Обработка фасонных поверхностей

Тонкости обработки фасонных поверхностей

Для проведения правильной токарной обработки фасонных деталей важно правильно устанавливать режущие приспособления. Рабочая кромка должна размещаться на 1 уровне с центрами станка

Рекомендуется применять угольник для проверки правильности местоположения режущего приспособления. Первое ребро измерительного инструмента прикладывается вдоль оси детали. Второе ребро подносится к боковой стороне режущего инструмента. Важно не допустить появление неравномерного просвета.

Величина подачи зависит от следующих факторов:

• размерные характеристики резца;
• диаметр обрабатываемой заготовки;
• местоположения поверхности детали относительно патрона.

Эти параметры применяются и во время обработки конических поверхностей. При правильной пропорции величин поперечной и продольной подачи позволит придать изделию максимально точную форму, соответствующую шаблону.

Во время обтачивания заготовок с криволинейной образующей могут возникнуть следующие виды брака: неправильный профиль обработанной поверхности, низкая чистота обточенного изделия. Эти дефекты возникают из-за следующих причин:

1. Неправильно подобранная форма режущего инструмента.
2. Установка резца на неправильной высоте.
3. Некачественная заточка приспособления для точения.
4. Деформация изделия из-за интенсивного давления режущего инструмента в течение длительного времени.
5. Неравномерное движение режущей кромки.
6. Выбор неправильного места для размещения копира.
7. Большая величина зазора между режущим инструментом и копиром.

Для предотвращения появления брака необходимо аккуратно устанавливать резцы и заготовку на токарном станке, производить проверку состояния рабочего оборудования и деталей.

Главным условием обработки деталей на станках является соблюдение техники безопасности:

Человек, работающий с токарным оборудованием, должен иметь специальную униформу: производственный халат, ботинки, головные уборы и очки. Спецодежда предназначена для защиты мастера от попадания металлической стружки и травм различного характера. Униформа должна быть застегнута. Головные уборы и очки обязаны закрывать жизненно важные органы и быть в исправном состоянии.
Нельзя работать с неисправным оборудованием

Важно проверить исправность рабочих приспособлений на предмет выявление внутренних или внешних поломок.
Перед осуществлением токарных работ необходимо проверить патрон станка. На нем не должны присутствовать стружечные материалы или эмульсии

Также важно осуществить пробный пуск станка и проверить смазочные механизмы, системы управления и охлаждения.
Во время проведения точения нужно следить за положением детали и режущего инструмента. Нельзя устанавливать заготовки с весом более 16 кг. При обработке важно осуществлять контроль за удалением металлической стружки и сливом жидкости для охлаждения.
Запрещается производить остановку патрона руками, класть инородные предметы на токарный станок, удалять стружечные материалы при помощи струи воздуха и отходить от рабочего места.
При работе на высоких скоростях необходимо пользоваться люнетами и специальными стружкоотводами.

Во время проведения обработки могут возникнуть нестандартные ситуации:

• на металлических частях появилось напряжение;
• исчезла фаза;
• появился дым или вибрация.

В этом случае необходимо выключить токарный станок, отвести людей на безопасное расстояние и сообщить о поломке.

Виды фасонных резцов и их основные характеристики

Фасонный резец, по сути, является инструментом, чья режущая кромка в точности повторяет профиль обрабатываемой поверхности, то есть она имеет криволинейную либо ступенчатую форму. Основные виды подобных резцов представлены на рисунке 1. Это инструменты, которые предназначены для изготовления фасонных деталей.

Рисунок 1. Основные типы фасонных резцов

На представленном изображении под буквой «а» представлен стержневой резец, используемый для получения вогнутой поверхности. Его преимущества сводятся к простоте конструкции и дешевизны производства. Что касается недостатков, то наиболее значимым является быстрый износ инструмента. После определенного числа переточек (выполняется по передней поверхности, чтобы можно было сохранить профиль) пластинка истирается, за счет чего высота по центру, определяемая при закреплении инструмента, становится недопустимо маленькой. Из этого следует, что дальнейшую обработку такой резец производить не может. По этой причине стержневые резцы чаще всего применяются на производствах, которые не отличаются массовым характером.

Под буквой «б» на этом же рисунке представлен призматический резец. Его передняя поверхность представляет собой торцевую часть бруска, использованного при производстве данного инструмента. При этом задний угол образуется за счет наклонного расположения резца 1 в державке 3. Для такого соединения оба этих элемента оснащаются специальными пазами, выполненными в форме ласточкиного хвоста. Более того, державка несколько надрезана, поэтому она сжимается все сильнее с затягиванием винта 2, за счет чего гарантируется надежная фиксация резца. Главные «минусы» этого типа фасонного резца связаны со сложностями его производства.

С дисковым фасонным резцом также можно ознакомиться, глядя на рисунок 1 (он расположен под буквой «в»). На изображении показано, что передняя поверхность инструмента находится несколько ниже, чем ось. Эта величина обозначается h и составляет десятую часть диаметра резца. За счет такого расположения образуется требуемый задний угол и в большинстве случаев он равен 12°, а передний угол — 0°. Такое исполнение не доставляет трудностей при изготовлении инструмента. К тому же, оно предотвращает затягивание резца в заготовку и благодаря этому полученная поверхность характеризуется отменным качеством. Ширина дискового резца, как правило, не превышает 40 мм, хотя в некоторых ситуациях она достигает 100 мм.

Вы здесь

Обработка фасонных поверхностей фасонными резцами

Область применения и резцы. Такой способ применяют для изготовления деталей партиями в условиях серийного производства при небольшой ширине фасонного участка примерно до 40—50 мм. Обработку ведут стержневыми, призматическими и круглыми фасонными резцами (рис. 189), режущая кромка которых имеет форму контура детали. Стержневые резцы, (рис. 189, а) имеют наиболее простое устройство. Их чаще всего изготавливают цельными с пластин- кой быстрорежущей стали или твердого сплава, иногда — сборными в виде быстрорежущей пластины, механически закрепленной в пазу державки. Фасонный контур таких резцов образуется заточкой задней поверхности. При этом форму режущей кромки подгоняют по шаблону (рис. 190, а). После заточки на режущей кромке резца могут остаться зазубрины. Если их не удалить, поверхность детали получится шероховатой. Поэтому стержневые резцы рекомендуется дополнительно доводить по задней поверхности. Доводку выполняют круглым чугунным притиром (рис. 190, б). Для этого рабочий участок 1 притира смачивают керосином или машинным маслом и натирают доводочным порошком: корундовым — для быстрорежущих резцов, карбида бора — для твердосплавных. Резец закрепляют в резцедержателе на 1—2 мм выше линии центров станка и выверяют по притиру. Включив обратное вращение шпинделя, подводят резец вплотную к фасонному участку притира и слабым поджимом производят доводку. Чтобы исключить искажение контура детали, передний угол стержневых фасонных резцов делают равным 0°. Задний угол выполняют в пределах 10—12°. Переточку резца по мере затупления производят только по передней поверхности, пока сохраняется фасонный профиль, после чего периодически поправляют его заточкой и доводкой по задней поверхности. Призматические резцы (рис. 189, б) имеют форму призмы. Криволинейная режущая кромка 1 образуется пересечением плоской передней поверхности 2 и задней фасонной 4. Такой резец закрепляется в державке за хвостовик 3, имеющий форму «ласточкиного хвоста». Для получения заднего угла резец устанавливается наклонно в вертикальном направлении: Передний угол создают заточкой передней поверхности. На станке призматический резец 1 (рис. 191) закрепляется при помощи державки 4 винтом 3 за хвостовик 2. Для этого державка имеет продольный разрез. Призматические резцы выдерживают большое число переточек по передней поверхности. Однако, учитывая сложность расчета профиля и изготовления таких резцов, их экономически выгодно применять только при изготовлении деталей крупными партиями. Круглые резцы (см. рис. 189, в) имеют форму диска, на наружной поверхности которого выполнен фасонный профиль. Для образования режущей кромки и передней поверхности 1 часть диска вырезана. Резец имеет отверстие 2 для установки на ось державки и зубцы 3 на одном торце, которые препятствуют повороту резца силами резания и позволяют регулировать положение его режущей кромки по оси детали после переточки. Круглые резцы затачиваются только по передней поверхности и поэтому выдерживают большое число переточек. Их применение оправдывается теми же соображениями, которыми руководствуются при выборе призматических резцов. На рис. 192, а показано крепление круглого резца 1 на станке посредством державки 2. Для создания заднего угла центр резца устанавливается выше центра детали (рис. 192, б). При а=12 эта величина примерно составляет 0,1 диаметра резца. Приемы обработки. Для получения правильного профиля на детали наиболее выступающая точка режущей кромки фасонного резца, должна находиться на уровне оси центров станка. Кроме того, профиль резца правильно располагают относительно оси детали посредством шаблона (см. рис. 190, а). Для этого шаблон плоской стороной прижимают к обработанной поверхности заготовки, а в его фасонную выемку вводят резец до беззазорного соприкосновения. Вылет резца из резцедержателя должен быть наименьший. Фасонные резцы работают в тяжелых условиях, так как срезают широкую стружку. Поэтому поперечную подачу для них следует выбирать заниженную в пределах 0,02—0,08 мм /об в зависимости от жесткости детали.. Ввиду небольшой глубины фасонного профиля подачу резца обычно осуществляют вручную. Для зачистки обработанной поверхности в конце рабочего хода резца рекомендуется сделать небольшую выдержку, а затем отвести его от детали. Скорость резания для быстрорежущих резцов при обтачивании стальных деталей принимают в пределах 20’—35 м/мин, для чугуна 16—20 м/мин. Охлаждение: по стали — эмульсия или лучше сульфофрезол, по чугуну — всухую или керосин.Автор – nastia19071991

Особенности обработки фасонных, резьбовых, торцевых, шлицевых поверхностей

При изготовлении изделий из металла, поверхность материала подвергается обработке.

Это позволяет добиться заданных параметров:

• размеры и масса изделия;
• конфигурация детали;
• класс чистоты обработки;
• отделение детали от заготовки.

В зависимости от особенностей формы и типа материала используют следующие технологические решения:

• резка;
• полировка и шлифовка;
• штамповка;
• фрезеровка;
• сварка и сверловка.

Каждый тип операций предусматривает применение профильного оборудования и инструментов.

Обработка фасонных поверхностей

Это тип поверхностей, который отличается от простых геометрических форм – прямоугольника, цилиндра или конуса. Сюда относятся резьбовые, шлицевые, торцевые и другие поверхности с замкнутым и незамкнутым контуром.

Обработка фасонных поверхностей позволяет создавать такие элементы деталей машин и механизмов, как шестерни, валы со шлицами, детали с наружной и внутренней резьбой и другие элементы со сложной конфигурацией. Рассмотрим каждую технологию подробнее.

Обработка шлицевых поверхностей

Шлицевое соединение предназначено для передачи крутящего момента от ведущей детали к другим узлам конструкции. Наглядный пример – вал и передаточная шестерня.

По своей форме шлицы делятся на три группы:

• эвольвентные;
• треугольные;
• прямые.

Каждый из вариантов обладает своей формой и особенностями сцепления с передаточным механизмом. Обработка шлицевых поверхностей происходит на горизонтально-протяжных станках в один или два захода (зависит от твердости металла и заданного класса чистоты поверхности).

Изготавливают шлицы холоднокатаным методом или нарезают при помощи червячных или дисковых фрез.

Обработка торцевых поверхностей

Обработка торцевых поверхностей происходит на токарном станке при помощи специальных подрезных резцов.

Технология схожа с методом обработки цилиндрической поверхностью, только у резцов особый угол заточки и расположение рабочей кромки относительно торца детали.

Обработка резьбовых поверхностей

Обработка резьбовых поверхностей делится на три направления:

• внутренняя нарезка. Для этого используют метчики, резцы или гребенчатые фрезы. Нарезание при помощи метчика – наиболее эффективный способ, который сочетает высокую скорость и точность. Этот метод используется при массовом производстве изделий с резьбовым соединением;
• внешняя накатка. В основе метода не срезание части металла, а продавливание его специальными накатными плашками по заранее подготовленным канавкам. Способ используется при массовом изготовлении болтов и крепежа с резьбовой поверхностью. Высокий уровень качества и четкий шаг получают на мягких металлах;
• шлифовка. Дорогостоящий и трудоемкий процесс, который используют для получения высокоточных резьбовых соединений с большим шагом.

Больше о современных способах обработки поверхностей металлических изделий можно узнать на выставке «Металлообработка».

Методы обработки поверхностейОбработка сложных поверхностейОбработка поверхностей металла

Тонкости процесса точения

Отдельно следует акцентировать внимание на точении фасонных деталей, когда параллельно воздействует поперечная и продольная подача, осуществляемая станочником вручную. К такому способу мехобработки прибегают, если нужно изготовить малую партию деталей или обрабатываемая поверхность имеет малые размеры

Что касается первого случая, то изготавливать обычный фасонный резец невыгодно с экономической точки зрения, а для реализации второго варианта может понадобиться инструмент с нестандартными габаритами, который вызывает сложности в эксплуатации (например, образование вибраций).

Чтобы снять требуемый слой металла с заготовки используется либо чистовой, либо проходной резец. Продольные салазки смещаются в левую сторону, а поперечные — в правую сторону и назад. Если необходимо обработать поверхность, характеризующуюся малыми габаритами, то продольная подача реализуется за счет суппорта, который устанавливается таким образом, что его направляющие оказываются параллельными центровой линии оборудования. Поперечная подача в этом случае осуществляется поперечными салазками суппорта. Вершина инструмента, независимо от способа обработки, перемещается по кривой.

Обрабатывать детали с фасонными поверхностями — достаточно сложная задача, требующая от станочника определенных умений и опыта. Высококвалифицированные токари предпочитают использовать автоматическую продольную подачу, параллельно осуществляя поперечную подачу вручную. Полностью автоматизировать эти процессы можно при помощи специальных копировальных приспособлений. Их использование особенно актуально при обработке больших партий деталей. Перейти к списку статей >>

Контроль фасонной поверхности

Контроль качества обработки поверхности производится при помощи шаблона или специального протектора посредством наложения профиля обработанной детали в увеличенном масштабе на чертеж. Выбор метода контроля зависит от масштаба производственных работ, необходимой точности обработки и выбора конструктивной базы. Выделяют следующие методы контроля точности обработки:

1. Универсально-координатный. Он подразумевает численную диагностику местоположения отдельных зон фасонной поверхности относительно технологической базы. Расчет осуществляется в прямоугольной и полярной системы координат при помощи измерительных стержней, устанавливаемых на базовые точки поверхности. Универсально-координатный метод относится к контактным способам контроля затачивания. Наличие погрешностей во время расчетов зависит от формы наконечников стержня.
2. Метод сравнения с образцом. Он заключается в сопоставлении значении профилей обработанной поверхности и шаблонной заготовки. Номинальные значения эталонных деталей прописаны в технологических картах. Во время измерений используются номинальные и предельные калибры с шаблонными значениями профиля. Они накладываются на поверхность изделия. Эта технология используется для контроля грубых фасонных поверхностей с большой величиной погрешности (от 0,2 мм).

Более точные результаты измерения точности заточки деталей можно получить при использовании оптических устройств. В этом случае производится фиксация базовых точек обработанного изделия при помощи наведения на них сетки оптического прицела.

Характеристика

Фасонная фреза — это инструмент, который, как понятно уже по самому звучанию, призван обрабатывать фасонные поверхности. Предусматривается возможность работы на незамкнутых плоскостях и в процессе подготовки канавок. Без труда удастся сделать даже очень сложный профиль, если есть хорошее приспособление и профессиональные навыки

Важно: такие модели рассчитаны прежде всего на заготовки, которые сильно отличаются по длине и ширине

Допускается использование как остроконечных, так и затылованных зубцов. Во втором варианте их общий профиль должен быть идентичен профильным особенностям заготовки, а потому требуется сводить передний угол к нулю. Если он отклоняется от этого значения, потребуется вспомогательная доработка (разумеется, проводимая профессионалами согласно технологическим протоколам). Основная проверка и при необходимости отбраковка проводится до начала работы при помощи специального шаблона.

Производство фасонных фрез полностью регулируется по ГОСТ 9305, который был принят в 1993 году. Стандарт охватывает и выпуклые, и вогнутые, и предназначенные для скругления углов метизы. Стандартный размер – от 50 до 160 мм.

Прочие сведения:

• величина шпоночных пазов не может отклоняться от значений, прописанных в ГОСТ 9472;
• дополнительную информацию о внешних размерах фрез технологи берут из стандарта 29116;
• предпочтительно применение быстрорежущей стали, но легированный сплав 9ХС также официально допущен к использованию;
• марка использованной стали должна указываться на торцевой части приспособления.

