затрачиваемое на различные действия, обеспечивающие выполнение основной работы, т. е. на установку и снятие обрабатываемой детали, пуск и остановку станка, на перемещение инструмента, измерение детали и другие приемы, повторяющиеся при обработке каждой детали.

Сумма основного и вспомогательного времени образует оперативное время (Топ\

Время технического обслуживаниярабочегоместа (Тт. 0) охватывает замену затупившегося инструмента, регулировку и очистку станка в процессе работы.

Время организационного обслуживания рабочего места (То. 0) — это время, расходуемое на раскладку и уборку инструмента в начале и в конце смены, а также на смазку и чистку станка.

Основное, вспомогательное и другие составляющие штучного времени выражаются обычно в минутах ^мину

Продолжительность основного и вспомогательного времени определяется по формулам и таблицам, приводимым в различных справочниках по нормированию работ на металлорежущих станках. Как к основному, так и к вспомогательному времени относятся приемы, которые предусматриваются заранее, вследствие чего эти составляющие штучного времени могут быть определены с точностью, достаточной во многих случаях практики.

Время на техническое и организационное обслуживание рабочего места и время на перерывы принято исчислять в процентах от оперативного времени.

Подготовительно-заключительное время. Для определения времени выполнения той или иной операции, по которому производится подсчет стоимости изготовления детали, к штучному времени необходимо прибавить часть так называемого подготовительно-заключительного времени, приходящегося на одну деталь.

Подготовительно-заключительным (Т„3) называется время, необходимое для изучения чертежа детали, операционной карты, получения и сдачи инструментов, требующихся для выполнения данной операции, наладки станка, сохраняющейся при обработке всей партии деталей.

Подготовительно-заключительное время, назначаемое по справочникам, относится ко всей партии деталей и не зависит от количества деталей в данной партии.

Калькуляционное время. Полное или калькуляционное время выполнения операции при обработке детали может быть определено по формуле

Тк=ТШП1 + 1^, (18)

где Тк — калькуляционное время в мин;

Тшт — штучное время в лш«;

Тпз — подготовительно-заключительное время в мин; п — количество деталей в партии.

Из формулы (18) видно, что наибольшее влияние на калькуляционное время обычно оказывает штучное время и менее существенное, как правило, — подготовительнозаключительное.

Предположим, например, что штучное время данной операции при обработке партии 100 деталей составляет 25 мин, а подготовительно-заключительное время — 5 мин. 316

Калькуляционное время в данном случае составляет Т5

Т к = Т шт Н—^ = 25 + -jQQ = 25,05 мин.

При увеличении Тшп1 на 5 мин калькуляционное время составит

7\ = 30 4-= 30,05 мин.

Если увеличить также на 5 мин подготовительно-заключительное время, то калькуляционное время будет равно

= 25 +-^-= 25,1 мин.

Чем меньше количество обрабатываемых деталей в партии, тем больше, разумеется, значение подготовительнозаключительного времени.

Необходимость одновременного уменьшениявсех составляющих нормы времени

Необходимость одновременного уменьшения всех составляющих штучного времени. Штучное время может быть определено по формуле

Тшт = Тосн + Твсп + Т,п. „ + то.о + Тп, (19) где Тшт — штучное время в мин;

Тосн — основное время в мин;

Твсп — вспомогательное время в мин;

Т,п. о — время технического обслуживания рабочего места в мин;

То. о — время организационного обслуживания рабочего места в лшн;

Тп — время на перерывы в мин.

Сумма основного и вспомогательного времени, т. е. оперативное время в условиях серийного производства, составляет обычно около 90% штучного времени. Поэтому для уменьшения штучного времени надо стремиться уменьшить оперативное время, не упуская возможности снижения времени, расходуемого на обслуживание рабочего места.

Добиваясь снижения оперативного времени, необходимо всеми доступными токарю способами уменьшать и основное, и вспомогательное время. На практике иногда

рассматривают скоростное точение и скоростную обработку как одно понятие, что совершенно неверно. В самом деле, повышая скорость резания или увеличивая подачу, мы уменьшаем лишь одну составляющую оперативного времени, а именно основное время. Поэтому даже существенное уменьшение основного времени иногда незначительно отражается на оперативном, а следовательно, и на штучном времени.

Предположим, например, что оперативное время на выполнение данной операции составляет 150 мин, в том числе 100 мин, т. е. около 67%, основного времени и 50 мин, т. е. около 33%, вспомогательного. Предположим далее, что повышением скорости резания и увеличением подачи удалось уменьшить основное время в 5 раз, т. е. довести его до 20 мин. Оперативное время после этого, если вспомогательное время не изменилось, составит 20 + 50 = = 70 мин. Таким образом, уменьшение основного времени в 5 раз снизило оперативное время примерно лишь в = = 2,2 раза.

Но дело не только в том, что при рассмотренных условиях уменьшение оперативного времени, а следовательно, и повышение производительности получились значительно меньше ожидаемых, айв том, что после повышения скорости резания ухудшилось соотношение основного и вспомогательного времени.

Действительно, как указано выше, после повышения скорости резания основное время составило 20 мин, т. е. 27% от оперативного (70 дшн), а вспомогательное — 73% от того же времени. Это значит, что при повышении скорости резания доля основного времени в оперативном уменьшилась с 67 до 27%, а доля вспомогательного возросла с 33 до 73%, т. е. ухудшилось использование станка за счет увеличения физической нагрузки токаря, что, очевидно, недопустимо.

Это, конечно, не означает, что уменьшение только основного времени нецелесообразно. Как правило, следует использовать все доступные токарю возможности уменьшения основного времени и одновременно с этим осуществлять прогрессивные способы снижения вспомогательного времени.

Необходимость и способы уменьшения подготовительно-заключительного времени. Несмотря на сравни- 318

тельно небольшое удельное место, занимаемое в калькуляционном времени подготовительно-заключительным временем, токарь должен добиваться его уменьшения. Это условие приобретает большое значение при сравнительно небольшом штучном времени, сложной подготовке станка, в особенности при небольшой партии деталей.

Одним из главных способов уменьшения подготовительно-заключительного времени является закрепление за каждым станком группы определенных деталей. Действительно, в этом случае отпадает необходимость изучения токарем чертежа и операционной карты перед обработкой каждой партии деталей; уменьшается время на наладку станка за счет использования опыта, приобретенного при предшествующих наладках для данной обработки детали.

Для уменьшения подготовительно-заключительного времени полезно применять, в особенности при работе на крупных станках, специальные подъемные приспособления, облегчающие установку и съем со станка тяжелых зажимных приспособлений.

Следует отметить, что большое влияние на подготовительно-заключительное время оказывает организация рабочего места токаря. Лучшие результаты достигаются при применении научной организации труда (НОТ).

Глава II

СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ ОСНОВНОГО ВРЕМЕНИ

Повышение режима резания

Точение с высокими скоростями. Скоростное резание металлов, возникшее в СССР, к настоящему времени получило теоретическое обоснование и широко применяется на металлорежущих станках. Это достигнуто объединенными усилиями ученых, инженеров-производственников (А. В. Кривоухова, А. И. Исаева, П. П. Грудова и др.) и токарей-новаторов (Г. С. Борткевича, П. Б. Быкова, В. М. Бирюкова, В. Н. Трутнева, В. Я. Карасева, В. К. Се- минского, Д. И. Рыжкова, В. А. Колесова и др.).

Сущность этого способа обработки металлов заключается в том, что с повышением скорости резания уменьшается степень деформации металла в процессе стружкообразо- вания, что подтверждается, в частности, уменьшением усадки стружки и силы резания при скоростном точении. Уменьшение деформации в отдельных частицах стружки обусловливает уменьшение количества теплоты, образующейся в процессе резания в каждой частице. Кроме того, каждая частица стружки при высокой скорости резания соприкасается с передней поверхностью резца меньше времени, чем при сравнительно низкой скорости. Благодаря этому при скоростном точении из каждой отдельной частицы стружки в резец поступает меньше теплоты, чем при низкой скорости резания.

При увеличении скорости резания уменьшается и количество теплоты, переходящей из стружки в обрабатываемую деталь. Опытами хорошо подтверждается, что при высоких скоростях резания обработанная поверхность нагревается лишь незначительно.

Таким образом, при высокой скорости резания распределение образовавшейся теплоты благоприятнее, чем при 320

умеренных скоростях; в стружке, получившейся при высокой скорости резания, остается теплоты больше, чем при низкой скорости.

Несмотря на положительное значение повышения скорости резания, условия работы режущей кромки резца при скоростном резании тяжелее, чем при менее высоких скоростях. Хотя количество теплоты, поступающей в резец из каждой частицы стружки, при скоростном резании меньше, чем при умеренных скоростях резания, общее количество теплоты, которое поступит в резец за одно и то же время его работы, будет больше при высокой скорости резания, чем при низкой. Это объясняется тем, что в первом случае резец получит теплоту из большего количества частиц стружки, чем за такое же время при невысокой скорости.

В результате при скоростном резании резец нагревается значительно больше, чем при работе с умеренной скоростью резания. Поэтому развитие скоростного резания обусловило необходимость дальнейшего повышения прочности и стойкости твердосплавных резцов.

Одним из мероприятий, направленных к достижению этой цели, явилось улучшение качества твердых сплавов, что и было осуществлено.

Другим способом повышения прочности и стойкости твердосплавных резцов является применение отрицательного переднего угла резца. Режущая способность твердосплавных резцов с положительным углом ограничивается склонностью твердосплавных пластинок к выкрашиванию. Это выкрашивание особенно заметно при обтачивании очень твердых или закаленных сталей и при работе с ударной нагрузкой (прерывистое точение, точение с неравномерным припуском и т. д.).

При отрицательном переднем угле выкрашивания пластинки, как правило, не происходит, что объясняется следующими факторами:

при точении резцами с отрицательным передним углом (—у) направление действующей силы Р обусловливает сжатие (рис. 221, а) и обеспечивает более благоприятные условия работы пластинки твердого сплава в сравнении с условиями работы резца с положительным (+у) передним углом (рис. 221, б);

при отрицательном переднем угле и положительном угле наклона режущей кромки (угле X) вершина резца

предохранена от ударов при обтачивании прерывистых поверхностей.

Все сказанное выше относится главным образом к обработке стали. Резание чугуна и цветных металлов требует значительно меньших усилий; преимущества отрицательных углов в данном случае сказываются слабее. Вследствие этого при обработке указанных материалов резцы с отрицательными передними углами применяются реже.

Рис. 221. Давление стружки на резец при отрицательном (а) и положительном (6) передних углах

Наряду с достоинствами резцы с отрицательным передним углом имеют ряд существенных недостатков.

При точении резцами с отрицательным передним углом возрастает сила трения стружки о резец, вследствие чего увеличивается и потребная мощность. Поэтому при работе на недостаточно мощных станках приходится уменьшать скорость резания или подачу, а вместе с тем и производительность.

При работе рассматриваемыми резцами возрастает радиальная сила Ри, что приводит к искажению формы обрабатываемой детали (при ее недостаточной жесткости), вибрациям и т. д.

Ввиду этого резцы с отрицательным передним углом применяются лишь для обработки стали с повышенной и высокой прочностью (овр = 80 кПммг и больше), при резании с ударной нагрузкой и при обработке заготовок с очень твердым поверхностным слоем. В последнее время стремятся и в таких случаях пользоваться резцами с положительным передним углом.

Точение с большими подачами. Возможность повышения производительности обычного токарного станка за счет увеличения скорости резания часто ограничивается 322

недостаточно большим предельным числом оборотов шпинделя. Повышение производительности станка путем увеличения подачи при обтачивании проходными резцами с обычной геометрией также не удается. В этом случае шероховатость поверхности (гребешки) настолько возрастает, что часто оказывается необходимым последующее чистовое обтачивание детали с небольшой подачей,

Рис. 222. Общий вид резца конструкции В. А. Колесова

это сводит на нет повышение производительности, достигнутое работой с большой подачей при черновом обтачивании.

Повышение производительности при чистовом обтачивании посредством использования широкого резца (стр. 163), установленного таким образом, что режущая кромка его параллельна направлению подачи, иногда весьма существенно. Но такие резцы могут работать без вибраций лишь при весьма малых глубинах резания, что исключает возможность применения этого способа обработки при сравнительно больших припусках на чистовое обтачивание.

Токарь-новатор Средневолжского станкостроительного завода В. А. Колесов предложил совмещать черновое и чистовое обтачивание в одном переходе, используя при этом специальный комбинированный резец.

Резец конструкции Колесова имеет три режущие кромки (рис. 222).

Первая режущая кромка А с углом в плане 45° выполняет работу обычного проходного резца; вторая

режущая кромка В с углом в плане 20° является переходной; третья С с углом в плане 0°, т. е. параллельная направлению подачи, выполняет задачу чистового резца, применяемого при больших подачах.

Резцами Колесова можно обрабатывать детали даже при сравнительно больших глубине резания и подаче, получая чистоту обрабатываемой поверхности по 4—5-му классам.

В качестве примера эффективного применения рассматриваемых резцов можно привести следующее. На модернизированном станке ДИП-300 Колесов обтачивал пиноли задней бабки токарного станка при скорости резания 150 м/мин, глубине резания 1,7—2 мм и подаче 2,7 мм/об вместо применявшейся ранее подачи 0,3—0,5 мм/об. Машинное время обработки было снижено при этом почти в 10 раз.

Наиболее значительным фактором резкого повышения производительности при работе резцом Колесова является совмещение чернового и чистового переходов при одновременном увеличении подачи.

Повышение производительности, достигаемое при использовании резца Колесова, получается существенным даже и при сопоставлении машинного времени обработки детали в один проход (за счет увеличения только подачи).

Практика применения резцов Колесова показала, что они обладают повышенной по сравнению с обычными резцами стойкостью. Это объясняется тем, что при обработке одной и той же детали длина пути, проходимого резцом Колесова по поверхности детали, меньше пути, который проходит обыкновенный резец, во столько же раз, во сколько подача при работе резцом Колесова больше, чем при обыкновенном резце.

Например, если подача при работе резцом Колесова равна 3 мм/об, а подача при обработке той же детали обыкновенным резцом 0,3 мм/об, то длина пути, проходимого первым резцом, будет в 10 раз меньше, чем у второго. Можно считать, что при указанных условиях работы износ резца Колесова будет примерно в 10 раз меньше, чем износ обыкновенного резца.

