Инструменты токаря

Содержание: 1. Приспособления 2. Патроны 3. Центры 4. Люнеты
5. Оправки 6. Приспособление для крепления заготовок неправильной формы 7. Вспомогательные инструменты Литература ПРИСПОСОБЛЕНИЯ Приспособления токарно-винторезных станков предназначены для установки и закрепления заготовок и инструмента. Существует большое разнообразие приспособлений; нами будут рассмотрены наиболее распространенные (в основном нормализованные) приспособления. Приспособления разделяют на универсальные и специальные. Универсальные делят на приспособления для крепления заготовок: за наружную поверхность, при обработке в центрах и за отверстия. ПАТРОНЫ Токарные патроны предназначены для установки и закрепления в них заготовок. Все токарные патроны можно разделить на следующие разновидности: самоцентрирующие трех- и двухкулачковые, несамоцентрирующие четырехкулачковые, поводковые и специальные. Привод патрона может быть ручной, электрический, гидравлический, пневматический и комбинированный. Способы крепления токарных патронов на шпинделе подразделяют на крепление по резьбе или на фланце. Самоцентрирующие трех кулачковые патроны предназначены для установки и закрепления симметричных заготовок и деталей. Самоцентрирующие патроны позволяют быстро устанавливать и закреплять в них заготовки. Это дости­гается одновременным перемещением всех кулачков при поворачивании торцовым ключом какого-либо одного его винтов. При этом кулачки одновременно центрируют и зажимают заготовку. Рис. 1. Трехкулачковый самоцентрирующий патрон (а) и патрон с реечным приводом кулачков (б) На рис. 1, а показан трехкулачковый самоцентрирующий патрон, в котором кулачки перемещаются с помощью ключа, вставляемого в четырехгранное отверстие / одного из трех конических зубчатых колес 2. Эти колеса сцеплены с большим коническим зубчатым колесом 3. На обратной (плоской) стороне колеса «5 нарезана многовинтовая спиральная канавка 4. В отдельные витки этой канавки нижними выступами входят все три кулачка 5. Когда ключом поворачивают одно из зубчатых колес 2, вращение передается и зубчатому колесу 3. Вращаясь, оно посредством спиральной канавки 4 перемещает по пазам корпуса патрона одновременно и равномерно все три кулачка. При вращении диска со спиральной канавкой в ту или другую сторону кулачки приближаются или удаляются от центра, соответственно зажимая или освобождая заготовку. В патроне с реечным приводом (рис. 1, б) кулачки 1 приводятся в движение от косозубых реек 2, которые одновременно соединены с кулачками 1 и центральным зубчатым колесом 4. Одну из реек 2 перемещает в направляющих винт 3, который вращают торцовым ключом. При вращении винта 3 рейка 2 перемещается, одновременно двигая кулачок / и вращая колесо 4, последнее приводит в движение остальные рейки 2, которые перемещают другие два кулачка. Патрон, с эксцентриковым приводом кулачков показан на рис. 2, а. Кулачки 1 соединены посредством фигурного паза с направляющими планками 2, которые установлены на торце червячного колеса 4. Винт 3, соединен­ный с червячным колесом 4, вращают торцовым ключом, в результате чего направляющие планки перемещают одновременно все три кулачка. На рис. 2, б изображен патрон с винтовым приводом кулачков. Кулачки / соединены с винтом 2, образуя винтовую пару. На конце винта имеется коническое зубчатое колесо 3, находящееся в зацеплении с центральным коническим колесом 4. Это колесо через червячную пару 5 приводят во вращение торцовым ключом, и вращающееся колесо 4 через колесо 3 и винт 2 перемещает все три кулачка одновременно. Двухкулачковый самоцентрирующий