Полирование. Отделка поверхностей методом токарной обработки Конструктивные особенности станков

Наиболее широко распространенными приспособлениями для токарных и шлифовальных работ являются центры, кулачковые и цанговые патроны , которые применяют также и при других работах (например, сверлильных).

На рис. 122 показаны конструкции центров токарного станка: нормальные (рис. 122, α), со сферическим концом (рис. 122, б), применяемые при смещении осевой линии заготовки относительно линии центров станка, полуцентры (рис. 122, в), позволяющие совмещать наружное продольное точение и подрезку торцов. Для повышения износостойкости центров их армируют твердым сплавом или металлизируют поверхность конуса.

Из-за нагрева в процессе резания, вызывающего удлинение обрабатываемой заготовки, изменяется сила зажима. Для того чтобы зажимная сила была постоянна, в задней бабке располагают компенсаторы различных конструкций: пружинные, пневматические и гидравлические, которые позволяют несколько смещать пиноль при нагреве заготовки. Такие компенсаторы обычно используют при закреплении заготовки во вращающихся центрах.

Чтобы предотвратить прогиб нежестких заготовок валов, в качестве дополнительных опор применяют люнеты подвижного или неподвижного типа. Обычные конструкции неподвижных универсальных люнетов не отвечают требованиям скоростной обработки, так как кулачки люнета, изготовленные из бронзы или чугуна, быстро изнашиваются и в их сопряжении с деталью образуется зазор, что приводит к вибрациям. В. К. Семинский предложил модернизировать люнет (рис. 123).

В основании 1 люнета вместо кулачков 7 устанавливают шарикоподшипники, а гнездо под кулачок в крышке 2 растачивают и вставляют в него стержень 4 с пружиной 5. На стержне закреплена серьга 6 с двумя шарикоподшипниками. Шарикоподшипники основания люнета настраивают на диаметр по контрольному валику, устанавливаемому в центрах, или по самой обрабатываемой заготовке.

Затем накидывают крышку 2 люнета и гайкой 3 регулируют положение стержня 4 с таким расчетом, чтобы зазор между основанием и крышкой составлял 3…5 мм , после этого эксцентриком 8 прижимают крышку. При этом пружина 5 сжимается и шарикоподшипники, установленные в серьге, с силой начинают прижимать обрабатываемую деталь к шарикоподшипникам основания.

Биение из-за овальности и неодинаковой толщины различных участков обрабатываемой заготовки при данной конструкции люнета воспринимается пружиной 5, которая работает как амортизатор.

Наиболее распространенными устройствами передачи крутящего момента обрабатываемым заготовкам на шпинделе передней бабки являются поводковые устройства : хомутики, скобы, поводковые оправки, поводковые планшайбы, поводковые патроны, кулачковые патроны, цанговые зажимные устройства.

Обычные и самозажимные хомутики имеют ограниченное применение, так как требуют значительного времени для установки, поэтому чаще применяют самозажимные поводковые оправки. Устанавливать и снимать заготовки в этом случае можно при вращении шпинделя. Установленную в центрах заготовку перемещают влево поджимом пиноли, задней бабки, при этом в торец заготовки вдавливают зубья поводка, что обеспечивает передачу крутящего момента от шпинделя к заготовке.

Из патронов, применяющихся для установки и закрепления заготовок на токарных станках, наиболее распространены самоцентрирующие трехкулачковые патроны. Для закрепления несимметричных заготовок применяют обычно четырехкулачковые патроны с независимым перемещением каждого кулачка с помощью винта.

При базировании обрабатываемой заготовки по внутренней поверхности применяют разжимные оправки с пневматическим приводом. Наиболее характерной конструкцией пневматического поводкового патрона является патрон, показанный на рис, 124. В этой конструкции устанавливать и снимать заготовку можно не останавливая шпиндель станка. Патрон снабжен автоматически запирающимся плавающим центром. В отверстиях корпуса приспособления установлены плунжеры 7, в пазах которых находятся зубчатые колеса 5, вращающиеся на запрессованных в плунжеры 7 осях 6. Зубчатые колеса 5 находятся в зацеплении с реечными клиньями 8, которые своими скосами с помощью крестообразных вкладышей 4, находящихся в пазах колодок 3, перемещают колодки с эксцентриковыми кулачками зажимаемой заготовке. Кулачки 1 вращаются на осях 2, закрепленных в колодках 3. В середине патрона находится втулка 14 с плавающим патроном 16, жестко связанным с корпусом патрона. Головка 10 связана со штоком пневматического цилиндра качалки 9.

