Виды точения валов

Точение заготовок для валов и других деталей, имеющих форму тел вращения, бывает следующих видов (по справочнику технолога-машиностроителя под ред. А.Г. Косиловой):

- предварительное (черновое) – с точностью обработки 12 – 14IT и с шероховатостью поверхности;

- получистовое или однократное – с точностью обработки 11 – 13 IT и с шероховатостью поверхности Ra 25 – 1,6 мкм;

- окончательное (чистовое) – с точностью обработки 10 – 8 IT и с шероховатостью поверхности Ra 6,3 – 0,4 мкм;

- тонкое точение (алмазное) – с точностью обработки 9 – 6IT и с шероховатостью поверхности Ra 1,6 – 0,2 мкм.

Точение валов и других деталей (тел вращения) обычно разделяется на две операции: черновое (предварительное) и чистовое (окончательное) точение. При черновом точении снимают большую часть припуска; обработка производится с большой глубиной резания и большой подачей. При обработке большого количества деталей (в серийном и массовом производстве) черновое точение производится на самостоятельном станке, более мощном, чем станок для чистового точения.

Черновое (предварительное) точение вала, имеющего несколько ступеней и изготовленного из проката, можно выполнять по различным схемам обработки. Различают три схемы обтачивания ступенчатого вала.

Рисунок 1 – Три схемы обтачивания ступенчатого вала (цифрами обозначены порядковые номера переходов, буквами –

ступени вала)

При точении вала по схеме а) каждую ступень вала обтачивают, начиная с торца, и таким образом всю обработку вала производят за три прохода: 1-й проход обтачивают ступени А, Б и В, за 2-й проход – ступени А и Б и за 3-й проход – ступень А.

При обтачивании по схеме б) каждую ступень вала обтачивают отдельно: ступень А вследствие большой глубины резания обтачивается за два прохода (1-й и 2-й); ступень Б – за один проход (3-й) и ступень В – за один проход (4-й).

Комбинированная схема обработки в) предусматривает точение ступени В за 1-й проход, начиная с торца, ступень А обтачивается за 2-й проход и ступень Б – за 3-й проход.

На выбор той или иной схемы влияют величина припусков на отдельных ступенях вала и соотношение размеров ступеней: диаметра и длины. Схема, обеспечивающая наименьшее время обработки, наиболее выгодна.

При чистовом точении порядок обработки ступеней вала зависит также от заданных баз, допускаемой величины погрешностей в размерах отдельных ступеней и методов измерения длин. При точении вала со значительной разницей в диаметрах первой (более толстой) стороны и концевой (более тонкой) следует стремиться как можно меньше ослаблять вал при обработке, т. е. начинать точение со ступени наибольшего диаметра, ступень наименьшего диаметра часто бывает целесообразно обрабатывать последней.

Во всех случаях обработки на токарных станках необходимо обращать внимание на прочное закрепление детали и резца.

При обработке деталей в центрах и патронах выступающие части хомутика и кулачки патрона необходимо снабжать предохранительными откидными заграждениями и кожухами.

Обработку деталей тел вращения производят на различных станках:

- токарно-винторезных;

- токарно-револьверных;

- токарномногорезцовых;

- токарно-карусельных;

- одношпиндельных и многошпиндельных токарных полуавтоматах и автоматах.

На указанных станках можно выполнять следующие операции:

I) точение наружных цилиндрических, конических и фасонных поверхностей;

2) растачивание цилиндрических и конических отверстий;

3) подрезание торцовых поверхностей;

4) протачивание канавок и снятие фасок;

5) нарезание наружной и внутренней резьбы;

6) сверление;

7) зенкерование;

8) развертывание;

9) зенкование;

10) центрование;

11) разрезание;

12) накатывание рифлений и др.

В единичном и мелкосерийном производствах используют обработку наружных поверхностей тел вращения (валов) на токарно-винторезных и токарных станках с ЧПУ, в среднесерийном производстве – на многорезцовых и др. автоматах и полуавтоматах

Детали, обрабатываемые на станках токарной группы, устанавливаются в центрах станка или закрепляются в патроне или на планшайбе. Заготовки коротких цилиндрических деталей, поковки, штамповки, отливки закрепляют в трехкулачковых и реже – в четырех-кулачковых патронах; детали больших размеров устанавливают преимущественно в четырехкулачковых патронах.

Точение на токарных станках длинных нежестких валов (с отношением длины к диаметру, большим 12) производится с применением люнетов. Люнеты бывают неподвижные и подвижные.

Неподвижный люнет устанавливается на станине станка, подвижный – на каретке станка. Подвижный люнет следует непосредственно за резцом, при этом обтачиваемая поверхность опирается на кулачки люнета. Расположение кулачков люнета впереди резца применяется в том случае, когда требуется обеспечить соосность обтачиваемой поверхности с другой, ранее обточенной, которая и опирается на кулачки люнета, расположенные впереди резца.

При скоростном резании кулачки создают значительное трение и для уменьшения трения их заменяют вращающимися роликами.