патрон показан на рис. 2, в. Перемещение основных кулачков 3 этого патрона осуществляется винтом 2, один конец которого имеет правую, а второй конец левую резьбу. Соответствующие резьбовые отверстия имеют кулачки 3. В средней части винта 2 имеется шейка 5 с заплечиками, схватывающими полуподшипник, прикрепленный к корпусу патрона. Поскольку винт 2 не может перемещаться в осевом направлении, при его вращении одновременно переме­щаются кулачки 3 с закреплен­ными на них накладными кулачками 4, которые и зажимают заготовку. Рис. 2. Токарные патроны с зксцентрнковым приводом кулачков (о), с винтовым приводом кулачков (б) и двух кулачковый самоцентрнрующий патрон (в) Рис. 3. Четырёхкулачко-вый патрон Так как каждый кулачок четырехкулачкового несамоцентрирующего патрона перемещается отдельно от остальных (рис. 3), то имеется возможность для установки и закрепления несимметричных заготовок. Все четыре кулачка 1 .4 установлены в пазах корпуса 6, Каждый кулачок перемещается отдельно винтом 5 иезави симо от остальных. Кулачки патронов обычно бывают закаленными. Но при зажиме заготовок такими кулачками на обработанных поверхностях остаются следы в виде вмятин. Рис. 4. Приспособления для зажима деталей: а — цангоьый патрон; б — цанговый патрон повышенной точности; в т- роликовый патрон Чтобы избежать этого, рекомендуется применять незакаленные кулачки, которые точно обрабатывают и пригоняют по диаметру закрепленной в них заготовки. Не закаленные кулачки удобны еще тем, что их можно периодически растачивать резцом и тем устранять биение заготовки, закрепляемой в патроне. Цанговый патрон (рис. 4, а) предназначен для закрепления заготовок малых размеров. При навертывании на корпус патрона гайки / цанга 2 отжимается, закрепляя заготовку. Винт 3 предотвращает провертывание цанги в корпусе. Такие патроны используют для крепления заготовок с малыми отклонениями по диаметру. Их недостатком является невысокая точность центрирования, обусловленная тем, что цанга центрируется по конусу и цилиндру корпуса патрона. Цанга 1 патрона повышенной точности (рис. 4, б) центрируется по корпусу патрона 2, чем достигается высокая точность центрирования заготовки. Винт 3 обеспечивает постоянное положение закрепляемых заготовок. Внутренняя поверхность роликового самозажимного патрона 4 имеет участки А, В, С (рис. 4, в), обработанные эксцентрично по отношению к оси патрона. В них упираются ролики 5, расположенные в пазах втулки 2, которая может быть повернута на некоторый угол с помощью стержня, находящегося в одном из радиальных гнезд. Угол поворота втулки ограничен винтом, ввернутым в корпус. После установки заготовки втулку 2 поворачивают так, чтобы ролики перекатывались по поверхностям А, В, С, слегка заклиниваясь между этими поверхностями и заготовкой. При обработке происходит дальнейшее заклинивание от силы резания. Упор / определяет положение заготовки в осевом направлении. Роликовые патроны, используя сменные втулки, применяют для закрепления заготовок диаметром 40—60 мм. Недостатком такого патрона является образование вмятин на заготовке при больших силах резания.
ЦЕНТРЫ Важными элементами токарного станка являются центры. Токарные центры {табл. 27) применяют для установки заготовок на станке. Обычно применяют центр, показанный на рис. 82, а. Поверхность / — рабочая часть центра — имеет угол 60° при вершине. Хвостовая часть 2 имеет малую конусность {конус Морзе от 1 до 6). Диаметр цилиндрической части 3 хвостовика должен быть меньше наименьшего диаметра конуса хвостовика, что устраняет заклинивание конуса при выбивании центра из гнезда.