При зажиме головка 10 толкает плунжеры 7 и подает вперед втулку 15, сидящую на втулке 14. Кулачки 1 пружинными плунжерами 11 прижимаются к упорным винтам 12, которые обеспечивают касание средней части поверхности кулачка и зажимаемой заготовки. При упирании кулачков 1 в обрабатываемую заготовку зубчатые колеса 5, перекатываясь по зубьям реечных клиньев 8, перемещают втулку 15, которая своим корпусом и тремя шариками зажимает центр 16. Колодки 3 с кулачками 1 в нерабочем состоянии удерживаются пружинными плунжерами 13 на одинаковом расстоянии от центра патрона.

На рис. 125 приведена конструкция задней бабки токарного станка с встроенным вращающимся центром и пневматическим цилиндром для перемещения пиноли. Это устройство позволяет уменьшить затраты времени на перемещение пиноли. Пиноль 2 перемещается с вращающимся центром 1 посредством штока 3 и поршня 5 пневмоцилиндра 4. Когда сжатый воздух поступает в правую полость цилиндра, поршень, перемещаясь влево, толкает штоком пиноль к обрабатываемой заготовке.

Пневмоцилиндр 4 жестко закреплен на корпусе задней бабки. С помощью распределительного крана 6 осуществляют управление приводом.

Для обработки заготовок на токарных станках применяют пневматические трехкулачковые патроны с регулируемыми кулачками. Применение регулируемых кулачков обусловлено необходимостью обработки заготовок различных размеров. Частые перестановки кулачков (или накладок) вызывают необходимость их протачивать или шлифовать, что, естественно, затрудняет переналадку, особенно в течение рабочего дня. Показанная на рис. 126 конструкция позволяет не только регулировать кулачки в зависимости от формы заготовки или ее размеров, но и быстро переналаживать патрон для работы в. центрах. В корпусе 2 патрона находится муфта 1, соединенная резьбой с тягой пневматического привода. В проточку муфты входят длинные концы трех рычагов 3, а их короткие концы - в пазы ползушек 4, соединенных винтами 5 с кулачками 6. На торцевую поверхность патрона нанесена кольцевая риска 7, а на кулачках имеются деления, позволяющие предварительно устанавливать кулачки. При переналадке патрона для работ в центрах в центральное отверстие вставляют переходную втулку с нормальным центром, а один из кулачков используют в качестве поводка.

В некоторых случаях обрабатываемые заготовки с буртиками или фланцами целесообразно центрировать на коротких жестких пальцах или в выточках и зажимать вдоль оси. На рис. 127 показана конструкция пневматического приспособления для осевого зажима тонкостенной втулки с буртиком. Втулку центрируют в выточке диска 7, прикрепленного к корпусу 1, и зажимают вдоль оси тремя рычагами 6, посаженными на оси 5. Рычаги приводят в действие тягой, соединенной с винтом 2, при перемещении которой передвигается коромыслом 4 вместе с рычагами 6, зажимающими обрабатываемую заготовку. При движении тяги слева направо винт 2 посредством гайки 3 перемещает в сторону коромысло 4 с рычагами 6. Пальцы, на которые посажены рычаги 6, скользят по косым пазам диска 7 и таким образом при раскреплении обработанной заготовки несколько приподнимаются (как показано тонкой линией), позволяя освободить обработанную деталь и установить новую заготовку.

Закрепление по буртику позволяет обрабатывать как наружные, так и внутренние поверхности.

На предприятиях применяют также пневматические устройства со сменными зажимными рычагами, обеспечивающими концентричность наружной и внутренней обрабатываемых поверхностей. Конструкция такого приспособления приведена на рис. 128 и представляет собой корпус 5, внутри которого на шарнирных осях установлены рычаги 2 и 4. Короткие концы рычагов выступают наружу, а длинные установлены в прямоугольном пазу штока 3. В резьбовое отверстие штока ввернута тяга 1, соединенная со штоком пневмоцилиндра (на рисунке не показан). Корпус приспособления центрируется на планшайбе 7 станка втулкой 6.

