Вытачивание наружных канавок и отрезание. Выход режущего инструмента Отрезание заготовки и вытачивание канавок
Узкие канавки обрабатывают прорезными резцами. Форма режущей кромки резца соответствует форме обрабатываемой канавки. Прорезные резцы бывают прямые и отогнутые, которые в свою очередь делятся на правые и левые. Чаще применяют прорезные резцы правые прямые и левые отогнутые. На рисунке 29: а) - прямой левый, б)- прямой правый, в) - отогнутый левый, г) - отогнутый правый
Рис. 29. Прорезные резцы
Жесткость детали не всегда позволяет прорезать канавки заданной ширины за один проход резца. Когда необходимо проточить в нежесткой детали канавку шире 5 мм, то это осуществляют за несколько проходов резца с поперечной подачей (рисунок 30). На торцах и по диаметру канавки оставляют припуск 0,5-1 мм для чистовой обработки, которую выполняют этим же резцом или канавочным резцом с размером режущей кромки, равным заданному размеру канавки.
Рис. 30. Прорезка канавок
Заготовки и детали отрезают отрезными резцами. Ширина режущей кромки отрезного резца зависит от диаметра отрезаемой заготовки и принимается равной 3; 4; 5; 6; 8 и 10 мм. Длина L головки отрезного резца должна быть несколько больше половины диаметра D прутка, от которого отрезают заготовку (L>0,5D). Отрезные резцы изготовляются цельными, а также с пластинами из быстрорежущей стали или твердого сплава. Для уменьшения трения между резцом и разрезаемым материалом головка резца сужается к стержню под углом 1-2 градуса (с каждой стороны резца), угол l=0, задний угол a=12 градусов (рисунок 30: г, ж). В отрезных резцах вспомогательный угол в плане должен быть меньше вспомогательного заднего угла. Неправильное соотношение величин этих углов может привести к повышенному трению задней вспомогательной поверхности резца об обработанную поверхность детали и, как следствие, к повышенному износу или поломке инструмента.
Отрезные резцы следует устанавливать под прямым углом к оси обрабатываемой заготовки (рисунок 30б) Установка режущей кромки резца выше оси обрабатываемой заготовки (даже на 0,1-0,2 мм) может привести к его поломке, а при установке режущей кромки резца ниже оси заготовки на торце детали остается необработанный выступ. Расстояние о от торца приспособления для закрепления прутка до обработанного торца прутка должно быть минимальным и не превышать диаметра отрезаемого прутка (рисунок 30а).
При отрезке хрупкого материала заготовка отламывается раньше, чем резец подойдет к центру заготовки, в результате чего на торце заготовки остается выступ (бобышка). Для
Рис. 30. Отрезка заготовок и деталей
получения ровного торца режущую кромку резца выполняют под углом 5-10 градусов (рисунок 39д). После отрезки детали поперечная подача не выключается и производится срезание бобышки на заготовке. Можно отрезать деталь изогнутым отрезным резцом: "Гусем" (рисунок 30в), при этом шпиндель должен вращаться по часовой стрелке. Для уменьшения шероховатости поверхности, полученной после отрезки, на задних вспомогательных поверхностях резца делают фаски шириной 1-2 мм. Поперечная подача при обработке канавок - 0,05-0,3 мм/об (для стальных деталей диаметром до 100 мм). Скорость резания при обработке канавок и при отрезке заготовок 25-30 м/мин (для резцов из быстрорежущих сталей) и 125-150 м/мин (для твердосплавных резцов).
Ширина и форма режущей кромки резца должны соответствовать форме и размерам канавки. Канавки с точными размерами по ширине и диаметру выполняют прорезными резцами, ширина режущей кромки которых уже ширины канавки.
Вытачивают канавку за три прохода. Вначале оставляют по ширине и диаметру канавки, затем производят чистовое обтачивание левой стенки канавки, правой стенки и диаметра канавки.
 |
Широкие канавки вытачивают за несколько проходов так же, как и канавки, имеющие точные размеры. Сначала снимают припуск с правой стороны, а затем — с левой стороны стенок канавки. Снимают припуск со стенок, подавая резец поперечно оси заготовки. Положение правой и левой стенок канавки устанавливают, пользуясь измерительным инструментом или шаблоном.
