Текст
Б. Е. БРУШТЕЙН, В. И. ДЕМЕНТЬЕВ
ТОКАРНОЕ
ДЕЛО
Издание шестое, переработанное
и дополненное
Одобрено
Ученым советом
Государственного комитета
Совета Министров СССР
по профессионально-техническому
образованию
в качестве учебника
для профессионально-технических
училищ
Scan AAW
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ВЫСШАЯ ШКОЛА»
МОСКВА 1967
6П4.61
Б89
УДК 621.941.1
В книге рассмотрена технология обработки деталей на токарных станках;
приведены сведения об оборудовании, инструментах, приспособлениях и вы-
боре наиболее рациональных режимов резания; освещены вопросы механи-
зации и автоматизации процессов обработки деталей на токарных станках,
а также вопросы техники безопасности при работе на этих станках; приведены
примеры работы токарей-новаторов.
Книга предназначена в качестве учебника для подготовки токарей в го-
родских профессионально-технических училищах и может быть использована
в сети индивидуального и бригадного обучения на промышленных пред-
приятиях.
Отзывы о книге просим присылать по адресу: Москва, К-51, Неглин-
ная ул., 29/14, Издательство «Высшая школа».
Бруштейн Борис Ефимович и Дементьев Владимир Иванович
Токарное дело. Учебник для проф.-техн. училищ. Изд. 6-е, переработ. и доп.
М., «Высш, школа», 1967*
448 с. с илл.
УДК 621.941.1
6П4.61
Научный редактор И. А. Глухов
Редактор Ю. М. Максимова
Художественный редактор В. П. Спирова
Технические редакторы С. П. Передерий и Н. В. Яшукова
Корректоры М. И. Козлова и А. И. Гурычева
Т-02713. Сдано в набор 12/VIII-66 г. Поди, к печати 4/VII-67 г,
Формат 60X90/16. Объем 28 печ. л. Уч.-изд. л. 25,46.
Изд. № М-29. Тираж 200 000 экз. Зак. 529. Цена 69 коп.
Тематический план изд-ва «Высшая школа» (профтехобразование)
на 1966 г. Позиция № 1.
Москва, К-51, Неглинная ул., д. 29/14, Издательство «Высшая школа»
Отпечатано с матриц Минской типографии издательства «Звезда» в Ярослав-
ском полиграфкомбинате Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете
Министров СССР. Ярославль, ул. Свободы, 97.
3-12-4
1—66
Предисловие к шестому изданию
Шестое издание учебника
«Токарное дело» переработа-
но и дополнено новыми мате-
риалами. В книгу включены
сведения о новых инструмен-
тальных материалах, совре-
менных конструкциях режу-
щих инструментов, о механи-
зации и автоматизации
процессов обработки деталей
на токарных станках; обновлен
материал, относящийся к тех-
нологическим процессам токар-
ной обработки деталей.
Авторы
Введение
Непременным условием ускорения технического прогресса
является улучшение профессиональной подготовки квалифи-
цированных рабочих кадров.
Подготовка для всех отраслей народного хозяйства куль-
турных и технически образованных квалифицированных ра-
бочих, коммунистическое воспитание учащихся, их идейная
закалка и формирование у учащейся молодежи коммунисти-
ческого отношения к труду и является основной задачей про-
фессионально-технических училищ.
Одной из ведущих профессий, подготовляемых в профес-
сионально-технических училищах, является профессия токаря.
Это объясняется тем, что на машиностроительных и металло-
обрабатывающих заводах наиболее распространенными метал-
лорежущими станками являются токарные.
Чтобы стать токарем по металлу, нужно многое знать.
Токарь должен отлично знать токарный станок — все его
узлы и детали, их взаимную связь и работу. Он должен уметь
управлять токарным станком и знать правила ухода за ним,
уметь своевременно устранять мелкие неполадки и неисправ-
ности станка.
Токарь должен уметь выполнять наладку токарного стан-
ка, пользоваться приспособлениями к нему, в совершенстве
владеть операциями, выполняемыми на станке, и уметь произ-
водить подсчеты, связанные с выполнением их.
Токарю приходится иметь дело с различными режущими
и измерительными инструментами и станочными приспособле-
ниями, следовательно, он хорошо должен знать их устройство,
назначение и принципы действия.
4
Токарь обрабатывает на станке главным образом метал-
лические детали. Поэтому он должен быть знаком с металла*
ми, знать их основные свойства и, в частности, их обрабаты-
ваемость резанием.
Цель учебника — помочь учащемуся профессионально-тех*
нического училища овладеть специальностью токаря и
выполнить работы 2—3-го разряда.
* * *
С 1 января 1963 г. введен ГОСТ 9867—61, которым уста*
навливается применение в СССР Международной системы
единиц —СИ.
СИ предусматривает установление единообразия в едини*
цах измерения и содержит шесть основных единиц и две до*
полнительные. Эта система охватывает измерения всевозмож*
ных величин: механических, тепловых, электрических, магнит*
ных, световых, акустических.
Основными единицами установлены: метр (м) —для измере-
ния длины; килограмм (кг)—для измерения массы; секунда
(сек)—для измерения времени; градус Кельвина (°К)—
для измерения температуры; ампер (а) — для измерения
силы электрического тока; свеча (св)—для измерения силы
света.
Дополнительными единицами установлены радиан (рад) —
для измерения плоских углов и стерадиан (стер) — для измере-
ния телесных углов.
В СИ нагрузка, сила резания измеряются в ньютонах. Нью-
тон (н) —это сила, которая массе в 1 кг сообщает ускорение,
равное 1 м/сек (1 кГ = 9,80665 к).
• Давление, прочность на растяжение, твердость измеряются
в ньютонах на квадратный метр (н!м2).
Единицей измерения работы любой машины установлен
джоуль, а мощности — ватт. Джоуль — это работа, совершаемая
силой в 1 н при перемещении точки ее приложения по направле-
нию действия силы на расстояние 1 м (1 кГм = 9,80665 дж).
Для измерения плоского угла, в том числе угла резания
и др., принят радиан.
Радиан (рад) —это угол между двумя радиусами круга, вы-
резающий по его окружности дугу, длина которой равна радиусу
(1 рад = 57° 17'44,8").
Для измерения температуры в СИ принята термодинами-
ческая шкала Кельвина. По шкале Кельвина нулевым значением
температуры является абсолютный нуль ( — 273°С). Темпера-
5
туру по Цельсию обозначают t, а по Кельвину—7\ Переход от
одной температурной шкалы к другой следующий:
Т = t + 273,15°; t = T — 273,15°.
В СИ во всех случаях, когда речь идет о количестве ве-
щества, например о расходе металла на изготовление детали,
изделия и т. п., следует употреблять термин «масса»: масса дета-
ли 20 кг. Термин «вес» следует применять только в тех случаях,
когда речь идет о действии силы тяжести, например вес поднима-
емого груза. Масса измеряется в килограммах (кг), вес — в
ньютонах (н).
В данном пособии для измерения использована система еди-
ниц МКГСС . В сносках указаны соответствующие ей едини-
цы СИ.
6
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОКАРНОМ ДЕЛЕ
Глава I
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ОБ УСТРОЙСТВЕ
ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ
Наиболее распространенным методом обработки материа-
лов резанием является обработка на токарных станках.
На токарных станках обрабатывают детали, имеющие пре-
имущественно форму тел вращения (валики, оправки, втулки,
заготовки для зубчатых колес и др.). При изготовлении таких
деталей приходится обрабатывать цилиндрические, конические,
фасонные поверхности, нарезать резьбы, вытачивать канавки,
обрабатывать торцовые поверхности, сверлить, зенкеровать
и развертывать отверстия и др. При выполнении этих работ то-
карю приходится пользоваться самыми разнообразными режу-
щими инструментами: резцами, сверлами, зенкерами, развертка^
ми, метчиками, плашками и др.
§ 2. ТИПЫ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ
Токарные станки составляют наиболее многочисленную труп-*
пу металлорежущих станков на машиностроительных заводах
и являются весьма разнообразными по размерам и по типам.
Основными размерами токарных станков являются:
наибольший допустимый диаметр обрабатываемой заготовки
над станиной, или высота центров над станиной;
расстояние между центрами, т. е. расстояние, равное наи-
большей длине детали, которая может быть установлена на дан-
ном станке.
Все токарные станки по высоте центров над станиной могут
быть разделены на:
мелкие станки — с высотой центров до 150 мм;
средние станки — с высотой центров 150—300 мм;
крупные станки — с высотой центров более 300 мм.
Расстояние между центрами у мелких станков не более
750 мм, у средних 750, 1000 и 1500 мм, у крупных от 1500 мм
7
и больше. Наиболее распространены на машиностроительных за-
водах средние токарные станки.
По типам различают:
токарно-винторезные станки, предназначенные
для выполнения всех токарных работ, включая нарезание резьбы
резцом (эти станки имеют самое широкое распространение);
токарные станки, предназначенные для выполнения
разнообразных токарных работ, за исключением нарезания резь-
бы резцом.
К станкам токарной группы относятся револьверные, кару-
сельные и многорезцовые токарные станки; токарные автоматы
и полуавтоматы; специальные токарные станки, например для
обработки коленчатых валов, вагонных осей и др.
При выполнении работ на токарных станках обрабатывае-
мая заготовка получает вращательное движение, а резец —
поступательное перемещение, или движение подачи. Сочетание
таких движений обеспечивает получение разнообразных поверх-
ностей вращения: цилиндрических, конических, фасонных и др,
§ 3. ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА
Токарно-винторезные станки, несмотря на разнообразие их
конструкций и размеров, имеют общие узлы и детали.
На рис. 1 показан общий вид современного токарно-винто-
резного станка. Основными узлами станка являются: станина,
передняя бабка с коробкой скоростей, задняя бабка, коробка по-
дач с ходовым винтом и ходовым валом, суппорт с фартуком.
Станина служит для монтажа на ней всех узлов станка.
Передняя бабка служит для передачи вращения обра-
батываемой детали. В корпусе передней бабки смонтирована
коробка скоростей.’
Задняя бабка используется при обработке детали в
центрах для поддержания ее конца, а также для установки свер-
ла, зенкера и развертки при обработке отверстий.
