Войти в личный кабинет

Технология обработки конических поверхностей

Общие понятия о конусности

Поверхность конуса состоит из следующих величин (рис. 1): сечение D – большее и сечение d – меньшее. Между двумя поверхностями, образованными сечениями D и d, имеется расстояние I. α – угол уклона конуса, 2α – угол конуса.

Геометрия конуса

Рис. 1. Геометрия конуса

Соотношение K=(D – d)/I показывает конусность предмета. При написании его обозначают со значком деления, либо десятичной дробью. Например: 1:20, 1:50 или 0,05, 0,02.

Соотношение Y=(D – d)/(2I) = tgα имеет название уклон.

Обработка поверхностей с конусностью

В производстве часто приходится производить обработку валов, у которых конструктивно заложены конические переходы между диаметрами шеек. При длине конусной поверхности не более 50 мм, ее протачивают широким резцом. Резец при этом должен быть с углом уклона режущей кромки, аналогичным углу уклона конуса на изготовленном изделии. Движение подачи с резцом – поперечное.

Чтобы снизить деформации плоскости, образующей конус, ликвидировать погрешности, влияющие на угол уклона конуса, кромку резания режущего инструмента закрепляют вдоль оси заготовки. Если режущая кромка резца имеет длину, превышающую 15 мм, при обработке появляются вредные вибрации.

Вибрации увеличиваются при следующих условиях:

  • увеличение длины заготовки;
  • уменьшение диаметра обрабатываемой детали;
  • меньше угол уклона конуса;
  • близкое расстояние конуса к центру заготовки;
  • увеличение вылета резца;
  • слабое закрепление резца в штатном положении.

Воздействие вредных вибраций негативно сказывается на качестве обработки. На поверхности возникают следы, неровности, шероховатости. Благодаря использованию резцов с широкой режущей частью вибраций удается избежать. В этом случае радиально направленное усилие при резании способно нарушить настройки резца, изменив угол уклона.

Конуса со значительными наклонами обрабатываются с поворотом верхних салазок суппорта и держателя резца на угол α (рис. 2). Он равняется углу конуса, который обрабатывается. Рукояткой салазок перемещается резец. Ручная подача имеет свои недостатки. Главный из них – неравномерность движения.

Иногда из-за этого на поверхностях возникают шероховатости. Чистота обработки зависит от квалификации исполнителя. Данный способ приемлем для конусов с длинами, равнозначными ходу верхних салазок.

Обработка конической поверхности путем поворота верхних салазок суппорта

Рис. 2. Обработка конической поверхности путем поворота верхних салазок суппорта:

2α – угол конуса; α – угол наклона конуса

Смещением задней бабки станка производится обработка конусных плоскостей с углом α=8…10˚ и увеличенными длинами (рис. 3).

Обработка конической поверхности путем смещения задней бабки

Рис. 3. Обработка конической поверхности путем смещения задней бабки:

d и D – меньший и больший диаметры; l – расстояние между плоскостями; L – расстояние между центрами: h – смещение заднего центра; α – угол уклона конуса

H=Lsinα.

Если углы небольшие, sinα ≈ tgα.

h≈L(D-d)/(2I), где L – промежуток между центрами, D – большое сечение, d – малое сечение, I – промежуток между поверхностями.

В случае, если L=I, то h=(D-d)/2.

Сдвиг задней бабки контролируется по градуировке на краю плиты опоры напротив маховика. С торца задней бабки также имеются метки. Каждое деление равно 1 мм. Если шкала отсутствует, сдвиг рассчитывают по обыкновенной линейке, которую прикладывают к плите опоры.

Чтобы достичь соответствия конусности для потока изделий, которые обрабатываются данным методом, параметры деталей и отверстия для центровки должны иметь минимум погрешностей. Смещающиеся центры станка при работе провоцируют износ центровочных отверстий обрабатываемых деталей.

Рекомендуется сначала подвергнуть обработке плоскости конусов, после этого поправить отверстия для центровки. В конце окончательно проточить заготовку чистовым способом. Чтобы избежать разбивания отверстий для центровки и снижения износа центров, целесообразно работать, используя закругление вершин.

Регулярно использованным методом обработки конических плоскостей являются копиры. Плита 7 с копировальной линейкой 6 (рис. 4) закрепляется на станине. По линейке двигается ползун 4. Тягой 2 при помощи зажима 5 он подсоединен к суппорту 1. Чтобы суппорт без труда передвигался поперек, откручивается болт поперечной подачи.

От движения суппорта 1 вдоль станка резец приобретает двойное перемещение: поперек за линейкой-копиром и вдоль за суппортом. На движение в поперечном направлении влияет угол поворота линейки 6 по отношению к оси 5 поворота. Поворотный угол копира контролируют по шкале плиты 7, крепя линейку с помощью винтов 8.

Подачу резца на нужную глубину врезания осуществляют с помощью ручки передвижения салазок суппорта вверху. Внешние конические плоскости подвергают обработке проходными резцами.

Обработка конической поверхности с применением копирных устройств

Рис. 4. Обработка конической поверхности с применением копирных устройств:

а – при продольном перемещении суппорта: 1 – суппорт; 2 – тяга; 3 – зажим; 4 – ползун; 5 – ось; 6 – копирная линейка; 7 – плита; 8 – болт;

б – при поперечном перемещении суппорта: 1 – приспособление; 2 – копир; 3 – копирный ролик; 4 – внутренняя коническая поверхность; α – угол поворота копирной линейки

Методы изготовления внутренних конусных плоскостей

Внутри детали выборка конических плоскостей 4 (рис. 4) осуществляется с помощью копира 2, который закрепляется в пиноль задней бабки либо в револьверную головку. В держателе резца поперечного суппорта крепится устройство 1, имеющее ролик для копирования и проходной резец с остроконечным профилем.

Когда суппорт передвигается в поперечном направлении, ролик для копирования 3, соответствующий профилю копира 2 перемещается в продольной плоскости. Через устройство 1 движение передается на резец. Внутри конических поверхностей обработка производится с помощью расточных резцов.

Чтобы получить отверстие с конической конфигурацией в металле со сплошной структурой, в заготовке сверлят, растачивают, развертывают отверстия. Комплектами конических разверток производят дальнейшую обработку. Сечение заранее заготовленного отверстия должно быть меньше на 0,5…1 мм, чем заходное сечение развертки.

Изготавливая высокоточное коническое отверстие, перед осуществлением развертки производится обработка коническим зенкером. С этой целью в металле со сплошной структурой просверливается отверстие сечением на 0,5 меньше готового сечения конуса и обрабатывается зенкером. Припуск для зенкера уменьшают использованием ступенчатых сверл с различными сечениями.

Как обрабатывают центровые отверстия

Цикл изготовления и ремонта валов предусматривает наличие центровальных отверстий на их торцах. Эти технологические углубления необходимы для качественного крепления и избежание биений при вращении вала. Центровальные отверстия изготавливаются особо тщательно, с соблюдением высоких технологий.

Отверстия для центровки располагаются строго на одной оси. Оба конусных отверстия на их торцах должны быть абсолютно одного размера, какими бы ни были сечения шеек на краях вала. В противном случае снижается качество обработки и повышается износ отверстий для центровки.

Центровые отверстия

Рис. 5. Центровые отверстия:

а – незащищенные от повреждений;

б – защищенные от повреждений

Образец центровальных отверстий показан на рис. 5. Максимальную популярность получили центровки, где угол конуса равняется 60˚. При изготовлении тяжелых валов применяют отверстия с углами 75˚ либо 90˚. Во избежание упирания вершины центра в обрабатываемую деталь, в центровальных отверстиях вытачивают цилиндрические выточки диаметром d.

Фаска, выполненная под углом 120˚, защищает центровые отверстия, используемые много раз, от повреждений и забоев (рис. 5, б). Центровые отверстия небольших деталей обрабатывают различными способами. Заготовка вала крепится в патроне с самоцентровкой, в пиноль задней бабки помещают патрон для сверления, имеющий центровочный инструмент.

Сверлом для цилиндрических отверстий выполняют начальный этап изготовления центровых отверстий больших сечений (рис. 6, а). Последующие этапы обработки выполняются однозубой (рис. 6, б) либо многозубой зенковкой (рис. 6, в). Центровые отверстия сечением 1,5…5 мм изготавливаются с помощью комбинированных сверл. Они могут быть либо с предохранительной фаской, либо без нее (рис. 6, г, д).

Центровые инструменты

Рис. 6. Центровые инструменты:

а – цилиндрическое сверло; б – однозубая зенковка; в – многозубая зенковка; г – комбинированное сверло без предохранительной фаски; д – комбинированное сверло с предохранительной фаской

Обрабатывая вал на предмет изготовления центровых отверстий, его подвергают вращению. Подача осуществляется ручным способом. Предварительно подрезается с помощью резца обрабатываемый торец. Размер углубления для центровки контролируют инструментами: шкалой пиноли либо лимбом маховика задней бабки.

Предварительной разметкой на валу добиваются соосности изготавливаемых центровых отверстий. Если заготовка длинная, в момент зацентровки ее поддерживают с помощью люнета. Разметку центровых отверстий производят с помощью угольника. Разметив заготовку, накернивают места для центровых отверстий.

Валы с сечениями шеек, не превышающими 40 мм, накернивают при помощи специального устройства (рис. 7), не используя предварительную разметку. Корпус 1 одной рукой ставят на торец вала 3. Ударяя молотком по кернеру 2, получают отметку центра отверстия.

Приспособление для накернивания центровых отверстий без предварительной разметки

Рис. 7. Приспособление для накернивания центровых отверстий без предварительной разметки:

1 – корпус; 2 – кернер; 3 -вал

Центровые отверстия с неравномерным износом либо с повреждениями подвергаются исправлениям с помощью резца. Для осуществления операции каретка суппорта станка, находящаяся сверху, поворачивается на угол конуса.

Как осуществлять контроль изготовления конических поверхностей

Внешние конуса измеряются с помощью универсального угломера либо специального шаблона. Калибр-втулки служат для проверки точных параметров конуса. Кроме угла конуса, они показывают и его сечения. Карандашом наносят на обработанную поверхность несколько меток. Калибр-втулку помещают сверху на контрольный конус.

Калибр-втулка для проверки наружных конусов

Рис. 8. Калибр-втулка для проверки наружных конусов (а) и пример ее применения (б):

A, B - метки

Поворачивая инструмент в разные стороны и легко нажимая на него, добиваются, что метки на качественно обработанном конусе стираются полностью. Конец конусной детали должен быть расположен между отметками А и В.

Контроль конических отверстий осуществляют калибром-пробкой. Качество отверстия показывает плотность прилегания калибра к обработанной поверхности. Нанесением тонкого слоя красящего вещества на пробку калибра, можно определить: если краска исчезнет возле большого сечения – угол конуса занижен, если возле малого – увеличен.

Вернуться к списку

Большой ассортимент
Доставка по России
Различные способы доставки
Сертифицированные товары
Наличие на складе
Срок поставки уточняйте у менеджеров по
т. +7 (495) 988-22-19