В массовом производстве широкие канавки вытачивают при помощи неподвижных продольных и поперечных упоров.
Продольные упоры устанавливают на направляющей станины для ограничения перемещения суппорта вдоль оси заготовки.
Продольные упоры избавляют токаря от необходимости размечать канавку на каждой обрабатываемой заготовке.
Поперечные упоры ограничивают перемещение резца на нужную глубину канавки.
Неглубокие канавки прорезают канавочными или комбинированным резцами.
 |
Отрезают детали отрезными резцами.
 |
У отрезных резцов головка имеет большой вылет и малую прочность. Прочность головки резца повышают, увеличивая ее высоту.
При отрезании возникают вибрации, которые приводят к поломке резца. С вибрациями борются, увеличивая жесткость крепления заготовки и резца. Для этого перед отрезанием подтягивают клинья суппорта и затягивают винт, крепящий каретку на станине, что предотвращает каретку от продольного смещения.
Вопросы
- Какими резцами прорезают наружные канавки?
- Расскажите о приемах вытачивания широких канавок.
- Какими резцами прорезают неглубокие канавки?
- Как увеличивают жесткость отрезного резца?
«Слесарное дело», И.Г.Спиридонов,
Г.П.Буфетов, В.Г.Копелевич
Обработка напроход не всегда осуществима по конструктивным условиям. В таких случаях необходимо предусмотреть перебег режущего инструмента относительно обрабатываемой поверхности на расстояние, достаточное для получения заданной шероховатости и точности.
При точной обработке ступенчатых цилиндрических поверхностей выход инструмента обеспечивают введением на участках сопряжения канавок глубиной несколько десятых миллиметра.
Если точной обработке подвергается только цилиндрическая поверхность, то применяют цилиндрические выточки (рис. 508, а). При точной обработке торцовых поверхностей вводят торцовые выточки (вид б). При одновременной точной обработке цилиндра и примыкающего к нему торца проделывают диагональные канавки (вид в). Формы канавок для выхода шлифовального круга приведены на видах г (шлифование по цилиндру), д (шлифование по торцу) и е (шлифование по цилиндру и торцу).
Размеры канавок в зависимости от диаметра d 0 цилиндра указаны ниже (мм):
На рис. 509 приведены формы сопряжения поверхностей типовых машиностроительных деталей.
Участки ступенчатого вала (вид 1), близкие к сопряжению цилиндрической поверхности с торцом заплечика, невозможно чисто обработать. Целесообразно ввести на участке сопряжения канавку для выходи инструмента (вид 2). Этот способ не рекомендуется для высоконагруженных деталей, так как выточки являются концентраторами напряжений. В таких случаях следует выполнять сопряжение с галтелью (вид 3), обрабатываемой при точении гантельным резцом, а при шлифовании — галтельным шлифовальным кругом.
Для получения точных внутренних поверхностей (вид 4) необходимо вводить поднутряющие канавки (вид 5) или лучше обеспечивать обработку напроход (вид 6).
Конструкции с выводом резьбы на ступенчатый торец (виды 7, 13) практически невыполнимы. Резьбу следует заканчивать на расстоянии l≥4Р от торца (виды 8, 14), где Р — шаг резьбы, или отделять от смежных поверхностей канавкой (виды 9, 15) диаметром для наружных резьб d 1 ≤d-1,5Р, для внутренних резьб d 2 >d+0,25Р, где d — номинальный диаметр резьбы, мм.
Ширину канавок при нарезании наружной резьбы резцами и лерками делают в среднем b = 2Р; при нарезании внутренних резьб резцами h = ЗР. То же правило целесообразно соблюдать для гладких валов (виды 10, 11) и отверстий (16, 17).
Еще лучше смежные с резьбой поверхности располагать ниже (виды 12, 18), обеспечивая обработку напроход. Диаметры d 1 , d 2 таких поверхностей определяют из приведенных ранее соотношений.
