Виды работ, выполняемых на токарных станках

Виды работ, выполняемых на токарных станках. Токарные станки предназначены для механической обработки поверхностей вращения. На этих станках обрабатывают самые разнообразные детали: валы и оси, втулки и зубчатые колеса, гильзы и стаканы и т. д.. Объединяет эти детали то, что они состоят в основном из поверхностей вращения: цилиндрических, конических, торцовых, сферических, резьбовых и др.. Валы и оси (рис. 1.1, а) характеризуются длиной, которая обычно в несколько раз больше наибольшего диаметра. Часто вал имеет несколько ступеней различного диаметра для посадки зубчатых колес, различных кулачков, подшипников, хотя иногда в машинах используют и гладкие валы и оси. Втулки и гильзы (рис. 1 . 1 , б) имеют соосные цилиндрические внутренние и внешние поверхности высокой точности. Отношение длины таких деталей к диаметру колеблется от 0,8 до 2. При обработке втулок и гильз технологическая задача заключается в достижении соосности внутренних и внешних цилиндрических точных поверхностей. Такая же задача возникает и при обработке дисков, например заготовки зубчатого колеса (рис. 1 . 1 , в). Эти детали отличаются от предыдущих большим диаметром внешних поверхностей и малой длиной. Кроме деталей типа тел вращения, на токарных станках обрабатывают поверхности вращения на корпусных деталях (отверстия под подшипники валов), в рычагах й других деталях. Рис. 1.1. Детали, обрабатываемые на токарных станках. Рис. 1.2. Точение внешних цилиндрических поверхностей. Среди других типов станков токарные по праву имеют наибольший удельный вес в станочном парке страны. Универсальность этих станков иллюстрируется перечислением основных (далеко не всех) видов работ, выполняемых на них. Виды работ, выполняемых на токарных станках. На рис. 1.2 представлены способы точения цилиндрических внешних поверхностей . Заготовке 1 придается главное вращательное вижение, указанное стрелкой А, Резцу 2 сообщается прямолинейное движение, параллельное оси вращения заготовки — движение подачи, показанное стрелкой Б. В результате сочетания этих двух движений вершина резца описывает относительно оси вращения заготовки винтовую линию, образуя на заготовке цилиндрическую обработанную поверхность 3. При обработке вершина резца проходит длинный путь, и поэтому резец после нескольких деталей изнашивается и требует переточки. На рис. 1.2, б представлен второй способ получения цилиндрической поверхности — точение заготовки 1 резцом 2 с поперечной радиальной подачей (стрелка В). В этом случае цилиндрическая поверхность 3 образуется всей режущей кромкой, установленной параллельно оси заготовки. Таким способом можно точить короткие поверхности длиной до 25—30 мм, так как при снятии широкой стружки возрастает вероятность возникновения вибраций. Вместе с тем без переточки ђдним резцом можно обработать большее число деталей, так как нуть, проходимый резцом при обработке одной детали, значительно ороче, чем в предыдущем случае. . На рис. 1.3, а показаны движения заготовки 1 и резца 2 при подрезании плоского торца с поперечной подачей. Рис. 1.3. Точение торцовых поверхностей. Особенности данного способа точения плоской поверхности аналогичны особенностям точения цилиндрической поверхности с продольной подачей резца. При подрезании торца с продольной пода чей резца, режущая кромка которого перпендикулярна оси вращения заготовки (рис. 1.3, б), как и при точении цилиндрической поверхности с поперечной подачей, форма обрабатываемой поверхности 3 образуется линией режущей кромки резца. Плоская торцовая поверхность 3 (рис. 1.3, в) может образоваться при проточке прямоугольной канавки отрезным резцом с поперечной подачей или отрезке детали. Точение конических поверхностей. Для образования конической поверхности резец необходимо перемещать под заданным углом к оси вращения заготовки. Небольшой угол конусности можно получить на токарном станке смещением центра 2 закрепления заднего конца заготовки 1 (рис. 1.4, а), тогда ось ее вращения наклоняется к направлению продольного движения резца на угол а, тангенс которого равен отношению величины смещения к длине заготовки. Рис. 1.4. Точение конических поверхностёй: а — со смещением заднего центра; б — поворотом направляющих частей верхней части суппорта; в — по копиркой линейке; г — широким резцом с поперечной подачей. При обработке конических поверхностей 1 с большим углом необходимо изменять направление движения резца З поворотом направляющих каретки 2 верхней части суппорта (рис. А, б) либо применением копировального устройства (рис. 1.4, в), которое при включении продольной подачи с помощью копировальной линейки 1, установленной под углом а, перемещает суппорт с резцом 2 в этом