Коробка подач предназначена для передачи вращения
ходовому валу и ходовому винту, а также для изменения числа
их оборотов с целью получения необходимых подач.
Фартук служит для преобразования вращательного дви-
жения ходового вала и ходового винта в прямолинейное движе-
ние суппорта.
Суппорт предназначен для перемещения резца, закреплен-
ного в резцовой головке.
Изображенный на рис. 1 станок имеет ходовой вал и
ходовой винт и называется токарно-винторезным. Свое
название он получил потому, что на нем, помимо всех обычных
токарных работ, можно нарезать резьбу резцом. Станок без хо-
8
Рис. 1. Общий вид современного токарно-винторезного станка
дового винта называется просто токарным. На токарном станке
можно производить различные токарные работы, кроме нареза-
ния резьбы резцом.
§ 4. СТАНИНА
На станине, установленной на
двух тумбах, монтируются все ос-
новные узлы станка (см. рис. 1).
Станина изготовляется из чугу-
на и состоит из двух продольных
стенок 1 и 7 (рис. 2), соединенных
поперечными ребрами жесткости 5.
Станина имеет две плоские (3 и 6)
и две призматические (2 и 8) на-
правляющие.
Каретка суппорта движется,
опираясь на одну призматическую
2 и одну плоскую 6 направляющие.
Другие направляющие — призмати-
ческая 8 и плоская 3—служат для
передвижения задней бабки и за-
крепления ее в требуемом поло-
жении.
На конце станины 4 закрепляют переднюю бабку.
§ 5. ПЕРЕДНЯЯ БАБКА
Передняя бабка служит для закрепления обрабатыва-
емой детали и передачи ей главного движения — вращения. На-
иболее ответственной деталью передней бабки является шпин-
дель, представляющий собой стальной пустотелый вал. На пе-
реднем конце шпинделя (см. рис. 1) нарезана точная резьба, на
которую можно навернуть кулачковый или поводковый патрон
либо планшайбу. В этом же конце шпинделя имеется коническое
отверстие, в которое можно вставлять передний центр.
Шпиндель вращается в подшипниках передней бабки. В пе-
редней бабке расположены также валы, зубчатые колеса и муф-
ты, при помощи которых вращательное движение вала электро-
двигателя преобразуется в необходимое по скорости и направле-
нию вращение шпинделя. Такое устройство называется короб-
кой скоростей. Имеются токарные станки с коробкой ско-
ростей, расположенной как в корпусе передней бабки (см.
рис. 1), так и вне его.
На рис. 3 показана шестискоростная коробка скоростей про-
стейшего токарно-винторезного станка. От электродвигателя /
через плоскоременную передачу вращение передается на при-
10
водной шкив 2, который свободно сидит на валу 5 коробки ско-
ростей. Внутри шкива находится муфта включения 3.
Если посредством пусковой рукоятки (на рис. 3 не показана)
включить муфту 5, то шкив 2 соединится с валом 5 коробки ско-
ростей и приведет его во вращение.
Рис. 3. Кинематическая схема шестискоростной коробки скоростей
На валу 5 сидит блок зубчатых колес* 7, 8 и 9, который мож-
но перемещать по шпонке вдоль вала 5 рукояткой 17. В правое
положении блока колесо 9 сопрягается с колесом 11, в среднем
положении — колесо 8 с колесом 10 и в левом положении — ко-
лесо 7 с колесом 4. Колеса 4, 10 и 11 сидят жестко на валу 6.
* Блоком зубчатых колес называют несколько колес, соединен-
ных вместе на общей втулке или изготовленных как одно целое.
11
Передаточные отношения зубчатых колес во всех трех случаях
различны. Поэтому, несмотря на то что вал 5 имеет постоянное
число оборотов, валу 6 можно сообщить три различных числа
оборотов в зависимости от того, какая пара зубчатых колес
находится в сопряжении.
Колеса 4 и 12 сопряжены соответственно с колесами 15 и 16,
свободно сидящими на шпинделе 13. Чтобы шпиндель получил
вращение, нужно, чтобы находящаяся на нем двусторонняя зуб-
чатая муфта 14 была сопряжена с одним из зубчатых колес 15
или 16, для чего торцы их снабжены зубьями (кулачками).
Муфта 14 перемещается рукояткой 18 по шпонке шпинделя
13, всегда соединена со шпинделем. Следовательно, соединение
муфты с любым из двух колес 15 или 16 обеспечивает соедине-
ние этого колеса со шпинделем.
Допустим, что муфта 14 включена вправо. Это значит, что
вращение шпинделю передается через зубчатые колеса 12 и 16.
При этом в соответствии с тремя положениями рукоятки 17
шпиндель получает три различных числа оборотов. Если муфта
14 включена влево, то передача происходит через колеса 4 и 15.
В соответствии с теми же тремя положениями рукоятки 17
шпиндель будет иметь три других числа оборотов. Таким обра-
зом, шпиндель получает всего шесть различных чисел оборо-
тов путем переключения рукояток 17 и 18, расположенных на на-
ружной стенке передней бабки.
В какое положение необходимо поставить рукоятки 17 и 18
для получения требуемого числа оборотов шпинделя, указано на
металлической табличке, прикрепленной к стенке передней
бабки.
§ 6. МЕХАНИЗМЫ ПОДАЧИ
Механизмы подачи предназначены для передачи движения
от шпинделя к суппорту с резцом; состоят они из следующих
узлов и деталей (рис. 4): реверсирующего механизма 1, служа-
щего для изменения направления подачи; гитары 2 со сменными
зубчатыми колесами, которая дает возможность совместно с
коробкой подач 3 изменять числа оборотов ходового винта 4 и
ходового вала 5; фартука 6, в котором расположены механизмы,
преобразующие вращательное движение ходового винта и ходо-
вого вала в поступательное перемещение суппорта.
Реверсирующие механизмы предназначены для
изменения направления движения в механизмах станка. Они слу-
жат для изменения направления вращения ходового винта (что
требуется, например, для перехода от нарезания правых резьб
к нарезанию левых резьб), а также для изменения направления
вращения ходового вала (что бывает обычно необходимо для
изменения направления продольной или поперечной подач суп-
12
порта). Реверсирующие механизмы показаны на рис. 5. Схема
реверсирующего механизма, составленного из цилиндрических
зубчатых колесу приведена на рис. 5, а. На ведущем валу / за-
креплены на шпонках зубчатые колеса zx и г3. По шлицам ве-
домого вала 11 может перемещаться двухвенцовый блок z^—z4,
который сопрягается либо с паразитным колесом 2, либо с коле-
сом 23 (показан пунктиром). Таким образом, ведомый вал 11
получает вращение либо в одном, либо в другом направлении.
Рис. 5. Реверсирующие механизмы:
а —с передвижными цилиндрическими зубчатыми колесами, б —с цилиндрическими колесами,
включаемыми посредством пластинчатой фрикционной муфты
На рис. 5, б показана другая конструкция реверсирующего
механизма из цилиндрических колес. На ведущем валу 1 сво-
бодно сидит двухвенцовый блок 1—3 для сообщения прямого
хода ведомому валу II и зубчатое колесо 5 для обратного хода.
Колеса 1—3 и 5 могут быть жестко связаны с валом I при по-
мощи пластинчатой фрикционной муфты М.
13
На ведомом валу // слева находится передвижной блок, со-
стоящий из колес 2—4, и справа колесо 6, жестко закрепленное
на шпонке. При включении муфты М влево вал II получает два
различных числа оборотов, осуществляя прямой ход; при вклю-
чении муфты М вправо вал II получает обратное вращение че-
рез зубчатое колесо 5 — паразитное колесо 7 — колесо 6.
Коробка подач служит для изменения скорости враще-
ния ходового винта и ходового вала, т. е. для изменения вели-
чины подачи. Сменные зубчатые колеса у этих станков исполь-
зуются лишь тогда, когда требуемой подачи нельзя достигнуть
переключением рукояток коробки подач. Существует много раз-
личных конструкций коробок подач. Весьма распространена
коробка подач, в которой применяется механизм накид-
ного зубчатого колеса (рис. 6).
Рис. 6 Схема коробки подач с накидным зубчатым колесом
Первый валик 15 коробки подач получает вращение от смен-
ных зубчатых колес гитары. Этот валик имеет длинный шпо-
ночный паз 14, в котором скользит шпонка зубчатого колеса 11,
расположенного в рычаге 10. Рычаг несет ось 13, на которой
свободно вращается зубчатое колесо 12, находящееся в посто-
янном сопряжении с колесом 11. Посредством рычага 10 колесо
11 вместе с колесом 12 можно перемещать вдоль валика 15; по-
14
ворачивая рычаг 10, можно сцепить зубчатое колесо 12 с любым
из десяти зубчатых колес 1, закрепленных на валике 2.
Рычаг 10 может занимать десять различных положений по
числу зубчатых колес 1, В каждом положении рычаг удержива-
ется штифтом 9, входящим в одно из отверстий передней стенки
7 коробки подач.
При каждом положении рычага 10, благодаря сопряжению
зубчатого колеса 12 с одним из колес ступенчатого конуса зуб-
чатых колес 1, валик 2 получает различные скорости вращения.
На правом конце этого валика на шпонке расположено пере-
движное зубчатое колесо 3, имеющее на правом торце ряд вы-
ступов. В левом положении колесо 3 сопряжено с колесом 8,
закрепленным на ходовом валу 6. Если колесо 3 сместить
вправо вдоль валика 2, то оно выйдет из сопряжения с колесом
8 и торцовыми выступами, сцепится с кулачковой муфтой 4,
жестко сидящей на ходовом винте 5. При этом валик 2 будет
непосредственно соединен с ходовым винтом 5. При включении
ходового винта ходовой вал 6 остается неподвижным и, наобо-
рот, при включении ходового вала остается неподвижным ходо-
вой винт.
На стенке коробки подач обычно имеется табличка, указы-
вающая, какая подача или какой шаг резьбы получается при
каждом из десяти положений рычага 10 при определенном под-
боре зубчатых сменных колес гитары.
§ 7. СУППОРТ
Суппорт токарного станка предназначен для закрепления
на нем режущего инструмента и сообщения ему движения пода-
чи при обработке.