Обработка валов на токарных многорезцовых станках и станках с копировальным устройством

Многорезцовое обтачивание можно выполнять тремя различными способами при точении заготовки вала из проката.

Первый способ — обтачивание с продольной подачей (рисунок 2 а). В этом случае каждый резец установлен на определенный диаметр. По мере продольного движения суппорта резцы последовательно вступают в работу. Длины отдельных ступеней вала, которые надо получить при обтачивании, определяются взаимным расположением резцов. Называется ещё м е т о до м д е л е н и я п р и п у с к а.

По схеме (рисунок 2, а) резец 1 совершает путь, равный сумме длин участков: l₁ + /₂ + /₃ = L, резец 2 – путь, равный /₂ + /₃, и резец 3 – путь, равный /₃.

Рисунок 2 – Схема многорезцовой обработки вала

Этот метод также используется при недостатке мощности двигателя.

Т_м = (l₁ + l₂ + l₃ + l_вр) / n×s (1)

Второй способ — обтачивание с врезанием и последующей продольной подачей (рисунок 2, б). При этом способе резцы 1, 2 и 3, расположенные, как в предыдущем примере, начинают обработку заготовки одновременно в различных точках, а не с конца вала последовательно один за другим, как при первом способе. Вначале суппорт перемещается в поперечном направлении (от специального копира или линейки), резцы врезаются на требуемую глубину, и затем суппорт движется в продольном направлении. Каждая ступень вала (l₁,_, l₂,_, l₃) обтачивается одним резцом, вследствие чего суппорт передвигается на длину наиболее длинной ступени /₄. Этот способ применим при условии, что весь припуск может быть снят каждым резцом за один проход.

Разновидность этого способа показана на рисунке 2, в); здесь для сокращения длины прохода суппорта длинная ступень /₄ обтачивается двумя и более резцами (в других подобных случаях применяют и более двух резцов). Если длина каждой ступени примерно кратна длине наиболее короткой ступени, то длина пути каждого резца равна длине этой наиболее короткой ступени. По схеме рисунка 2, в) каждый резец совершает путь, равный длине /₃ = l ₂ = l ₁ / 2

Основное время подсчитывается по резцу, который обтачивает наиболее длинную поверхность.

Называется ещё м е т о до м д е л е н и я д л и н ы.

Т_м = (l₁ + l_вр) / n×s (2)

Третий способ – точение поперечной подачей (рисунок 2, г). При этом методе каждый резец обтачивает данную ступень путем поперечной подачи (s_non), причем ширина каждого резца соответствует ширине обрабатываемой ступени. Этот метод имеет ограниченное применение; он может быть использован при обработке коротких цилиндрических, конических и фасонных шеек валов.

Еще большая экономия времени получается при обработке на многорезцовых станках ступенчатых валов, так как одновременно с обтачиванием всех ступеней производится их подрезание или протачивание канавок с помощью заднего суппорта.

При обработке штампованных ступенчатых заготовок наладку следует выполнять по методу деления длины.

Иногда при наладке многорезцового станка используют оба рассмотренных выше метода, т. е. путем деления длины обработки и снимаемого припуска.

В крупносерийном и массовом производстве для обточки валов небольшой длины и большого диаметра используют многошпиндельные токарные полуавтоматы 1Б240-6П, 1Б240-8П и др. Вертикальные токарные многошпиндельные (шести, восьми шпиндельные) полуавтоматы модели 1К282 тоже используются для обработки валов. Наличие шести или восьми позиций в полуавтомате позволяет осуществлять всю токарную обработку. На каждой позиции обработку ведут одним или двумя резцами. При этом заготовка крепится в центрах или в патроне.

Настройка резцов производится так, чтобы обработка всех участков вала заканчивалась одновременно.

Так как время обработки одной заготовки на многорезцовом станке значительно меньше, чем на обычном токарном, то пар­ию в 5 – 10 заготовок уже выгодно обтачивать на многорезцовом станке.

Рисунок 3 – Схемы наладки многорезцового станка для обтачивания:

а – двухвенцового зубчатого колеса; б – ступенчатого вала

В мелко- и среднесерийном производстве целесообразно для обточки валов использовать гидрокопировальные автоматы и полуавтоматы. Гидрокопировальное обтачивание особенно целесообразно для валов нежесткой конструкции и чистового точения валов с длинными шейками, которые из-за высоких требований к поверхности нельзя обработать методом деления длины.

Кроме того, при копировальной чистовой обработке обеспечивается более высокая точность. При обработке валов в центрах на многорезцовых и гидрокопировальных полуавтоматах для выдерживания линейных размеров от постоянной базы рекомендуется применять плавающие передние центры.

Для токарной обработки применяют гидрокопировальные полуавтоматы 1708, 1Н713, 1Б732 и 1Б732ФЗ. Обтачивание валов на гидрокопировальных полуавтоматах позволяет сократить затраты подготовительно-заключительного времени и времени технического обслуживания.

Поиск по сайту: