Обработка фасонных поверхностей

Основные сведения

Обрабатываемые поверхности деталей (как наружные, так и внутренние) относят к фасонным, если они образованы криволинейной образующей, комбинацией прямолинейных образующих, расположенных под различными углами к оси детали, или комбинацией криволинейных и прямолинейных образующих. На токарных станках фасонные поверхности получают: используя ручную поперечную и продольную подачу резца относительно заготовки с подгонкой профиля обрабатываемой поверхности по шаблону; обработкой фасонными резцами, профиль которых соответствует профилю готовой детали; используют поперечную и продольную подачу резца относительно заготовки, а также приспособления и копирные устройства, позволяющие обработать поверхность заданного профиля; путем комбинирования перечисленных выше методов для повышения точности и производительности обработки. Фасонные поверхности на длинных деталях, заданный профиль которых получается с помощью шаблона, копира, приспособления и т. п., обрабатывают проходными резцами из быстрорежущей стали или твердосплавными.

При обработке галтелей и канавок радиусом R<20 мм на стальных и чугунных деталях применяют резцы, режущая часть которых выполнена по профилю обрабатываемой галтели или канавки, рисунок слева - а). Для обработки галтелей и канавок с R>20 мм режущую часть резцов выполняют с радиусом скругления, равным (1,5-2) R, рисунок слева - б). При этом используют как продольную, так и поперечную подачу суппорта. Для повышения производительности обработки фасонных поверхностей сложного профиля применяют фасонные резцы (рисунок внизу). Величина переднего угла g у фасонных резцов зависит от обрабатываемого материала: g=20-30 градусов (для алюминия и меди); g=20 градусов (для мягкой стали); g=15 градусов (для стали средней твердости); g=10 градусов (для твердой стали и мягкого чугуна); g=5 градусов (для труднообрабатываемой стали и твердого чугуна); g=0 градусов (для бронзы и латуни). Задний угол a выбирается в зависимости от конструктивных особенностей резцов: a=10-15 градусов для дисковых фасонных резцов и a=12-14 градусов для призматических фасонных резцов. Приведенные значения g и a относятся только к наружным точкам профиля резца; с приближением к центру дискового фасонного резца передний угол уменьшается, а задний - увеличивается. Размеры рабочей части и высота профиля круглых и призматических фасонных резцов должны соответствовать профилю, который получается при пересечении фасонной поверхности детали. передней поверхностью резца. На одном из торцов круглого фасонного резца выполнены зубцы, с помощью которых резец надежно закрепляют в резцедержателе станка и при заточке. Ширина фасонных резцов не превышает 40-60 мм и зависит от жесткости системы СПИД и радиального усилия резания.

 

Фасонные резцы:
а) - цельный, б) с механическим креплением режущей части, в) – дисковый

 

 

 

При небольшом числе изготовляемых деталей и при достаточном навыке рабочего фасонную поверхность можно обрабатывать проходным резцом при его одновременной продольной и поперечной подаче, осуществляемой вручную. При выборе резца следует обратить внимание на то, чтобы форма его вершины и расположение режущих кромок позволили обработать фасонную поверхность детали с заданными углами наклона и радиусами. Для приобретения навыка перемещения резца по заданной траектории путем его одновременной продольной и поперечной подачи следует предварительно (перед обработкой фасонной детали) выполнить несколько упражнений, что позволит освоиться с особенностями управления станком при фасонной обработке. Для этого в патроне или в центрах устанавливают готовую деталь с фасонной поверхностью сложного профиля. Перемещая суппорт координированным вращением его рукояток, следят за тем, чтобы вершина резца перемещалась в непосредственной близости (с одинаковым зазором до 1 мм) от поверхности детали. Убедившись в надежности управления станком, переходят к обработке детали с фасонной поверхностью. На рисунке показана последовательность обработки описанным выше способом фасонной поверхности рукоятки - а). Заготовку закрепляют в трехкулачковом патроне, используя для этого поверхность А - б) и обрабатывают проходным резцом хвостовую часть рукоятки, состоящую из поверхностей B, С, D и Е. Установив рукоятку в патроне по поверхности С, обрабатывают фасонную часть рукоятки - в). С помощью шкалы на станине станка производят разметку (вдоль оси заготовки) наибольшего и наименьшего диаметров фасонной поверхности рукоятки, а затем проходным резцом снимают черновой припуск в несколько проходов (см. заштрихованные участки на рисунке - в). Окончательный съем припуска - г) выполняют в несколько проходов. Вначале аккуратно снимают гребешки путем плавного перемещения резца вдоль оси обрабатываемой детали и возвратно-поступательного перемещения поперечных салазок суппорта. Затем к невращающейся заготовке прикладывают шаблон с профилем готовой детали, измеряют наибольший и наименьший диаметры фасонной поверхности и определяют места, с которых необходимо снять припуск. Производительность и качество обработки рукоятки зависят от навыка рабочего.
Для облегчения условий труда и повышения его производительности опытные рабочие используют автоматическую продольную подачу, перемещая вручную только поперечный суппорт. Для повышения производительности и точности обработки фасонных поверхностей проходным резцом применяют копир, рисунок - д). Фасонную поверхность рукоятки 1 обрабатывают резцом 5, поперечное перемещение которого осуществляется копиром 3 и пальцем 2. Последний перемещается в поперечном направлении в соответствии с профилем копира. Вместе с пальцем 2 в поперечном направлении перемещаются тяга 4 и связанный с ней суппорт с резцовой головкой. При этом винт поперечной подачи выводится из зацепления с гайкой поперечного суппорта, а продольная подача может осуществляться автоматически.