Опыт работы Колесова нашел отражение в книге «Общемашиностроительные нормативы режимов резания на токарных станках». Эта книга использована автором

при составлении таблиц скоростей резания резцами с вспомогательным углом ф1 = 0, приведенных на стр. 151 и др.

Стружколомание при скоростном точении. При скоростном точении стали особое значение имеет измельчение стружки, обеспечивающее удобство и безопасность обслуживания станка.

Универсального средства для измельчения стружки пока не существует, поэтому каждый из рассматриваемых способов решения этой задачи имеет более или менее ограниченное применение.

Рис. 223. Резцы с канавками для ломания стружкиРис. 223. Резцы с канавками для ломания стружки

Рис. 223. Резцы с канавками для ломания стружки

Рис. 223. Резцы с канавками для ломания стружки

Ломание стружки может быть достигнуто увеличением глубины резания или подачи. В том и в другом случаях стружка становится более ломкой. Но увеличение глубины резания ограничивается припуском на обработку, а увеличение подачи — мощностью станка, прочностью механизма подачи и жесткостью системы станок—деталь—инструмент, а иногда и заданной шероховатостью.

Не изменяя глубины резания и подачи, можно получить более мелкую стружку, увеличив главный угол в плане резца, что, однако, понижает его стойкость.

Для дробления стружки на передней поверхности резца иногда делается уступ, расположенный параллельно режущей кромке (рис. 223, а) или под углом 5—15° к ней (рис. 223, б), с расширением уступа к вершине резца. Стружка, снимаемая при такой форме уступа, ломается короткими кусками в виде завитков. Угол уступа рекомендуется делать в пределах ПО—115°. Размеры к и h уступа принимаются в зависимости от глубины резания и подачи и определяются, как правило, опытным путем.

При чистовом точении с глубиной резания меньше 2 мм для дробления стружки на передней поверхности резца

необходимо делать уступ, положение и размеры которого показаны на рис. 223, в. При обработке вязких сталей уступ не всегда обеспечивает ломание стружки.

Широкое применение находят стружколоматели, называемые порожками. Таким порожком является пластинка напаянная (рис. 224, а) или приваренная (рис. 224, б) к резцу на расстоянии к от режущей кромки. Это расстояние, по некоторым данным, колеблется в пределах 4—8 мм

Рис. 224. Напаянный и наварной стружколомателиРис. 224. Напаянный и наварной стружколомателиРис 225. Накладные стружколомателиРис 225. Накладные стружколоматели

Рис. 224. Напаянный и наварной стружколоматели

Рис. 224. Напаянный и наварной стружколоматели

Рис 225. Накладные стружколоматели

Рис 225. Накладные стружколоматели

и выбирается в зависимости от подачи и глубины резания. Угол В также зависит от подачи и принимается в пределах 105—115°. Чем меньше подача, тем меньше должен быть этот угол.

Материал пластинки для ломания стружки — сталь марок 5ХНМ, 40Х, У10, любая сталь, наплавленная сормайтом, или твердый сплав ВК8.

Стружколоматель, закрепляемый на резце, показан на рис. 225, а, а накладной (пружинный) — на рис. 225, б. Закрепление накладного стружколоматели осуществляется одновременно с закреплением резца.

Возможность регулирования положения таких стружко- ломателей с учетом режима резания и свойств обрабатываемого материала, а также по мере износа резца сообщает им некоторую универсальность. Рабочая поверхность стружколомателей должна быть износоустойчивой за счет приваренной или напаянной пластинки.

Необходимо, чтобы между стружколомателем и передней поверхностью резца не было щели, наличие которой

приводит к затормаживанию и завиванию стружки вокруг резца, резцедержателя и т. д., что создает опасность для рабочего. Вероятность такой щели особенно велика при наклонном стружколомателе.

Существуют и более сложные устройства для ломания стружки, рассматриваемые в специальной литературе.

Применение высокопроизводительных резцов

всех типов, предложенные приводится описание не-всех типов, предложенные приводится описание не-Рис. 226 Проходной резец для обработки весьма твердых и за каленных сталейРис. 226 Проходной резец для обработки весьма твердых и за каленных сталейПредварительные замечания. Одновременно со стандартными резцами, рассмотренными во второй части книги, широко применяются резцы токарями-новаторами. Ниже которых из этих резцов.

всех типов, предложенные приводится описание не-

всех типов, предложенные приводится описание не-

Рис. 226 Проходной резец для обработки весьма твердых и за каленных сталей

Рис. 226 Проходной резец для обработки весьма твердых и за каленных сталей

Улучшенные проходные резцы. Для обработки весьма твердых сталей высокую стойкость имеет резец конструкции токаря-новатора В. Н. Трутнева, показанный на рис. 226. Резец имеет отрицательный передний угол (у = —10°) и положительный угол наклона главной режущей кромки (X = +12°). При отношении глубины резания к подаче менее 10, такая заточка резца обеспечивает одновременно струж"коломание.

Левый проходной резец с двумя зачистными режущими кромками показан на рис. 227. Пользуясь этим резцом, можно производить обтачивание при продольной и поперечной подачах. Зачистная кромка длиной 8 мм выполнена по радиусу R = 95 мм, что значительно повышает стойкость рассматриваемого резца.

Увеличение подачи и особенно скорости резания в ряде случаев сопровождается появлением вибраций. Для устранения их токарь-новатор К- В. Лакур предложил проходной резец (рис. 228).

Повышенная виброустойчивость рассматриваемого резца достигается тем, что главная режущая кромка его расположена в одной плоскости с нейтральной осью стержня резца.

Упорные резцы. Один из первых высокопроизводительных резцов, появившихся при возникновении скоростного точения, предложен токарем-новатором Г. С. Борт-

Рис. 227. Левый проходной резец для обработки с большой подачей

Б-5

Рис. 228. Проходной резец повышенной виброустойчивости

кевичем (рис. 229). Передний угол этого резца, равный 8—10°, получается фрезерованием под соответствующим углом наклона опорной площадки гнезда для пластинки. По передней поверхности резца затачивается фаска шириной 1,5 мм с отрицательным углом, равным —2°. Угол

наклона главной режущей кромки — положительный и равен 2°. Вершина резца закруглена радиусом 0,5 мм. Вспомогательный угол в плане равен 8°. Задние углы, главный и вспомогательный,—двойные, а именно 6 и 8°.

При работе такого резца на фаске его появляется лунка, образующая ленточку, ширина которой в процессе работы постепенно уменьшается. Наибольшая стойкость резца получается при ширине ленточки, равной

Рис. 229. Упорный подрезной резец конструкции Г. С. Борткевича

(0,8—1,5) s, где s — подача в мм!об. Как только ширина ленточки становится меньше 0,8 s, дальнейшее уменьшение ее ширины происходит быстро, и резец затупляется. Во избежание этого ширину ленточки восстанавливают оселком (зеленый карбид кремния мелкой зернистости), не снимая резца, причем оселок плотно прижимают к фаске. Этим обеспечивается сохранение величины угла —2°, полученного при заточке резца.

Резцы с неперетачиваемыми твердосплавными пластинками. В последние годы широкое применение находят резцы с механическим закреплением многогранных не- перетачиваемых твердосплавных пластинок. Пластинки / (рис. 230), имеющие трехгранную (рис. 230, а), четырехгранную (рис. 230, б, в, г) или шестигранную (рис. 230, д, е) форму, крепятся к державке резца 5, как это показано на рис. 230, ж (сечение Л—Л рис. 230, б). Пластинка 1 центрируется штифтом 2, запрессованным в державку. Крепление пластинки осуществляется клинообразной планкой 3 при завинчивании болта 4, прижимающей пластинку к штифту 2.

Пластинки имеют выкружки Л вдоль всех режущих кромок, получаемые при изготовлении (прессовании)

пластинок. Это обеспечивает положительный передний угол резца, удовлетворительное завивание стружки и хороший отвод ее.

Заточка и доводка пластинок производится только по фаскам (вдоль режущих кромок, по верхнему торцу). После затупления (или выкрашивания) поочередно всех режущих кромок пластинка не перетачивается, а возвращается для переработки на завод-изготовитель. Задний угол а образуется за счет наклонного положения пла-

Рис. 230. Резцы с неперета- чиваемыми твердосплавными пластинками (а—е) и метод крепления пластинок (ж)Рис. 230. Резцы с неперета- чиваемыми твердосплавными пластинками (а—е) и метод крепления пластинок (ж)

Рис. 230. Резцы с неперета- чиваемыми твердосплавными пластинками (а—е) и метод крепления пластинок (ж)

Рис. 230. Резцы с неперета- чиваемыми твердосплавными пластинками (а—е) и метод крепления пластинок (ж)

стинки в державке. Надежность в работе, удобство обслуживания, долговечность державок и простота их восстановления в случае повреждения при разрушении пластинки — все это создало рассматриваемым резцам условия для широкого использования, особенно при получистовой и чистовой обработке.

Восстановление державок производится наплавкой металла на поврежденную опорную поверхность, с последующей ее шлифовкой. Токарем-новатором В. Н. Трутневым предложено устанавливать в державке под рабочей пластинкой опорную твердосплавную пластинку. Срок службы державок в этом случае еще увеличивается.

Расточные резцы. Расточный резец конструктора-новатора В. К. Семинского показан на рис. 231. Часть стержня резца (длиной 120 мм), закрепляемая в резцедержателе, повернута относительно остальной (рабочей) 330

части на угол 45°. Благодаря этому рабочая часть резца имеет квадратное сечение, расположенное так, что жесткость резца получается значительно больше, чем при обычном круглом сечении этой части. Это дает возможность существенно повысить режим резания при растачивании отверстий. Изготовление такого резца проще, чем обычного оттянутого.

Расточный резец повышенной виброустойчивости, предложенный токарем-новатором К. В. Лакуром, пока-

240

зан на рис. 232. Преимущества его аналогичны резцу, приведенному на рис. 228. Кроме того, в этом случае представляется возможность значительного усиления сечения державки, поскольку вершина резца находится в горизонтальной плоскости, проходящей через ось резца. Конструкция такого резца внесена в ГОСТ (см. рис. 127, в и г).

Резьбовые резцы. Новатор В. М. Бирюков предложил производить нарезание треугольной резьбы с шагом до 3 мм одним резцом (рис. 233), а с шагом 3,5—6 мм — двумя резцами. Предварительное нарезание выполняется резцом, показанным на рис. 234, а окончательное — резцом, изображенным на рис. 233.

Особенностью этих резцов является то, что головка резца отогнута влево (для нарезания правой резьбы) от стержня его, причем вершина резца лежит в плоскости, совпадающей с левой боковой стороной стержня резца.

Отогнутая головка резца под действием сил резания подвергается по-видимому, некоторому упругому скручиванию, вследствие чего резец несколько пружинит, что обеспечивает высокую степень чистоты поверхности нарезаемой резьбы.

Кроме того, солидные размеры головки резца создают лучший отвод теплоты резания и значительно уменьшают возможность отпайки пластинки из-за ее перегрева.

Резцы оснащены пластинками из твердого сплава марки Т15К6.

Рис. 232. Расточный резец конструкции К- В. ЛакураРис. 232. Расточный резец конструкции К- В. Лакура

Рис. 232. Расточный резец конструкции К- В. Лакура

Рис. 232. Расточный резец конструкции К- В. Лакура

Угол профиля резца (рис. 233) должен быть меньше угла профиля нарезаемой резьбы на 1°, чтобы устранить разваливание резьбы, получающееся при скоростном нарезании. Таким образом, резец для нарезания метрической резьбы должен иметь угол, равный 59°.

У резцов, используемых для предварительного нарезания резьбы (рис. 234), угол профиля рекомендуется брать равным (для метрической резьбы) 69°, что увеличивает прочность резца него теплоотводящую способность.

Ширина притупления рассматриваемых резцов (размер f, рис. 233 и 234) выбирается в зависимости от шага резьбы, для нарезания которой предназначается данный резец.

Шаг резьбы в мм 1—1,75 2—3 3,5—4,5 5—6 Ширина притупле

ния в мм . . . 0,037 0,145 0,255 0,365

Если какой-либо из резцов конструкции Бирюкова применяется для нарезания резьбы на вязких металлах, 332

Рис. 233. Резец конструкции В. М. Бирюкова для нарезания треугольной резьбы с шагом до 3 мм и для чистовых проходов при шаге свыше 3 мм

Рис. 234. Резец конструкции В. М. Бирюкова для предварительного нарезания резьбы с шагом свыше 3 мм

то на вершине его делается фаска с отрицательным передним углом шириной не более 1 мм. Резец для нарезания резьбы на особо твердых металлах должен иметь фаску с углом —5° по всему профилю резца.

При нарезании резьбы резец необходимо установить так, чтобы его вершина была на 0,5—1 мм выше центровой линии станка, что способствует уменьшению вибрации. Вылет резца должен быть возможно меньшим, а опорная поверхность возможно более гладкой, что также важно для предотвращения вибрации.

Врезание резца в материал детали должно происходить при полном числе оборотов ее, для чего следует при каждом проходе отводить резец в сторону задней бабки на 10—15 шагов нарезаемой резьбы.

Нарезание резьбы по способу Бирюкова производится, как правило, без охлаждения.

Подача резца как при черновом, так и при чистовом нарезании резьбы осуществляется в поперечном направлении. Величина поперечного перемещения резца при черновых проходах принимается равной 0,5—1 мм. Черновые проходы производятся до заострения витков резьбы. Два—три первых чистовых прохода осуществляются при поперечной подаче резца 0,3 мм; остальные чистовые проходы, необходимые для получения требуемого размера резьбы, — при подаче резца 0,2 мм.

Рационализация процесса обработки

Предварительные замечания. Усовершенствование техно тогического процесса обработки детали, осуществляемое токарями-новаторами, очень часто способствует уменьшению основного времени. Примеры этого способа повышения производительности рассматриваются ниже.

Уменьшение длины прохода режущего инструмента. На рис. 235 показаны четыре способа токарной обработки конца ступенчатого вала Цифры в кружках указывают порядковые номера переходов при обработке вала; заштрихованные площадки — слои металла, снимаемые при соответственных переходах; сплошные линии со стрелками условно изображают рабочие перемещения резца, штриховые линии — холостые движения резца.

