Технология обработки конических поверхностей. Способы получения конических поверхностей Обработка конических поверхностей с применением конусной линейки

Наружные и внутренние конусы длиной до 15 мм обрабатывают резцом 1, главная режущая кромка которого устанавливается под требуемым углом а к оси конуса, осуществляя продольную или поперечную подачу (рис. 30, а). Этот способ применяется в том случае, когда обрабатываемая заготовка жесткая, угол уклона конуса большой, а к точности угла уклона конуса, шероховатости поверхности и прямолинейности образующей не предъявляют высоки требований.

Рис. 30.

Внутренние и наружные конусы небольшой длины (но длиннее 15 мм) при любом угле наклона обрабатывают при повернутых верхних салазках (рис. 30,б). Верхние салазки суппорта 1 устанавливают под углом в осевой линии станка, равным углу уклона обтачиваемого конуса, по делениям на фланце 2 поворотной части суппорта. Угол поворота отчитывается от риски, нанесенной на поперечных салазках суппорта.

Обработка наружных конусов при смещенной задней бабке применяется для заготовок относительно большой длины с малым углом уклона (рис. 30, в). Заготовку 2 при этом закрепляют только в центрах 1. Учитывая неизбежность износа центровых поверхностей даже при малых углах уклона конуса, обработку ведут резцом 3 в два приема. Сначала обрабатывают конус начерно. Затем производят подправку центровых отверстий. После этого осуществляется чистовое обтачивание. Для уменьшения разработки центровых отверстий в таких случаях успешно применяют центры с вершинами в виде шаровой поверхности. Поперечное смещение задней бабки допускается обычно не более чем на 1/5 часть длины заготовки.

Обтачивание наружных и внутренних конических поверхностей при помощи универсальной копирной линейки применяется при обработке заготовок любой длины с малым углом уклона конуса, примерно до 12° (рис. 30, г). Копирная линейка 1 устанавливается на плите 5 параллельно образующей обтачиваемой конической поверхности, верхняя часть суппорта 4 при этом поворачивается на 90°. Отсчет угла поворота линейки при наладке производится по делениям (миллиметровым или угловым), нанесенным на плите 5. Плита крепится при помощи кронштейнов к станине станка. После поворота линейки вокруг оси на требуемый угол а она закрепляется гайкой 6. В пазу линейки расположена ползушка 7, жестко соединенная с поперечными салазками 2 суппорта. При точении резец вместе с суппортом перемещается в продольном направлении и под действием ползушки, скользящей в прорези линейки,— в поперечном направлении. При этом будет обтачиваться коническая поверхность с углом при вершине 2а. Угол поворота линейки должен быть равен углу уклона конуса. Если шкала линейки имеет миллиметровые деления, то поворот линейки определяется по одной из следующих формул:

где h — число миллиметровых делений шкалы копирной линейки; Н — расстояние от оси вращения линейки до ее торца, на котором нанесена шкала; D — наибольший диаметр конуса; d—наименьший диаметр конуса; tga — угол наклона конуса; К —конусность

(К= (D-d)/l); l — длина конуса.

При а>12° используют так называемый комбинированный метод обработки, при котором угол наклона разбивается на два угла: a1 =11—12°; a2 =a - a1. Копирную линейку устанавливают на угол a1 = 12°; а заднюю бабку смещают для обработки конической поверхности с углом наклона a2=a— 12°.

Способ обработки конических поверхностей при помощи копирной линейки достаточно универсален и обеспечивает высокую точность, а наладка линейки удобна и производится быстро.

Независимо от способа обработки конуса резец устанавливают точно на высоте центров станка.

Обработку конических поверхностей на токарных станках выполняют различными способами: поворотом верхней части суппорта; смещением корпуса задней бабки; поворотом конусной линейки; широким резцом. Применение того или иного способа зависит от длины конической поверхности и угла уклона конуса.