Нижняя плита 1 суппорта (рис. 7), называемая карет-
кой или продольными салазками, перемещается по
направляющим станины механически или вручную. Резец при
этом движется в продольном направлении (это и есть продоль-
ная подача). На верхней поверхности каретки имеются попе-
речные направляющие 12 в форме ласточкина хвоста, располо-
женные перпендикулярно к направляющим станины. На
направляющих 12 перемещаются поперечные салазки
3 суппорта, посредством которых резец получает движение, пер-
пендикулярное к оси шпинделя.
На верхней поверхности поперечных салазок 3 расположена
поворотная плита 4 суппорта, которая закрепляется после пово-
рота гайкой 10.
На верхней поверхности поворотной плиты расположены
направляющие 5, по которым при вращении рукоятки 13 пере-
мещается верхняя плита И— верхние салазки суппорта.
15
Резцедержатели и резцовые головки. На верхней части суп-
порта устанавливают резцедержатель или резцовую головку
для закрепления резцов.
На мелких и средних станках применяют одноместный рез-
цедержатель 5 (рис. 8, а). Нижняя часть 1 резцедержателя, име*
Рис. 7. Суппорт токарно-винторезного станка
ющая Т-образную форму, закрепляется на верхней части суп-
порта гайкой 4. Для регулирования положения режущей кром-
ки по высоте центров в резцедержателе имеется подкладка 2,
нижняя сферическая поверхность которой опирается на такую
же поверхность колодки резцедержателя. Закрепляют резец
в резцедержателе двумя болтами 3.
На крупных токарных станках применяют одноместные рез-
цедержатели (рис. 8, б). В этом случае резец устанавливают на
поверхность 7 верхней части суппорта и закрепляют планкой 2,
затягивая гайку 4. Для предохранения болта 3 от изгиба планка
2 поддерживается винтом 5, опирающимся на башмак 6. При
отвертывании гайки 4 пружина 1 приподнимает планку 2.
Чаще всего на токарно-винторезных станках средних разме-
ров применяют четырехгранные поворотные резцовые го-
ловки (см. рис. 7).
Резцовая головка 6 устанавливается на верхней части суп-
порта //; в ней можно закрепить винтами 8 четыре резца одно-
временно. Работать можно любым из установленных резцов.
Для этого нужно повернуть головку и поставить требуемый ре-
зец в рабочее положение* Перед поворотом головку необходима
16
открепить, повернув рукоятку 9, связанную с гайкой, сидящей
на винте 7. После каждого поворота головку нужно снова за-
жать рукояткой 9Л
Рис. 8. Резцедержатели
§ 8. ФАРТУК
К нижней поверхности продольных салазок суппорта при-
креплен фартук (рис. 9) —часть станка, в которой заклю-
чены механизмы для продольного и поперечного перемещения
суппорта с резцом. Эти перемещения могут совершаться механи-
чески и вручную.
Продольная подача резца при выполнении всех токарных
работ, кроме нарезания резьбы резцом, осуществляется при по-
мощи скрепленной со станиной зубчатой рейки 14 и катящегося
по ней зубчатого колеса 17. Это колесо может получать враще-
ние либо механически — от ходового вала 1, либо вручную.
Механическая продольная подача осуществляется следующим
образом. В длинную шпоночную канавку 2 ходового вала 1 вхо-
дит шпонка сидящего на нем червяка 9. Вращаясь, червяк при-
водит в движение червячное колесо 8. Для включения механи-
ческой продольной подачи нужно рукояткой 11 соединить
(с помощью муфты) червячное колесо с колесом 10. Последнее
сообщит вращение колесу 15, а вместе с ним будет вращаться
сидящее на том же валике реечное колесо 17. Это колесо ка-
тится по неподвижной рейке 14, приводя в движение фартук и
суппорт с резцом вдоль станины.
17
Ручная продольная подача производится рукояткой 13 через
колеса 12, 15, 17 и рейку 14,
Для осуществления механической поперечной подачи рядом
с червяком 9 на ходовом валу сидит коническое зубчатое коле-
/J Ш 15 16 И 16 19 20 21
Рис. 9. Схема фартука токарно-винторезного станка
со 7, шпонка которого также скользит в длинной шпоночной ка-
навке 2 ходового вала 1, Вращаясь вместе с валом, колесо 7
коническое колесо 4 и цилиндри-
приводит во вращение другое
Рис. 10. Устройство разъемной гайки
ческие колеса 5, 5, 6 и
21. Посредством кнопки
18 можно колесо 21 сце-
пить с колесом 19. Вмес-
те с колесом 19 приходит
во вращение винт 20, осу^
ществляя поперечную по-*
дачу резца. Для выклю-
чения поперечной подачи
колесо 21 выводят из за-
цепления с колесом 19,
пользуясь той' же кноп-
кой 18.
Ручная поперечная по-
дача производится руко-
яткой 16.
Для продольного перемещения суппорта с резцом при наре-
зании резьбы пользуются ходовым винтом 22, с которым свя-
зана разъемная гайка 23, установленная в фартуке.
18
Устройство разъемной гайки показано на рис. 10 (нумера-
ция позиций общая с рис. 9). При нарезании резьбы обе полови-
ны гайки 23 сближают при помощи рукоятки 25; сближаясь, они
захватывают нарезку винта 22, при вращении которого фартук,
а вместе с ним и суппорт с резцом получают продольное пере-
мещение. Для сдвигания и раздвигания половин разъемной гай-
ки на валике рукоятки 25 закреплен диск 24 с двумя спираль-
ными прорезями 26, в которые входят пальцы 27 нижней и верх-
ней половины гайки 23. При повороте диска 24 прорези застав-
ляют пальцы, а следовательно, и половины гайки сближаться
или раздвигаться.
§ 9. ЗАДНЯЯ БАБКА
Корпус 7 задней бабки (рис. 11) расположен на плите 8,
передвигаемой по направляющим станины. В отверстии корпуса
может в продольном направлении перемещаться пиноль 4
Рис. 11. Задняя бабка токарного станка
с закрепленной в ней гайкой 5. С переднего конца пиноль
снабжена коническим отверстием, в которое вставляется кониче-
ский хвостовик центра /, а иногда хвостовая часть сверла, зен-
кера или развертки. Перемещается пиноль 4 при помощи махо-
вичка 6, вращающего винт 5; винт при вращении перемещает
гайку 5, а вместе с ней и пиноль.
19
Чтобы при вращении маховичка пиноль не поворачивалась,
в ней сделан (внизу) шпоночный паз 11, в который входит
шпонка, заложенная в корпус задней бабки. Рукоятка 2 служит
для закрепления пиноли в корпусе бабки. Оси шпинделя станка
и пиноли задней бабки должны совпадать; для установки пи-
ноли по оси шпинделя служит винт 9.
Винтом 9 можно смещать корпус 7 относительно плиты 8
в поперечном направлении, к чему прибегают иногда при точе-
нии конических поверхностей.
Для обтачивания в центрах деталей разной длины переме-
щают заднюю бабку вместе с плитой 8 вдоль станины и закреп-
ляют в нужном положении двумя зажимными болтами 10 и ско-
бой (на рис. 11 не видно) к станине станка. Отпустив скобу,
передвигают заднюю бабку и, установив ее в нужном положе-
нии, снова затягивают скобу. В некоторых конструкциях то-
карно-винторезных станков задняя бабка крепится на станине
одной рукояткой при помощи эксцентрикового зажима и систе-
мы рычагов.
Чтобы удалить задний центр из конического отверстия пи-
ноли, вращают маховичок 6 таким образом, чтобы пиноль втя-
гивалась в корпус задней бабки до отказа. В крайнем положе-
нии конец винта 3 выталкивает центр 1.
§ 10. ПРАВИЛА УХОДА ЗА ТОКАРНЫМ СТАНКОМ
Чтобы узлы и механизмы станка находились в работоспо-
собном состоянии, необходимо соблюдать все правила ухода за
ними. Только хорошее обслуживание и заботливый уход могут
обеспечить нормальную работу станка в течение длительного
времени. Наоборот, небрежное обращение ведет к преждевре-
менному износу станка, к частым поломкам и простоям, потере
производительности, невыполнению плана.
Ежедневно по окончании смены станок нужно очищать от
стружки, а направляющие и суппорт от охлаждающей жидко-
сти и грязи. Для очистки станка следует применять хлопчато-
бумажные концы и мягкую ветошь. После очистки направля-
ющие станины и направляющие суппорта нужно смазывать тон-
ким слоем машинного масла.
Чтобы масло по всей поверхности направляющих станины
распределялось равномерно, вручную перемещают каретку
вдоль станины вперед и назад несколько раз.
Одно из главных правил ухода за станком — своевременная
смазка всех трущихся частей станка.
Подшипники вращающихся частей станка следует смазы-
вать особенно тщательно. Имеющиеся для этой цели масленки
и смазочные отверстия необходимо не менее раза в смену на-
20
поднять чистым машинным маслом. После смазки масленки
всегда следует закрывать крышками, пробками или винтами,
чтобы не загрязнить смазку и не засорить смазочные отвер-
стия. Не рекомендуется закрывать масленки ватой, паклей
или тряпками, так как ими можно засорить трущиеся поверх-
ности.
Некоторые подшипники смазывают густой консистентной
смазкой — тавотом, которую закладывают в специальные
колпачковые масленки. Колпачки (крышки) масленок необ-
ходимо подвертывать три-четыре раза в смену, каждый
раз на пол-оборота. Указания по смазке имеются в паспорте
станка.
Конические отверстия шпинделя передней бабки и пиноли
задней бабки перед закреплением в них инструмента или цен-
тра нужно тщательно очистить от грязи. Эти отверстия все-
гда должны быть чистыми и не иметь вмятин и забоин, так
как от их исправного состояния зависит точность работы
станка.
Необходимо постоянно следить за тем, чтобы смазочные ма-
териалы не попадали на приводные ремни, так как засаленный
ремень начинает проскальзывать по шкиву, плохо тянет и
быстро срабатывается. Натяжение ремня не должно быть слиш-
ком тугим или слишком свободным. В первом случае будут на-
греваться и быстро изнашиваться подшипники, во втором —
ремень будет проскальзывать. Необходимо всегда содержать
в порядке оградительные приспособления, предохраняющие
ремень от повреждений, а работающих — от несчастного
случая.
Контрольные вопросы
1. Какие станки называются токарно-винторезными и какие токарными?
2. Из каких основных узлов состоит токарно-винторезный станок?
3. Для чего служат направляющие станины?
4. Каково назначение передней бабки?
5. Для чего служит шпиндель?
6. Сколько скоростей шпинделя дает коробка скоростей, показанная на
рис. 3? При каких сопряжениях зубчатых колес получают эти скорости?
7. Каково назначение задней бабки? Назовите основные детали задней
бабки и расскажите о назначении каждой из йих.
8. Как вынуть центр задней бабки?
9. Из каких основных деталей состоит суппорт? Расскажите о назначе-
нии главных деталей суппорта.
10. Для чего служит поворотная часть суппорта?
11. Для чего служит фартук?
12. Каково назначение ходового вала?
13. Как устроена разъемная гайка ходового винта?
14. Для чего служит коробка подач?
15. Перечислите основные правила ухода за станком.
21
Глава II
ОСНОВЫ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛОВ
§ 1. ЭЛЕМЕНТЫ РЕЗАНИЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ
Обработка металлов резанием сопровождается удалением
с поверхности заготовки слоя металла (припуска на обра-
ботку) с целью получения из нее детали необходимой формы
и размеров с соответствующим качеством обработанных по-
верхностей.
Для осуществления процесса резания необходимо, чтобы
заготовка и режущий инструмент перемещались друг отно-
чистоту
Главнее
Г движение
9
Рис. 12. Главное движение
и движение подачи при
точении:
1 — обрабатываемая поверхность,
2 — поверхность резания, <3 —обра-
ботанная поверхность
сительно друга.
В металлорежущих станках различают два вида основных
движений: главное движение, определяющее скорость отделе-
ния стружки, и движение подачи, обеспечивающее непрерывное
врезание режущей кромки инструмента в новые слои металла.
При обработке на токарном станке главное движение (вра-
щательное) совершает заготовка (рис. 12), а движение подачи
(поступательное) — резец. В результате этих движений резец
снимает с обрабатываемой детали припуск на обработку и при-
дает ей необходимую форму и размеры, а также требующуюся
рхности.
Обрабатываемой поверхностью
называется поверхность детали, с
которой снимается стружка.
Обработанной поверхностью на*
зывается поверхность, которая по*
лучается после обработки, т. е.
после снятия стружки.
Поверхностью резания называ*
ется поверхность, образуемая на об*
рабатываемой детали непосредст-
венно главной режущей кромкой
резца.
Элементы режима резания. Эле-
ментами, характеризующими про*
цесс резания являются: скорость ре*
зания, подача и глубина резания,
токарной обработке называется ве-
личина перемещения в главном движении режущей кромки
инструмента относительно обрабатываемой поверхности в еди*
ницу времени.
Скорость резания обозначается буквой v и измеряется в мет-
рах в минуту (сокращенно м/мин).
Скоростью резания при
22
При точении (рис. 13) скорость резания определяется по
формуле
Рис. 13. Элементы резания при токар-
ной обработке
r^D-n .
V 1000
где D — диаметр обрабатываемой поверхности, лш;
п—число оборотов детали в минуту.
Пример. Обрабатываемый вал диаметром D— 100 лгл* делает п = 150 об/мин.
Определить скорость резания.
Решение- ^-^=^Г50=47,1 м/мин-
Подачей называется величина перемещения режущей кромки
резца за один оборот обрабатываемой детали (рис. 13). Подача
обозначается буквой s и из-
, меряется в миллиметрах за
один оборот детали; для
краткости принято писать
мм/об.
В зависимости от на-
правления, по которому пе-
ремещается резец при точе-
нии относительно оси цент-
ров станка, различают:
продольную пода-
чу—вдоль оси центров;
поперечную пода-
чу — перпендикулярно к
оси центров;
наклонную подачу—под углом к оси центров (при
обтачивании конической поверхности).
Глубиной резания называют слой металлла, снимаемый за
один проход резца. Измеряется глубина резания в миллимет-
рах и обозначается буквой t (см. рис. 13).
При токарной обработке глубина резания определяется как
полуразность между диаметром заготовки и диаметром обра-
ботанной поверхности, полученной после одного прохода
резца, т. е.
(1)
D~d
1 ~~ 2 ’
где D — диаметр заготовки, мм, до прохода резца;
d — диаметр детали, мм, после прохода резца.
Кроме глубины резания и подачи, различают еще ширину
и толщину среза.
Шириной среза называют расстояние между обрабатывае-
мой и обработанной поверхностью, измеренное по поверхности
резания (см. рис. 13). Ширина среза измеряется в миллимет-
рах и обозначается буквой Ь.
(2)
23
Зависимость между шириной среза и глубиной резания
выражается формулой
Ь = -J-, (3)
Sin ф ’
где ф — главный угол в плане главной режущей кромки.
Толщиной среза называют расстояние между двумя после-
довательными положениями режущей кромки за один оборот де-
тали, измеряемое перпендикулярно к ширине среза (см. рис. 13).
Толщина среза измеряется в миллиметрах и обозначается
буквой а. Зависимость толщины среза от величины подачи $ и
угла в плане ф выражается формулой
а = s-sincp. (4)
Площадью поперечного сечения среза называют произведе-
ние глубины резания t на подачу s или ширины среза b на
толщину а.
Площадь поперечного сечения среза обозначается буквой f
и измеряется в квадратных миллиметрах, т. е.
f = t-s = a-b мм2.1 (5)
Пример. Определить площадь поперечного сечения среза, если глубина ре-
зания равна 2 мм, а подача 0,3 мм/об.
Решение, f = t-s = 2 0,3 = 0,6 мм2.
На рис. 14 показано, что нужно принимать за глубину реза-
Рис. 14. Измерение глубины
резания и подачи при различных
токарных работах:
а — продольное точение, б — протачи-
вание канавки или отрезание, в — под-
резание, г — продольное растачивание
ния и подачу при различных то-
карных работах—продольном то-
чении, поперечном точении (про-
тачивании канавки или отреза-
нии), подрезании, продольном
растачивании.
Рис. 15. Формы сечения среза:
а — прямой срез, б — равнобокий срез,
в — обратный срез
При продольном точении в зависимости от соотношения глу-
бины резания и подачи могут быть получены различные сечения
среза (рис. 15). Принято считать, что если t > s, получаются пря-
мые стружки (рис. 15,а), если t — s, то получаются равно-
24
бокие стружки (рис. 15,6), и если $>/,—обратные
стружки (рис. 15,в).
§ 2. ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ СТРУЖКИ
Для уяснения сущности процесса резания (образования
стружки) рассмотрим поперечное обтачивание стальной де-
тали (рис. 16).
Под действием силы, приложенной к резцу, срезаемый слой
металла сжимается. Процесс
сжатия, как и процесс растя-
жения, сопровождается упру-
гими и пластическими дефор-
мациями.
По мере возрастания пла-
стической деформации, повы-
шаются напряжения в срезае-
мом слое, и когда последние
достигают величины, превыша-
ющей предел прочности метал-
ла, происходит сдвиг (скалыва-
ние) и отделение частицы ме-
талла, или, как говорят, эле-
мента стружки. Такое
отделение происходит в на-
Рис. 16. Схема снятия стружки
при поперечном обтачивании
детали
правлении плоскости
сдвига (скалывания) СО, расположенной под опреде-
ленным углом к передней поверхности резца.
После скалывания первого элемента стружки начинается
сжатие и деформирование следующего, так же как и первого,
пока напряжения в нем не достигнут величины, превышающей
предел прочности металла по второй плоскости сдвига (ска-
лывания) параллельно первой; после этого произойдет отде-
ление нового элемента стружки.
Таким образом, процесс резания металлов можно рассмат-
ривать как процесс последовательного сдвига (скалывания)
частиц металла в виде следующих друг за другом элементов
стружки — 1, 2, 3, 4 и т. д. (см. рис. 16).
Виды стружек. Разные металлы при обработке резцом обра-
зуют стружку различной формы. Если обрабатываемый металл
хрупок (чугун, бронза), то стружка получается в виде отдель-
ных мелких кусочков неправильной формы (рис. 17, г). Такая
стружка называется стружкой надлома. Если обрабатывается
пластичный металл (мягкая сталь, алюминий), то отдельные
элементы не отделяются друг от друга и стружка сходит с рез-
ца в виде ленты, завивающейся в спираль (рис. 17, в). Такая
стружка называется сливной. При обработке металлов средней
25
твердости, например стали 45 со скоростью 5—15 м]мин, обра-
зуется стружка ступенчатая (рис. 17, б). Она состоит из от-
дельных элементов, слабо связанных между собой. Внутренняя
поверхность такой стружки (обращенная к резцу) гладкая, а
внешняя ступенчатая. При обработке металлов средней твер-
а) б) б) г)
Рис. 17. Виды стружек:
а — элементная, б — стружка скалывания, в — сливная стружка, г — стружка надлома
дости с очень малой скоростью (0,5—2 м!мин) резцом с малым
передним углом (0—5°) образуется элементная стружка (рис.
17, а). Она состоит из отдельных сдеформированных элемен-
тов, не связанных между собой.
§ 3. СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИЕ ЖИДКОСТИ
Чтобы уменьшить нагревание резца и тем самым продлить
срок его службы, улучшить чистоту обработанной поверхности
и повысить производительность процесса резания, применяют
смазочно-охлаждающие .жидкости.
Используемые при токарной обработке жидкости можно
разбить на две группы: 1) водные растворы и 2) масла.
Жидкости первой группы характеризуются хорошими ох-
лаждающими свойствами. Их охлаждающее действие заклю-
чается в поглощении и отводе тепла, образующегося при ре-
зании.
Жидкости второй группы обладают высокими смазывающи-
ми свойствами, но охлаждающие их качества хуже, чем у жид-
костей первой группы.