Обработка фасонными резцами

Для обработки галтелей, резьбы и других фасонных поверхностей применяют фасонные резцы. Профиль режущей кромки фасонных резцов полностью совпадает с профилем обрабатываемой поверхности, поэтому передняя поверхность резца устанавливается точно на линии центров станка. Фасонные резцы затачивают по передней поверхности. Это необходимо учитывать при повторной установке резцов. В горизонтальной плоскости резец должен быть установлен перпендикулярно к линии центров станка; правильность установки проверяют угольником, который одной стороной прикладывают к цилиндрической поверхности детали, а другой — к боковой поверхности резца, при этом между угольником и резцом должен быть равномерный просвет. Применение призматических и круглых фасонных резцов позволяет обрабатывать фасонные поверхности сложного профиля.

Призматические радиальные фасонные резцы устанавливают на поперечном суппорте или в револьверной головке с горизонтальной осью вращения. Они предназначены для работы с поперечным движением подачи. Режущую кромку резца необходимо устанавливать по центру обрабатываемой детали. Задние углы α создают соответствующей установкой резца в державке, что является преимуществом этой конструкции.

Фасонные круглые резцы с винтовыми образующими режущих кромок обеспечивают получение меньшей шероховатости обрабатываемой поверхности по сравнению с круглыми резцами с кольцевыми образующими. Резцы с винтовыми образующими — это высокопроизводительный инструмент, который применяется на станках с револьверными головками.

Подача фасонного резца должна быть равномерной и не превышать 0,05 мм/об при ширине резца 10… 20 мм и 0,03 мм/об при ширине резца более 20 мм. Подача зависит от жесткости детали.

Обработка точением поверхностей заготовок

Точение — технологический процесс обработки резанием наружных, внутренних цилиндрических, винтовых, конических и фасонных, а также плоских торцовых поверхностей тел вращения. Точение ведут токарными резцами на металлорежущих станках, как универсальных, так и специальных, включая станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Кроме того, обработку выполняют на карусельных и револьверных станках, токарных полуавтоматах, автоматах и автоматических линиях.

Особенность технологического процесса обработки заключается в том, что режущий инструмент имеет одно главное лезвие. На протяжении всего периода резания лезвие резца обрабатывает заготовку, находясь в условиях больших нагрузок и высоких температур.

При точении существует два вида движения: вращательное — вокруг оси заготовки, и поступательное — вдоль ее оси. Вращательное движение

заготовки количественно характеризуется окружной скоростью обрабатываемой поверхности, называемой скоростью резания.Поступательное движение вдоль оси заготовки, придаваемое инструменту, является движением продольной подачи. Оба вида движения осуществляются с постоянной скоростью, а их сочетание придает траектории движения точек лезвия резца вид винтовой линии. За каждый оборот заготовки лезвие токарного резца перемещается из положения 1 в положение 2 вдоль ее оси на размер подачи s0 и удаляет с нее один виток слоя металла (рис. 30.1). Ширина срезаемого слоя определяется глубиной резания t.

Произведение скорости, подачи и глубины резания равно скорости съема объема металла, которая является параметром для определения эффективности процесса резания. Скорость резания и подача — два наиболее важных параметра, устанавливаемых оператором в целях достижения оптимальных условий резания.Глубина резания — это толщина снимаемого припуска, характеризуемая расстоянием между обрабатываемой и обработанной поверхностями.

Обычно диапазон значений скорости резания — 0,005…3,5 м/с. Минимальное значение подачи составляет 0,0125 мм/об, а для очень тяжелых режимов резания — 2,5 мм/об. Глубина резания может достигать 25 мм и более.

Разновидностью токарной обработки заготовок являются растачивание отверстий и обработка торцовых плоскостей.

Растачивание проводят по той же принципиальной схеме, что и наружное точение. Особенностью растачивания отверстий является ограниченный обзор зоны резания и малая жесткость расточного резца. Под действием сил резания инструмент изгибается и вибрирует, что влияет не только на размеры и шероховатость обрабатываемой поверхности, но и на стойкость режущего инструмента.

Для повышения точности выполняемых отверстий и качества обработанных поверхностей вместо расточного резца консольного типа предпочтительнее использовать более жесткие расточные оправки, в которых закреплены два резца (рис. 30.2). В процессе механической обработки расточной станок сообщает оправке два вида движения: вращательное — вокруг ее оси, и поступательное — вдоль оси. При этом окружная скорость вращения вершин резцов является скоростью резания.

Точение торцовых плоскостей заготовок удобно выполнять токарными резцами. В этом случае механическая обработка может осуществляться при перемещении резца как от периферии к центру вращения заготовки, так и от оси к периферии.