Кулачки для токарных патронов

Расточка

Сперва рекомендуем проработать «наждачкой» важные для работы детали патрона, предварительно сняв его. Только после этого делаем расточку. Нам нужно установить кулачки так, чтобы диаметр между ними соответствовал диаметру отверстия патрона. Зажимаем кулачками кольцо, при этом резец должен спокойно двигаться наружу. Берём два резца: один для расточки канавок (чтобы вся стружка и другие отходы производства беспрепятственно удалялись из отверстия), а второй — для расточки плоскостей. Сначала пускаем в работу первый резец. Необходимо выбрать скорость станка с малой частотой оборотов. Глубину врезания выбираем по собственному усмотрению, главное, чтобы рабочая поверхность кулачков осталась допустимой площади. После этого меняем резец на второй (для плоскостей). Соприкосновение должно быть по всей рабочей площади кулачков, поэтому сначала включаем маленькую скорость и смотрим, чтобы резец одинаково касался всех трёх (если у Вас трехкулачковый патрон) сторон. В конце растачиваем кулачки конусом: так заготовка будет лучше ими закрепляться.

Правила работы напильником

Для того, чтобы выполнять задачи, ради которых устройство было создано, необходимо его рифлёную зону с небольшим усилием приложить к зоне, которую предстоит опиливать. Затем, не ослабляя прижима, привести в движение. Зубцы насечки инструмента начнут снимать верхнюю часть с обрабатываемой детали. Это действие определяется техническим термином – «Послойное срезание материала с поверхности». Качество среза является результатом правильности выбора номера насечки, а производительность определяется силой прижатия и частотой перемещений инструмента по заготовке. Окончательная обработка детали ведётся личневым или бархатным напильником. Обработка дерева производится рашпилем.

Напильник является ручным инструментом. Чтобы начать им работать, необходимо выполнить следующие операции:

1. Проверить исправность инструмента. Ручка должна сидеть плотно, без люфта.
2. Ознакомиться с правилами техники безопасности и строго выполнять их.
3. Прочно закрепить заготовку в соответствующих приспособлениях, например, в тисках или прижать к верстаку струбциной. Желательно, чтобы поверхность, которую предстоит обрабатывать, была расположена горизонтально. Деталь должна выступать над поверхностью губок тисков примерно на 5 – 8мм.
4. Если работник правша, то он берёт напильник за рукоятку в свою правую руку, кладёт инструмент рабочей частью на намеченную к обработке зону детали, левой рукой аккуратно прижимает его к детали и начинает горизонтальные поступательно-возвратные движения вперёд-назад. При ходе вперёд на рукоятку и носок нужно нажимать. Направление движения составляет   угол примерно 45 градусов к фронту заготовки. За каждое движение вперёд напильник снимает с неё некоторое количество материала. Щёткой (кордовой) из жёсткой проволоки необходимо с зубчатого поля удалять стружку. Чтобы предотвратить забивание насечки опилками цветного металла, специалисты советуют до начала работы натереть инструмент мелом.
5. Если плоскость детали обрабатывается плоским напильником, то после каждого рабочего прохода следует перемещать инструмент в сторону перпендикулярно рабочему ходу. Таким образом будет покрыта вся площадь обработки.
6. Необходимо следить за тем, чтобы инструмент двигался без перекосов, иначе на детали появятся царапины и борозды.
7. Если задача заключается в обработке узкой полоски между двумя стенками, то надо следить за тем, чтобы не повредить запретную зону.
8. При развёртке круглого или фигурного отверстия надо также следить за изменение его формы в результате работы круглого или квадратного напильника.

Опытные мастера часто модернизируют инструмент, подгоняя его под свой вкус и конкретные задачи. Изменяют длину, заостряют конец, делают более удобную ручку.

Напильником пользуются для облагораживания детали, которая обтачивалась на токарном станке. Ручным инструментом убирают бороздки от резца, формируют канавки, снимают фаски.