К первой группе жидкостей относятся: водный раст-
вор соды, содержащий от 3 до 5% соды в кипяченой воде,
эмульсии, представляющие собой раствор от 5 до 15%
эмульсола в кипяченой воде. Эмульсол представляет собой ми-
неральное масло, смешанное с водным раствором соды, и ис-
пользуется при черновом обтачивании металлов.
При чистовых и отделочных работах применяют жидкости
второй группы: минеральные масла и сульфофре-
26
золы, обработанные особым способом осерненные минераль-
ные масла, иногда с добавкой растительного масла.
Чтобы охлаждение дало хорошие результаты, расход жид-
кости должен быть не менее 10—15 л/мин. Направлять поток
охлаждающей жидкости нужно на стружку в том месте, где
она отделяется от обрабатываемой детали (рис. 18, а), так как
именно здесь образуется наибольшее количество тепла.
Рис. 18. Охлаждение резца
Начинать подачу охлаждающей жидкости следует одновре-
менно с началом резания, а не спустя некоторое время, так
как в сильно нагретом резце от внезапного охлаждения могут
появиться трещины.
В последнее время стали применять новый, более эффектив-
ный способ охлаждения: небольшая тонкая струя водной эмуль-
сии подводится под давлением до 30 кГ1см 2* через узкую щель
насадки, со стороны задней поверхности резца (рис. 18, б). Та-
кой способ охлаждения рекомендуется применять при обтачивав
нии быстрорежущими резцами труднообрабатываемых ме-
таллов.
При обработке хрупких металлов (чугуна, бронзы), дающих
стружку надлома, охлаждение не применяют, так как мелкая
стружка, смешиваясь с охлаждающей жидкостью, забивается в
трущиеся поверхности суппорта, каретки, станины, вызывая их
преждевременный износ.
§ 4. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗЦОВ
И ДРУГИХ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
На режущих кромках резца в процессе резания возникают
высокие давление и температура (600—800°С и выше). Трение
стружки о переднюю поверхность резца и задней поверхности
* В СИ давление измеряется в ньютонах на квадратный метр («М2),
1 кГ!см2=98066,5 н/л42.
27
резца о поверхность резания вызывает износ его рабочих по-
верхностей. Вследствие износа форма режущей части изменяет-
ся, и через некоторый промежуток времени резец становится
негодным для дальнейшей работы; такой резец должен быть
снят со станка и переточен.
Чтобы резец возможно дольше работал без переточки, он
должен хорошо сопротивляться износу при высокой температуре
и быть тверже обрабатываемого материала. Кроме того, резец
должен быть достаточно прочным, чтобы без разрушения выдер-
живать высокие давления, возникающие при резании. Поэтому
к материалу для изготовления резцов предъявляют следующие
основные требования: твердость при высокой температуре, изно-
состойкость и прочность.
В настоящее время имеется много инструментальных матери-
алов, удовлетворяющих этим требованиям: инструментальные
углеродистые, легированные и быстрорежущие стали, твердые
сплавы, керамические материалы и алмазы.
Углеродистая сталь — самая дешевая из инструмен-
тальных сталей. Для изготовления режущего инструмента при-
меняют сталь с содержанием углерода от 0,9 до 1,4%. После
закалки и отпуска режущий инструмент из этой стали приобре-
тает высокую твердость HRC 59—62. Однако, если в процессе
резания температура режущей кромки достигает 200—250° С,
твердость стали резко падает. По этой причине углеродистая
инструментальная сталь для изготовления режущих инстру-
ментов в настоящее время имеет ограниченное применение: из
нее изготовляют режущие инструменты, работающие со сравни-
тельно низкой скоростью резания (10—15 м1мин), когда темпе-
ратура в зоне резания меньше 200—250° С. К таким инструмен-
там относятся: развертки, метчики, шаберы и др.
Быстрорежущие стали содержат большое количест-
во (до 25%) специальных легирующих элементов — вольфрама,
хрома, кобальта, молибдена, ванадия, которые повышают режу-
щие свойства стали. Основное достоинство резцов из быстроре-
жущей стали — способность сохранять твердость (HRC 62—64)
и износостойкость при нагреве в процессе резания до
560—600° С. Благодаря этому скорость резания резца из быстро-
режущей стали в 2—3 раза больше по сравнению с резцами из
углеродистой стали.
Твердые сплавы характеризуются очень высокой твер-
достью, уступающей только алмазу, и хорошей износостой-
костью.
Твердые сплавы изготовляют из порошков вольфрама, тита-
на и тантала, химически соединенных с углеродом * В качестве
* Химическое соединение углерода с вольфрамом называется карбидом
вольфрама, с титаном — карбидом титана, с танталом — карбидом тантала,
28
связующего вещества к ним добавляют кобальт. Порошкообраз-
ную смесь прессуют под большим давлением, получая пластин-
ки требуемой формы, которые затем спекают при температуре
около 1500° С. Приготовленные таким образом пластинки не
требуют никакой дальнейшей термической обработки. При изго-
товлении резцов пластинку твердого сплава припаивают медью
или латунью к стержню из углеродистой стали либо крепят ме-
ханически.
Так как твердосплавные пластинки сохраняют твердость при
нагреве в процессе резания до 800—900° С, то скорость резания
резцами, оснащенными такими пластинками, в 3—4 раза больше
скорости резания, допускаемой резцами из быстрорежущей ста-
ли. Кроме того, такими резцами можно обрабатывать очень
твердые стали, в том числе и закаленные, которые раньше рез-
цами не обрабатывались. Основной недостаток твердых спла-
вов — их хрупкость.
За последнее двадцатипятилетие советскими металлургами и
учеными созданы такие материалы для резцов, которые не со-
держат в себе дорогих легирующих элементов (вольфрама, ти-
тана, кобальта, ванадия) и в то же время характеризуются хо-
рошими режущими свойствами. Это так называемые мине-
ралокерамические материалы (термокорунд), вы-
пускаемые в виде пластинок белого цвета, напоминающих мра-
мор. Эти пластинки изготовляют из глинозема (окиси алюми-
ния), которого очень много в природе и который очень дешев.
Керамические пластинки отличаются более высокой твердостью
по сравнению с твердыми сплавами и сохраняют эту твердость
при нагреве до 1200° С, что дает возможность резать ими ме-
таллы с высокими скоростями резания. Однако по сравнению с
твердыми сплавами минералокерамика имеет более низкие ме-
ханические свойства — повышенную хрупкость и плохую сопро-
тивляемость изгибающим нагрузкам. Поэтому резцы с керами-
ческими пластинками целесообразно применять лишь при полу-
чистовом и чистовом точении при безударной нагрузке.
Алмаз в отличие от всех существующих инструментальных
материалов состоит из одного химического элемента — углерода.
Алмаз — самый твердый из всех инструментальных материа-
лов, характеризуется высокой теплостойкостью (до 900° С) и
исключительно высокой износостойкостью. Благодаря этим
качествам алмаз является незаменимым при выполнении таких
работ, где требуется высокая точность, чистота обработки, а
также при обработке очень твердых материалов. Алмаз при-
меняется для чистового тонкого точения и растачивания цвет-
ных металлов, сплавов и неметаллических материалов.
Недостаток алмаза — его хрупкость и высокая стоимость.,
Алмазный порошок используется также для изготовления шли-
фовальных и заточных кругов.
29
§ 5. ТОКАРНЫЕ РЕЗЦЫ
Основные части и элементы резца. Резец состоит из двух
основных частей — головки и стержня (рис. 19).
Головка — это режущая часть резца; стержень слу-
жит для закрепления резца в резцедержателе. Головка резца
состоит из передней поверхности, по которой сходит стружка,
задних поверхностей, обращенных к обрабатываемой детали,
и режущих кромок. Одна из задних поверхностей называется
главной, а другая — вспомогательной.
Режущие кромки получаются от пересечения передней и
задних поверхностей. Различают главную и вспомогательную
режущие кромки. Основную работу резания выполняет глав-
ная режущая кромка.
Вершиной резца называется пересечение главной и вспомо-
гательной режущих кромок. Вершина может быть острой или
закругленной.
Углы резца. У резца имеются углы * (рис. 20): передний угол,
задний угол, главный угол в плане и др.
Стержень
Передняя
поверхность
Вершина
резца
Главная
режущая
кромка
Главная
задняя
поверхность
вспомогатель-
ная режущая
хромка
Вспомогатель ная
задняя поверхность
Головка
резца
Рис. 20. Углы резца
Рис. 19. Основные части и элементы резца
Передний угол у служит для создания наиболее бла-
гоприятных условий деформации срезаемого слоя и стружко-
отделения:
у = 0 4---5° — при обработке сталей с ав > 80 кГ/мм2-,
15 4-20° —при обработке сталей с ов = 60^-75 кГ1мм2\
у = 25 4-30° —при обработке сталей с ав = 304-40 кГ/мм2.
Задний угол а предназначен для уменьшения трения
между задней поверхностью резца и обрабатываемой деталью;
обычно у резцов а = 6 4- 12°.
Главный угол в плане ф определяет толщину и
* Более подробно об углах резца см. гл. XIX, стр. 274—279.
30
ширину среза. Наиболее часто у проходных токарных резцов
<р = 45°.
Типы токарных резцов. Токарные резцы подразделяются по
роду выполняемой работы, по направлению подачи, по форме
головки, по материалу режущей части и по способу присоедине-
ния режущей части резца к его стержню.
По роду выполняемой работы различают следу*
ющие токарные резцы (рис. 21): проходные, подрезные, про«
Рис. 21. Токарные резцы:
а — проходной обдирочный, б — проходной упорный, в — подрезной, г — прорезной, д — отрез-
ной, е, ж — расточные, з — резьбовой для наружной резьбы, и — резьбовой для внутренней
резьбы, к, л- фасонные
резные, отрезные, расточные, резьбовые и фасонные.
Проходные резцы (рис. 21, а) применяют для наружного
точения деталей с продольной подачей. Они разделяются на
проходные с углом ф = 45; 60 и 75° и проходные-упорные
с углом ф = 90° (рис. 21, б) для обработки уступов.
31
Подрезные торцовые резцы (рис. 21, в) применяют для об-
работки торцовых поверхностей.
Прорезные резцы (рис. 21, г) используют для прорезания
прямоугольной канавки определенной ширины Ь.
Отрезные резцы (рис. 21,5) служат для отрезания обрабо-
танной детали.
Расточные резцы применяют для растачивания сквозных
(рис. 21, е) и тлухих (рис. 21, ж) отверстий.
Резьбовые резцы применяют для нарезания наружной (рис.
21, з) и внутренней (рис. 21, и) резьб.
Фасонные резцы (рис. 21, к, л) используют для обработки
различных фасонных поверхностей.
По направлению подачи резцы делятся на правые
и левые.
Правыми называют резцы, которыми работают при подаче
справа налево, т. е. от задней к передней бабке станка, и у ко-
торых соответственно этому главная режущая кромка распо-
ложена слева (рис. 22, а).
Левыми называют резцы, которыми работают при подаче
слева направо, т. е. от передней к задней бабке станка. Глав-
ная режущая кромка левых резцов расположена справа
(рис. 22, б).
—— 5
Правый
а)
Рис. 22. Определение пра-
вого (а) и левого (б) резца
Рис. 23. Правый (а) и ле-
вый (6) отогнутые резцы
Чтобы определить является ли резец правым или левым, по-
ступают так: накладывают на него ладонью вниз руку таким
образом, чтобы пальцы были направлены к вершине резца
(см. рис. 22). Правым будет резец, главная режущая кромка
которого окажется со стороны большого пальца при наложе-
нии правой руки (см. рис. 22, а), левым — если главная режу-
32
щая кромка окажется со стороны большого пальца при нало-
жении левой руки (см. рис. 22, б).
По форме головки резцы делятся на прямые и отогнутые.
Прямыми (см. рис. 22) называют резцы, у которых ось резца
в плане прямая, отогнутыми (рис. 23) — резцы, у которых ось
резца в плане отогнута вправо или влево.
Отогнутые проходные резцы очень удобны при продольном
обтачивании поверхностей, расположенных близко к кулачкам
патрона. Кроме того, эти резцы применяют при продольном
«обтачивании с последующей обработкой торцовой поверхности
детали.
По материалу режущей части резцы разделя-
ются на быстрорежущие, твердосплавные, минералокерами-
ческие и алмазные.
Быстрорежущие резцы применяют для черновой и чистовой
обработки стали на станках сравнительно небольшой мощ-
ности.
Твердосплавные резцы используют для черновой и чистовой
обработки чугуна, стали, цветных металлов и неметаллических
материалов с большой скоростью резания на современных
мощных, быстроходных токарных станках.
Рис. 24. Твердосплавные резцы:
а — с припаянной пластинкой твердого сплава, б — с механическим креплением пластинки
твердого сплава
Резцы с минералокерамическими пластинками применяют
для получистовой и чистовой обработки чугуна и стали при
условии безударной нагрузки.
Алмазные резцы предназначены для тонкого точения и рас-
тачивания преимущественно цветных металлов и сплавов.
По способу присоединения режущей части
резца к его стержню различают резцы с неразъемным
креплением (наварные, напайные) и сборные (с механическим
креплением),
2 Зак. 529
33
Резцы из быстрорежущей стали делают не цельными, а на-
варными: у них пластинка из быстрорежущей стали привари-
вается к стержню, изготовленному из конструкционной углеро-
дистой стали.
Твердосплавные резцы делают чаще всего напайными.
На рис. 24, а показан такой резец: к стержню 1, изготовлен-
ному из конструкционной углеродистой стали, припаяна элект-
а)
Рис. 25 Резцы с керамическими пластинками:
а — пластинка припаяна, б — пластинка механически
прикреплена к державке
ролитической красной медью пластинка 2 твердого сплава.
Такие резцы просты в изготовлении, но имеют ряд недостатков.
Одним из недостатков такого метода крепления твердосплав-
ной пластинки является образование после напайки мелких
трещин в пластинке. Эти трещины снижают прочность пластин
и приводят их к выкрашиванию во время работы.
Этих недостатков не имеют сборные резцы с механическим
креплением твердосплавной пластинки (рис. 24,6). Пластин-
ка из твердого сплава 2 крепится к стержню 1 прижимной план-
кой 3 и болтом 4.
Керамические пластинки, как и твердосплавные, обычно при*
паивают к стержням резцов (рис. 25, а) или крепят механиче-
ски (рис. 25, б).
34
§ 6. ЗАТОЧКА РЕЗЦОВ
На заводах резцы затачиваются обычно на точилах или на
заточных станках специально обученными заточниками. Но то-
карь и сам должен уметь затачивать резцы.
При затачивании резцы устанавливаются на подручниках 1
(рис. 26, а). Шлифовальный круг 2 должен быть огражден пре-
дохранительным кожухом 3. Порядок заточки следующий:
сначала затачивают главную заднюю поверхность (рис. 26, а),
Рис. 26. Заточка поверхностей резца:
а — главной задней поверхности, б — вспомогательной задней поверхности, в — пе-
редней поверхности, г — радиуса закругления вершины
затем главную вспомогательную (рис. 26, б) и, наконец, перед-
нюю поверхность резца (рис. 26, в). После заточки этих по-
верхностей закругляют вершину резца (рис. 26, г).
Во время заточки резцов на заточных станках необходимо
соблюдать следующие правила:
1. Шлифовальный круг не должен бить, его поверхность
должна быть ровной; если рабочая поверхность круга вырабо-
талась, ее следует править; правят круги заменителями алма-
2*
35
зов, искусственными алмазами и специальными шарош-
ками.
2. Во время заточки нужно пользоваться подручником,
а не держать резец на весу. Подручник должен быть установлен
возможно ближе к шлифовальному кругу, под требуемым
углом и обеспечивать надежную опору резцу.
3. Затачиваемый резец нужно перемещать вдоль рабочей
поверхности круга, иначе он будет неравномерно изнаши-
ваться.
4. Чтобы не перегревать резец и тем самым избежать появ-
ления в нем трещин и прижогов, не следует сильно прижимать
резец к кругу.
5. Затачивать резцы нужно при непрерывном и обильном
охлаждении водой. Капельное охлаждение, а также периоди-
ческое погружение сильно нагретого резца в воду не допуска-
ется. Если непрерывное охлаждение обеспечить невозможно,
лучше перейти на сухую заточку.
6. Резцы из быстрорежущей стали следует затачивать
электрокорундовым шлифовальным кругом средней твердости
и зернистостью 40—25.
7. Во время заточки резцов для защиты глаз от абразив-
ной и металлической пыли необходимо надевать защитные
очки или пользоваться защитным козырьком.
Проверка правильности углов затачиваемого резца. Наибо-
лее простой способ контроля заточки углов — это проверка
шаблоном. Вырезами шаблона проверяют угол заострения
(рис. 27, а), а его боковыми гранями, скошенными под углом
6—12°,— задний угол резца (рис. 27,6). Для контроля резец и
шаблон устанавливают на плиту и прижимают заднюю поверх-
ность резца к боковой грани шаблона. Отсутствие просвета
между ними говорит о правильности заточки задней поверх-
ности и, следовательно, заднего угла.
Недостаток этого способа контроля заключается в том, что
для каждого типа резцов необходимо иметь отдельный шаблон.
От этого недостатка свободны резцовые угломеры.
Показанный на рис. 27, в резцовый угломер служит
для измерения переднего и заднего углов резца. Он состоит из
чугунной плиты 8 с вертикальной стойкой /, по которой пере-
мещается вверх и вниз ползунок 2. На ползунке закреплена
пластина 3 с делениями до 90°. Относительно укрепленной в
пластине 3 оси 5 можно поворачивать рычаг 4, нижняя часть
которого представляет собой угломер с двумя гранями, распо-
ложенными под углом 90°. Верхний конец рычага с нанесенной
на нем риской скользит вдоль делений пластины 3.
При контроле резец устанавливают основной плоскостью на
плите и режущей кромкой перпендикулярно к плоскости ры-
чага 4. Чтобы измерить передний угол, нужно приложить грань 6
36
к передней поверхности резца, а для измерения заднего угла
приложить грань 7 к задней поверхности резца. Правильность
прилегания проверяют на просвет. Показания риски рычага 4,
отсчитанные по шкале пластины 3, дают величину этих углов.
Рис. 27. Проверка углов резца:
а и б — шаблоном, в — резцовым угломером
Качество заточки режущей кромки обычно контролируют
лупой с 10—20-кратным увеличением. Режущая кромка после
заточки и доводки должна быть острой и не иметь скруглений,
трещин и рисок. Резцы с такими дефектами нужно переточить
снова.
Контрольные вопросы
1. Что называется глубиной резания, подачей и скоростью резания?
2. По какой формуле определяют скорость резания, если известны диа-
метр обрабатываемой детали и число оборотов детали в минуту?
3. Что называется шириной и толщиной среза?
4. Как подсчитать площадь поперечного сечения среза?
5. Что следует принимать за глубину резания и подачу при продольном
точении, при поперечном точении (протачивании канавки или отрезании)?
6. В чем заключается сущность процесса образования стружки? Какие
виды стружки образуются при резании различных металлов?
7. Для чего применяют при резании металлов смазочно-охлаждающие
37
жидкости, как нужно подавать струю жидкости в зону резания и каков дол-
жен быть расход жидкости в минуту?
8. Какие инструментальные материалы применяют для изготовления
резцов?
9. Из каких основных частей состоит резец?
10. Как называются элементы головки резца?
11. Какое назначение имеют передний и задний углы резца?
12. Как отличить правый резец от левого?
13. Чем отличаются резцы, показанные на рис. 24 и рис. 25, один от
другого?
14. Какие правила необходимо соблюдать при заточке резцов?
Глава III
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ
§ 1. ЗНАЧЕНИЕ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
Безопасность — один из основных принципов организации
труда в Советской стране. Социалистическое государство, обе-
регая в производстве самое ценное — здоровье и жизнь рабо-
чего, принимает все меры к тому, чтобы сделать труд рабочего
безопасным.
С этой целью разрабатывают мероприятия, которые должны
обеспечить рабочему безопасность в условиях его работы, а
также обучают его безопасным приемам работы.
Количество несчастных случаев на заводах непрерывно сни-
жается, что является результатом проведения следующих ме-
роприятий:
1) непрерывного улучшения конструкций машин, станков,
механизмов с целью предохранения работающего от ранений;
2) непрерывного усовершенствования защитных приспособ-
лений и улучшения условий работы (вентиляция, отсосы и т. п.);
3) правильно организованного ознакомления вновь посту-
пающих на работу с правилами техники безопасности;
4) систематического обучения и проверки знания рабочими
правил техники безопасности;
5) обеспечения работающих отпечатанными правилами
внутреннего распорядка и инструкциями по технике безопас-
ности, плакатами, наглядно показывающими безопасные при-
емы работы, и т. п.;
6) повседневного надзора и контроля со стороны админи-
стративно-технического персонала за проведением мероприя-
тий по технике безопасности и за выполнением рабочими пра-
вил безопасной работы.
Каждый рабочий должен твердо усвоить правила техники
безопасности, чтобы уберечься от несчастного случая.
38
§ 2. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ В МЕХАНИЧЕСКИХ ЦЕХАХ
Несчастные случаи в механических цехах могут произойти
по ряду причин. Основными из них являются неисправность
электропроводки, неисправность станка, инструмента и станоч-
ных приспособлений, отсутствие ограждения открытых механиз-
мов станка, недостаточный инструктаж со стороны админи-
страции, недостаточное знание рабочим правил техники безо-
пасности, а также неосторожность сеемого рабочего*.
При работе на станке с отдельным электродвигателем при-
чиной несчастного случая можёт быть неисправность провод-
ки. Электрический ток, проходя через тело человека, может
привести к ожогам и даже смерти. Прикосновение к незащи-
щенным или плохо изолированным проводам электродвигате-
ля или ж его пусковой электроаппаратуре смертельно, так как
они находятся под напряжением 220 в и выше. Смертельные
случаи возможны и при меньшем напряжении (до 40—50 в).
Вследствие повреждения или плсхого качества изоляции
станок, электродвигатель и электроаппаратура могут ока-
заться под электрическим напряжением. Вполне безопасны
лишь те металлические части, которые заземлены. Поэтому
согласно правйлам техники безопасности станки должны быть
обязательно заземлены.
При обнаружении неисправности электродвигателя или ос-
ветительной аппаратуры, а также при повреждении изоляции
электропроводов необходимо немедленно сообщить об этом
мастеру и дежурному электромонтеру.
Часто несчастные случаи при работе на токарных станках
происходят от неправильного и невнимательного обращения
токаря с обрабатываемой деталью или вращающимися деталями
станка — валами, шкивами, ремнями, зубчатыми колесами и др.
Несчастные случаи при токарных рабэтах возможны также от
порезов стружкой.
Для устранения несчастных случаев при работе на токар-
ных станках необходимо строго выполнять правила техники бе-
зопасности:
1) применять предохранительные и оградительные устрой-
ства у станков; следить за их исправным состоянием и никог-
да при работе не снимать со станка;
2) не работать на станке без применения защитных от
стружки приспособлений;
3) применять безопасные приемы работы.
Освещение цехов имеет важное значение для безопасности
работы. Отсутствие достаточного освещения часто является
* Отдельные мероприятия и правила техники безопасности изложены
Дальше при рассмотрении различных методов обработки.
39
причиной несчастного случая. Освещение должно быть равно-
мерным, не ослепляющим, но достаточным.
Загрязненный воздух в цехе может явиться причиной забо-
леваний. В цехах применяют искусственную вентиляцию, при
помощи которой удаляют загрязненный воздух и подают чис-
тый. Применяют также естественную вентиляцию (проветри-
вание помещения через фонари или окна).
Порядок и чистота на рабочем месте имеют важное значе-
ние для безопасной работы. На рабочем месте, не загромож-
денном заготовками, деталями, приспособлениями и инструмен-
тами, где все находится на своем месте, токарь в нужный мо-
мент быстро сможет предотвратить аварию. Пол должен быть
чистым и сухим, чтобы рабочий не мог поскользнуться, упасть
и ушибиться или попасть рукой или одеждой в движущуюся
часть станка.
Причиной несчастных случаев может быть попадание неза-
вязанных обшлагов рукавов, концов тесемок от спецодежды,
незавязанных концов косынки во вращающиеся детали станка.
Опрятность в одежде — необходимое условие работы. Токарь
должен быть одет так, чтобы его одежда не могла быть захва-
чена движущимися частями станка.
Рабочий костюм надо плотно и полностью застегивать.
Одной из причин несчастных случаев является попадание
стружки в глаза. При обработке чугуна, бронзы, латуни и
других металлов со стружкой надлома, особенно при больших
скоростях, можно засорить глаза. Не только ранение глаза, но
даже мелкое его повреждение — царапина или укол — могут
вызвать заболевание глаз, ухудшение зрения и даже слепоту*
Для защиты глаз рекомендуется применять очки.
При попадании в глаз стружки, пыли и т. п. нельзя ни из-
влекать их самому, ни прибегать к помощи товарища ввиду
возможности повреждения глаза, нужно обратиться к врачу
или к медицинской сестре.
Каждый рабочий должен строго соблюдать следующие
правила техники безопасности:
1. Не приступать к новой работе до получения инструк-
тажа.
2. При обработке деталей весом более 20 кГ не поднимать
и не устанавливать их вручную, а* пользоваться подъемными
устройствами или прибегать к помощи подручного рабочего.,
3. Надежно закреплять обрабатываемую деталь и режу^
щий инструмент.
4. Перед включением электродвигателя выключать все рьь
чаги управления, установив их в нерабочее положение.
5. Во время работы Не оставлять станок без надзора.
6. При всяком, хотя бы временном прекращении работы
останавливать станок, выключая электродвигатель.
40
7. Останавливать станок при установке и снятии обрабаты-
ваемой детали, при смене режущего инструмента, чистке и
смазке станка, а также при уборке стружки.
8. Не удалять стружку во время работы станка руками, а
пользоваться специальным крючком, щеткой или скребком.
9. Соблюдать чистоту и порядок на рабочем месте.
10. Не измерять обрабатываемую деталь на ходу станка.
11. Не тормозить руками вращающийся патрон.
12. О всех неисправностях станка, приспособления, инстру-
мента сообщать мастеру.
§ 3. ПРАВИЛА ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
Необходимо строго выполнять правила по противопожар-
ным мероприятиям.
Концы для обтирки станков и промасленные тряпки нельзя
оставлять у станка, так как они могут загореться даже от слу-
чайной искры. По окончании смены надо аккуратно собрать
все концы и тряпки и сложить их в железный ящик с закрыва-
ющейся крышкой. По окончании или при перерывах в работе
обязательно выключить электродвигатель станка..
Курить следует только в отведенном для этого месте.
При сгорании предохранителей у электрооборудования
станка, при сильном перегревании электродвигателя необхо-
димо немедленно сообщить мастеру.
При возникновении загорания следует выключить электро-
двигатель и по сигналу или по телефону вызвать пожарную
команду. До прибытия пожарной команды надо пытаться ту-
шить пожар собственными средствами, пользуясь огнетушите-
лем, песком, брезентом и т. п.
Контрольные вопросы
1. Перечислите основные мероприятия по технике безопасности для
устранения несчастных случаев при работе на токарных станках.
2. Какие предохранительные и оградительные устройства должны быть
на токарном станке?
3. Какие приспособления можно использовать для защиты от стружки?
4. Каковы причины возникновения пожара в цехе?
5. Что надо делать при возникновении пожара?
Глава IV
ОБТАЧИВАНИЕ НАРУЖНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Цилиндрическая поверхность может быть получена при об-
тачивании на токарном станке при условии, что обрабатыва-
емая заготовка получает вращательное движение, а резцу
41
сообщают продольную подачу, строго параллельную оси цент-
ров станка.
Рис. 28. Черновые проходные резцы:
а — прямой, б — отогнутый
§ 1. РЕЗЦЫ ДЛЯ ПРОДОЛЬНОГО ОБТАЧИВАНИЯ
Для продольного обтачивания применяют проходные резцы:
прямые (рис. 28, а) и отогнутые (рис. 28, б).
Отогнутые резцы очень удобны при обтачивании поверхно-
стей деталей, находящихся
около кулачков патрона.
Отогнутый резец удобно
применять и в том случае,
когда, помимо обтачивания,
приходится подрезать то-
рец, а также для работы с
врезанием.
По опыту токарей-нова-
торов при обдирке следует
применять резцы с узкой
фаской у режущей кромки
и плоской (рис. 29, а) или
криволинейной (рис. 29, б) передней поверхностью. Такие рез-
цы изнашиваются меньше, чем резцы с плоской передней' по-
Рис. 29. Формы передней поверхности резцов:
а — плоская с фаской, б — радиусная с фаской
верхностью (см. рис. 28); кроме того, резцы с радиусной канав*
кой и фаской (рис. 29, б) хорошо завивают, а иногда и ломают
стружку. У резцов из быстрорежущей стали ширина фаски де*
42
лается немного меньше величины подачи или равной подаче.
На рис. 30, а показан проходной резец, имеющий большой
радиус закругления (2—5 мм). Такой резец применяют при
чистовых работах с небольшой глубиной резаний (/=0,5—
1 мм) и малой подачей ($ = 0,1—0,2 мм/об).
На рис. 30, б показан резец с широкой режущей кромкой,
параллельной оси обрабатываемой детали. Такой резец позво-
Рис. 30. Чистовые проходные резцы:
а — нормальный, б — с широкой режущей кромкой, в — конструк-
ции В. Колесова
ляет снимать сравнительно тонкий слой металла
(/ = 0,3—0,5 мм) при большой подаче (s = 2—5 мм/об) и дает от-
носительно чистую и гладко обработанную поверхность.
На рис. 30, в показан резец токаря-новатора В. А. Колесова
для чистовой обработки. Резец, помимо главной и вспомога-
тельной режущих кромок, имеет дополнительную кромку, па-
раллельную продольной подаче *.