При движении тяги 1 со штоком 3 справа налево короткие концы рычагов 2 и 4 зажимают заготовку.

Применяют также патроны с установкой заготовок по обработанным базам. На рис. 129 показана конструкция патрона с установкой заготовки по центральному отверстию и зажимом за фланец. При креплении кулачки 3, сидящие на концах штоков 1, своими выступами опираются на планку 2, разгружая штоки от изгибающих сил. При раскреплении обработанной детали кулачки 3 нижними наружными выступами 4 упираются в планку 2, освобождая деталь, а внутренними выступами 5 сталкивают ее с установочного пальца.

Для обработки на оправках применяют различные виды разжимных пневматических устройств. На рис. 130 показана конструкция трех кулачковой разжимной оправки. Она состоит из корпуса 2 с чугунной резьбовой втулкой 3, навинченной на шпиндель станка. Заготовку зажимают тремя кулачками 4, расположенными под углом 120° в отверстиях корпуса оправки и выдвигаемыми с помощью втулки 5 с тремя клиньями. Втулка перемещается тягой 1 от пневматического привода. Кулачки 4 возвращаются в исходное положение при освобождении обработанной детали пружинными кольцами 6.

Основным недостатком размещения пневматического привода на заднем конце шпинделя является невозможность обработки прутковых заготовок. На рис. 131 показана конструкция пневматического цангового патрона, который позволяет обрабатывать заготовки из прутка, проходящего через отверстия шпинделя станка. В данной конструкции сжатый воздух поступает через распределительную коробку, укрепленную на заднем конце шпинделя станка. Воздуховод от распределительной коробки к патрону расположен в двух металлических трубках 1, впаянных в канавки трубы 2.

При зажиме заготовки сжатый воздух направляется в правую полость патрона, перемещая поршень 3 с привернутым в нему кольцом 5. Это кольцо, надавливая на кулачки 6, перемещает их по конической поверхности втулки 4, зажимая тем самым заготовку. Для раскрепления обработанной детали сжатый воздух направляется в левую полость патрона, сдвигая поршень 3 вправо, при этом кулачки 6 под воздействием пружинного кольца 7 расходятся.

Полирование на токарном станке с целью получения высокой чистоты по­верхности (V9-V11) осуществляют абразивной шкуркой, представляющей собой полотно с наклеенным на него слоем абразивных зерен. В зависимо­сти от размера зерен различают шкур­ки грубые (№ 6, 5, 4), средние (№ 3, 2), мелкие (№ 1,0) и отделочные (№ 00,000).

Полирование на токарном станке вы­полняют при помощи жимков - двух шарнирно связанных деревянных ко­лодок, между которыми вкладывают абразивную шкурку (рис. 232). То­карь удерживает жимки за ручки ле­вой рукой, создавая необходимый при­жим шкурки к заготовке (детали), а правой рукой поддерживает шарнир и осуществляет продольную подачу. Можно закреплять шкурку в резцедер­жателе при помощи деревянной колод­ки с обхватом заготовки (детали) шкуркой (рис. 233,а), или с прижимом шкурки к заготовке (рис. 233,6). Не до­пускается прижим шкурки к заготовке (детали) вручную.

При внутреннем полировании шкурку наматывают на деревянную оправку, закрепив конец шкурки в прорези оп­равки. Не допускается полиро­вание отверстия с прижи­мом шкурки рукой или паль­це м.

Окружная скорость при полировании шкуркой достигается 60-70 м/мин. В процессе полирования, для предо­хранения патрона от попадания в не­го абразивной пыли, закрывают от­верстие в патроне заглушкой из пенопласта. Направляющие станины прикрывают брезентовой тканью.