Расточка

Для проведения процедуры необходимо демонтировать патрон и обработать его наждачной бумагой. С одной стороны может казаться, что обработка кулаков патрона спокойно подвергнется прямо на станке, но это не так. Расточка кулачков у токарного патрона, находящихся в свободном состоянии, без их зажатия к результату не приведет, биение при этом не устранимо. Детали могут растачиваться только зажатыми, потому что это их рабочее положение. Поэтому расточка кулачков производится следующим порядком:

• устанавливаются кулачки, сопоставив их диаметр отверстию токарного патрона;
• осуществляется зажим кольца с помощью кулачков так, чтобы оно могло свободно двигаться;
• используем один резец для расточки канавок, чтобы стружка, отходы могли спокойно удалиться из отверстия, второй для разработки плоскостей;
• находится оптимальный режим вращения, начиная с низкой частотой оборотов. Используется сначала первый резец, выбрав необходимую глубину проточки таким образом, чтобы поверхность кулачков находилась в пределах допустимой площади;
• запускается резец для плоскостей так, чтобы по всей рабочей плоскости кулаков происходило соприкосновения. Для этого запускается станок на низкой скорости и наблюдается наличие соприкосновения резцом всех сторон;
• осуществляется конусная расточка кулачка, чтобы в дальнейшем обрабатываемая заготовка могла хорошо в них крепиться, делая захват надежным и безопасным.

Размеры

Общими для размеров кулачков прямых и обратных является:

• наличие одинаковых размеров по основным параметрам – по длине, ширине, высоте, шагу гребенок, размерам ступеней и т.д.;
• являются унифицированными по своей конструкции, однако, комплект кулачков одного патрона не идентичен комплекту другого (всегда требуется существенная доработка);
• кулачки, с погрешностью в размерах, неправильно крепят деталь. При этом, один из них не участвует в зажиме, образуя просвет между призмой и поверхностью детали, что легко проверяется лучом фонарика;
• изношенность поверхностей спирали диска и гребенок кулачков и реек существенно изменяет характеристики усилий зажима и точность базирования детали вращения;
• неточность линейных размеров контактных поверхностей, например, реек и накладок, приводит к смещению рабочих поверхностей, а отсюда, или чрезмерные усилия зажима, или вовсе их отсутствие, что недопустимо и опасно при работе с такими устройствами.

Как правильно расточить?

Чтобы правильно расточить патрон необходимо соблюдать последовательность действий. Профессиональная расточка производится в несколько этапов, каждый из которых должен быть выполнен качественно и по всем техническим требованиям.

Демонтаж

В первую очередь необходимо провести демонтаж патрона. В противном случае не получится избавиться от биения заготовки и совместить точно все необходимые оси. Если патрон не будет зажат, а будет находиться в свободном состоянии на станке – дефекты сохранятся. После демонтажа необходимо снять кулачки и почистить их. Затем нужно проверить биение.

Обработка наждачной бумагой

При наличии небольшой степени износа и задира достаточно обработать деталь сначала крупнозернистой, а затем мелкозернистой наждачной бумагой. Чтобы не искажать профиль кулачка при зачистке необходимо, чтобы наждачная бумага охватывала примерно половину профиля кулачка и при этом имела небольшое натяжение. Если износ кулачка значительный – необходима полноценная расточка.

Как проточить?

Для проточки кулачков следует соблюдать определенный порядок:

1. Установить их, сопоставив с отверстием токарного патрона.
2. Осуществить зажим кольца так, чтобы оно могло двигаться свободно.
3. Понадобятся два резца: один для расточки канавок, а второй – для разработки плоскостей.
4. Начиная с низких оборотов следует найти оптимальный режим вращения.
5. Резец для разборки плоскостей необходимо установить так, чтобы по всей плоскости кулаков происходило соприкосновение.

Так осуществляется конусная расточка и заготовка сможет крепиться надежно и безопасно.

Шлифовка

Это финишный этап растачивания, который проводится только в случае, если есть реальная необходимость. На этом же этапе проводится проверка металлическим валом. Вал закрепляется в патрон токарного станка и с его помощью определить, есть ли биение. При наличии биения требуется дополнительная шлифовка.

Технология изготовления напильника

В России для производства напильников применяют две группы инструментальных сталей: нелегированные улучшенные стали с содержанием углерода от 1 до 1,3% (УЮА – У13А) или легированные хромистые стали ШХ15 или 13Х. Аналогичные стали используют и производители напильников за рубежом. Содержание углерода от одного процента и выше позволяет закаливать насечку до высокой твердости.

Технология производства напильников может существенно отличаться в деталях от одного производства к другому, но в ней всегда присутствуют следующие этапы:

1. Формообразующая обработка;
2. Формирование насечки на рабочих поверхностях;
3. Термическая обработка.

Последние две операции особенно важны. От того, насколько качественно выполнена насечка, зависит эффективность напильника. При использовании изношенного оборудования и инструмента можно получить напильник, внешне “совсем как настоящий”, но в котором работают, скажем, не более 30% насечки.

От качественно проведенной термической обработки зависит срок службы напильника

Здесь очень важно распределение твердости и вязкости по глубине тела напильника. Твердость должна быть максимальной на поверхности и плавно снижаться в глубину, вязкость – наоборот

Малая твердость приводит к быстрому затуплению зубьев насечки, а малая вязкость (т.е. высокая хрупкость) – к быстрому их разрушению в процессе эксплуатации.

Большинство производителей регламентирует номинальную поверхностную твердость напильников в зависимости от их назначения следующим образом:

1. Слесарные напильники: от 64 до 66 HRc.
2. Заточные напильники: от 65 до 67 HRc.
3. Рашпили: от 53 до 56 HRc.

Полноценно проверить качество напильника можно только в процессе его эксплуатации. Качество напильников (как эффективность, так и срок службы) особенно важны для производств, в которых ручное опиливание является частью технологического процесса. Таких много и до сих пор. Это производство некоторых разновидностей ручного инструмента, лесоразработки, где применяются цепные пилы, требующие периодической заточки режущих цепей, и много других. При использовании напильников в производстве необходимо постоянно контролировать их эффективность и срок службы, так как опыт показывает, что бракованные напильники могут быть почти у любого производителя напильников.

Под длиной напильника всегда понимается длина его рабочей части (всей, а не только насеченной), без хвостовика. Исключение составляют надфили. Для них всегда указывается общая длина, включая и хвостовик (если он есть).

В странах с метрической системой измерений используется следующий ряд размеров (в мм): 100, 125,150, 200, 250, 300, 350 и 400.

Большинство производителей используют только часть номиналов из этого ряда.

Цены и производители

Токарные кулачки, поступающие на рынки России, представлены двумя производителями:

1. БелТАПАЗ – белорусское предприятие токарных патронов и запчастей к ним.
2. Bison-Bial – польский завод, выпускающий токарные патроны металлорежущий инструмент.

Цены в дилерских центрах варьируются от 2600 рублей за кулачки к 80 мм патрону, 2800 рублей — к 100 мм и от 18400 рублей к 400 мм токарному патрону. Всегда приблизительны и имеют тенденцию к значительному росту.

У станочника – универсала за годы творческого труда скапливаются целые «залежи» различных крепящих узлов и деталей. Это говорит об особом отношении к разновидности и качеству этих приспособлений.

Внимание проявляется и к производителям, очень актуальна порой и своеобразная мода на тот или иной бренд

Очень важно, чтобы рынок и дальше пополнялся пусть и дорогостоящей, но конкурентной и быстро окупаемой продукцией для металлистов

Виды и назначения

Кулачки подразделяют на следующие виды:

• прямые (детали закрепляются с наружной стороны);
• обратные (крепление с внутренней стороны детали);
• накладные или «сырые кулачки» (фиксация деталей с большим диаметром);
• сборные (рейки, с закаленными накладными кулачками).

Прямые

Для зажима деталей чаще всего используются прямые кулачки. У каждого из них имеются две ступени для крепления деталей «на разжим» и по одной призме, работающей «на сжим».

Рабочие площадки ступеней кулачков, в которые упирают торцы обрабатываемых деталей, служат для устранения торцевого биения последних.

Посредством прямых кулачков крепятся детали:

• малоразмерные (поверхностью призм – за внешнюю сторону детали);
• крупноразмерные (как правило, полые заготовки – поверхностью ступеней).

Обратные

Обратные кулачки по своей конструкции, являются противоположностью прямым и применяются для крепления «на сжим» внешней стороны деталей больших диаметров.

Наружную поверхность обратных кулачков можно использовать для устройства дополнительной крепящей базы, работающей «на разжим» внутренней поверхности заготовки.