Учитывая, что у подобных валов перепады диаметров ступеней обычно небольшие, можно считать, что обработка всех ступеней производится при постоянном числе оборо-

тов шпинделя станка и одной и той же подаче на оборот. Это значит, что продолжительность обработки данной части вала пропорциональна подаче резца в минуту или, иначе говоря, полной длине прохода резца.

Наибольшая длина рабочего хода, равная 800 лл?, получается при последовательности обработки вала, указанной на рис. 235, а При работе по рис. 235, б каждая

Рис. 235. Варианты последовательности обработки ступенчатого валаРис. 235. Варианты последовательности обработки ступенчатого вала

Рис. 235. Варианты последовательности обработки ступенчатого вала

Рис. 235. Варианты последовательности обработки ступенчатого вала

ступень обрабатывается отдельно, и общая длина прохода резца составляет лишь 400 мм. При малом диаметре концевой шейки обтачивание ее приходится иногда выполнять в два прохода (рис. 235, в). Длина прохода резца при этом равна 550 лл. Возможен способ (рис. 235, а), при котором длина прохода равна 650 мм и др.

Наименьшая общая длина прохода резца, а поэтому и продолжительность обработки вала получаются, очевидно, при последовательности работы, показанной на рис. 235, б. Второе место с этой точки зрения занимает последовательность обработки вала, изображенная на рис. 235, в.

Эти два способа следует применять, как правило, при обработке ступенчатого вала.

Если обработка вала производится на станке малой мощности, то наиболее приемлемым часто оказывается

порядок, показанный на рис. 235, г. Например, при диаметре заготовки и ступеней вала, приведенных на рис. 235,а, глубины резания на всех ступенях вала получаются сравнительно небольшими.

——Л——Л5Рис. 236. Пример совмещения переходов5Рис. 236. Пример совмещения переходов

——Л

——Л

5

Рис. 236. Пример совмещения переходов

5

Рис. 236. Пример совмещения переходов

Рис. 237. Нарезание двухходовой резьбы одновременно двумяРис. 237. Нарезание двухходовой резьбы одновременно двумя

Рис. 237. Нарезание двухходовой резьбы одновременно двумя

Рис. 237. Нарезание двухходовой резьбы одновременно двумя

В ряде случаев уменьшение машинного времени может быть достигнуто исключением черновой обработки некоторых поверхностей детали за счет увеличения припуска на чистовую —fобработку этой ступени.

Совмещение переходов. Пример этого способа показан на рис. 236. В державке 3, установленной в резцовой головке 5, закреплены резцы 1 и 2, один из них обрабатывает торец А, другой — торец В детали. Резец 4 подрезает поверхность С и вытачивает канавку для выхода шлифовального круга при обработке поверхности D.

Нарезание многоходовой резьбы может быть значительно ускорено, если вместо последовательного образования заходов, рассмотренного

резцамивыше, использовать многорезцовую

державку. Двухрезцовая державка для нарезания двухходовой резьбы показана на рис. 237. Резцы устанавливаются в державке по шаблону 1. Расстояние S между осями резцов должно быть равно шагу

нарезаемо^ резьбы. В данном случае, очевидно, образуются одновременно обе винтовые канавки, поскольку подача выбирается равной ходу резьбы.

Повышение жесткости закрепления детали

Повышение жесткости закрепления детали путем уменьшения ее вылета. На рис. 238, а, б показаны два различных способа закрепления одной и той же детали в одном и том же патроне. Длина L свешивающейся части (вылет) детали на рис. 238, а значительно меньше, чем на

Рис. 238. Примеры повышения жесткости закрепления детали

рис. 238, б. Очевидно, что обработка торца А детали может быть выполнена с большей подачей, если деталь закреплена правильно (рис. 238, а). Если припуски на обработку торца А детали большие, то при закреплении ее по рис. 238, б окажутся необходимыми несколько проходов резца. При тех же условиях, но при закреплении детали по рис. 238, а обработка ее торца обычно может быть выполнена с одного прохода. Очевидно, что при увеличении подачи и уменьшении числа проходов уменьшается основное время обработки данной ' детали.

Повышение жесткости закрепления детали правильным выбором поверхности, за которую она закрепляется. Повышение жесткости может быть достигнуто, если обрабатываемая деталь, например червячная шестерня, закрепляется за поверхность ббльшего (рис. 238, в), а не меньшего (рис. 238, г) диаметра.

Глава III

СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

Применение рациональныхзажимных приспособлений

Обработка деталей в центрах. Использование при обработке деталей в центрах хомутика и поводкового патрона имеет ряд существенных недостатков. Установка и снятие хомутика требуют затраты вспомогательного времени; снятие обработанной и установка следующей детали сопряжены с необходимостью остановки и пуска в ход станка; хомутик исключает возможность обработки конца детали, обращенного к передней бабке, и т. д.

Поэтому обработку различных валов и ряда других деталей выполняют без хомутика, заменяя его (и поводковый патрон) несложными, но вполне надежными приспособлениями.

В ряде случаев удается обойтись и без каких-либо специальных устройств, передающих вращение шпинделя обрабатываемой детали.

Чистовое обтачивание деталей небольших диаметров часто оказывается возможным без применения хомутика, при установке детали на обыкновенный передний центр и вращающийся задний. Передача вращения шпинделя обрабатываемой детали происходит за счет трения, возникающего между соприкасающимися поверхностями переднего центра и центрового отверстия. Необходимо подчеркнуть, что такой способ возможен лишь при легких работах.

Детали, устанавливаемые по отверстию, — различные втулки, шестерни и т. п. — можно закреплять достаточно прочно, используя рифленый передний центр и вращающийся задний (рис. 239).

Точное и вполне надежное закрепление валиков и им подобных деталей, обрабатываемых в центрах, достигается при использовании центра-поводка типа, показанного на рис. 240.

Рис 239 Пример использования рифленого центраРис 239 Пример использования рифленого центраПри(риль зуба

Рис 239 Пример использования рифленого центра

Рис 239 Пример использования рифленого центра

Корпус 3 центра-поводка имеет конический хвост, точно соответствующий коническому гнезду шпинделя станка. В отверстии корпуса расположен подвижный центр

находящийся под действием пружины 2. На корпус 3 навернута втулка 5, внутри которой находится шайба 6 с двумя полуцилиндрическими выступами А. Выступы

входят в такие же канавки, имеющиеся на торце корпуса. Кроме того, во втулке расположена шайба 7. На левом торце шайбы имеются полуцилиндрические выступы С, входящие в соответствующую канавку в шайбе 6. Выступы в шайбах 6 и 7 расположены крестообразно. Благодаря этому, если торец обрабатываемой детали и не перпендикулярен к ее оси, он при поджиме заднего центра (обязательно вращающегося) коснется правого торца шайбы 7; центр 4 при этом несколько переместится влево, оставаясь под действием пружины 2. Зубья В, образованные на торце шайбы 7, врежутся в торец обрабатываемой детали и будут передавать ей вращение шпинделя.

Центр-поводок должен быть снабжен набором шайб 7 с различным диаметром D рабочей части. Диаметр D должен быть несколько меньше диаметра конца обрабатываемой детали, обращенного к передней бабке, чтобы можно было обрабатывать всю боковую поверхность детали и снимать фаску на ее торце.

Пружина 2 рассмотренного центра-поводка должна быть отрегулирована посредством пробки / на давление около 30 кГ.

Опыты показали, что при использовании рассмотренного центра-поводка вспомогательное время на установку и снятие детали в 3,5—4 раза меньше, чем при применении хомутика.

Обработку деталей в центрах без применения хомутика можно выполнять используя также самозажимный поводковый патрон (рис. 241).

В вырезе, сделанном на диске 3, расположена и может двигаться плита 4. Перемещение плиты невелико и получается только за счет зазора между отверстиями в ней и винтами 5, посредством которых она удерживается в вырезе диска 3. Перемещение плиты необходимо для того, чтобы устранить влияние неточности изготовления патрона и кулачков. При неподвижной плите вследствие этой неточности на деталь действовал бы только один кулачок, вызывая смещение детали с оси станка. Кулачки 2 вращаются на винтах, ввернутых в плиту 4. Наружные поверхности кулачков обработаны эксцентрично по отношению к осям их вращения, а наружные кромки несколько скошены.

Валик в центрах станка устанавливают путем нажатия им (при помощи пиноли задней бабки) на скошенные 340

края кулачков. При повороте валика влево (против стрелки рис. 241) кулачки расходятся и открывают ему доступ к переднему центру, вставленному, как обычно, в коническое гнездо шпинделя. После того как валик установлен в центрах, кулачки прижимаются к нему под действием пружин 1 и 6. При повороте валика вправо (под действием давления резания, т. е. по стрелке на рис. 241) кулачки также будут поворачиваться на своих осях, причем усилие зажима валика будет возрастать.

Рис. 241. Самозажимный поводковый патрон

Для снятия валика с центров необходимо остановить станок и повернуть валик влево.

При обработке деталей, отличающихся друг от друга диаметром части, зажимаемой в патрон, необходимо иметь сменные кулачки.

Механические приводы для оправок и патронов. Вспомогательное время, расходуемое для закрепления деталей, обрабатываемых на разжимных оправках и в патронах, значительно уменьшается, если управление этими приспособлениями осуществляется не вручную, а посредством привода. Наиболее распространены пневматические и гидравлические приводы.

Существуют два типа пневматических приводов — поршневые (пневмоцилиндры) и диафрагменные (пневмокамеры).

Типовая конструкция поршневого пневматического привода показана на рис. 242.

На левый конец шпинделя 10 навернут цилиндр 7, закрытый крышкой 5. Поршень 6, расположенный внутри цилиндра, соединен со штоком 8, проходящим через сальник 9. В конец штока ввернута тяга 11, соединяющая поршень с зажимным приспособлением. В крышке цилиндра закреплен валик 1, на наружном конце которого расположена втулка 2, соединенная трубками 3 и 4 с воздушным краном, а поэтому она не вращается во время работы станка.

С

Рис. 242. Пневматический поршневой цилиндр для управления зажимным приспособлением

Через трубку 3, отверстие А в валике 1, отверстие В в крышке цилиндра и отверстие С воздух поступает в правую полость цилиндра, а через трубку 4 и отверстие D в валике — в его левую полость. Если воздух поступает в правую полость цилиндра, поршень, а следовательно, и тяга // перемещаются влево; при этом происходит закрепление (или открепление) обрабатываемой детали.

При подаче воздуха в левую полость цилиндра поршень переместится вправо; происходит обратное действие — открепление (или закрепление) детали.

Воздух поступает в цилиндр из воздушной магистрали через кран, прикрепленный на передней бабке. Кран устроен таким образом, что при одном положении рукоятки воздушная магистраль соединяется с правой полостью цилиндра: одновременное этим его левая полость соединяется

с атмосферой. При другом положении рукоятки, наоборот, воздух выходит из правой полости цилиндра в атмосферу и поступает в левую из воздушной магистрали.

Диафрагменный пневматический привод (пневмокамера) имеет более простое устройство. В этом случае воздух (рис. 243) поступает через трубку 1, невращающуюся втулку 2, сальник 3, трубку 4 и сальник 5 в полость ка-

Рис. 243. Пневматический диафрагменный цилиндр для управления зажимным приспособлением

меры А между фланцем втулки 10 и резиновой или из прорезиненной ткани диафрагмой 8. Втулка 10 соединена со шпинделем 13 станка посредством фланца 12. Диафрагма 8 плотно зажата между фланцем втулки 10 и кольцом 7, а также между торцом втулки 10 и шайбой 9. Под давлением поступившего воздуха диафрагма растягивается (выпучивается) влево, давит на диск 6 и перемещает его также влево.

Из рисунка видно, что диск соединен с тягой 14, действующей на зажимные части приспособления для закрепления детали. При повороте рукоятки воздушного крана воздух выходит из полости А камеры тем же путем, но в обратном направлении. Диск 6 и резиновая диафрагма

Рис. 244. Невращающийся пневматический поршневой цилиндр для управления зажимным приспособлениемРис. 244. Невращающийся пневматический поршневой цилиндр для управления зажимным приспособлениемвозвращаются в исходное положение под действием пружины И, расположенной внутри втулки 10. При чрезмерном растягивании диафрагмы диск 6 упирается в заплечик В, имеющийся с внутренней стороны кольца 7.

Рис. 244. Невращающийся пневматический поршневой цилиндр для управления зажимным приспособлением

Рис. 244. Невращающийся пневматический поршневой цилиндр для управления зажимным приспособлением

На рис. 244 показан невращающийся пневматический поршневой цилиндр. В этом случае корпус 4 цилиндра связан с фланцем 5, прикрепленным к стенке 6 передней бабки. Тяга 2, соединяющая поршень 1 цилиндра с зажимным приспособлением, вращается на двух упорных роликоподшипниках 3, расположенных в поршне. Сжатый воздух поступает в полости цилиндра через отверстие А или В. Такое устройство пневматического цилиндра имеет ряд преимуществ по сравнению с вращающимся цилиндром. При невращающемся цилиндре шпиндель станка не имеет дополнительной нагрузки от веса цилиндра, которая нежелательна и недопустима при малых размерах шпинделя. Отсутствие вращения цилиндра совершенно исклю

чает влияние его неуравновешенности, что иногда наблюдается при вращающемся цилиндре. И, наконец, при невращающемся цилиндре отпадает довольно сложное устройство для подвода воздуха.

Существуют и другие конструкции пневмоприводов, в частности, устанавливаемые не с левой, а с правой стороны шпинделя, встроенные в приспособление (например, в трехкулачковый самоцентрирующий патрон специальной конструкции).

Для осуществления гидравлического привода, который обеспечивает более надежное закрепление детали при тяжелых работах, применяются специальные установки (гидростанции), включающие в себя электродвигатель, насос, резервуар для масла и аппаратуру управления и регулирования. Такие станции иногда обслуживают несколько станков.

Рис. 245 Роликовые оправкиРис. 245 Роликовые оправки

Рис. 245 Роликовые оправки

Рис. 245 Роликовые оправки

Соединение гидропривода с приспособлением осуществляется с помощью таких же штоков, как и при пневмопри

водах.