Обработка наружного конуса способом поворота верхних салазок суппорта целесообразна в тех случаях, когда необходимо получить большой угол уклона конуса при сравнительно небольшой его длине. Наибольшая длина образующей конуса должна быть несколько меньше хода каретки верхнего суппорта. Обработка наружного конуса способом смещения корпуса задней бабки удобна для получения длинных пологих конусов с малым углом уклона (3...5). Для этого корпус задней бабки сдвигают в поперечном направлении от линии центров станка по направляющим основания бабки. Обрабатываемая заготовка закрепляется между центрами станка в поводковом патроне с хомутиком. Обработку конусов с помощью конусной (копировальной) линейки, закрепленной с задней стороны станины токарного станка на плите, применяют для получения пологого конуса значительной длины. Заготовку крепят в центрах или в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне. Резец, закрепленный в резцедержателе суппорта станка, получает одновременное перемещение в продольном и поперечном направлениях, в результате чего обрабатывает коническую поверхность заготовки.

Обработку наружного конуса широким резцом применяют при необходимости получения короткого конуса (l<25 мм) с большим углом уклона. Широкий проходной резец, режущая кромка которого длинней образующей конуса, устанавливают в резце держатель так, чтобы главная режущая кромка резца составляла с осью заготовки угол а, равный углу уклона конуса. Обработку можно вести как с продольной, так и с поперечной подачей. На чертежах деталей часто не указывают размеры, необходимые для обработки конус и их необходимо подсчитывать. Для подсчета неизвестных элементов конусов и их размеров (в мм) можно пользоваться следующими формулами

а) конусность K= (D--d)/l=2tg

б) угол уклона конуса tg = (D--d)/(2l) = K/2

в) уклон i = K/2=(D--d)/(2l) = tg

г) больший диаметр конуса D = Кl+d = 2ltg

д) меньший диаметр конуса d = D-- К1 = D--2ltg

е) длина конуса l = (D--d)К = (D--d)/2tg

Обработку внутренних конических поверхностей на токарных станках выполняют также различными способами: широким резцом, поворотом верхней части (салазок) суппорта, поворотом конусной (копировальной) линейки. Внутренние конические поверхности длиной до 15 мм обрабатывают широким резцом, главная режущая кромка которого установлена под требуемым углом к оси конуса, осуществляя продольную или поперечную подачу. Этот способ применяют в том случае, когда угол уклона конуса большой, а к точности угла уклона конуса и шероховатости поверхности не предъявляют высоких требований. Внутренние конусы длинней 15 мм при любом угле наклона обрабатывают поворотом верхних салазок суппорта с применением ручной подачи.

Способы обработки конических поверхностей. Обработ­ка конических поверхностей на токарных станках произ­водится следующими способами: поворотом верхних са­лазок суппорта, поперечным смещением корпуса задней бабки, с помощью конусной линейки, специальным широ­ким резцом.

С применением поворота верхних салазок суппорта об- тачивают короткие конические поверхности с различным углом уклона а. Верхние салазки суппорта устанавливают на величину угла уклона по делениям, нанесенным по ок­ружности опорного фланца суппорта. Если в чертеже детали угол уклона а не указан, то его определяют по формуле: и таблице тангенсов.

Подачу при таком способе работы производят вручную вращением рукоятки винта верхних салазок суппорта. Про­дольные и поперечные салазки в это время должны быть застопорены.

Конические поверхности с небольшим углом уклона ко­нуса при сравнительно большой длине заготовки обраба­тывают с применением поперечного смещения корпуса зад­ней бабки. При этом способе обработки резец перемещается продольной подачей так же, как и при обтачивании, цилиндрических поверхностей. Коническая поверхность об­разуется в результате смещения заднего центра заготовки. При смещении заднего центра «от себя» диа­метр D большого основания конуса образуется на правом конце заготовки, а при смещении «на себя» - на левом. Величину поперечного смещения корпуса задней баб­ки b определяют по формуле: где L - рас­стояние между центрами (длинавсей заготовки), l - дли­на конической части. При L = l (конус по всей длине за­готовки) . Если известны К или а, то , или

Смещение корпуса задней бабки производят, используя деления, нанесенные на торце опорной плиты, и риску на торце корпуса задней бабки. Если на торце плиты деле­ний нет, то корпус задней бабки смещают, пользуясь из­мерительной линейкой.