Накладные

Изготавливаются непосредственно токарями из сталей или цветных металлов без дополнительной термической обработки, в связи с чем, ещё именуются «сырыми кулачками». Крепятся к рейкам (поставляются в комплекте к патрону), что устанавливаются вместо прямых или обратных кулачков.

Накладные («сырые кулачки») выполняются соразмерно формам заготовок для обеспечения высокой точности центрирования.

Сборные

Сборные кулачки (универсальные, составные) состоят из двух частей:

• нижняя – та же рейка с гребёнками (движется по спиральному диску);
• верхняя – накладка (со стандартной закалкой рабочей зоны).

Накладки, это кулачки – перевертыши (прямые — обратные). Отличаются от накладных или «сырых» кулачков тем, что подвергаются обязательной термической обработке.

Чтобы поменять вид, достаточно выкрутить по два болта на каждом «перевертыше», развернуть его же нужной стороной и этими же болтами закрепить на рейке.

Универсальность сборных кулачков позволяет сократить подготовительное время обработки детали, при необходимости частой смены прямых на обратные и наоборот.

Этот вид кулачков вызывает погрешность из-за переустановки «перевертышей» и по этой причине применяются в токарных патронах, диаметром от 250 мм и более. Величина относительной погрешности здесь не так существенна, зато трудозатраты на переустановку снижаются в разы.

Виды и назначения

Кулачки подразделяют на следующие виды:

• прямые (детали закрепляются с наружной стороны);
• обратные (крепление с внутренней стороны детали);
• накладные или «сырые кулачки» (фиксация деталей с большим диаметром);
• сборные (рейки, с закаленными накладными кулачками).

Прямые

Для зажима деталей чаще всего используются прямые кулачки. У каждого из них имеются две ступени для крепления деталей «на разжим» и по одной призме, работающей «на сжим».

Рабочие площадки ступеней кулачков, в которые упирают торцы обрабатываемых деталей, служат для устранения торцевого биения последних.

Посредством прямых кулачков крепятся детали:

• малоразмерные (поверхностью призм – за внешнюю сторону детали);
• крупноразмерные (как правило, полые заготовки – поверхностью ступеней).

Обратные

Обратные кулачки по своей конструкции, являются противоположностью прямым и применяются для крепления «на сжим» внешней стороны деталей больших диаметров.

Наружную поверхность обратных кулачков можно использовать для устройства дополнительной крепящей базы, работающей «на разжим» внутренней поверхности заготовки.

Накладные

Изготавливаются непосредственно токарями из сталей или цветных металлов без дополнительной термической обработки, в связи с чем, ещё именуются «сырыми кулачками». Крепятся к рейкам (поставляются в комплекте к патрону), что устанавливаются вместо прямых или обратных кулачков.

Накладные («сырые кулачки») выполняются соразмерно формам заготовок для обеспечения высокой точности центрирования.

Сборные

Сборные кулачки (универсальные, составные) состоят из двух частей:

• нижняя – та же рейка с гребёнками (движется по спиральному диску);
• верхняя – накладка (со стандартной закалкой рабочей зоны).

Накладки, это кулачки – перевертыши (прямые — обратные). Отличаются от накладных или «сырых» кулачков тем, что подвергаются обязательной термической обработке.

Чтобы поменять вид, достаточно выкрутить по два болта на каждом «перевертыше», развернуть его же нужной стороной и этими же болтами закрепить на рейке.

Универсальность сборных кулачков позволяет сократить подготовительное время обработки детали, при необходимости частой смены прямых на обратные и наоборот.

Этот вид кулачков вызывает погрешность из-за переустановки «перевертышей» и по этой причине применяются в токарных патронах, диаметром от 250 мм и более. Величина относительной погрешности здесь не так существенна, зато трудозатраты на переустановку снижаются в разы.

Цены и производители

Токарные кулачки, поступающие на рынки России, представлены двумя производителями:

1. БелТАПАЗ – белорусское предприятие токарных патронов и запчастей к ним.
2. Bison-Bial – польский завод, выпускающий токарные патроны металлорежущий инструмент.

Цены в дилерских центрах варьируются от 2600 рублей за кулачки к 80 мм патрону, 2800 рублей — к 100 мм и от 18400 рублей к 400 мм токарному патрону. Всегда приблизительны и имеют тенденцию к значительному росту.