Быстродействующие оправки. Одна из таких оправок, называемая самозажимной, показана на рис. 245, а. В выемке Д, имеющейся в рабочей части оправки, распо

ложен ролик 3, удерживаемый в ней пружинным кольцом 4. При установке детали 5 на оправку ролик находится в положении, указанном на рис. 245, а. После поворота детали (под действием усилия резания) по стрелке В ролик перекатывается по выемке А и заклинивает деталь на оправке. Чтобы снять деталь, достаточно повернуть ее (рукой) против стрелки В. Недостаток этой оправки как однороликовой заключается

в том, что деталь сме-

щается при зажиме и,

следовательно, нарушается ее центрирование. Поэтому такие оправки применяются преимущественно при черновом обтачивании.

Более совершенная трехроликовая зажимная оправка изображена на рис. 245, б. На рисунке показаны: / — корпус оправки; 6 — ролики; 7 — пружинные кольца, удерживающие ролики, и 2 — обрабатываемая деталь. Ролики даны в рабочем положении. Стрелка С указывает направление поворота детали при ее закреплении.

Две оправки, действующие от привода, изображены на рис. 246. Разжимная оправка, используемая для закрепления детали 3, показана на рис. 246, а и действует следующим образом.

При перемещении тяги I влево правый конец цанги 2 разжимается конусом А. Одновременно с этим цанга несколько перемещается влево, вследствие чего ее левый конец разжимается конусом В корпуса 7 оправки. Кольцо 10 исключает возможность излишнего разжима цанги. Винт 9 входит в шпоночный паз, имеющийся в стержне 8. Этим устройством обеспечивается принудительный разжим цанги. Если при движении тяги 1 вправо задержи-

7 В 8 9 ю

Рис. 246. Разжимные оправки, действующие от привода

вается (на конусе В) левый конец цанги 2, левая стенка паза в стержне 8, дойдя до винта 9, потянет за собой цангу. Если при том же движении тяги задерживается правый конец цанги, она перемещается (вместе со стержнем) вправо до тех пор, пока винт 9 не упрется в правую стенку отверстия в корпусе оправки. В этот момент перемещение цанги вправо прекратится, а при дальнейшем движении стержня 8 (вправо) конус его выйдет из цанги, вследствие чего правый конец ее сожмется.

Для закрепления деталей с отверстиями больших диаметров (90—100 мм и больше) применяются различные раздвижные оправки, например, с раздвижными секторами (рис. 246, б). Шесть секторов 5 перемещаются по конической части корпуса оправки под действием тяги 4, соединенной с зажимным устройством. Секторы удерживаются на корпусе оправки двумя охватывающими пружинными кольцами 6.

Быстродействующие патроны. Быстрозажимный (бес- ключевой) цанговый патрон показан на рис. 247. Вращение (от руки) маховичка 1 через зубья, нарезанные в отверстии диска 2 (внутреннее зацепление), и двойную шестерню 3 передается шестерне 4. В отверстии шестерни нарезана резьба, охватывающая резьбовой конец цанги 6. Вполне понятно, что при вращении шестерни 4 цанга 6

получает поступательное движение вдоль своей оси, необходимое для закрепления или открепления детали. Возникающие (при закреплении детали) осевые усилия воспринимаются упорным шарикоподшипником 5. Корпус патрона, состоящий из двух частей 7 и 9, соединяется винтами 8 с фланцем 10, навертываемым на шпиндель станка.

Трехкулачковый рычажный патрон, работающий от привода, изображен на рис. 248. К основным деталям патрона относится гильза 2 и коленчатые ры-

Рис. 247. Бесключевой цанговый пат-Рис. 247. Бесключевой цанговый пат-чажки 3, поворачиваю-рои

Рис. 247. Бесключевой цанговый пат-

Рис. 247. Бесключевой цанговый пат-

щиеся на осях 4. Суха

рик, связанный с большим плечом каждого рычажка, входит

в канавку, имеющуюся в правом конце гильзы 2. Такой

же сухарик, расположенный на меньшем плече каждого рычажка, входит в паз, сделанный на обратной стороне основных кулачков 5. Закрепление детали (за наружную поверхность) производится при перемещении гильзы 2 влево, вызывающем поворот рычажка по часовой стрелке.

Гильза 2 перемещается тягой 1, левый конец которой

соединен с пневматическим или другим приводом.

Отметим, что существуют и двухкулачковые самоцен- трирующие патроны, действующие от привода. Устройство их подобно изображенному на рис. 56.

Цанговый патрон, действующий от привода, показан на рис. 249, а. При перемещении влево тяги /, соединяющей цангу 2 с пневматическим или другим приводом,

цанга сжимается, и обрабатываемая деталь 3 оказывается точно центрированной и прочно закрепленной.

Рис. 249. Цанговые патроны, действующие от привода

Для закрепления длинных деталей применяются цанговые патроны с двухсторонними цангами (рис. 249, б). Цанга 6, имеющая надрезы на обоих концах, располагается

между подвижной втулкой 5 и неподвижным кольцом 7. При перемещении тяги 4 вправо втулка 5 сжимает левый конец цанги и одновременно перемещает ее вправо. Правый конец цанги при этом также сжимается, что обеспечивает закрепление детали в двух местах. Это, очевидно, создает устойчивое положение детали даже при большой ее длине.

Уменьшение времени на установкурежущих инструментов

Предварительное определение толщины подкладки под резец. Установка резца по центру, т. е. таким образом, чтобы вершина его была расположена в горизонтальной плоскости, проходящей через центровую линию станка, обычно достигается подкладыванием под резец стальной

Рис. 250. Шаблоны для определения толщины подкладки под резец

пластинки (подкладки), или что хуже, набора пластинок Определение толщины пластинки или нескольких пла станок, используемых одновременно, часто отнимает многс времени. Между тем требуемую подкладку под данный резец, даже в то время, когда станок работает, можно быстро подобрать, пользуясь шаблоном, показанным на рис. 250, а.

Размер h у шаблона должен быть равен высоте от плоскости резцовой головки, на которую устанавливается резец, до центровой линии данного станка.

Шаблон, применяемый с этой же целью (рис. 250, б), универсален. Пользуясь им, можно подбирать подкладки под резец таким образом, чтобы вершина его расположи -

лась по центру, а также на заданную величину выше или ниже центра. В первом случае при правильно выбранной подкладке вершина резца должна быть расположена против нулевого штриха миллиметровой шкалы, нанесенной на шаблоне. Во втором случае эта вершина должна находиться выше или ниже нулевого штриха, против соответственного штриха шкалы.

Рис. 251. Быстросменная резцедержавка

Применение быстросменных резцовых державок. Быстрая замена одного резца другим с установкой последнего в точное положение и с прочным закреплением достигается при использовании державки, показанной на рис. 251. Вместо обычного резцедержателя на суппорте станка устанавливают втулку 2, на боковой поверхности которой нарезаны зубья, как у обыкновенной шестерни. Втулка центрируется выступом А верхних салазок суппорта, фиксируется (от поворота) штифтом 6 и закрепляется болтом 5 350

с гайкой 3. К втулке примыкает держатель 7 с резцом 4, прочно скрепленный с ней хомутом 9; два Т-образных выступа В хомута входят в такие же пазы держателя 7. Хомут натягивается при повороте рукоятки 8 с закрепленным в ней эксцентриком. Положение держателя на высоте определяется регулировочным винтом 1.

Применение комбинированных резцов. Значительное уменьшение вспомогательного времени достигается применением вместо обычных комбинированных резцов (рис. 252). Резцом, показанным на рис. 252, а, производится чистовое обтачивание ступени вала и уступа с галтелью в месте сопряжения ступени с соседней; резец, изображенный на рис. 252, б, используется для обработки торца валика и обтачивания фаски. С помощью резца, приведенного на рис. 252, в, производится растачивание отверстия в детали и обработка внутреннего конуса; резец, изображенный на рис. 252, г, заменяет два резца — отрезной и фасонный для обработки фасонной поверхности детали. Пример использования сложного комбинированного резца показан на рис. 253.

Применением комбинированных резцов достигается уменьшение времени на подвод и отвод инструмента.

Использование многоместных резцовых головок. Этот способ уменьшения вспомогательного времени настолько эффективен, что почти все современные токарные станки имеют четырехместные резцовые головки.

На точность размеров детали, обрабатываемой на станке с многоместной резцовой головкой, оказывает существенное влияние точность установки головки при каждом ее повороте.

Четырехместная резцовая головка (рис. 254) конструкции Ленинградского станкостроительного завода им. Свердлова устанавливается в 12 рабочих положениях. При повороте рукоятки 1 соединенная с ней втулка 3 ввинчивается во втулку 2, вследствие чего корпус резцовой головки вместе с фиксатором 6 поднимается. Фиксатор выходит из отверстия во фланце пальца 5, относительно которого вращается корпус резцовой головки. Этим обеспечивается возможность поворота (рукой) корпуса до требуемого положения, фиксируемого предварительно шариковым фиксатором 4. Шарик фиксатора входит при этом в одну из канавок треугольного сечения, имеющихся на боковой поверхности пальца 5.

3)

Рис 252. Примеры применения комбинированных резцов

Рис 254. 12-позиционная резцоваяголовкаРис 254. 12-позиционная резцоваяголовка

Рис 254. 12-позиционная резцоваяголовка

Рис 254. 12-позиционная резцоваяголовка

Рис 253 Пример применениясложного комбинирован-ного резца

При повороте рукоятки в обратном направлении корпус резцовой головки опускается, и фиксатор 6 входит в очередное отверстие фланца центрующего пальца. К недостаткам рассмотренной головки относятся- необходимость поворота рукоятки больше чем на один оборот; отсутствие автоматичности поворота корпуса резцовой юловки. Несмотря на эти недостатки, рассмотренная рез- ' цовая головка очень полезна при обработке деталей с фас. ками, а также при обработке конических шестерен и им подобных деталей. В этом случае каждым резцом, закрепленным в резцовой головке, можно обтачивать несколько различно расположенных конических поверхностей.

Следует отметить целесообразность применения сменных резцовых головок. Такая головка (рис. 255) оснащается набором резцов, необходимых для обработки определенной детали. После обработки партии данных деталей головка вместе с резцами снимается со станка и заменяется новой, подготовленной для обтачивания другой детали.

Для более удобной установки резцов рассматриваемая головка имеет не четыре места для инструментов, а только два, но более широких; крепежные болты при этом расположены в два ряда, в шахматном порядке.

Применение сменных головок оправдывается лишь в том случае, если за данным станком прочно закреплены определенные детали.

Применение многоместных державок и головок для > инструментов, устанавливаемых в пиноли задней бабки.

Если обработка отверстия в детали производится несколькими инструментами, устанавливаемыми в пиноли задней бабки, то для уменьшения вспомогательного времени, расходуемого на смену инструментов, следует применять многоместные державки и головки

Простейшая державка этого типа показана на рис. 256 В корпусе 3 державки, вставленной в пиноль 4, имеется проушина. В проушине на пальце 7 вращается изогнутая под прямым углом державка 6, в которой могут быть закреплены два инструмента, например сверло 5 и зенкер 1. На рисунке в рабочем положении находится сверло; после поворота державки на 90° в рабочее положение встанет зенкер. Каждое из этих положений державки

определяется одним из регулировочных винтов 8, ввернутых в пластинку 2.

Многоместная головка для закрепления нескольких (в данном случае трех) режущих инструментов показана

Рис 255. Сменная резцовая головкаРис 255. Сменная резцовая головкаРис. 256. Двухместная державка для инструментов, устанавливаемых в пиноли задней бабкиРис. 256. Двухместная державка для инструментов, устанавливаемых в пиноли задней бабки

Рис 255. Сменная резцовая головка

Рис 255. Сменная резцовая головка

Рис. 256. Двухместная державка для инструментов, устанавливаемых в пиноли задней бабки

Рис. 256. Двухместная державка для инструментов, устанавливаемых в пиноли задней бабки

на рис. 257. Эта головка состоит из диска 1, соединенного с коническим хвостовиком 2. На пальце 3, закрепленном в диске/, вращается барабан4, в гнездах которого устанав-

Рис. 257. Многоместная резцовая головка для инструментов, устанавливаемых в пиноли задней бабкиРис. 257. Многоместная резцовая головка для инструментов, устанавливаемых в пиноли задней бабки

Рис. 257. Многоместная резцовая головка для инструментов, устанавливаемых в пиноли задней бабки

Рис. 257. Многоместная резцовая головка для инструментов, устанавливаемых в пиноли задней бабки

ливаются инструменты. Рабочее положение каждого инструмента фиксируется посредством кнопки 5.

Закрепление сверл на суппорте станка. При закреплении сверл, зенкеров и разверток в пиноли задней бабки подача инструмента осуществляется на большинстве стан-

ков вручную, что не обеспечивает должной величины подачи, ее равномерности и утомительно для рабочего. Этих недостатков можно избежать при закреплении сверл и других инструментов для обработки отверстий на суппорте. Державка для закрепления одного сверла показана на рис. 258, а.

Рис. 258. Державки для сверл, закрепляемых на суппортеРис. 258. Державки для сверл, закрепляемых на суппорте

Рис. 258. Державки для сверл, закрепляемых на суппорте

Рис. 258. Державки для сверл, закрепляемых на суппорте

В коническое отверстие А державки вставляется, например, сверло, а планкой В державка вкладывается в резцовую головку.

На рис. 258, б показана державка 2 для двух сверл, применяемая при обработке ступенчатых отверстий. В случае надобности в одном из гнезд державки может быть закреплено сверло 1 для получения отверстия в обрабатываемой детали, а в другом гнезде державки закрепляется сверло 3 или зенковка для обработки фаски в просверленном отверстии.

На рис. 258, в показан еще более сложный случай: в резцовой головке закреплена державка 5 со сверлом 4, резцы 6 и 9 и державка 8 с отрезным резцом 7.

Уменьшение времени на измерение детали

Использование лимбов. Отсчет перемещения резца и установка его на требуемый размер обрабатываемой детали посредством лимба — весьма эффективный способ уменьшения времени, расходуемого на измерения деталей.

Поэтому следует не только возможно чаще использовать лимбы данного станка, но и заменять их более совершен

ными .