Для обработки продольных пазов в отверстиях необходимо обеспечить выход долбяка, например, в поперечное сверление (вид 20) или в кольцевую канавку (вид 20) радиусом
где h — расстояние днища паза от центра; с — ширина паза). Наиболее целесообразно, чтобы смежная поверхность была расположена ниже впадины паза (вид 21).
Конструкция глухого отверстия со шлицами, обрабатываемыми прошиванием (вид 22), ошибочна: ширина b канавки за шлицами недостаточна для выхода прошивки. В конструкции 23 длина шлицев уменьшена; ширина b 1 полости увеличена. Понижение смежной поверхности (вид 24) позволяет более производительно и точно обрабатывать шлицы протягиванием.
На видах 25, 28, 31 показаны нетехнологичные формы конических поверхностей, не обеспечивающие перебега и врезания инструмента. Правильные конструкции приведены на видах 26, 27, 29, 30, 32, 33. На видах 34, 35 изображено нецелесообразное, а на виде 36 целесообразное выполнение сферических поверхностей.
Рассмотрим примеры неправильной и правильной конструкций типовых машиностроительных узлов и деталей.
В конструкции шлицевого вала с прямобочными шлицами (рис. 510, 1) прошлифовать рабочие грани и центрирующие поверхности вала невозможно. Для выхода шлифовального круга необходимо понизить поверхности вала у оснований шлицев (вид 2) или предусмотреть канавки (вид 3).
На видах 4, 5 изображены соответственно неправильные и правильные конструкции призматической направляющей, на видах 6, 7 — измерительной скобы.
Для облегчения обработки внутренней полости шарикового подпятника (вид 8) необходимо сделать канавку у основания полости (вид 9) или применить составные конструкции 10, 11.
В колесе свободного хода (вид 12) спиральные рабочие поверхности зубьев (обрабатываемые обычно на затыловочных шлифовальных станках) следует снабдить канавками для выхода шлифовального камня (вид 13).
В прорезной втулке (вид 14) прорези отфрезеровать невозможно, так как фреза упирается в стенку втулки. Заменив три прорези четырьмя (вид 15), можно профрезеровать прорези напроход.
Обработать торцовый паз в валу (вид 16) очень трудно. Если дать выход режущему инструменту в поперечное сверление у основания паза (вид 17), то появляется возможность просверлить вал по краям паза (штриховые линии) и удалить перемычку между отверстиями строганием. Еще проще обработка при составной конструкции с напрессовкой бандажа на прорезную часть вала (вид 18).
Торцовые пазы на валу (вид 19) можно выполнить только высадкой. Отделение пазов от цилиндрической поверхности вала кольцевой канавкой (вид 20) позволяет обработать пазы строганием. В составной конструкции (вид 21) возможна более точная и производительная обработка пазов фрезерованием напроход.
В чашечной детали (вид 22) прошлифовать цапфу вала можно только дорогим и малопроизводительным способом — с помощью чашечного круга, эксцентрично установленного по отношению к валу (вид 25). Для обеспечения цилиндрического шлифования цапфу следует выпустить из чашечки на расстояние s, достаточное для выхода круга (вид 24).
В чашечной детали (вид 25) шлифованию внутренней поверхности препятствует выступающий торец ступицы. Неправильна и конструкция 26, где конец шлифуемой поверхности совпадает с торцом ступицы: на крайних участках поверхности, шлифуемых кромкой круга, образуется заусенец.
В правильной конструкции 27 торец ступицы смешен относительно шлифуемой поверхности на величину s, обеспечивающую необходимую шероховатость поверхности.
В блоке зубчатых колес (вид 28) для нарезания зубьев шестерни нужно предусмотреть расстояние а (вид 29), достаточное для выхода долбяка (вид 30). Минимальная величина а (мм) в зависимости от модуля m зуба приведена ниже.
При нарезании зубьев червячной фрезой требуются значительно большие расстояния, определяемые диаметром фрезы (вид 31) и углом (в плане) ее установки относительно оси блока. При необходимости близкого расположения венцов и этих случаях следует применять составные конструкции (вид 32).