У станочника – универсала за годы творческого труда скапливаются целые «залежи» различных крепящих узлов и деталей. Это говорит об особом отношении к разновидности и качеству этих приспособлений.

Внимание проявляется и к производителям, очень актуальна порой и своеобразная мода на тот или иной бренд

Очень важно, чтобы рынок и дальше пополнялся пусть и дорогостоящей, но конкурентной и быстро окупаемой продукцией для металлистов

Какие формы имеют надфили?

Алмазный надфиль представлен 12 видами.

1. Инструменты с тремя гранями. Они обладают острым или же тупым концом. Этот показатель и определяет область использования прибора.
2. Приборы, выполненные в форме ромба. Они дают возможность играть с насечками под определенным углом.
3. Устройства в форме клина применяются при работе с кастами и клапанами (ювелирные элементы), а также с углами с малыми показателями. Клиновидные устройства обладают как острым, так и округлым ребром, но при этом нос у прибора острый.
4. Надфиль алмазный плоский обладает универсальностью применения. Область использования зависит от размера приспособления.
5. Пазовые приборы похожи на плоские, но грани по бокам округлены. Это дает возможность обрабатывания труднодоступных областей.
6. Квадратные устройства предназначены для работ с пазами аналогичной формы.
7. С полукруглой формой. При помощи них возможна работа с рельефами.
8. Надфили с разными выпуклостями подвергают обработке внутреннюю часть кольца.
9. Овальные приспособления предназначены для отверстий.
10. Надфиль алмазный круглый в состоянии работать с округлыми изделиями. Помимо этого, при помощи них создается требуемый рельеф.
11. Игольчатая форма в корне отличается от всех других типов. Во-первых, следует отметить, что эти приспособления обладают миниатюрностью. Длина рабочей поверхности составляет 35-55 мм. Во-вторых, хвост у них имеет квадратную форму.
12. Еще один особый вид — это надфиль-рифель. О нем следует говорить отдельно.

Приспособления с тупым носом по всей длине обладают одинаковым размером сечения. У остроносых моделей сечение стержня уменьшается к краю прибора.

Сама насечка также выполняется в соответствии со стандартами. На основные рабочие части инструмента нанесена двойная насечка: главного и вспомогательного характера. Инструменты с круглой или овальной формой могут обладать одинарной или же спиральной одинарной насечкой.

Как правильно расточить?

Чтобы правильно расточить патрон необходимо соблюдать последовательность действий. Профессиональная расточка производится в несколько этапов, каждый из которых должен быть выполнен качественно и по всем техническим требованиям.

Демонтаж

В первую очередь необходимо провести демонтаж патрона. В противном случае не получится избавиться от биения заготовки и совместить точно все необходимые оси. Если патрон не будет зажат, а будет находиться в свободном состоянии на станке – дефекты сохранятся. После демонтажа необходимо снять кулачки и почистить их. Затем нужно проверить биение.

Обработка наждачной бумагой

При наличии небольшой степени износа и задира достаточно обработать деталь сначала крупнозернистой, а затем мелкозернистой наждачной бумагой. Чтобы не искажать профиль кулачка при зачистке необходимо, чтобы наждачная бумага охватывала примерно половину профиля кулачка и при этом имела небольшое натяжение. Если износ кулачка значительный – необходима полноценная расточка.

Как проточить?

Для проточки кулачков следует соблюдать определенный порядок:

1. Установить их, сопоставив с отверстием токарного патрона.
2. Осуществить зажим кольца так, чтобы оно могло двигаться свободно.
3. Понадобятся два резца: один для расточки канавок, а второй – для разработки плоскостей.
4. Начиная с низких оборотов следует найти оптимальный режим вращения.
5. Резец для разборки плоскостей необходимо установить так, чтобы по всей плоскости кулаков происходило соприкосновение.

Так осуществляется конусная расточка и заготовка сможет крепиться надежно и безопасно.

Шлифовка

Это финишный этап растачивания, который проводится только в случае, если есть реальная необходимость. На этом же этапе проводится проверка металлическим валом. Вал закрепляется в патрон токарного станка и с его помощью определить, есть ли биение. При наличии биения требуется дополнительная шлифовка.