же направлении. Короткие конические поверхности 1 (рис. I А, г) можно обработать широким резцом 2 с поперечной подачей. Обработка фасонных поверхностей. На токарном станке обрабатывают фасонные поверхности. Один из самых простых способов — точение с поперечной подачей фасонного резца 2 (рис. 1.5, а), имеющего профиль контура 1. Фасонные поверхности 1 большой длины (рис. 1.5, б) обрабатывают с помощью копира 2, позволяющего при постоянной продольной подаче инструмента 3 перемещать его в поперечном направлении в соответствии с профилем копира 2 (рис. 1.5, б) . Станки с ЧПУ, в которых можно одновременно управлять продольной поперечной подачей, имеют возможность задавать необходимую траекторию резца 1 путем изменения величины подач по осям Х и Z (рис. 1.5, в). Рис. l.5. Точение фасонных поверхностёй: а—фасонным резцом с поперечной подачей; б—по копиру; в—путем изменения продольной и поперечной подач. Станки с ЧПУ, в которых можно одновременно управлять продольной поперечной подачей, имеют возможность задавать необходимую траекторию резца 1 путем изменения величины подач по осям Х и Z (рис. 1.5, в) . Нарезание резьбы. Одним из наиболее универсальных способов обработки резьбовых поверхностей является нарезание резьбы резцом 2 (рис. 1.6, а) с профилем при вершине, соответствующим профилю впадины резьбы 1. Рис. 1.6. Нарезание внешней резьбы: а — резьбовым резцом; б — гребенкой; в плашкой; г — охватывающее (вихревое) фрезерование; д — наружное фрезерование голанкой. Чтобы получить заданную точность резьбы, необходима жесткая кинематическая связь шпинделя с инструменто“м: за один оборот заготовки резец должен переместиться с высокой точностью на величину шага резьбы. Чтобы прорезать впадину резьбы на полную глубину, нужно выполнить несколько рабочих ходов, углубляя с каждым ходом резец в заготовку. Гребенка 2, имеющая несколько режущих зубьев разной высоты (рис. 1.6, б), позволяет нарезать резьбу 1 за один рабочий ход. Более простой способ — нарезание резьбы 1 плашкой 2 (рис. 1.6, в), для которой продольная подача необходима лишь в начальный момент врезания, после чего плашка сама навинчивается на заготовку по нарезанному участку резьбы. Используя приспособления для вращения инструмента 2 (рис. 1.6, г, Д), на токарных станках осуществляют фрезерование резьбы 1. Обработка внутренних поверхностей. На рис. 1.7 показаны способы обработки внутренних поверхностёй: растачивание цилиндрической поверхности 1 (рис. 1.7, а) с продольной подачей резца 2; прорезание канавки 1 прямоугольного или фасонного профиля с поперечной подачей (рис. 1.7, 6), сверление и развертывание отверстий 1 (рис. I .7, в) инструментом. Рис. 1.7. Точение внутренних поверхностей. 2 с продольной подачей; нарезание резьбы 1 резцом 2 (рис. 1.7, г) и метчиком З (рис. 1.7, д). Другие виды обработки. На токарных станках обрабатывают поверхности путем пластического деформирования поверхностных слоев металла: накатывание рифлений 1 (рис. 1.8, а) роликом 2 и обкатывание поверхности 1 гладким роликом 2 (рис. 1.8, б) для ее упрочения и уменьшения шероховатости (вместо шлифования) Рис. 1.8 Токарная обработка поверхностным пластическим деформированием. На токарных станках осуществляют обработку поверхностей, требующую сложных кинематических связей рабочих органов станка. К таким способам обработки можно отнести точение по копиру и методом двух подач. Для получения заданного профиля требуется согласованное движение инструмента по двум координатам (см. рис. 1.5, б, в) : продольного по координате Z и поперечного по координате Х перемещений. Продольное профильное точение (рис. 1.9, а) требует трех согласованных между собой движений: вращения шпинделя с заготовкой 1, продольного перемещения суппорта с инструментом и вращения инструмента 2, в процессе которого он как бы катится по обрабатываемой поверхности. Рис. 1.9. Точение вращающимся инструментом. Если инструмент имеет сложный профиль, то он позволяет обработать поверхность такого же профиля. Так, на рис, 1.9, б показана схема нарезания резьбы червяка 1 долбяком 2, выполненным в виде зубчатого колеса с режущими зубьями. Долбяк установлен на суппорте, и при продольной подаче ему сообщается вращательное движение. В результате обкатного движения зубья долбяка нарезают модульную резьбу червяка. Некруглые детали получают путем сообщения инструменту 2 качательного (рис. 1.10, а) движения, согласованного с вращением заготовки 1. Суппорту З (рис. 1.10, б) с.инструментом 2 может сообщаться при этом и продольная подача. Рис. 1.10. Точение некруглых деталей. 1 — заготовка; 2 — инструмент; З — механизм дополнительного движения инструмента. Аналогично может выполняться некруглый торцовый паз и другие некруглые поверхности.