Обработка конических поверхностей с помощью конус­ной линейки производится при одновременном осуществле­нии продольной и поперечной подач резца. Продольная подача производится, как обычно, от ходового валика, а поперечная - посредством конусной линейки. К станине станка прикреплена плита, на которую установлена конусная линейка. Линейка мо­жет поворачиваться вокруг пальцапод необходимым углом а° к оси обрабатываемой заготовки. Положение ли­нейки фиксируется болтами. Скользящий по линей­ке ползун соединен с нижней поперечной частьюсуппорта посредством тягии зажима. Чтобы эта часть суппорта свободно скользила по своим направляющим, ее отсоединяют от каретки, сняв или отключив винт попе­речной подачи. Если теперь каретке сообщить продольную подачу, то тяга будет перемещать ползунвдоль конус­ной линейки. Так как ползун соединен с поперечными са­лазками суппорта, то они вместе с резцом будут двигаться параллельно конусной линейке. Таким образом, резец бу­дет обрабатывать коническую поверхность с углом укло­на, равным углу поворота конусной линейки.

Глубина резания устанавливается с помощью рукояткиверхних салазок суппорта, которые должны быть повер­нуты на угол 90° относительно своего нормального поло­жения.

Режущие инструменты и режимы резания при всех рас­смотренных методах обработки конусов аналогичны тем, что и при обтачивании цилиндрических поверхностей.

Конические поверхности с небольшой длиной конуса могут обрабатываться специальным широким резцом с уг­лом в плане, соответствующем углу уклона конуса. Подача резца при этом может быть продольной или поперечной.

Конические поверхности можно обраба­тывать несколькими способами: ши­роким резцом, при повернутых верх­них салазках суппорта, при смещен­ном корпусе задней бабки, с помощью копирно-конусной линейки и с помо­щью специальных копировальных при­способлений.

Обработка конусов широким резцом. Конические поверхности длиной 20-25 мм обрабатывают ши­роким резцом (рис. 151,а). Для полу­чения необходимого угла применяют установочный шаблон, который при­кладывают к заготовке, а к его наклон­ной рабочей поверхности подводят резец. Затем шаблон убирают и резец подводят к заготовке (рис. 151,6). Обработка конусов при по­вернутых верхних салазках суппорта (рис. 152, а, б). Поворот­ная плита верхней части суппорта мо­жет поворачиваться относительно по­перечных салазок суппорта в обе сто­роны; для этого нужно освободить гай-

152 ОБРАБОТКА КОНИЧЕСКИХ ПО - " ВЕРХНОСТЕЙ (КОНУСОВ) ПРИ ПО­ВЕРНУТЫХ ВЕРХНИХ САЛАЗКАХ СУППОРТА:

Ки винтов крепления ПЛИТЫ. Контроль угла поворота с точностью до одного градуса осуществляется по делениям поворотной плиты.

Достоинства способа: возможность об­работки конусов с любым углом укло­на; простота наладки станка. Недостатки способа: невозможность обработки длинных конических поверх­ностей, так как длина обработки огра­ничена длиной хода верхнего суппор­та (например, у станка 1KG2 длина хода 180 мм); обтачивание произво­дится ручной подачей, что снижает производительность и ухудшает каче ство обработки.

При обработке при повернутой верхней части суппорта подача может механи­зироваться при помощи приспособле­ния с гибким валом (рис. 153). Гибкий вал 2 получает вращение от ходового винта или от ходового валика станка через конические или спиральные зуб­чатые колеса .

(ІК620М, 163 и др.) с механизмом пе­редачи вращения на винт верхней ча­сти суппорта. На таком станке неза­висимо от угла поворота верхнего суп­порта. можно получить автоматическую подачу.

Если наружная коническая поверх­ность вала и внутренняя коническая поверхность втулки должны сопрягать­ся, то конусность сопрягаемых поверх­ностей должна быть одинакова. Чтобы обеспечить одинаковую конусность, обработку таких поверхностей выпол­няют без переналадки положения верхней части суппорта (рис. 154 а, б). При этом для обработки конусного от­верстия применяют расточный резец с головкой, отогнутой вправо от стерж­ня, а шпинделю сообщают обратное вращение.

Настройку поворотной плиты верхней части суппорта на требуемый угол по­ворота осуществляют с помощью ин­дикатора по предварительно изготов­ленной детали-эталону. Индикатор закрепляют в резцедержатель, а нако­нечник индикатора устанавливают точ­но по центру и подводят к конической поверхности эталона вблизи меньшего сечения, при этом стрелка индикатора ставится на «нуль»; затем суппорт пе­ремещают так, чтобы штифт индика­тора касался заготовки, а стрелка все время находилась на нуле. Положение суппорта фиксируют зажимными гай­ками.

Обработка конических по­верхностей путем смещения задней бабки. Длинные наруж­ные конические поверхности обрабаты­вают путем смещения корпуса задней бабки. Заготовку устанавливают в центрах. Корпус задней бабки при по­мощи винта смещают в поперечном направлении так, что заготовка стано­вится «на перекос». При включении

Подачи каретки суппорта резец, пере­мещаясь параллельно оси шпинделя, будет обтачивать коническую поверх­ность.

Величину смещения Н корпуса задней бабки определяют из треугольника ЛВС (рис. 155,а):

Н = L sin а. Из тригонометрии известно, что для малых углов (до 10°) синус практи­чески равен тангенсу угла. Например, для угла 7° синус равен 0,120, а тан­генс-0,123.

Способом смещения задней бабки об­рабатывают, как правило, заготовки с малыми углами уклона, поэтому мож­но считать, что sina = tga. Тогда

Иг. г D-d L D-d

И = L tg а ~ L ------------- = ----- ММ.

Допускается смещение задней бабки на ±15 мм.

Пример. Определить величину смещения зад­ней бабки для обтачивания заготовки, изобра­женной на рис. 155,6, если L=600 мм /=500 мм D=80 мм; d=60 мм.

Я= 600----===600 ■ _______ =12мм.

Величину смещения корпуса задней бабки относительно плиты контролиру­ют по делениям на торце плиты или при помощи лимба поперечной подачи. Для этого р резцедержателе закреп­ляют планку, которая подводится к пиноли задней бабки, при этом фикси­руется положение лимба. Затем по­перечные салазки отводят назад на расчетную величину по лимбу, а затем заднюю бабку смещают до соприкос­новения с планкой.

Наладку станка на обтачивание кону­сов способом смещения задней бабки можно выполнять по эталонной дета­ли. Для этого эталонную деталь за­крепляют в центрах и смещают зад­нюю бабку, контролируя индикатором параллельность образующей поверх­ности эталонной детали к направлению подачи. Для этой же цели можно ис-

1 55 ОБРАБОТКА НАРУЖНЫХ КОНИЧЕС - КИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (КОНУСОВ) СПОСОБОМ СМЕЩЕНИЯ ЗАДНЕЙ БАБКИ:

Пользовать резец и полоску бумаги: резец соприкасают с конической по­верхностью по меньшему, а затем по большему диаметру так, чтобы между резцом и этой поверхностью протяги­валась полоска бумаги с некоторым сопротивлением (рис. 156).

По закону сохранения энергии энергия, затраченная на процесс резания, не может исчезнуть: она превращается в другой вид -в тепловую энергию. В зоне резания возникает теплота ре­зания. В процессе резания больше …

Особенностью современного техниче­ского прогресса является автоматиза­ция на базе достижений электронной техники, гидравлики и пневматики. Главными направлениями автоматиза­ции являются применение следящих (копировальных) устройств, автомати­зация управления станками и контроля деталей. Автоматическое управление …