Для того чтобы при обработке шлицев методом обкатывания червячная фреза не врезалась в упорный буртик вала (вид 33), буртик должен быть удален на расстояние l (вид 34):
где Н и H 1 — высота шлицев и буртика фланца, R фр — радиус фрезы. Наиболее целесообразно обеспечить обработку шлицев напроход, создав упор, например, с помощью кольцевого стопора (вид 35).
На виде 36 показан конический клапан с направляющим хвостовиком. Фаска клапана и центрирующие поверхности хвостовика шлифуются за одну операцию профильным кругом.
При такой конструкции обеспечить необходимую шероховатость поверхности участка сопряжения фаски с хвостовиком невозможно. Неверна и конструкция 37 с выточкой, так как диаметр d хвостовика равен малому диаметру фаски, вследствие чего возможно образование заусенца на фаске.
В правильной конструкции диаметр d хвостовика меньше малого диаметра фаски, что обеспечивает перекрытие шлифуемых поверхностей хвостовика и фаски абразивным кругом.
Канавочные резцы (называемые также прорезными) благодаря особенностям их конструкции относят к многофункциональным инструментам, с помощью которых можно формировать канавки на заготовках цилиндрической и конической конфигурации. Такие технологические операции (в особенности связанные с радиальной проточкой) характеризуются значительными нагрузками, которые успешно переносит резец данного типа, отличающийся высокой жесткостью конструкции. Более того, резцы канавочного типа с успехом используются для выполнения осевой проточки и подрезки торцов, что делает их универсальными токарными инструментами.
Канавочные резцы для внутренних и наружных канавок с механическим креплением сменных режущих пластин
Целесообразно использовать канавочные для получения детали сложной конфигурации. Универсальность резцов данного типа в таких случаях позволяет минимизировать количество используемых инструментов и сократить время на переналадку оборудования. Примечательно и то, что применение канавочного резца при выполнении многих технологических операций позволяет формировать поверхности с более высокими качественными характеристиками, чем при использовании обычного токарного инструмента.
Особенно удачным является использование канавочного резца при создании на поверхности заготовок широких канавок. При выполнении данной технологической операции такой инструмент демонстрирует исключительную стойкость, износ его режущей пластины происходит равномерно даже при выполнении большого количества проходов. Что также важно, при использовании канавочного резца хорошо контролируется процесс стружкоотделения.
Требования к резцам канавочного типа, которые выпускаются в большом разнообразии типоразмеров, оговариваются положениями ГОСТа 18874-73.
ГОСТ 18885-73 и 18874-73, касающиеся канавочных резцов
С содержанием ГОСТ 18874-73 «Резцы токарные прорезные и отрезные из » и ГОСТ 18885-73 «Резцы токарные резьбовые с пластинами из твердого сплава» можно ознакомиться ниже:ГОСТ 18874-7
ГОСТ 18885-73
Виды канавочных резцов
Среди токарных инструментов для формирования канавок выделяют резцы для внутренней и наружной обработки. И первые, и вторые могут быть полностью изготовленными из твердосплавных материалов либо иметь сменную режущую часть. Твердосплавные резцы – достаточно дорогостоящий инструмент, поэтому его использование должно быть экономически целесообразным. При выполнении наружных работ обычно используют изделия со сменными пластинами, применять твердосплавные канавочные резцы в таких случаях не имеет смысла.
Совсем иначе обстоит ситуация с обработкой внутренних канавок. Здесь надо учитывать диаметр отверстия, в которое предстоит завести резец, а также жесткость инструмента. Требованиям, по которым резец обладает минимальным размером своей державки и достаточной жесткостью для выполнения обработки металла, удовлетворяют только твердосплавные канавочные инструменты.
Естественно, когда условия обработки и геометрические параметры обрабатываемой детали позволяют, для формирования наружных и внутренних канавок целесообразнее использовать недорогой инструмент со сменными пластинами.
Геометрия и размеры резцов канавочного типа
Поскольку резцы канавочного типа испытывают значительную нагрузку в процессе выполнения обработки, что определяет повышенные требования к их жесткости, их изготавливают с напаиваемыми твердосплавными пластинами, характеристики которых оговариваются в ГОСТе 2209-82. Требования же к самому резцу, как сказано выше, приведены в ГОСТе 18874-73.