Размеры упорных центров, мм (см. рис. 5, и) Конус Морзе D1 D2 d1 d2 L i t r 2 17,981 16 14,534 13 105 69 4 1,5 3 24,052 22 19,760 18 130 85,5 4 1,5 4 31,544 30 25,909 24 160 108,5 5 2 5 44,732 42 37,470 35 205 138 6 2 6 63,762 60 53,752 50 280 192 7 3 Рис. 5. Центры На рабочую часть конуса устанавливают заготовку. Хвостовая часть должна точно подходить к коническим отверстиям шпинделя передней бабки и пиноли задней бабки. Центр, показанный на рис. 5, б, служит для установки заготовок диаметром до 4 мм. У таких заготовок вместо центровых отверстий делают наружные конические поверхности с углом 60°, которыми она устанавливается в отверстие I центра (такие центры называют обратными). Полуцентр, вырез / которого дает возможность полностью обрабатывать торец заготовки, изображен на рис. 5, в. Устанавливают полуцентр только в заднюю бабку. На рис. 5, г показан центр со сферической рабочей частью /. Такой центр даст возможность устанавливать заготовки с некоторым перекосом оси заготовки к оси центров. Рифленая рабочая поверхность / центра, показанного на рис. 5, д, дает возможность обрабатывать заготовки с большим центровым отверстием без поводкового патрона. Точение на высоких скоростях с обычным (неподвижным) центром задней бабки невозможно вследствие быстрого износа центра и разработки центрового отверстия заготовки. Поэтому при чистовой обработке применяют центры задней бабки, острие конусов которых имеет твердый сплав (рис. 5, е). На рис. 5, ж показана конструкция вращающегося центра, применяемого при обдирочных работах. Вращающийся центр устанавливают в заднюю бабку. Такая конструкция исключает трение между рабочей частью центра и базовой поверхностью центрового отверстия. Конус / центра установлен на роликовом 2 и шариковом 5 подшипниках, расположенных в корпусе 4, Упорный подшипник 3 воспринимает осевые силы, действующие па шпиндель центра. Задний центр с регулируемой подачей смазочного материала (рис. 5, з) применяют при обдирочных работах. При установке вала коническая поверхность центрового отверстия его нажимает на выступающий конец плунжера 2, и масло из масленки / через канал 6 корпуса 4 и канавки 5 поступает к трущимся поверхностям. После снятия вала плунжер под действием пружины 3 возвращается в исходное положение, перекрывая подачу масла. Центр передней бабки, поддерживая заготовку, вращается вместе с ним и поэтому не нагревается. Центр же задней бабки неподвижен. Заготовка, опираясь на рабочую поверхность центра задней бабки, вращается иногда с большой скоростью, и поэтому под действием выделяющейся от работы трения теплоты происходит нагрев центра. От нагрева задний центр преждевременно изнашивается. Поэтому задние центры часто изготовляют из быстрорежущей стали, не уменьшающей своей твердости при повышенных температурах. Обычно же передний и задний центры изготовляют из углеродистой стали. Передний и задний центры должны быть закалены, после чего гладко отшлифованы. Закаленные центры с по вышенной твердостью хрупки и поэтому при работе часто ломаются (выкрашиваются). Центры после закалки следует подвергнуть отпуску, причем задний центр отпускается при более низкой температуре, чем передний. Размеры жесткого опорноупорного центра показаны на рис. 5, и. Для обработки заготовок в центрах с центровыми отверстиями применяют поводковые патроны, разновидностью которых является поводковый патрон с плавающим центром (рис. 6, а). В корпусе 3 расположен подвижной центр 4, На корпус навернута втулка 5, внутри которой находятся шайбы 6 и 7. Эти шайбы имеют по два полуцилиндрических выступа. Выступы Л шайбы 6 входят в канавки в корпусе центра-поводка, а выступы С шайбы 7 входят в канавки шайбы 6. Выступы шайб 6 и 7 расположены крестообразно. Рис. 6. Приспособления для крепления заготовок Такая конструкция позволяет равномерно поджать торец заготовки ко всем зубьям В на шайбе 7 и передать ей вращение шпинделя. Шайбы 7 сменные, а их диаметр должен быть несколько меньше диаметра конца заготовки. Пружина 2 должна быть отрегулирована пробкой / наусилие около 300 Н. Центр-поводок применяется совместно с задним вращающимся центром. При обработке в центре заготовок небольших диаметров применяют самозахватывающие хомутики (рис. 6, б). После установки хомутика на вал кулачок 2, закрепленный на оси 4 кулачка в корпусе 5, под действием пружины 3 прижимается своей насеченной поверхностью к закрепляемой заготовке 6. При пуске станка палец / поводковой планшайбы захватывает хвостовик кулачка и заклинивает вал в хомутике, передавая валу вращение шпинделя. На рис. 6, в показан универсальный хомутик, позволяющий закреплять заготовки различных диаметров благодаря регулировке винтом 6. ЛЮНЕТЫ Длинные и тонкие детали, длина которых в 10—15 раз больше их диаметра, при обтачивании прогибаются под действием сил резания, поэтому после обработки они получают неправильную форму — в середине толще, а по концам тоньше. Избежать этого можно, применив поддерживающее приспособление, называемое люнетом. При его применении можно получить детали высокой точности и снимать стружку большего сечения, не опасаясь прогиба детали.