§ 1. Общие сведения
1. Область применения конусов. Наряду с цилиндрическими деталями в машиностроении получили довольно широкое распространение детали с коническими поверхностями. Примерами их могут служить конусы центров, хвостовиков сверл, зенкеров, разверток. Для крепления этих инструментов передние участки отверстий шпинделя и пиноли токарного станка имеют также коническую форму.
Однако область использования конусов не ограничивается режущими инструментами. Конические поверхности имеют многие детали машин.
Широкое использование конических соединений объясняется рядом их преимуществ.
1. Они обеспечивают высокую точность центрирования деталей.
2. При плотном соприкосновении пологих конусов получается неподвижное соединение.
3. Изменяя осевое положение деталей конического соединения, можно регулировать величину зазора между ними.
2. Конус и его элементы. Конус представляет собой геометрическое тело, поверхность которого получается вращением прямой линии (образующей), наклонно расположенной к оси вращения (рис. 129, а).
Точка пересечения образующей с осью называется вершиной конуса.
Плоскости, перпендикулярные к оси конуса, называются, основаниями.
Различают полный и усеченный конусы. Первый расположен между основанием и вершиной, второй - между двумя основаниями (большим и меньшим).
Конус характеризуется следующими элементами: диаметром большего основания D; диаметром меньшего основания d; длиной l; углом уклона а между образующей и осью конуса; углом конуса 2а между противоположными образующими.
Кроме этого, на рабочих чертежах конических деталей часто употребляют понятия конусность и уклон.
Конусностью называется отношение разности диаметров двух перечных сечений конуса к расстоянию между ними. Она опреляется по формуле

Уклоном называется отношение разности радиусов двух поперечных сечений конуса к расстоянию между ними. Его определяют по формуле

Из формул (9) и (10) видно, что уклон равен половине конусности.


Тригонометрически уклон равен тангенсу угла уклона (см. рис. 129, б, треугольник ABC), т. е.

На чертеже (рис. 130) конусность обозначают знаком <, а уклон -, острие которых направляется в сторону вершины конуса. После знака указывается отношение двух цифр. Первая из них соответствует разности диаметров в двух принятых сечениях конуса, вторая для конусности- расстояние между сечениями, для уклона - удвоенной величине этого расстояния.
Конусность и уклон иногда записываются числами десятичной дроби: 6,02; 0,04; 0,1 и т. д. Для конусности эти цифры соответствуют разности диаметров конуса на длине 1 мм, для уклона - разности радиусов на этой же длине.
Для обработки полного конуса достаточно знать два элемента: диаметр основания и длину; для усеченного конуса - три элемента: диаметры большего и меньшего оснований и длину. Вместо одного из указанных элементов может быть задан угол наклона а, уклон или конусность. В этом случае для определения недостающих размеров пользуются вышеприведенными формулами (9), (10) и (11).


Пример 1. Дан конус, у которого d=30 мм, /=500 мм, К=1: 20. Определить больший диаметр конуса.
Решение. Из формулы (9)

Пример 2. Дан конус, у которого D=40 мм, l = 100 мм, а=5 , Определить меньший диаметр конуса.
Решение. Из формулы (11)

По таблице тангенсов находим tg5°=0,087. Следовательно, d=40-2*100Х Х0,87=22,6 мм.
Пример 3. Определить угол уклона а, если на чертеже указаны размеры конуса: D-50 мм, d=30 мм, /=200 мм.
Решение. По формуле (11)

Из таблицы тангенсов находим а=2 50 .
Пример 4. Дан конус, у которого D=60 мм, /=150 мм, К=1: 50. Определить угол уклона а.
Решение. Так как уклон равен половине конусности, можно записать:

По таблице тангенсов находим а=0 30 .
3. Нормальные конусы. Конусы, размеры которых стандартизованы, называются нормальными. К ним относятся конусы Морзе, метрические, конусы для насадных разверток и зенкеров с конусностью 1:50 0, под конические штифты - с конусностью 1:50, для конических резьб с конусностью 1: 16 и др.
Наибольшее распространение в машиностроении получили инструментальные конусы Морзе и метрические, основные размеры которых приведены в табл. 13.

Размеры конусов Морзе выражаются дробными числами. Это объясняется тем, что впервые стандарт на них был принят в дюймовой системе измерения, которая сохранилась до настоящего времени. Конусы Морзе имеют различную конусность (примерно 1 20), метрические конусы одинаковую - 1:20.