Современные производители станочного оборудования предлагают различные образцы агрегатов, которые находят свое применение в различных отраслях промышленности и производства. Изготовление мебели - сложный процесс, в котором без специальных устройств не обойтись. …

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 …

Приспособление шлифовальное ИТ-1М.64 предназначено для наружного и внутреннего шлифования деталей, устанавливаемых в центрах или патронах.

Приспособление шлифовальное является специнструментом к токарно-винторезным станкам ИT-1M, ИТ-1ГМ.

Технические характеристики

Устройство и работа изделия

Основанием приспособления является плита 1, в которой укреп лен шпиндель. На шпинделе крепится шлифовальный камень, за крытый кожухом, и шкив ременной передачи. Электродвигатель установлен на подвижном кронштейне 4, который позволяет менять натяжение ремня. Ременная передача закрыта ограждением 3.

Рисунок - шлифовальное приспособление для токарного станка ИТ 1М

Порядок работы

Для работы шлифовальное приспособление необходимо установить на верхней каретке суппорта вместо резцедержателя и закрепить гайкой 1 (рис. 5).

Рисунок - Наладка шлифовального приспособления на наружное шлифование

При внутреннем шлифовании (рис. 6) необходимо заменить шкив 2 па валу электродвигателя, заменить ремень 3, чтобы получить необходимую скорость шлифования, и установить удлинитель 1 с кругом диаметром 25 мм.

Рисунок - Наладка шлифовального приспособления на внутреннее шлифование

На токарных станках выполняют шлифование, накатку и другие отделочные работы.

Шлифуют, когда размеры и форма детали выполнены с невысокой точностью, а к чистоте обработанной поверхности предъявляют повышенные требования.

Деталь устанавливают на станке так же, как при обтачивании, приводят в быстрое вращение и чисто обрабатывают плоским . Ручку напильника держат в левой руке, а правой придерживают его носок. Располагают напильник поперек оси детали.

При опиливании легко нажимают и медленно перемещают напильник от себя. При обратном движении контакт напильника с деталью сохраняют, но силу нажатия уменьшают.

Шлифуют шлифовальными шкурками. Детали малого диаметра обрабатывают, пользуясь приспособлением, состоящим из двух деревянных брусков, которые соединены шарниром и имеют вогнутые поверхности, соответствующие цилиндрической поверхности обрабатываемой детали. Шлифовальную шкурку вставляют в приспособление, прижимают к детали и перемещают вдоль нее.

Черновую обработку ведут крупнозернистой шкуркой, а чистовую — мелкозернистой.

Для повышения чистоты обрабатываемую поверхность смазывают машинным маслом.

Вопросы

1. Когда шлифуют детали на токарном станке?
2. Как шлифуют детали на токарном станке?

Накатывание на токарном станке

Цилиндрические рукоятки различных измерительных инструментов, рукоятки калибров, головки микрометрических винтов и круглые гайки для удобства пользования делают не гладкими, а рифлеными. Такая рифленая поверхность называется накаткой, а процесс ее получения — накатыванием.

Накатка бывает прямой и перекрестной. Для накатывания в резцедержателе крепят державку, в которой установлены для простой накатки один, а для перекрестной два ролика из инструментальной закаленной стали с насеченными на них зубчиками.

Эти зубчики имеют различные размеры и по-разному направлены, что позволяет получить накатку различных узоров.

При накатывании державку с роликами прижимают к вращающейся детали винтом поперечной подачи. Ролики начинают вращаться и, вдавливаясь в материал детали, образуют на ее поверхности накатку. Она может быть крупной, средней или мелкой, в зависимости от размеров зубчиков на роликах. При накатывании производят подачу в двух направлениях — перпендикулярно оси детали и вдоль нее. Для получения накатки достаточной глубины нужно накатывать в 2 — 4 прохода.

Правила накатывания

1. При начале накатывания следует сразу усиленно нажать и проверить, попадают ли зубчики роликов в сделанные ими насечки при последующих оборотах.
2. Ролики должны соответствовать требуемому узору детали.
3. Два ролика должны быть точно расположены один под другим.
4. Перед работой нужно тщательно очистить ролики стальной щеткой от остатков материала.
5. Во время накатывания рабочие поверхности роликов следует хорошо смазывать веретенным или машинным маслом.

Правильность накатки проверяют на глаз.