Цена деления лимба винта поперечной подачи зависит главным образом от его диаметра. Так как у многих токарных станков поперечный лимб имеет диаметр около 50 мм, то одно деление лимба обычно соответствует изменению диаметра обрабатываемой поверхности детали на 0,1 мм. Такой точности в отсчете перемещения резца во

Рис. 259. Дифференциальный лимб винта поперечной подачиРис. 259. Дифференциальный лимб винта поперечной подачимногих случаях недостаточно; ее можно повысить изготовив новый лимб большего ди аметр а.

Рис. 259. Дифференциальный лимб винта поперечной подачи

Рис. 259. Дифференциальный лимб винта поперечной подачи

Напомним, что точность отсчета по поперечному лимбу токарного станка модели 1А62, рассмотренного в первой части книги, составляет 0,05 мм. Цена деления поперечного лимба наиболее современной конструкции равна 0,02 мм и даже 0,01 мм на некоторых прецизионных станках.

При обычном устройстве один оборот лимба винта поперечной подачи соответствует радиальному перемещению резца на 5—6 мм, что усложняет пользование лимбом при больших перемещениях. Этого недостатка не имеет дифференциальный лимб (рис. 259), имеющий два кольца 3 и 5, причем кольцо 3 с ценой деления 1 мм служит для больших перемещений суппорта, а кольцо 5с ценой деления 0,02мм— для точной установки резца на размер, что обеспечивается планетарной передачей, расположенной в корпусе лимба. Корпус лимба закреплен на винте 12 поперечной подачи.

При вращении винта шестерня 10, расположенная внутри корпуса, перекатывается по неподвижной шестерне И и вследствие этого вращается. Вращение валика, на котором закреплена шестерня 10, через шестерни 2 и 13 передается диску 9, связанному с шестерней 13 шпонкой. Шестерня 11 имеет 22 зуба, шестерня 10 — 20 зубьев, шестерня 2 — 21 зуб, шестерня 13 — 21 зуб.

Передаточное отношение этих шестерен равно 1/10. Благодаря этому кольцо 5, расположенное на корпусе лимба, вращается в 10 раз быстрее кольца 3, расположенного на диске 9. За один оборот рукоятки винта кольцо поворачивается на V™ оборота. Для отсчета показаний лимба служит пластинка 4 со скошенной кромкой, расположенной над кольцами.

Устройство маховичка, состоящего из деталей 1, 6, 7, 8, рассматривается ниже (стр. 361).

Рис. 260. Лимбы продольной подачи

Лимб продольной подачи простейшего устройства показан на рис. 260, а. На валике 4 вместо обыкновенного маховичка закреплен специальный маховичок 3. На втулке 2, прикрепленной к фартуку суппорта, наносится риска, необходимая для отсчетов по шкале, имеющейся на кольце/. Плоская пружина, заложенная в канавку между маховичком и кольцом, служит тормозом последнего. После установки кольца 1 в нулевое положение оно закрепляется на маховичке винтом 5. Диаметр поверхности кольца, на которой нанесена шкала, следует делать таким, чтобы на ней можно было нанести шкалу с ценой деления, соответствующей перемещению резца в направлении продольной подачи на 0,1 мм. Одному обороту лимба обычно соответствует перемещение суппорта лишь на 25—50 мм, что неудобно, если необходимы большие перемещения суппорта.

Указанный недостаток отпадает, если вращение лимба получается не непосредственно от валика, на котором

закреплен маховичок, а от валика шестерни, сцепленной с зубчатой рейкой станка. В таких случаях (рис. 260, б) диск 8 лимба вращается на втулке 7, прикрепленной к фартуку суппорта. Шестерня 9, закрепленная на валике 10 реечной шестерни станка, находится в зацеплении с зубчатым венцом диска //. Диаметр кольца 6 выбирается с таким расчетом, чтобы цена деления нанесенной на нем шкалы соответствовала 1 мм перемещения суппорта. Поворот лимба отсчитывается по риске, нанесенной на табличке, которая закрепляется на фартуке суппорта.

Работа по упорам. Применение продольных и поперечных упоров различных конструкций является одним из основных способов уменьшения вспомогательного времени, затрачиваемого на измерения детали.

Продольный упор простейшей конструкции (рис. 261) состоит из корпуса 1, прикрепляемого к станине при помощи планки 2 и болтов 3 и 4, винта 6 с мелкой резьбой, ввертываемого в корпус 1, и контргайки 5, посредством которой винт закрепляется в требуемом положении. Для точной установки винта служит шкала, нанесенная на его головке.

Если производится обработка детали, подобной показанной на рис. 262, то, кроме упора, используются измерительные плитки, расположенные на станине между упором и суппортом, причем длины плиток равны соответственно длинам ступеней Л2 и L3 детали.

При обработке ступени длиной Lx перемещение суппорта ограничивается упором и двумя плитками. Для получения требуемой длины Л2 следующей ступени надо убрать плитку длиной L2 и т. д.

При обработке партии ступенчатых деталей следует применять многопозиционные упоры, один из которых показан на рис. 263. В колодке 2, прикрепленной к станине станка болтом 7 и планкой 8, на пальце 1 вращается несколько (на рис. 263 — пять) упоров 3,4 и т. д. В торец каждого упора ввернут регулировочный винт 6, закрепляемый в выбранном положении болтом 5. После обработки первого уступа, при котором суппорт доводится до самого длинного упора 3, суппорт отводят немного назад вправо, повертывают упор 3 на 180° (новое его положение показано на рис. 263 пунктиром) и обрабатывают второй уступ по упору 4 и т. д.

Рис. 261. Простейший продольный упорРис. 261. Простейший продольный упор

Рис. 261. Простейший продольный упор

Рис. 261. Простейший продольный упор

Рис. 262. Деталь, обрабатываемая по упорам

Рис. 263. Откидные продольные упоры

Рис. 265. Простейший поперечный упорРис. 265. Простейший поперечный упор

Рис. 265. Простейший поперечный упор

Рис. 265. Простейший поперечный упор

Для увеличения точности длины обрабатываемых уступов (шеек) целесообразно применять специальные, иногда очень простые устройства, обеспечивающие постоянную величину силы нажатия на упор. Одно из таких устройств изображено на рис. 264; цифрой 4 обозначен обыкновенный упор, а цифрой 3 — кронштейн, прикрепленный к левой стенке суппорта. В кронштейне расположен стержень 6,

который под действием пружины 2 занимает крайнее левое положение. Когда при перемещении суппорта влево головка регулировочного винта 5, ввернутого в торец стержня 6, упрется в винт упора 4, стержень 6 будет перемещаться вправо, и сила нажатия суппорта на упор будет контролироваться по стрелке /, связанной со стержнем 6 реечной передачей.

Вместо рассмотренного устройства можно применять обыкновенный индикатор, закрепив его тем или иным способом на станине

станка вместо обыкновенного упора.

Простейший поперечный упор показан на рис. 265, на котором цифрой 7 обозначены салазки суппорта. Колодка 5 посредством болтов 4 и клина 5 закрепляется на продольных салазках, а собственно упор 2 закреплен болтами 1 на выступе поперечных салазок 6.

Многопозиционный поперечный упор (рис. 266) устанавливают на продольных салазках суппорта. В подшипниках 1 и 5 вращается валик 2, в средней утолщенной части которого имеются продольные пазы в форме ласточкина хвоста. В пазах устанавливаются в различных положениях сухари 3 с регулируемыми винтами. Перемещение поперечного суппорта ограничивается упо-

Рис. 266 Многопозиционный Рис. 267. Устройство для автоматиче- поперечный упорского выключения продольной подачи(1-й вариант)Рис. 266 Многопозиционный Рис. 267. Устройство для автоматиче- поперечный упорского выключения продольной подачи(1-й вариант)

Рис. 266 Многопозиционный Рис. 267. Устройство для автоматиче- поперечный упорского выключения продольной подачи

(1-й вариант)

Рис. 266 Многопозиционный Рис. 267. Устройство для автоматиче- поперечный упорского выключения продольной подачи

(1-й вариант)

ром 4, прикрепленным к вертикальной стенке суп

порта.

При обработке деталей с более точными диаметрами вместо обыкновенных поперечных упоров необходимо применять упоры, снабженные индикатором. Одинаковую

величину давления на упор (что обусловливает уменьшение колебаний размеров обрабатываемых деталей) можно обеспечить переустройством маховичка поперечной подачи, как показано на рис. 259. Маховичок 1 насажен на винт 12 свободно и соединяется с ним посредством конического фрикциона 6, связанного с винтом шпонкой. Маховичок прижимается к фрикциону пружинами 8, причем сила нажатия может быть отрегулирована вращением гайки 7.

При данном положении гайки величина давления на упор суппорта при остановке последнего будет вполне определенной. При работе без упоров гайка должна быть затянута до отказа.

Применение устройств для автоматического выключения продольной подачи. Если в механизме подачи станка не предусмотрено устройство для ее автоматического выключения (например, падающего червяка), то такое выключение может быть достигнуто посредством несложной модернизации механизма подачи.

Для выключения подачи, действующей в направлении от задней бабки к передней, пригодно устройство, показанное на рис. 267. Корпус 6 закрепляется на конце валика 1 коробки подач. Передача вращения валика ходовому валу 5 станка осуществляется посредством кулачковой муфты, одна часть 3 которой закреплена на конце ходового вала, расположенном в корпусе 6; другая часть 4 муфты служит крышкой корпуса. Сцепление частей муфты обеспечивается пружиной 2, действующей на часть 3 через

Рис. 268. Устройство для автоматического выключения продольной подачи (2-й вариант)

деталь 7. Суппорт, перемещающийся от задней бабки к передней, дойдя до кольца 8, закрепленного в определенном месте на ходовом валу, заставляет последний перемещаться влево. При выключении кулачковой муфты подача прекращается. При перемещении суппорта вправо кулачковая муфта вновь включается под действием пружины.

Если необходимо автоматическое выключение подачи, действующей в направлении от задней бабки к передней или наоборот, может быть полезно устройство, изображенное на рис. 268. На концы валика 1 коробки подач и ходового вала 9 насажены и связаны с ними скользящими шпонками кулачковые муфты 4 и 5, охватываемые втулкой 7. Крышки 2 и 8 соединены с втулкой винтами, причем крышка 2 связана посредством штифта 10 с валиком коробки подач. Внутри втулки имеется буртик, к которому обе кулачковые муфты прижимаются пружинами 3 и 6. При таком положении муфт зубья их сцеплены, и вращение валика коробки подач сообщается ходовому валу. Вы- 362

ключение подачи, направленной от задней бабки к передней, произойдет после того, как двигающийся суппорт упрется в кольцо 12, закрепленное на ходовом валу, вследствие чего вал будет перемещаться влево и упором 11 выключит муфту 4. При обратном направлении подачи суппорт действует на кольцо, установленное на ходовом валу со4стороны задней бабки. Ходовой вал при этом перемещается вправо; упор И, действуя имеющимся на нем заплечиком на муфту 5, выключает ее.

Уменьшение временина управление задней бабкой

Пневматический цилиндр для управления пинолью задней бабки. Для уменьшения времени, расходуемого на поджим детали задним центром, задняя бабка снабжается

Рис. 269. Устройство к задней бабке токарного станка с пневматическим цилиндром для управления пинолью

следующим устройством (рис. 269). К корпусу 3 бабки прикрепляется воздушный цилиндр 4. Через длинную втулку А поршня 5 проходит валик 6, на правом конце которого закреплен маховичок 7, а в левом — винт 2 для перемещения пиноли 1. Валик свободно вращается

Рис. 270. Устройство сцепления задней бабки с кареткой:Рис. 270. Устройство сцепления задней бабки с кареткой:/ — поперечные салазки суппорта: 2 и 3— захваты, прикрепленные соответственно к салазкам и плите, 4— основная плита задней бабки/ — поперечные салазки суппорта: 2 и 3— захваты, прикрепленные соответственно к салазкам и плите, 4— основная плита задней бабки

Рис. 270. Устройство сцепления задней бабки с кареткой:

Рис. 270. Устройство сцепления задней бабки с кареткой:

/ — поперечные салазки суппорта: 2 и 3— захваты, прикрепленные соответственно к салазкам и плите, 4— основная плита задней бабки

/ — поперечные салазки суппорта: 2 и 3— захваты, прикрепленные соответственно к салазкам и плите, 4— основная плита задней бабки

в отверстии втулки А поршня, При поступлении сжатого воздуха пиноль перемещается в соответствующем направлении. Перемещение пиноли посредством маховичка 7 происходит тогда, когда в ней закреплен какой-либо режущий инструмент, например сверло.

Механизация перемещения задней бабки. При обработке отверстий сверлом, зенкером и другими инстру-

ментами, закрепляемыми в пиноли задней бабки, подача инструмента осуществляется почти всегда вручную. Она обычно бывает меньше нормальной —допустимой прочностью сверла, что объясняется опасением токаря сломать сверло, сообщив ему чрезмерную большую подачу. Сверление отверстий большого и небольшого диаметров, но глубоких — утомительно для рабочего. Неболь

шая модернизация станка, показанная на рис. 270, обеспечивает возможность обработки отверстия с равномерной и наибольшей допустимой подачей и устраняет утомляемость рабочего.

Уменьшение времени на управлениестанком

Общие замечания. Уменьшение вспомогательного времени при токарной обработке на управление станком может быть достигнуто модернизацией станка или усовер - шенствованием приемов управления.

Управление рассмотренным выше токарным станком модели 1А62 вполне удобно. Для пуска и остановки станка имеются две одинаково действующие рукоятки, так что токарь может использовать ту из них, ближе к которой он находится в данный момент. Одновременно с остановкой станка производится торможение шпинделя, вращающегося по инерции; изменение чисел оборотов шпинделя осуществляется быстро и т. д.

Тем не менее токарный станок модели 1К62, изготовляемый заводом «Красный пролетарий», значительно улучшен по сравнению со станком 1А62. У станка модели 1К62 имеются устройства для ускоренного (установочного) перемещения резца в продольном и поперечном направлениях, предусмотрена возможность автоматической подачи пиноли задней бабки, упрощено закрепление ее и т. д.

Улучшения конструкции станка способствуют не только уменьшению вспомогательного времени, но и снижают затраты мускульной энергии рабочего. Это уменьшает утомляемость токаря, что положительно влияет на повышение производительности его труда. Токари-новаторы, работающие на станках, не имеющих подобных устройств, очень часто улучшают управление станком, оснащая его, как правило, несложными тормозными устройствами, устройствами для быстрого отвода резца и т. д.