Основная особенность геометрии резцов канавочного типа состоит в том, что форма их режущей части должна точно соответствовать форме канавки, которую планируется получить с их помощью. Канавки, создаваемые на поверхности заготовки, как правило, имеют небольшую ширину. Соответственно, режущая часть инструмента, с помощью которого их формируют, тоже достаточно узкая, что делает ее очень уязвимой к механическим повреждениям. Кроме того, рабочая головка с каждой боковой стороны имеет сужение по направлению к державке (на 1–2 градуса). Такое сужение боковых сторон режущей части необходимо для того, чтобы уменьшить их трение о стенки формируемой канавки.
Чтобы повысить прочность режущей головки канавочного токарного инструмента, ее высоту делают значительно больше, чем ширину. Для этого также необходимы небольшой передний угол и заточка режущей кромки с небольшим радиусом (криволинейная). Оптимальными величинами углов резания для резцов канавочного типа являются 15–25 0 (передний), 8–12 0 (задний).
Ширину рабочей части канавочного инструмента, которая, согласно требованиям ГОСТа 18874-73, может варьироваться в широком диапазоне, выбирают в зависимости от того, какой ширины канавку необходимо сформировать на наружной или внутренней поверхности обрабатываемой заготовки.
Правила выбора
Первое, на что следует ориентироваться при выборе канавочного токарного инструмента, – это чертеж готового изделия, на котором указаны как размеры и форма канавок, так и допуски на точность их геометрических параметров. Естественно, оказывает влияние на выбор резца и его геометрических параметров материал, из которого выполнена заготовка.
При формировании канавок на деталях небольшого размера особенно важно выдерживать небольшую силу резания, что позволяет минимизировать деформации, возникающие в процессе обработки. Обеспечивает соблюдение этого требования острая заточка канавочного инструмента, которая, тем не менее, может привести к его поломке, если неправильно подобран материал твердосплавной пластины и режимы резания – скорость вращения заготовки и величина подачи.
При выборе канавочного резца также следует учитывать форму его режущей кромки, которая может быть прямолинейной и заточенной с небольшим радиусом. Естественно, не следует выбирать изделие с криволинейной заточкой режущей кромки, если дно канавки, согласно предоставленному чертежу, должно быть прямым.
Особенности токарной обработки с использованием канавочного резца
Режимы резания при использовании резцов канавочного типа имеют некоторые отличия от режимов обработки заготовки токарными инструментами других типов. Так, за глубину резания принимается величина, равная ширине формируемой канавки, а подачу инструмента за один оборот детали измеряют в направлении, перпендикулярном ее оси. Величину подачи в зависимости от материала, из которого изготовлена режущая часть канавочного инструмента, выбирают в пределах 0,07–0,2 мм/об, а скорость резания – 15–180 м/мин.
На поверхности заготовки можно получать канавки нескольких видов.
- Узкие канавки, ширина которых соответствует ширине режущей части инструмента, выполняются за один проход резца, который подается вручную. Перед этим на поверхности детали определяют точное место расположения канавки, а затем выставляют напротив этого места резец и осуществляют его подачу.
- Канавки на уступах и торцах детали выполняются по такому же принципу, их диаметр выставляют при помощи лимба поперечной подачи, а глубину – по лимбу продольного перемещения суппорта.
- Широкие канавки делают за несколько проходов по следующей схеме. Сначала определяют место расположения правого края канавки и выставляют напротив данного места резец. При помощи поперечной подачи резец врезают в деталь на глубину, которая на 0,5 мм меньше глубины нарезаемой канавки (такой припуск оставляют на чистовую обработку). Затем при помощи продольной подачи канавочный инструмент начинают перемещать к левому краю нарезаемой канавки, граница которого предварительно намечена. После того как черновая канавка сформирована, ее дно обрабатывают начисто – на требуемую глубину, осуществляя продольную подачу резца слева направо. В том случае, если необходимо сформировать канавку с очень точным расположением ее левого и правого краев, при черновой обработке на них также могут быть оставлены припуски, которые затем снимаются при помощи поперечной подачи канавочного или подрезного резца.