Вопросы

1. На каких деталях и для чего делают накатку?
2. Из каких элементов состоит накатка?
3. Какая бывает накатка?
4. Расскажите о правилах накатки.

«Слесарное дело», И.Г.Спиридонов,
Г.П.Буфетов, В.Г.Копелевич

Растачивать отверстия (внутренние цилиндрические поверхности) сложнее, чем обтачивать наружные поверхности. Основная трудность — малая жесткость расточного резца. Сквозные отверстия растачивают расточными резцами, показанными на рисунке. Смотрите рисунок – Расточной резец для сквозного отверстия Для этого обрабатываемую заготовку крепят в патроне токарного станка. Проверяют надежность крепления заготовки и резца. Растачивают сначала черновым резцом, который при помощи…

В зависимости от требуемой точности измерения и размеров диаметра отверстий применяют различный измерительный инструмент. Неточные цилиндрические отверстия можно измерять нутромером и измерительной линейкой, Для определения размера нужно величину развода ножек нутромера измерить линейкой или штангенциркулем. Измерение отверстия нутромером При растачивании отверстия под обработанный вал измеряют вначале диаметр вала штангенциркулем и затем устанавливают по ним ножки…

Растачивают отверстия на токарных станках тогда, когда сверление и рассверливание не обеспечивают необходимой точности размеров отверстий и чистоты обработанной поверхности. Расточной резец для сквозного отверстия При черновой и чистовой обработке растачивают отверстия расточными резцами. В зависимости от вида растачиваемых отверстий различают расточные резцы для сквозных отверстий (смотрите рисунок выше) и для глухих отверстий (смотрите рисунок…

Отделочные операции - полирование, доводку, обкатывание, раскатывание, выглаживание и накатывание выполняют для уменьшения шероховатости, повышения размерной точности к из­носостойкости ранее обработанной поверхности или для нанесения на нее рифлений определенного узора.

Полирование

Полирование выполняют для уменьшения шероховатости и по­вышения блеска поверхностей детали. На токарных станках оно осуществляется шлифовальными шкурками на бумаге или полотне. Сталь и цветные металлы обрабатывают шкурками из корунда 15А- 25А, чугун и другие хрупкие материалы - шкурками из кар­бида кремния 54С- 64С.

В процессе работы полоску шкурки, удерживая обеими руками, прижимают к вращающейся полируемой поверхности и перемещают возвратно-поступательно вдоль нее. Удерживать шкур­ку рукой в обхват нельзя, так как она может намотаться на деталь и защемить пальцы. Стоять у станка необходимо с поворотом кор­пуса вправо примерно под углом 45° к оси центров. Полирование обычно выполняют последовательно несколькими шкурками с постепенным уменьшением их зернистости.

Цилиндрические поверхности удобно полировать «жимком», состоящим из двух шарнирно соединенных деревян­ных брусков. В радиусные углубления брусков укладывают шлифо­вальную шкурку, которую прижимают жимком к обрабатываемой поверхности. Удерживая рукоятки жимка левой рукой, а правой поддерживая шарнир, осуществляют возвратно-поступательную продольную подачу.

Полирование можно выполнять также при закреплении шлифо­вальной шкурки в резцедержателе суппорта с по­мощью деревянного бруска и металлической планки.

Внутренние поверхности полируют шкуркой, закрепленной и намотанной на деревянной оправке.

Полируемая деталь сильно нагревается и удлиняется. Поэтому, когда она поджата центром, надо периодически проверять, насколь­ко туго он зажат, и, если требуется, немного ослабить.

Чтобы получить более качественную поверхность, надо увели­чить насколько возможно частоту вращения детали. Кроме того, при окончательном полировании рекомендуется натирать шкурку мелом.

Доводка

Доводка выполняется для повышения точности поверхности (до 5-6-го квалитета) и уменьшения ее ше­роховатости. Специальными инструментами - притирами - вместе с абразивными материалами с поверхности детали удаляются мельчайшие неровности.

Абразивные и связующие материалы. Рабочая поверхность при­тира насыщается твердыми абразивными материа­лами: порошками электрокорунда - для доводки сталей и карбида кремния - для чугуна и других хрупких материалов.