На рис. 271 показано приспособление для автоматического отвода резца от обрабатываемой детали при нарезании на ней резьбы. Корпус 2 выступом, имеющимся на одной из его боковых сторон, закрепляется в резцовой головке 12 станка. В отверстии корпуса расположен ползун 3, в котором посредством цанги 1 закрепляется резец 7 со стержнем круглого сечения. Это дает возможность устанавливать резец в различных положениях, с учетом угла подъема нарезаемой резьбы. Необходимое для закрепления резца втягивание цанги 1 в ползун 3 осуществляется при вращении тяги 4, левый резьбовой конец которой ввертывается в цангу 1, а правый, утолщенный, также резьбовой — в ползун 3. Резьбы на концах тяги 4 имеют разный шаг, поэтому даже при небольшом усилии, приложенном к ключу для вращения тяги 4, закрепление резца получается достаточно прочным. Рабочий конец используемого при этом ключа вставляется в квадратное гнездо, имеющееся в торце А утолщенной части тяги 4.

Пружина 6 расположена в отверстии ползуна между упором 5 и утолщенной частью тяги. Упор закреплен в корпусе 2 и проходит через продолговатое окно В в ползуне 3. Поэтому под действием пружины 6 ползун стремится переместиться вправо, но его удерживает в рабочем положении (не показано на рис. 271) уступ левого конца рычага//, вращающегося на оси 9.

На станине станка, слева от суппорта, устанавливается упор (на рисунке не показан). При движении суппорта

Рис. 271. Приспособление для быстрого отвода резца при нарезании резьбы, предложенное В. Н. Трутневым

Рис. 272. Варианты последовательности обработки детали ступенчатой формы

влево, когда резец доходит до конца резьбы, ролик 10 соприкасается с упором, вследствие чего правый конец рычага 11 поднимается, а левый опускается. Одновременно с этим под действием пружины 6 ползун 3 быстро отходит вправо, к токарю, и резец выходит из резьбовой канавки. После перемещения суппорта в начальное положение поворотом рукоятки 13 или второго упора, установленного на станке, ползун приводится в рабочее положение. В этом положении ползун фиксируется рычагом 11, поднимающимся под действием плоской пружины 8. После этого вращением маховичка поперечной подачи осуществляется перемещение резца для следующего рабочего прохода.

Применение такого приспособления не только уменьшает время на управление станком, но позволяет увеличить скорость резания в 3—5 раз против обычной, а это соответственно повышает производительность процесса нарезания резьбы и одновременно улучшает чистоту поверхности нарезаемой резьбы.

Пример уменьшения вспомогательного времени путем усовершенствования управления станком. При обработке ступенчатых деталей токарь-новатор Г. С. Борткевич добился значительного снижения времени на управление станком, уменьшив холостые перемещения резца, осуществляемые вручную. Он заметил, что продольные перемещения резца совершаются быстрее, чем поперечные, и меньше утомляют токаря. По существующим нормативам вспомогательного времени на перемещение резца в продольном направлении затрачивается в 2—4 раза меньше времени, чем в поперечном.

Учитывая это, Борткевич стал применять при обтачивании деталей с большими торцовыми поверхностями и короткими цилиндрическими ступенями такой порядок обработки, который показан на рис. 272, а. Обработка деталей с небольшими торцовыми поверхностями и длинными цилиндрическими ступенями выполняется им в последовательности согласно рис. 272, б. Последовательность обработки поверхностей для того и другого случаев показана на рис. 272 цифрами (/, 2, 3, 4). Такое построение процесса обработки способствует значительному сокращению вспомогательного времени.

Глава IV

ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ,ПОВЫШАЮЩИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ

Рационализация технологического процесса

Укрупнение и расчленение операции. Обработка деталей сложной формы производится обычно за несколько установок. Количество установок может быть при этом больше или меньше в зависимости от различных условий. В одних случаях производительность повышается, если количество установок сравнительно невелико, т. е. когда принят укрупненный план токарной обработки. При других условиях для повышения производительности следует разделять операцию на много установок или, как говорят, принимать расчлененный план обработки. Соображения, которыми следует руководствоваться в каждом отдельном случае, изложены в приводимых ниже примерах.

Укрупнение операции целесообразно, если форма и размеры детали таковы, что каждая новая установка ее на станке занимает много времени, а также если обработка детали может быть выполнена без частой смены инструмента и режима резания.

На рис. 273, а показаны три установки детали, предусмотренные существовавшим технологическим процессом. В первую установку у детали, закрепленной в центрах, подрезался буртик в размер 13 мм и обтачивалась концевая ступень до диаметра 72 мм. Во второй установке после поворота и закрепления детали в патроне с поддержкой люнетом у детали подрезался торец в размер 445 мм. В третью установку детали при таком же ее закреплении подрезался второй торец в размер 848 мм. Общая продолжительность операции составляла 27 мин.

По предложению токаря А. П. Савинова, план обработки этой детали был укрупнен, и обработку ее стали выполнять в две установки (рис. 273, б), закрепляя деталь в центрах. Правый конец детали при этом поддерживался полуцентром, что обеспечивало возможность обработки

Рис. 273. Пример укрупнения операцииРис. 273. Пример укрупнения операции

Рис. 273. Пример укрупнения операции

Рис. 273. Пример укрупнения операции

а)а)Рис. 274. Пример расчленения операцииРис. 274. Пример расчленения операции

а)

а)

Рис. 274. Пример расчленения операции

Рис. 274. Пример расчленения операции

всей поверхности торца детали. В первую установку у детали подрезался буртик в размер 13 мм и торец в размер 445 мм, а во вторую подрезался другой торец в размер

848 мм и обтачивалась концевая шейка детали до диаметра 72 мм.

Общая продолжительность операции при двух установках составила лишь 8 мин.,

Расчлененный план обработки следует применять в серийном производстве, если форма и размеры обрабатываемой детали таковы, что установка и закрепление ее на станке отнимают немного времени, а смена инструмента и режима резания должна производиться много раз.

На рис. 274, а показаны две установки шкива, с помощью которых производилась его обработка. Шкив имеет много уступов, шеек, канавок и других обрабатываемых

поверхностей, что создало необходимость многократных смен режущих инструментов. Это затрудняло работу по лимбам и упорам. Кроме того, при таком (укрупненном) плане обработки токарю приходилось часто изменять число оборотов шпинделя и величину подачи, производить большое количество измерений и т. д. Все это обусловило увеличение вспомогательного времени и быстро утомляло токаря, внимание которого было непрерывно напряжено.

Токарь-новатор П. Б. Быков предложил обрабатывать этот шкив за девять установок (рис. 274, б), в связи с чем

Рис. 275. Примеры деталей, обрабатываемых по методу цикличности переходовРис. 275. Примеры деталей, обрабатываемых по методу цикличности переходовштучное время обработки с 3 ч 45 мин уменьшилось до 1 ч 12 мин. Во всех установках шкив закрепляется в трехкулачковом само- центрирующем патроне. Оправки не требуется.

Рис. 275. Примеры деталей, обрабатываемых по методу цикличности переходов

Рис. 275. Примеры деталей, обрабатываемых по методу цикличности переходов

Работа по методу цикличности переходов. Сущность метода состоит в том, что последовательность

переходов, принятая для первой обрабатываемой детали, изменяется на обратную при обработке второй детали; обработка третьей детали производится так же, как первой, а четвертой — как второй, и т. д. Например, при одной установке детали (рис. 275, а) производятся подрезание торца А и растачивание отверстия В. При этом у первой и каждой последующей нечетной детали сначала подрезается торец, а затем растачивается отверстие. У второй детали (и у всех последующих четных) сначала обрабатывается отверстие, а затем торец. В случае такого порядка обработки при переходе ко второй детали от первой сохраняется уста

новка на размер расточного резца, а при переходе от второй детали к третьей не изменяется установка на размер /,

подрезного резца.

На рис. 275, б приведен еще один пример цикличности переходов. Обтачивание конической поверхности у этой детали производится резцом с двумя режущими кромками. Такая конструкция резца позволяет после обработки конуса у первой детали с подачей, направленной по стрелке С, выполнять обтачивание той же поверхности у второй детали с подачей по стрелке D. При этом уменьшается вспо-

могательное время за счет исключения установки резца на размер /2 и на возврат его в исходное положение.

Множественная обработка. Сущность этого способа повышения производительности токарной обработки состоит в том, что при обработке деталей партиями на станке закрепляется одновременно несколько деталей. При этом уменьшается время на установку детали, установку резца на требуемый размер, на измерения и т. д. Время на установку и закрепление, приходящееся на каждую из за-

1 г1 гРис. 276. Пример множественной обработки деталейРис. 276. Пример множественной обработки деталейкрепляемых одновременно деталей, уменьшается при рассматриваемом способе иногда немного. Но время, расходуемое при установке резца на размер, на измерения и т. д., прихо

1 г

1 г

Рис. 276. Пример множественной обработки деталей

Рис. 276. Пример множественной обработки деталей

дящееся на каждую деталь при множественной обработке, уменьшается соответственно числу деталей, обрабатываемых одновременно. Например, если время на установку резца на заданный размер при обычной обработке составляет 1 мин, то при закреплении десяти деталей одновременно время на установку резца, приходящееся на каждую деталь, составляет только 0,1 мин.

Пример множественной обработки показан на рис. 276. Время для установки на оправку каждой из десяти деталей будет примерно такое же, как и при установке на подобную оправку одной детали. Время на закрепление детали на оправке (установка шайбы 1 и завертывание гайки 2) будет одинаковое в том и другом случае. Но очевидно, что при установке на оправку десяти деталей время на закрепление каждой из них будет в десять раз меньше, чем при закреплении одной детали. В десять раз меньше (в данном случае), чем при обработке по одной детали, будет и время, необходимое для установки резца на размер, и т. д.

Применение метода групповой обработкидеталей

Предварительные замечания. Форма и размеры деталей машин, обрабатываемых на металлорежущих станках, в частности, токарных, а также требования, предъявляемые к этим деталям, весьма разнообразны. Тем не менее.

рассматривая эти детали с различных точек зрения, можно разделить их на сравнительно небольшое количество классов, групп и т. д.

В простейшем случае можно все детали разбить на классы или группы по материалу, из которого они должны быть изготовлены, и по их весу. Это дает возможность быстро и точно составлять перечень и количество материалов, необходимых для их изготовления.

Можно все детали разбить на классы или группы по общности вопросов, возникающих при их обработке, или по признаку применяемого при этом оборудования.

Разбивка деталей на классы по общности их обработки или по видам оборудования, используемого при обработке, обеспечивает возможность составления такого технологического процесса, такой подготовки станков для его выполнения, а также производства в целом, при которых изготовление детали осуществляется наиболее рационально и экономично. Решение этой задачи, известное как метод групповой обработки деталей, разработано лауреатом Ленинской премии, д-ром техн, наук С. П. Митрофановым.

Сущность метода групповой обработки деталей. Сущность метода пооперационного группирования деталей состоит в следующем. Все детали разбиваются на классы по признаку оборудования, обеспечивающего наиболее рациональное изготовление деталей по определенным технологическим операциям (либо полностью — при деталях простой конфигурации, обрабатывающихся на однотипных станках). Например, создаются классы деталей, обрабатываемых на токарных, револьверных, фрезерных и других станках.

В пределах каждого класса детали разбиваются на группы с учетом формы деталей, т. е. общности элементов, образующих ее конфигурацию; общности поверхностей, подлежащих обработке; общности построения технологического процесса изготовления этих деталей.

Обработка деталей одной группы должна производиться на однородном оборудовании, с применением групповой настройки и характерных для данной группы приспособлений и инструментов.

Группа 1

Группа 4

Рис. 277. Некоторые группы деталей, обрабатываемых на токарных станках

Рис. 278 Комплексная (а) и другие (6) детали группыРис. 278 Комплексная (а) и другие (6) детали группы

Рис. 278 Комплексная (а) и другие (6) детали группы

Рис. 278 Комплексная (а) и другие (6) детали группы

В качестве примера на рис. 277 приведены четыре группы деталей, обрабатываемых на токарных станках.

Для составления технологического процесса обработки деталей принятых групп, называемого групповым, в каждой группе выделяется характерная для нее деталь, называемая комплексной. Эта деталь состоит из ряда простых поверхностей: наружных и внутренних цилиндри

ческих, конических, наружных и внутренних канавок, резьбовых поверхностей и т. п. У остальных деталей

имеются лишь некоторые из этих поверхностей.

Таким образом, комплексная деталь является наиболее сложной в данной группе.

На рис. 278 показан ряд деталей, причем одинаковые (по

своему виду) поверхности этих деталей обозначены одними и теми же цифрами: / — наружная резьба; 2 — наружная канавка; 3 — цилиндрическая наружная поверхность; 4 — коническая наружная поверхность; 5 — поверхность с уступами внутренняя; 6 — внутренняя канавка; 7 — внутренняя резьба; 8 — цилиндрическая внутренняя и две торцовые поверхности — левая и правая.

У детали, показанной на рис. 278, а, встречаются все перечисленные поверхности, поэтому она является комплексной для всех деталей, приведенных на рис. 278, б. Для комплексной детали составляется групповой тех-

нологический процесс, предусматривающий возможность уменьшения количества операций и переходов с использованием общих приспособлений и инструментов (групповая наладка).

Все детали данной группы обрабатываются на одном или нескольких станках, настроенных в соответствии с групповым технологическим процессом и оснащенных приспособлениями и инструментами, допускающими быструю переналадку. Если для обработки какой-либо детали все инструменты не нужны, используются лишь те, которые необходимы. В отдельных случаях возможна замена одного инструмента другим.

В условиях групповой обработки деталей обеспечивается возможность применения станков, хорошо оснащенных многорезцовыми головками, многоместными державками для закрепления режущих инструментов в пиноли задней бабки, продольным и поперечным упорами (рассмотренными в предыдущей главе), что резко сокращает подготовительно-заключительное и вспомогательное время.

Как показывает опыт рабочих многих заводов, применение метода групповой обработки деталей позволяет широко использовать групповые настройки станков, обеспечивающие значительное повышение производительности.

Основные направления модернизациитокарных станков

Общие положения. Модернизацией называется такая переделка сравнительно старого станка, после которой он в большей или меньшей степени приобретает качества современного.