 

Слева показаны приспособления для обработки фасонной поверхности по копиру на токарно-револьверном станке - маятниковая державка рисунок - е) и приспособление для обработки торца рисунок - ж). Копирную линейку 3, рисунок - е) закрепляют в резцовой головке суппорта, а державку 1 с проходным резцом - в револьверной головке (или в пиноли задней бабки). При продольном перемещении хвостовика 6 державка 1 с резцом, опираясь копирным пальцем 2 на копирую линейку 3, поворачивается на оси 5, осуществляя поперечную подачу резца в соответствии с профилем копирной линейки. При обработке торцовых фасонных поверхностей, смотри рисунок - ж) копир 8 закрепляют в револьверной головке (или в пиноли задней бабки), державку 2 с проходным резцом - в резцовой головке суппорта. Обработку торца производят при поперечной подаче резцовой головки

Резцы

Фасонные резцы для обработки цилиндрических поверхностей могут иметь вращательное движение подачи и проектироваться как резцы тангенциального типа. При вращательном движении подачи режущая кромка резца описывает поверхность вращения, касающуюся поверхности детали. В результате этого движения любая точка режущей кромки в определенный момент времени входит в контакт с материалом заготовки и срезает его, а затем выходит из соприкосновения с заготовкой. Поэтому, как и у тангенциальных резцов, в этом случае момент выключения подачи резца не оказывает влияния на размеры детали.

Обработка винтовых поверхностей фасонными резцами производится при винтовом движении резания. В результате этого движения винтовая поверхность детали скользит «сама по себе». Кроме движения резания при обработке винтовых поверхностей фасонный резец после каждого прохода углубляется в материал заготовки до получения полного профиля винтовой поверхности. Рассматриваемые резцы наиболее часто применяют при обработке резьбы.

По форме задней поверхности, особенностям конструкции фасонные резцы делятся на стержневые, призматические и круглые. Стержневые фасонные резцы (рис. 30, а) подобны обычным токарным резцам, но имеют фасонную режущую кромку, соответствующую форме поверхности детали. Эти резцы имеют малое число переточек и в серийном производстве используются редко. Закрепляются они в суппорте как обычные резцы.

Рис. 30. Типы фасонных резцов

Призматический фасонный резец представляет собой призму (рис. 30, б). Одна из боковых граней имеет фасонную цилиндрическую поверхность и служит задней поверхностью, а одна из плоских торцевых граней служит передней поверхностью. Задние углы на фасонной режущей кромке такого резца создаются за счет его наклонной установки в державке. Круглый фасонный резец (рис. 30, в) является телом вращения, у которого вырезан угловой паз, для создания передней плоскости и пространства для схода стружки. Ось резца устанавливается выше оси детали, поэтому на фасонной режущей кромке создаются положительные задние углы. Дисковые фасонные резцы просты в изготовлении и допускают большое число переточек, но крепятся менее жестко и обычно применяются для обработки деталей с меньшими глубинами профиля, чем призматические фасонные резцы.

У круглых резцов, ось которых параллельна оси детали, задние углы на участках режущих кромок, перпендикулярных оси детали, равны нулю. На этих участках задняя поверхность, создающаяся при вращении режущей кромки вокруг оси резца, является торцевой плоскостью. В процессе работы резца эта плоскость соприкасается с соответствующей торцевой плоскостью детали. Из-за этого на рассматриваемом участке режущей кромки не создается зазор между материалом заготовки и задней поверхностью, что снижает режущую способность резца. Такое же явление наблюдается и у призматических резцов при их обычной установке.

Чтобы получить положительные задние углы на участках режущих кромок, перпендикулярных оси детали, применяют круглые фасонные резцы с наклонным расположением оси под углом ФИ по отношению к оси детали и призматические фасонные резцы с наклонным расположением базы крепления (рис. 31, а).

 

 

 

Рис. 31. Фасонные резцы с наклонной установкой и винтовой задней

В необходимых случаях при наклонной подаче рассматриваемых резцов становится возможным обработка «поднутрений» на детали. С целью получения положительных задних углов у круглых резцов может создаваться также винтовая задняя поверхность (рис. 31, б). Такие резцы особенно пригодны для расточки ступенчатых каналов с осевой подачей. Они могут изготовляться с хвостовиком, служащим для их крепления. Передняя поверхность фасонных резцов в большинстве случаев является плоскостью. Передняя плоскость может располагаться под определенным передним углом ГАММА параллельно оси детали (рис. 32, а). В общем же случае, фасонные резцы имеют двойной наклон передней плоскости, когда ее положение характеризуется не только передним углом ГАММА, по и углом наклона режущей кромки ЛЯМБДА (рис. 32, б).