Люнеты бывают неподвижные и подвижные. Неподвижный люнет (рис. 7, а) состоит из чугунного корпуса /, на котором болтом 7 крепится откидная крышка 4, что облегчает установку заготовки. Основание корпуса имеет форму соответствующую направляющим станины, на которых люнет закрепляется планкой 9 и болтом 8. В корпусе с помощью регулировочных болтов 2 и винтов 3 перемещаются два кулачка 6, а в крышке — один кулачок 5. Для закрепления кулачков в требуемом положении служат винты 3. Такое устройство позволяет устанавливать в люнет валы различных диаметров. Кулачки иногда заменяют роликами для уменьшения трения.
Рис. 7. Люнеты Люнеты с обычными кулачками не пригодны для скоростной обработки из-за быстрого износа кулачков. В таких случаях применяют люнеты с роликовыми или шариковыми подшипниками (рис. 7, б) вместо обычных кулачков, чем облегчается работа роликов и уменьшается нагрев заготовки. Это имеет важное значение при работе на больших скоростях резания. Кроме того, неподвижные люнеты применяют для отрезания концов и подрезания торцов у длинных деталей, а также при обдирочных работах (рис. 7, в). Подвижный люнет (рис. 7, г) устанавливают и закрепляют на каретке суппорта так, чтобы он вместе с ней перемещался вдоль заготовки, следуя за резцом поддерживал ее в месте приложения силы резания. Подвижной люнет применяют при чистовом обтачивании длинных деталей. Он имеет только два кулачка. В остальном конструкция подвижного люнета мало отличается от конструкции неподвижного. ОПРАВКИ Токарю довольно часто приходится обтачивать заготовки, .имеющие уже точно обработанное отверстие, причем их наружные поверхности должны быть концентричны (соосны) обработанным отверстиям. В таких случаях для установки и крепления этих заготовок применяют приспособления, называемые оправками. Существует несколько конструкций оправок: цельные полого-конические, конические и разжимные. Средняя рабочая часть / оправки, показанной на рис. 8, а, — коническая с малой конусностью (обычно 1/2000). Заготовку 4 надевают на коническую часть оправки. Заготовка удерживается только за счет сил трения, поэтому она должна быть надета достаточно плотно. Меньший диаметр оправки д. выполняется меньше возможного диаметра отверстия заготовки. Лыска 2 служит для крепления хомутика, а центровые отверстия 3 — для установки оправки в центрах. Такие оправки используют только при обработке заготовок небольших диаметров. Недостаток этих оправок в том, что они служат только для одного базируемого отверстия детали. Такого недостатка не имеет оправка, показанная на рис. 8, б. Заготовки 1 устанавливают на цилиндрическую часть 2 оправки и зажимают гайкой 4 через быстросменную шайбу 3. Заготовка удерживается за счет сил трения по торцам. Наружный диаметр гайки 4 выполнен меньше диаметра отверстия заготовки /, что позволяет устанавливать и снимать деталь, ке вывинчивая гайки. Недостаток таких оправок заключается в наличии зазора между поверхностями отверстия и оправки, что неизбежно уменьшает точность обработки. Рис. 8. Оправки Для обработки деталей с отверстиями малой точности применяют разжимные (цанговые) оправки. Конструкция разжимных оправок зависит от формы и размеров заготовок. Разжимная оправка показана на рис. 8, в. Цанга 4 представляет собой втулку с коническим отверстием и цилиндрической наружной поверхностью, на которую надевают заготовку 1. Пружинящее свойство цанги обеспечивается продольными надрезами с обеих сторон торцов (два, три или четыре с каждой стороны). При завинчивании гайки 3 цанга, перемещаясь влево, своей конической поверхностью 2 закрепляет заготовку. Гайка 5 служит для снятия цанги при ее заклинивании на оправке. Шпиндельная оправка (рис, 8, г) имеет конусную часть 1 и разжимную часть типа цанги, на цилиндрическую поверхность которой надевают заготовку 3. Оправку конусной частью вставляют в шпиндель. Зажим заготовки производят конической частью болта 2. Схема оправки с упругой оболочкой показана на рис. 8, д. На корпусе / закреплена втулка 2, центрирующая и закрепляющая заготовку 3. Для этого на на ружной поверхности корпуса и внутренней поверхности втулки сделаны выточки, образующие кольцевую полость А. Отверстия В полость А соединена с камерой С. Полость Л, наклонные отверстия В и камера С заполнены гидропластом (гидропластмассой). При вращении винта 5 плунжер 7 перемещается влево, выдавливая гидропласт в полость А. Диаметр тонкой стенки ограни­чивает перемещение плунжера. Пробка 4 закрывает отвер­стие, через которое выходит воздух при заливке в оправку расплавленного гидропласта. Такие оправки обеспечи­вают центрирование в пределах 0,01 0,03 мм. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК НЕПРАВИЛЬНОЙ ФОРМЫ Крепление деталей неправильной формы небольших размеров осуществляется в четырехкулачковом патроне. Более крупные заготовки в большинстве случаев закрепляют в планшайбе, на ней имеются радиальные пазы и отверстия, посредством которых крепится заготовка. На планшайбе можно закреплять заготовку с помощью прижимных планок, угольников, винтов и др. При работе с планшайбой для уравновешивания устанавливают противовесы. В единичном и мелкосерийном производствах применяют универсальные станочные приспособления: универсально-сборочные (УСП); сборочно-разборочные (СРП); универсально-наладочные (УНП) и др. Их собирают из стандартных элементов. После работы приспособление разбирают для использования его деталей при обработке других деталей. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ Для крепления на станке резцов, сверл и другого инструмента применяют следующий вспомогательный инструмент: резцедержатели, переходные втулки, оправки, сверлильные патроны и т. д. Токарные резцы крепят в резцедержателях различного типа. Рис. 9. Держатель для центрового осевого инструмента (а) и резцо вая оправка (б) Оправка для установки сверл и другого концевого инструмента показана на рис. 9, а. Оправка устанавливается в ту позицию резцедержателя, которая имеет соответствующую маркировку инструмента. Резцовая оправка для обработки деталей над выемкой в станине (рис. 9, б) применяется на станке 16К20 при обработке деталей диаметром до 600 мм и длине 295 мм от торца фланца шпинделя для предотвращения свисания ка ретки с направляющих станины. Оправку 3 устанавли вают в держатели 4, а резец 1 крепят винтами 2. Переходные конические втулки служат для крепления инструмента с коническим хвостовиком, когда номер конуса хвостовика инструмента не соответствует но меру конуса на станке. Наружные и внутренние поверх ности переходных втулок выполняют с конусом Морзе семи номеров — от 0 до 6 по ГОСТ 8520—70. Рис. 10. Трехкулачковый самоцентрирующий свер­лильный патрон Сверлильные патроны используют для крепления сверл, разверток с цилиндрическим хвостовиком диа метром до 20 мм. Трех кулачковый сверлильный патрон (рис. 10) состоит из корпуса патрона, в котором распо ложены наклонно три кулачка 1, имеющие резьбу, свя зывающую их с гайкой 2. Обойма 3 вращается клю чом 4, вставленным в отверстие корпуса патрона. Зажим ные кулачки, опускаясь вниз, сходятся и зажимают цилиндрический хвостовик сверла. Для зажима сверл не большого диаметра с цилиндрическим хвостовиком при меняют цанговые патроны.
Литература Захаров В. А., Чистоклетов А. С. Токарь: Учеб. пособие для проф, обучении рабочих на производстве. - М.: Машиностроение, 1989. —272 с.: ил. Орлов П. Н., Скороходов Е. А,/Краткий справочник металлиста, М.: Машиностроение, 1986. 960 с. Смирнов В. К. Токарь-расточник. М.: Высшая школа, 1982. 239 с.