Модернизация станков производится в следующих основных направлениях:

повышения числа оборотов шпинделя станка и увеличения его мощности, а также увеличения количества скоростей вращения шпинделя;

увеличения наибольшей подачи, имеющейся на данном станке, и расширения пределов подач;

повышения жесткости и виброустойчивости станка;

оснащения станка различными дополнительными устройствами, сокращающими вспомогательное время и облегчающими условия труда;

обеспечения безопасности работы на станке.

Повышение быстроходности и мощности станка достигается различными способами, из которых наиболее часто применяются:

замена шкива электродвигателя шкивом большего диаметра;

замена скользящих подшипников шпинделя подшипниками качения;

замена шкивов клиноременной передачи другими, с большим числом ремней;

замена электродвигателя станка более мощным;

замена плоскоременной передачи клиноременной;

увеличение количества дисков фрикционной муфты;

установка муфты улучшенной конструкции с увеличенным числом дисков;

замена наиболее слабого звена (например, блока шестерен) коробки скоростей и улучшение системы смазки этой коробки.

Для увеличения количества скоростей станка в его коробке скоростей устанавливаются дополнительные пары шестерен.

Увеличение наибольшей подачи без изменения наименьшей осуществляется путем установки дополнительных зубчатых колес в коробке подач или на валах привода подачи в коробке скоростей. Для увеличения всех подач соответствующим образом изменяются передаточные отношения зубчатых колес гитары, последней пары шестерен коробки подач, передающей движение ходовому валу, и колес фартука.

С целью повышения жесткости станков и способности их к поглощению вибраций необходимы:

установка электродвигателя станка на полу или в нижней части станка;

улучшение пригонки вкладышей подшипников скольжения к корпусу или увеличение плотности посадки колец подшипников качения шпинделя и других валов коробки скоростей;

балансировка быстровращающихся деталей, применение уравновешенных патронов и т. п.;

повышение плавности работы ременных и зубчатых передач, применение клиновых ремней вместо плоских, применение наиболее совершенных способов соединения ремней, возможно меньше изменяющих их толщину в месте соединения;

увеличение жесткости закрепления задней бабки на станке и пиноли в бабке;

повышение качества пригонки направляющих всех частей суппорта и устранение зазора в гайке поперечных салазок.

Перечисленные мероприятия по модернизации станка обеспечивают возможность повышения режимов резания на данном станке и способствуют уменьшению основного времени обработки.

Ни одно из этих мероприятий, связанных с изменением конструкции станка, не должно быть осуществлено без предварительной проверки расчетом скорости и мощности, допустимых деталями станка.

Оснащение станка дополнительными устройствами, сокращающими вспомогательное время. Такие устройства и приспособления по их назначению можно разделить на следующие основные группы:

приспособления для закрепления обрабатываемых деталей;

рациональные устройства для закрепления режущих инструментов;

устройства для отсчета перемещений суппорта;

копировальные устройства.

Примеры таких приспособлений и устройств, за исключением копировальных, рассмотрены в предыдущей главе. Здесь подчеркнем лишь следующее.

Первоочередной задачей при решении вопроса о закреплении деталей является широкое применение механических приводов для управления зажимными устройствами, например, пневматических. Во всех случаях, когда это почему-либо не удается, надо применять быстродействующие зажимные устройства, что позволяет закреплять деталь в процессе ее установки без затраты дополнительного времени (рифленый передний центр, центр- поводок) или с наименьшей затратой этого времени (бесключевой патрон).

Необходимость широкого применения различных многоместных устройств для закрепления режущих инструментов как на суппорте, так и в пиноли задней бабки очевидна. То же самое можно сказать и о внедрении и постоянном использовании устройств для отсчета перемещений суппорта — лимбов, упоров и т. п. Здесь же еще раз отметим, что оснащение станка подобными устройствами —

непременное условие возможности применения метода групповой обработки деталей.

Самые простейшие копировальные устройства рассмотрены при описании обработки фасонных поверхностей. Более сложные устройства того же назначения позволяют обрабатывать не только поверхности криволинейного профиля, но и детали ступенчатой формы. Процесс обработки

детали при этом в значительнойдетали при этом в значительной99части механизируется.На рис. 279 показано копировальное приспособление для обра-части механизируется.На рис. 279 показано копировальное приспособление для обра-Рис. 279. Копировальное приспособление конструкции В. К. СеминскогоРис. 279. Копировальное приспособление конструкции В. К. Семинского1011 12 13 141011 12 13 14

детали при этом в значительной

детали при этом в значительной

9

9

части механизируется.

На рис. 279 показано копировальное приспособление для обра-

части механизируется.

На рис. 279 показано копировальное приспособление для обра-

Рис. 279. Копировальное приспособление конструкции В. К. Семинского

Рис. 279. Копировальное приспособление конструкции В. К. Семинского

1011 12 13 14

1011 12 13 14

ботки ступенчатых деталей, предложенное токарем-новатором В. К. Семинским. Внутри корпуса 5 приспособления, устанавливаемого на суппорте станка, вместо обычной резцовой головки помещается скалка 3 с резцом 2, перемещающаяся в осевом направлении. Под действием пружины 6 щуп 4 прижимается к поверхности копира 8. Копир представляет собой штангу с лысками, образующими ступенчатую поверхность. Длина ступеней копира равна длине шеек обрабатываемой детали 1, а высота их соответствует разности радиусов ее ступеней. Копир 8 посредством шарнира 9, тяги 10, муфты 11 и хвостовика Л связан с кронштейном 13, закрепленным на ста-

нине станка. Хвостовик шарнира проходит через расположенное горизонтально продолговатое отверстие, имеющееся в кронштейне 13. Наличие такого отверстия обеспечивает возможность перемещения копира (вместе с поперечными салазками суппорта), а посредством гаек 12 и 14 производится установка копира в осевом направлении.

При продольной автоматической подаче суппорта щуп 4 скользит по поверхности очередной ступени копира. В момент, когда щуп доходит до уступа копира (напоминаем, что в процессе работы суппорт перемещается влево, а копир неподвижен), он быстро соскакивает под действием пружины 6 на следующую ступень копира. Так как скалка расположена под углом 15° к оси станка, резец, отходя назад, несколько смещается в сторону задней бабки, что обеспечивает отход резца от уступа детали. При обратном движении суппорта скалка 3 перемещается вперед с помощью эксцентрика 7, управляемого рукояткой.

Заменяя копир другим, можно с помощью рассмотренного приспособления обрабатывать конические и фасонные поверхности.

Через отверстие В в корпусе копира проходит болт, посредством которого он закрепляется на суппорте станка.

Во время работы рассмотренного устройства копир испытывает большие давления щупа. Во избежание быстрого износа копира он должен быть твердым, что достигается термической обработкой с последующим шлифованием. В результате копир получается довольно дорогим, и применение его оправдывается лишь при сравнительно больших партиях изготовляемых деталей. К достоинствам механического копира относятся простота и возможность изготовления его собственными силами на любом машиностроительном заводе.

Гидравлические копировальные устройства (гидросуппорты) не имеют указанного выше недостатка. Схема устройства гидросуппорта типа КСТ-1 показана на рис. 280. Гидросуппорт устанавливают на специальных поперечных салазках позади станка; так же в особых бабках устанавливают образцовую деталь 6, являющуюся копиром. От насоса 14 масло из бака 15 через фильтр 12 по гибкому шлангу 11 поступает в канал D неподвижного штока 9 поршня 10. Через поперечное отверстие С в штоке масло попадает в полость F подвижного гидравлического цилиндра, расположенного внутри суппорта 7. Из полости F

масло поступает через отверстие В поршня в полость Е и оттуда через гибкий шланг 5 и золотник в сливной трубопровод 4. При перегрузке давления в системе масло, нагнетаемое насосом 14, сливается в бак 15 через предохранительный клапан 13.

Отверстие В имеет очень небольшой диаметр и оказывает большое сопротивление при проходе масла из по-

Рис. 280. Схема гидравлического суппорта конструкции завода имени С. Орджоникидзе

лости F в полость Е. Вследствие этого при достаточно большой щели А золотника 2 давление в полости Е будет значительно меньше, чем в полости F. Давление масла, действуя на заднюю крышку цилиндра, будет перемещать корпус гидросуппорта назад.

Если золотник 2 закроет щель А, то в полостях Е и F установится одинаковое давление. Но так как площадь передней крышки цилиндра больше площади задней крышки (на величину площади поперечного сечения штока 9), то при одинаковом давлении сила, действующая на переднюю крышку, будет больше силы, действующей на заднюю крышку, и суппорт станет перемещаться вперед.

Может быть установлена такая величина щели, что давление в полости Е будет меньше, чем в полости F, а силы, действующие на переднюю и заднюю крышки, окажутся одинаковыми. В этом случае гидросуппорт останется неподвижным.

Последнее положение соответствует обтачиванию цилиндрической поверхности.

Золотник 2 под действием пружины 3 прижимается к качающемуся рычагу / щупа, который опирается на поверхность образцовой детали 6. Когда щуп опирается на цилиндрическую поверхность детали, золотник занимает указанное выше положение, при котором гидросуппорт остается неподвижным. Если профиль образцовой детали имеет подъем, то при продольном движении суппорта рычаг 1 будет отклоняться и перемещать золотник 2 назад. При этом щель А будет увеличиваться, а давление в полости Е цилиндра падать. При падении давления в полости Е гидросуппорт под действием давления в полости F станет перемещаться назад. Вместе с гидросуппортом перемещается и корпус золотника 2, что приводит к уменьшению щели А и прекращению движения гидросуппорта.

Таким образом, гидросуппорт как бы следит за положением щупа, поэтому подобная система управления движением суппорта называется следящей.

Если профиль образцовой детали имеет падение, золотник под действием пружины перемещается вперед и прикрывает щель А. Давление в полости Е возрастает, и гидросуппорт перемещается вперед. Такая конструкция гидропривода позволяет обрабатывать ниспадающие профили с углом не более 25—30°.

При обработке перпендикулярных уступов щуп, упираясь в уступ, перемещает золотник 2 назад, открывает щель А, и гидросуппорт начинает перемещаться назад. Так как гидросуппорт двигается по направляющим, расположенным под углом 45°, он одновременно смещается относительно нижних салазок в направлении задней бабки, компенсируя продольное перемещение нижних салазок. Таким образом, резец перемещается в плоскости, перпендикулярной к оси обрабатываемой детали 8, и подрезает торец соответствующей ступени.

Такая конструкция гидросуппорта позволяет обрабатывать только те торцы, которые обращены в сторону задней бабки. Поэтому большинство деталей приходится

обрабатывать с двух установок с поворотом, обтачивая сначала торцы, обращенные в сторону задней бабки, а затем противоположные.

Опыт ряда заводов показал, что гидросуппорт обеспечивает точность в пределах между 3 и 4-м классами точности.

Обеспечение безопасности работы на станке. В процессе модернизации станка особое внимание обращается на создание таких условий, при которых работа на нем была бы безопасна для рабочего.

Все зажимные приспособления, не удовлетворяющие требованиям безопасности, заменяются другими, применение которых исключает возможность травмирования токаря, например, открытые поводковые патроны заменяются закрытыми. Конец шпинделя станка дополняется устройством, которое предотвращает самосвинчивание патрона со шпинделя.

Модернизируемые станки оснащаются устройствами для удаления стружки и пыли при обработке хрупких металлов, а также специальными экранами, защищающими токаря от отлетающей стружки.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица тангенсов

Градусы

Тангенс

Градусы

0'

10'

20'

30'

40'

50'

60'

0

0,000

0,003

0,006

0,009

0,012

0,015

0,017

0

1

0,017

0,020

0,023

0,026

0,029

0,032

0,035

1

2

0,035

0,038

0,041

0,044

0,047

0,049

0,052

2

3

0,052

0,055

0,058

0,061

0,064

0,067

0,070

3

4

0,070

0,073

0,076

0,079

0,082

0,085

0,087

4

5

0,087

0,090

0,093

0,096

0,099

0,102

0,105

5

6

0,105

0,108

0,111

0,114

0,117

0,120

0,123

6

7

0,123

0,126

0,129

0,132

0,135

0,138

0,141

7

8

0,141

0,144

0,146

0,149

0,152

0,155

0,158

8

9

0,158

0,161

0,164

0,167

0,170

0,173

0,176

9

10

0,176

0,179

0,182

0,185

0,188

0,191

0,194

10

11

0,194

0,197

0,200

0,203

0,206

0,210

0,213

11

12

0,213

0,216

0,219

0,222

0,225

0,228

0,231

12

13

0,231

0,234

0,237

0,240

0,243

0,246

0,249

13

14

0,249

0,252

0,256

0,259

0,262

0,265

0,286

14

15

0,268

0,271

0,274

0,277

0,280

0,284

0,287

15

16

0,287

0,290

0,293

0,296

0,299

0,303

0,306

16

17

0,306

0,309

0,312

0,315

0,319

0,322

0 325

17

18

0,325

0,328

0,331

0,335

0,338

0,341

0,344

18

19

0,344

0,348

0,351

0,354

0,357

0,361

0,364

19

20

0,364

0,367

0,371

0,374

0,377

0,381

0,384

20

21

0,384

0,387

0,391

0,394

0,397

0,401

0,404

21

22

0,404

0,407

0,411

0,414

0,418

0,421

0,424

22

23

0,424

0,428

0,431

0,435

0,438

0,442

0,445

23

24

0,445

0,449

0,452

0,456

0,459

0,463

0,466

24

25

0,466

0,470

0,473

0,477

0,481

0,484

0,488

25

26

0,488

0,491

0,495

0,499

0,502

0,506

0,510

26

27

0,510

0,513

0,517

0,521

0,524

0,528

0,532

27

Градусы

Тангенс

Градусы

0'

10'

20'

30'

40'

50'

60'