Основные советы и рекомендации

У любого опытного токаря существует несколько своих секретов по оптимальному процессу расточки кулачков токарного патрона. Чаще всего работают следующие рекомендации:

• когда мастер делает выточку на кулачках, он должен их раздвинуть на 2/3 от максимального вылета;
• зажимная шайба должна устанавливаться на максимально близкое расстояние к торцам кулачков;
• при расточке кулачков, кольцо, которое зажимается в выточке должно быть максимально жестким.

Эти тонкости необходимо знать, чтобы расточка была эффективной и достигла нужного результата.

Если кулачки токарных станков не растачивать, то это приведет к биению патрона, а затем и к поломке основных узлов

Важно соблюдать все этапы данной операции и помнить, что патрон в любом случае придется демонтировать

Обзор видов

Разные инструменты с напылением могут значительно отличаться по характеристикам, несмотря на то, что все они используются для работы по металлу. Некоторые нужны для черновой обработки, другие – для финишной шлифовки или опиливания мелких деталей. Согласно ГОСТ 1513-67, надфили должны иметь маркировку с указанием основных параметров. Инструменты можно поделить на группы по ряду признаков.

По форме

Вид профиля говорит о том, для каких целей подходит тот или иной напильник. Допустимые формы установлены государственным стандартом. Их довольно много, что позволяет подобрать инструменты для разных этапов работы.

Плоские, с тупым носом:

• обладают прямоугольной формой;
• имеют 4 грани, 2 из которых широкие, а остальные узкие;
• подходят как для обработки ровных поверхностей, так и для опила пазов и других труднодоступных мест.

Существуют также плоские надфили с острым носом. Их отличает другая форма наконечника рабочей части, в остальном они обладают теми же особенностями, что и тупоугольные изделия.

Ромбические:

• верхние углы – притупленные;
• имеются ромбовидные грани;
• сфера применения – обработка деталей с разносторонними углами.

Квадратные изделия нужны для опиливания пазов прямоугольной формы. Все грани у инструмента рабочие.

Трехгранные напильники бывают двух типов:

• остроносые – подходят для обработки наружных пазов у мелких деталей, в работе задействованы все грани;
• тупоугольные – у них может быть как одна рабочая сторона, так и все три; последний вариант более популярен.

Круглые инструменты обычно имеют острый наконечник. Они подходят для обтачивания рельефных элементов. Похожие по форме – овальные модели, ими можно обрабатывать округлые детали.

По размеру

Параметры изделия обычно указываются в маркировке. Она может содержать три цифры, например, один из популярных размеров 140х70х3, где 140 мм – длина изделия, а 70х3 мм – его сечение. А также спросом пользуются напильники с параметрами 140х50х3. У некоторых форм сечение обозначается одной цифрой, например, круглый надфиль на 4 мм.

Длина изделий может быть разной, но чаще всего используются инструменты на 80 мм, 120 мм, 160 мм. При необходимости для работы можно приобрести напильник от 100 мм до 450 мм.

По уровню зернистости

В зависимости от назначения покрытие надфиля может быть разным

Стоит обратить внимание на плотность зерен. Если их мало, то после обработки изделие будет шероховатым, а с мелкозернистым напильником можно сделать поверхность гладкой

Для удобства на ручку инструментов наносят цветовую разметку:

• красный – плотность зерен составляет от 160 до 80 единиц;
• синий – зернистость в пределах от 80 до 55;
• если разметка отсутствует, то покрытие может иметь 50-28 зерен на 1 см2.

Конструкция станка

Размеры

Общими для размеров кулачков прямых и обратных является:

• наличие одинаковых размеров по основным параметрам – по длине, ширине, высоте, шагу гребенок, размерам ступеней и т.д.;
• являются унифицированными по своей конструкции, однако, комплект кулачков одного патрона не идентичен комплекту другого (всегда требуется существенная доработка);
• кулачки, с погрешностью в размерах, неправильно крепят деталь. При этом, один из них не участвует в зажиме, образуя просвет между призмой и поверхностью детали, что легко проверяется лучом фонарика;
• изношенность поверхностей спирали диска и гребенок кулачков и реек существенно изменяет характеристики усилий зажима и точность базирования детали вращения;
• неточность линейных размеров контактных поверхностей, например, реек и накладок, приводит к смещению рабочих поверхностей, а отсюда, или чрезмерные усилия зажима, или вовсе их отсутствие, что недопустимо и опасно при работе с такими устройствами.