Зернистость порошков выбирается в зависимости от требуемой шероховатости. Предварительную доводку выполняют микропорош­ками М40-М14, чистовую-М10-М5 (номер микропорошка соответствует размерам зерен в микронах).

Из доводочных паст наиболее часто используются пасты ГОИ, изготовляемые на основе мягкого абразивного материала-окиси хрома в смеси с химически активными и связующими веществами. По доводочной способности такие пасты делятся на грубые, средние и тонкие.

В качестве связующих и смазывающих материалов при доводке применяют керосин или минеральное масло.

Притиры-втулки с продольным разрезом, позволяющим регу­лировать их по диаметру для компенсации износа.

Притиры для предварительной доводки снабжены продольными или винтовыми канавками, в которых во время работы собираются остатки абразивного материала. Окончательная доводка ведется притирами с гладкой поверхностью.

Доводка наружной поверхности выполняется при­тиром, который устанавливается в жимок и регулируется по ме­ре необходимости винтом.

Для обработки отверстий притир устанавливают на конической оправке и регулируют за счет осевого перемещения гайками. Материал притира выбирают в зависимости от его назначения и применяемого абразивного материала.

При доводке твердыми абразивными материалами, зерна кото­рых вдавливаются в притир, материал последнего должен быть мяг­че материала обрабатываемой детали. Кроме того, чем крупнее зерна применяемого порошка, тем мягче материал следует выби­рать для притира. Для грубой доводки рекомендуются притиры из мягкой стали, меди, латуни, а для предварительной и чистовой - из мелкозернистого серого чугуна средней твердости.

Для работы пастами ГОИ притир должен иметь большую твердость, чем доводимая деталь. В этом случае хорошие результаты дает применение притиров из закаленной стали или серого чугуна повышенной твердости.

Окружная скорость детали или притира принимается при пред­варительной доводке 10-20 м/мин, при чистовой - 5-6 м/мин в целях уменьшения нагрева детали.

Накатывание

Назначение и инструменты. Накатывание выполняется для со­здания на поверхностях некоторых деталей (ручках, головках винтов и др.) специально предусмотренной шероховатости, выполнен­ной в виде рифлений определенного узора. Для этого пользуются накатками, состоящими из накатного ролика и державки.

Для нанесения прямого узора применяют однороликовую накат­ку, сетчатого- двухроликовую соответственно с правым и левым направлениями рифлений.

Накатные ролики изготавливают из инструментальных сталей и закаливают до высокой твердости. На их цилиндрической поверх­ности выполняются рифления с углом профиля 70° для стальных деталей и 90° - для деталей из цветных металлов с шагом от 0,3 до 1,6 мм.

Накатка закрепляется с наименьшим вылетом в резцедержателе суппорта так, чтобы образующая ролика была строго параллельна оси детали. Проверяют это по обрабатываемой поверхности на про­свет. Ось ролика однороликовой накатки должна находиться на уровне оси центров станка. Для двухроликовой накатки точность установки по высоте не имеет существенного значения, так как в

этом случае ролики самоустанавливаются по обрабатываемой по­верхности за счет шарнирного соединения обоймы с держав­кой.

Приемы накатывания . При на­катывании металл выдавливается, поэтому поверхность детали обта­чивают до диаметра, меньше но­минального примерно на 0,5 шага рифлений.

Ролики подводят вплотную к вращающейся детали и ручной подачей вдавливают в обрабаты­ваемую поверхность на некоторую глубину. Выключив вращение де­тали, проверяют точность образо­вавшегося рисунка. Затем вклю­чают вращение шпинделя и про­дольную подачу и выполняют на­катывание на требуемую длину за несколько проходов в обе стороны до получения полной высоты рифлений. В конце каждого прохода, не нарушая контакта с заготовкой, накатку подают поперечно на

требуемую глубину. Накатные ролики следует периодически очищать проволочной щеткой от застрявших в углублениях металлических частиц.

Продольную подачу принимают примерно равной удвоенной ве­личине шага рифлений (1-2,5 мм/об), скорость вращения детали - в пределах 15-20 м/мин.

Обрабатываемую поверхность смазывают маслом.