28

0,532

0,535

0,539

0,543

0,547

0,551

0,554

28

29

0,554

0,558

0,562

0,566

0,570

0,573

0,577

29

30

0,577

0,581

0,585

0,589

0,593

0,597

0,601

30

31

0,601

0,605

0,609

0,613

0,617

0,621

0,625

31

32

0,625

0,629

0,633

0,637

0,641

0,645

0,649

32

33

0,649

0,654

0,658

0,662

0,666

0,670

0,675

33

34

0,675

0,679

0,683

0,687

0,692

0,696

0,700

34

35

0,700

0,705

0,709

0,713

0,718

0,722

0,727

35

36

0,727

0,731

0,735

0,740

0,744

0,749

0,754

36

37

0,754

0,758

0,763

0,767

0,772

0,777

0,781

37

38

0,781

0,786

0,791

0,795

0,800

0,805

0,810

38

39

0,810

0,815

0,819

0,824

0,829

0,834

0,839

39

40

0,839

0,844

0,849

0,854

0,859

0,864

0,869

40

41

0,869

0,874

0,880

0,885

0,890

0,895

0,900

41

42

0,900

0,906

0,911

0,916

0,922

0,927

0,933

42

43

0,933

0,938

0,943

0,949

0,955

0,960

0,966

43

44

0,966

0,971

0,977

0,983

0,988

0,994

1,000

44

45

1,000

1,006

1,012

1,018

1,024

1,030

1,036

45

46

1,036

1,042

1,048

1,054

1,060

1,066

1,072

46

47

1,072

1,079

1,085

1,091

1,098

1,104

1,111

47

48

1,111

1,117

1,124

1,130

1,137

1,144

1,150

48

49

1,150

1,157

1,164

1,171

1,178

1,185

1,192

49

50

1,192

1,199

1,206

1,213

1,220

1,228

1,235

50

51

1,235

1,242

1,250

1,257

1,265

1,272

1,280

51

52

1,280

1,288

1,295

1,303

1,311

1,319

1,327

52

53

1,327

1,335

1,343

1,351

1,360

1,368

1,376

53

54

1,376

1,385

1,393

1,402

1,411

1,419

1,428

54

55

1,428

1,437

1,446

1,455

1,464

1,473

1,482

55

56

1,483

1,492

1,501

1,511

1,520

1,530

1,540

56

57

1,540

1,550

1,560

1,570

1,580

1,590

1,600

57

58

1,600

1,611

1,621

1,632

1,643

1,653

1,664

58

59

1,664

1,675

1 686

1,698

1,709

1,721

1,732

59

60

1,732

1,744

1,756

1,768

1,780

1,792

1,804

60

61

1,804

1,816

1,829

1,842

1,855

1,868

1,881

61

62

1,881

1,894

1,907

1,921

1,935

1,949

1,963

62

63

1,963

1,977

1,991

2,006

2,020

2,035

2,050

63

64

2,050

2,066

2,081

2,097

2,112

2,128

2,145

64

Градусы

Тангенс

Градусы

О'

10'

20'

30'

40-

50'

60'

65

2,145

2,161

2,177

2,194

2,211

2,229

2,246

65

66

2,246

2,264

2,282

2,300

2,318

2,337

2,356

66

67

2,356

2,375

2,395

2,414

2,434

2,455

2,475

67

68

2,475

2,496

2,517

2,539

2,561

2,583

2,605

68

69

2,605

2,628

2,651

2,675

2,699

2,723

2,748

69

70

2,748

2,773

2,798

2,824

2,850

2,877

2,904

70

71

2,904

2,932

2,960

2,989

3,018

3,048

3,078

71

72

3,078

3,108

3,140

3,172

3,204

3,237

3,271

72

73

3,271

3,305

3,340

3,376

3,412

3,450

3,487

73

74

3,487

3,526

3,566

3,606

3,647

3,689

3,732

74

75

3,732

3,766

3,821

3,867

3,914

3,962

4,011

75

76

4,011

4,061

4,113

4,165

4,219

4,275

4,331

76

77

4,332

4,390

4,449

4,511

4,574

4,638

4,705

77

78

4,705

4,733

4,843

4,915

4,989

5,066

5,145

78

79

5,145

5,226

5,309

5,396

5,485

5,576

5,671

79

80

5,671

5,7691

5,871

5,976

6,084

6,197

6,314

80

81

6,314

6,435

6,561

6,691

6,827

6,968

7,115

81

82

7,115

7,269

7,429

7,596

7,770

7,963

8,144

82

83

8,144

8,345

8,556

8,777

9,010

9,255

9,514

83

84

9,154

9,788

10,078

10,385

10,712

11,059

11,430

84

85

11,430

11,826

12,250

12,706

13,197

13,727

14,301

85

86

14,301

14,924

15,605

16,350

17,169

18,075

19,081

86

87

19,081

20,206

21,470

22,904

24,542

26,432

28,636

87

88

28,636

31,242

34,368

38,189

42,964

49,104

57.290

88

89

57,290

68,750

85,940

114,589

171,885

343,774

89

ОГЛАВЛЕНИЕ

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТОКАРНОГО ДИЛА

Глава I. Основные сведения о процессе резания и резцах . .5

Необходимые понятия и определения —

Основы учения о резании металлов 15

Предварительные сведения о токарных резцах . . . ,26

Глава II. Токарные станки и их обслуживание 44

Токарно-винторезныйстанокмодели1А62 —

Токарно-винторезныйстанокмодели1К62 68

Уход за токарным станком и безопасность работы на нем 73

Глава III. Закрепление деталей, обрабатываемых на токарных станках 78

Приспособления для закрепления деталей, обрабатываемых в центрах —

Приспособления для закрепления деталей за наружную поверхность 89

Приспособления для закрепления деталей за отверстие 102

Глава IV. Шероховатость (чистота) и точность поверхностей,обрабатываемых натокарных станках..107

Жесткостьи вибрации при токарной обработке...—

Шероховатость (чистота) и точность поверхностей в зависимостиот условий токарнойобработки 114

Основныесведения о допускахи посадках 119

ЧАСТЬ ВТОРАЯОСНОВНЫЕ ТОКАРНЫЕ РАБОТЫ Глава I. Обработка наружных цилиндрических и торцовыхЧАСТЬ ВТОРАЯОСНОВНЫЕ ТОКАРНЫЕ РАБОТЫ Глава I. Обработка наружных цилиндрических и торцовыхОбщие понятия о базах и базировке деталей на токарных станках 129

ЧАСТЬ ВТОРАЯ

ОСНОВНЫЕ ТОКАРНЫЕ РАБОТЫ Глава I. Обработка наружных цилиндрических и торцовых

ЧАСТЬ ВТОРАЯ

ОСНОВНЫЕ ТОКАРНЫЕ РАБОТЫ Глава I. Обработка наружных цилиндрических и торцовых

поверхностей 135

Черновое обтачивание цилиндрическихповерхностей—

Чистовая обработка цилиндрическихповерхностей..161

Обработка торцов и уступов 182

Прорезание канавок и отрезание 188

Глава II. Обработка цилиндрических отверстий 197

Сверление, рассверливание и зенкерсвание отверстий —

Растачивание отверстий 205

Развертывание отверстий . . .209

Измерение отверстий 216

Обработка уступов и канавок, расположенных в отверстиях 219

Глава111. Обработкаконических поверхностей225

Общие сведенияо конусах —

Обработка наружных конусов установленным (широким) резцом 229

Обработка наружных конусов при повернутых верхних салазках суппорта 231

Обработка наружных конусов при смещенной задней бабке 234

Обработка наружных конусов при помощи конусной линейки и гидросуппорта 240

Обработка конических отверстий 243

Глава IV. Нарезание резьбы 248

Общие сведения о резьбах —

Основные понятия о допусках резьб 254

Настройка станка для нарезания резьбы 257

Нарезание треугольной резьбы резцами 264

Нарезание треугольной резьбы плашками и метчиками 279

Нарезание прямоугольной, трапецеидальной и многоходовой резьб 286

Глава V. Некоторыеособые токарные работы 294

Обработканежестких деталей —

Обработкана планшайбе и угольнике 298

Обработкаэксцентричных деталей 301

Обработка фасонных поверхностей 304

Накатывание рифленых поверхностей 309

ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ

ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИПРИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКЕ

Глава I. Основные понятия о технологическом процессе и технической норме времени 312

Технологический процесс и его составные части . . .—

Документация технологического процесса 314

Состав технической нормы времени 315

Необходимость одновременного уменьшения всех составляющих нормы времени 317

Глава II. Способы уменьшения основного времени . . . .320

Повышение режима резания —

Применение высокопроизводительных резцов . . . .327

Рационализация процесса обработки 334

Повышение жесткости закрепления детали 337

Глава III. Способы уменьшения вспомогательного времени 338

Применение рациональных зажимных приспособлений—.

Уменьшение времени на установку режущих инструментов 349

Уменьшение времени на измерение детали 355

Уменьшение времени на управление задней бабкой..363

Уменьшение времени на управление станком . ...364

Глава IV. Организационно-технические мероприятия, повышающие производительность токарной обработки368

Рационализация технологического процесса —

Применение метода групповой обработки деталей..371

Основные направления модернизации токарных станков 375

Приложение ........................383

Александр Николаевич ОГЛОБЛИН

ОСНОВЫ ТОКАРНОГО ДЕЛА

Редактор издательства инж. Л. И. В о ж и к

Переплет художника Н. И. Васильева

Технический редактор Т. П. Малашкина

Корректор Р. И. Геллер

Сдано в производство 3/П1 1967 г.

Подписано к печати 27/Х 1967 г. М-10593

Формат бумаги 84х108*/в2

Бумага типографская № 1

Прив печ. л. 20,37. Уч.-изд. л. 20,8

Тираж 100 000 (2-й завод 20 001—100 000) экз.

Заказ 1805. Цена в ледериновом переплете 99 коп.

Ленинградское отделениеиздательства «МАШИНОСТРОЕНИЕ»Ленинград, Д-65, ул. Дзержинского, 10

Ленинградская типография № 6Главполиграфпрома Комитета по печатипри Совете Министров СССР

Ленинград, ул Моисеенко, 10

A. H. ОГЛОБЛИН

основы

ТОКАРНОГО ДЕЛА

Издание 2-е,переработанное

Издательство .^Издательство .^

Издательство .^

Издательство .^

АШИНОСТРОЕНИЕ"

Ленинград 1967

УДК 621.941

В книге рассмотрены процесс резания и резцы, устройство токарных станков, способы закрепления обрабатываемых деталей, приведены основные сведения о допусках и посадках, описаны методы достижения чистоты и точности поверхностей, обрабатываемых на токарных станках, и их контроль.

Большая часть книги посвящена основным токарным работам — обработке наружных поверхностей, отверстий, конусов, нарезанию резьб и т. д. Изложены также способы повышения производительности при токарной обработке за счет применения высокопроизводительного инструмента, различных приспособлений и устройств, групповой обработки и других средств и приемов, которые основаны главным образом на опыте токарей-новаторов.

Во второе издание внесены дополнения, отражающие современное развитие техники токарного дела. Введено описание станка модели 1К62, полностью переработаны рекомендации по применению твердосплавных резцов, приведены необходимые данные по заточке и доводке их алмазными кругами, пополнены сведения о современных приспособлениях, о методах отделки поверхностей, обновлены справочные данные и др.

Книга рассчитана на молодых токарей 1—2-го разрядов, осваивающих свою профессию и повышающих квалификацию путем индивидуального или организованного обучения. Она может быть полезна учащимся профессионально-технических училищ и мастерам производственного обучения.

Рецензент инж. 3. AL ОльбинскийРедактор проф. Г. А. Глазов

3-12-14

238—67

7 октября 1966 г. скончался широко известный автор этой и многих десятков других книг для рабочих Александр Николаевич Оглоблин.

Александр Николаевич родился в 1893 г. в г. Перми, где получил образование и начал работать токарем. В 1922 г., приехав в Ленинград, он стал работать на заводах «Электросила» и «Русский дизель» конструктором, технологом, инженером-рационализатором, руководителем технологического, а позднее конструкторского бюро приспособлений завода.

Технической литературы в то время было очень мало, и энтузиаст пропаганды передового опыта — А. Н. Оглоблин стал писать технические книги и статьи для рабочих .

С 1930 по 1966 г. им написано свыше 150 работ, из которых около 50 учебных пособий и справочников, в том числе более 20 по токарному делу, более 10 — по фрезерному и др. Многие из них переведены на языки народов СССР, зарубежных стран. Среди них полюбившиеся рабочим и выдержавшие по несколько изданий такие книги, как «Токарное дело», «Техминимум токаря», «Токарные станки и работа на них», «Токарь-универсал», «Справочник токаря», «Фрезерные станки и работа на них», «Техминимум фрезеровщика», «Фрезерное дело», «Справочник фрезеровщика», «Как читать машиностроительный чертеж», «Работа на сверлильном станке» и многие другие. Несколько книг написано нм для инженерно-технических работников.

Блестящее знание станков, наличие опыта работы на них, умение изложить материал хорошим, доходчивым языком, исключительно строгое и вдумчивое отношение к своим книгам, к подбору материала, тщательное изучение всего нового, опыта станочников-новаторов — все это привело к большой популярности трудов А. Н. Оглоблина.

В период развития скоростного резания, в предвоенные годы, А. Н. Оглоблин одним из первых подхватил почин токарей и фрезеровщиков-скоростников, помог теоретически обосновать их новые работы. Он был одним из основателей и активных участников Совета токарей г. Ленинграда, позднее выросшего в Совет новаторов. Лауреаты государственных премий, заслуженные токари Ленинграда Г. С. Борткевич, В. Н. Трутнев, фрезеровщик Е. Ф. Савич и многие другие с благодарностью вспоминают своего учителя А. Н. Оглоблина.

Широкая переписка с токарями и фрезеровщиками из разных уголков страны, помощь советом, книгой были характерны для повседневной его деятельности.

С 1930 г. А. Н. Оглоблин был преподавателем, а затем доцентом кафедры технологии машиностроения Ленинградского политехнического института имени М. И. Калинина. Здесь он читал лекции по курсам «Проектирование приспособлений», «Технология станкостроения», «Обработка металлов резанием» и др. и руководил дипломным проектированием.

В суровые годы Отечественной войны, в блокаду Ленинграда, А. Н. Оглоблин безвыездно работал на оборонных заводах города-героя. Книги его выходили в свет и в это тяжелое время.

А. Н. Оглоблин имел несколько правительственных наград.

Жизнь А. Н. Оглоблина оборвалась в период работы над данной книгой. Несмотря на преклонные годы, в замыслах его было издание продолжения этой книги — книги для высококвалифицированных токарей и издание других работ.

Данная книга завершена редактором. Хочется надеяться, что она будет полезна молодому подрастающему поколению рабочих-станочников.

Редактор

Часть первая