К атегория:
Токарное дело
Протачивание наружных канавок и отрезание
Назначение и формы канавок. На наружных поверхностях деталей часто протачивают канавки; в конце резьбового участка для выхода резьбонарезного инструмента, для установки стопоров, для размещения колец и т. д. Канавки. контролируют глубиномером штангенциркуля ШЦ-Е, штангенглубиномером или шаблоном (рис. 1, а, б).
Особенности прорезных и отрезных резцов. Канавки протачивают прорезными (канавочными) резцами (рис. 2), а отрезание выполняют отрезными резцами (рис. 3).
0. КОНТРОЛЬ НАРУЖНОГО ДИАМЕТРА :
Отрезные резцы служат для отрезания готовой детали от заготовки либо для разрезания заготовки на части. Отрезной резец отличается от прорезного более длинной головкой. Для увеличения прочности головки резца и предотвращения поломки ее применяют усиленные конструкции отрезных резцов: с увеличенной высотой тловки («петушок») и с расположением режущей кромки на уровне оси державки (рис. 4, а, б).
Ширина режущей кромки отрезного резца зависит от диаметра обрабатываемой заготовки и составляет 3-8 мм.
1. КОНТРОЛЬ ГЛУБИНЫ КАНАВКИ : а - штангенциркулем, б - микрометром, в - индикаторной скобой, г - калибром-скобой
2. ПРОРЕЗНОЙ (КАНАВОЧНЫЙ ) РЕЗЕЦ
3. ОТРЕЗНОЙ ТВЕРДОСПЛАВНЫЙ РЕЗЕЦ
4. ПОЛОЖЕНИЕ ОТРЕЗНОГО РЕЗЦА В КОНЦЕ ОТРЕЗАНИЯ :
5. УСИЛЕННЫЕ ОТРЕЗНЫЕ РЕЗЦЫ
Торец отрезанной заготовки при этом получается относительно чистым и не требуется чистового подрезания: тяжелые отрезные работы (большой диаметр, твердый материал) выполнять с обратным вращением шпинделя изогнутым отрезным резцом, режущая кромка которого расположена снизу. При этом методе стружка не задерживается на резце и под действием собственной массы падает в корыто. Кроме того, выступы или твердые включения, ударяя о резей, вызывают некоторый отжим изогнутой державки, что амортизирует удар и предохраняет резец от поломки;
если обрабатывается партия заготовок и протачивание канавки или отрезание являются самостоятельными работами (операциями), то каретку суппорта закреплять на станине, а клинья суппорта подтягивать, что предотвращает вибрации и уменьшает опасность поломки втрезного резца;
для облегчения соблюдения заданной длины отрезанной части при отрезании заготовок от прутка каретку суппорта устанавливать с таким расчетом, чтобы отрезной резец находился на расстоянии 5-6 мм от торца патрона. Пруток выдвигать из патрона до соприкосновения е откидным упором, закрепленным в задней бабке. Для этой же цели служит упор, укрепленный в резцедержателе: после установки прутка упор отвести в сторону. Режимы резания при отрезании. Подача при отрезании принимается меньшей, чем при наружном обтачивании или подрезании торца. Так, при отрезании заготовок (деталей) диаметром до 60 мм рекомендуется подача 0.1-0,15 мм/об, при больших диаметрах до 0,3 мм/об. Скорость резания при отрезании на 15-20% меньше, чем при наружном точении.
Отрезание происходит в более тяжелых условиях. чем обтачивание, так как резец как бы заклинивается в прорезаемой канавке, что вызывает значительное трение между поверхностями резца и детали. Поэтому при отрезании стальных деталей в качестве СОЖ применяют минеральное масло или сульфофрезол.
6. ОТРЕЗНОЙ РЕЗЕЦ , РАБОТАЮЩИЙ
7. ОБРАТНОМ ВРАЩЕНИИ ШПИНДЕЛЯ
8. ПРИМЕНЕНИЕ ОТКИДНЫХ УПОРОВ ПРИ ОТРЕЗАНИИ : а - закрепленного в пиноли задней бабки, б - закрепленного в резцедержателе