§ 2. УСТАНОВКА И ЗАКРЕПЛЕНИЕ РЕЗЦА
Перед обтачиванием нужно правильно установить резец
в резцовой головке. Необходимо следить за тем, чтобы высту-
пающая часть резца была возможно короче — не больше 1,5
высоты его стержня. При большем вылете резец при работе
будет вибрировать и в результате обработанная поверхность
получится негладкой или волнистой, со следами дробления.
На рис. 31 показана правильная и неправильная установка
резца в резцовой головке.
В большинстве случаев рекомендуется устанавливать верши-
ну резца на высоте центров станка. Для этого применяют под-
кладки (не больше двух), помещая их под всей опорной по-
верхностью резца (рис. 32).
* Более подробно о резце В. А. Колесова см. на стр. 312—313.
43
Подкладки представляют собой плоские стальные пластин-
ки длиной обычно 150—200 мм. Токарь должен иметь набор
таких подкладок разной толщины. Не следует пользоваться
случайными подкладками.
Правильно
Неправильно
Рис. 31. Установка резца в резцовой
головке
На рис. 32 показана правильная и неправильная установка
резца при помощи подкладок.
Для проверки положения вершины резца по высоте центров
подводят его к предварительно выверенному заднему центру,
как показано на рис. 33. Для этой цели можно пользоваться
риской, проведенной на пиноли задней бабки на высоте центра.
Рис. 32. Установка резца при помощи Рис. 33. Проверка установки резца
подкладок по высоте центров
Закрепление резца в резцовой головке должно быть надеж-
ным и прочным: резец должен быть закреплен не менее чем
двумя болтами. Болты, закрепляющие резец, должны быть
равномерно и туго затянуты.
44
§ 3. УСТАНОВКА И ЗАКРЕПЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ В ЦЕНТРАХ
Распространенным способом обработки деталей на токар-
ных станках является обработка в центрах (рис. 34).
Прй этом способе в торцовых поверхностях обрабатываемой
детали предварительно сверлят центровые отверстия. При уста-
новке детали на станке в эти отверстия вводят вершину кону-
са переднего 2 и заднего 4 центров. Для передачи вращения
обрабатываемой детали применяют поводковый патрон /,
навинчиваемый на шпиндель станка и хомутик <?, закрепляемый
винтом 5 на конце обрабатываемой детали.
Свободный конец хомутика при помощи паза (см. рис. 34)
1
Рис. 34. Обработка детали в центрах
1 2
Рис. 35. Применение поводкового
патрона с пальцем
или пальца 1 (рис. 35) поводкового патрона приводит деталь
во вращение. В первом случае хомутик 3 делается отогнутым
(см. рис. 34), во втором — прямым 2 (см. рис. 35). Поводковый
патрон с пальцем /, показанный на рис. 35, представляет опас-
ность для рабочего; более безопасной является поводковая
планшайба с предохранительным кожухом (см. рис. 62).
Некоторые детали (типа втулок, заготовки зубчатых колес
и др.), имеющие обработанные отверстия, устанавливают в
центрах при помощи специальных центровых оправок,
которые могут быть различных конструкций *. Одна из приме-
няемых конструкций оправок показана на рис. 36. Обрабатывав
емук$ деталь 2 надевают на цилиндрическую шейку 3 оправки,
после чего на оправку надевают шайбу 4, а затем навертывают
гайку 5. Этой гайкой деталь закрепляется на оправке, упира-
ясь в буртик /. На левом конце оправки закрепляют болтом
хомутик 6. В таком виде оправку вместе с закрепленной на
ней деталью и хомутиком 6 вставляют в центры при помощи
центровых отверстий, имеющихся в обоих торцах оправки.
* Обработку деталей на оправках см. на стр. 358—362.
45
Центры. На токарных станках применяют различные типы
центров. Наиболее распространенный центр показан на
рис. 37, а. Он состоит из конуса /, на который устанавливается
обрабатываемая деталь, и конического хвостовика 2. Хвостовик
должен точно входить в коническое отверстие шпинделя перед-
ней бабки и пиноли задней бабки.
Детали с наружными конусами на концах обрабатывают в
обратных центрах (рис. .37, б).
Вершина конуса центра должна точно совпадать с осью
хвостовика. Для проверки центр вставляют в отверстие шпин-
деля и приводят его во вращение. Если центр исправен, то вер-
шина его конуса не будет «бить».
Передний центр вращается вместе со шпинделем и обра-
батываемой деталью, -тогда как задний центр в большинстве
случаев неподвижен—о его поверхность трется вращающаяся
деталь. От трения нагреваются и изнашиваются как коничес-
кая поверхность заднего центра, так и поверхность центрового
отверстия детали. Для уменьшения трения необходимо напол-
нить центровое отверстие детали у заднего центра густой смаз-
кой следующего состава: тавот — 65%, мел — 25%, сера — 5%,
графит — 5% (мел, сера и графит должны быть тщательно
растерты).
Отсутствие смазки ведет к сгоранию конца центра, а также
к порче и задирам поверхности центрового отверстия.
При обтачивании деталей на больших скоростях
(??>75 м,!мин) происходит быстрый износ центра и разработка
центрового отверстия детали. Для уменьшения износа заднего
центра его конец иногда оснащают твердым сплавом; лучше
однако применять вращающиеся центры.
На рис. 38 показана конструкция вращающегося центра,
вставляемого в коническое отверстие пиноли задней бабки.
Центр 1 вращается в шариковых подшипниках 2 и 4. Осевое
46
давление воспринимается упорным шариковым подшипни-
ком 5. Конический хвостовик 3 корпуса центра соответствует
коническому отверстию пиноли.
При обработке тяжелых деталей на больших скоростях ре-
2
5
Рис. 38, Вращающийся центр, вставляемый в пиноль задней бабки
зания, а также при срезании стружек большого сечения враща-
ющиеся центры имеют недостаточную жесткость, вследствие
чего возможен и отжим детали, и сильные вибрации в ра-
боте. Чтобы избежать этих явлений, применяют вращаю-
щиеся центры, встроенные в пиноль задней бабки.
Рис. 39. Вращающийся центр, встроенный в пиноль задней бабки
На рис. 39 показана конструкция такого центра. В перед-
ней части пиноли 1 расточено отверстие, в котором установле-
ны передний упорный 3 и задний радиальный 2 подшипники
для втулки 4. Осевая сила воспринимается упорным шарико-
подшипником 3. Втулка 4 имеет коническое отверстие, в кото-
рое вставляют центр 5. Если при помощи стопора соединить
втулку 4 с пинолью /, втулка вращаться не будет. В этом слу-
чае в заднюю бабку можно установить сверло или другой осе-
вой инструмент (зенкер, развертку).
47
Наладка станка для обработки в центрах. Для получения
цилиндрической поверхности при обтачивании заготовки в цен-
трах необходимо, чтобы передний и задний центры находились
О
на оси вращения шпинделя, а резец перемещался параллельно
этой оси. Чтобы проверить правильность расположения цен-
тров, нужно придвинуть задний центр к переднему (рис. 40).
Если вершины конусов цент-
3) ров не совпадают, необходи-
мо отрегулировать положе-
ние корпуса задней бабки
на плите. Без такой регули-
ровки обтачиваемая поверх-
ность получится конической.
Рис. 40. Проверка совпадения центров Несовпадение центров мо-
(вид сверху) жет быть также вызвано по-
паданием грязи или стружки
в конические отверстия
шпинделя или пиноли. Чтобы избежать этого, необходимо перед
установкой центров тщательно вытереть отверстия шпинделя и
пиноли, а также конусную часть центров. Если и после этого
передний центр при вращении, как говорят, «бьет», значит он не-
исправен и должен быть заменен другим.
Убедившись, что центры находятея на одной оси, приступа-
ют к установке детали.
Для этого нужно:
1) выдвинуть пиноль из корпуса задней бабки на
30—50 мм;
2) передвинуть заднюю бабку по станине (в зависимости
от длины обрабатываемой детали), закрепить ее на станине;
3) смазать у детали центровое отверстие для заднего
центра;
4) установить деталь центровым отверстием на передний
центр и, поддерживая ее левой рукой, ввести задний центр в
центровое отверстие детали вращением маховичка задней баб-
ки; пиноль должна иметь небольшой вылет из корпуса задней
бабки: чем меньше выдвинута пиноль, тем z она устойчивее
и тем больше ее жесткость;
5) проверить свободное, но без слабины, вращение детали
в центрах; зажать пиноль в корпусе задней бабки.
Следует всегда помнить, что при точении возникает боль*
шое давление резца на деталь, в результате которого деталь
может быть отжата от резца. При недостаточно надежном
креплении детали или при неправильной установке резца де-
таль будет вырвана из центров, что может привести к несчаст-
ному случаю. Неточность, небрежность и неправильность уста-
новки и закрепления детали и резца часто ведут к браку. Вот
48
почему на установку и закрепление их следует обращать са-
мое серьезное внимание.
При точении деталь нагревается и удлиняется, создавая
усиленный нажим на центры. Чтобы предохранить деталь от
возможного изгиба, а задний центр от заедания, рекомендует-
ся время от времени освобождать задний центр, а затем его
снова поджимать до нормального состояния. Необходимо так-
же периодически дополнительно смазывать центровое отвер-
стие у заднего центра.
§ 4. УСТАНОВКА И ЗАКРЕПЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ В ПАТРОНАХ
Короткие детали обычно устанавливают и крепят в патро-
нах, которые подразделяются на простые и самоцентрирующие.
Простые патроны изготовляют обычно четырехку-
лачковыми (рис. 41). В таких патронах каждый из четырех ку-
лачков (/, 2, 3 и 5) перемещается своим винтом 4 независимо
от остальных. Это позволяет устанавливать и закреплять в них
детали, имеющие несимметричную наружную форму. При за-
креплении детали в четырехкулачковом патроне необходимо ее
правильно установить, чтобы она не била при вращении.
Правильность установки детали можно проверять чертил-
кой рейсмуса (рис. 42). Чертилку рейсмуса подводят к проверя-
Рис. 41 Простой четырех-
кулачковый патрон
Рис. 42. Проверка установки детали при
помощи рейсмуса
емой поверхности, оставляя зазор между ними 0,3—0,5 мм. Де-
тали сообщают медленное вращение и следят за тем, как из-
меняется этот зазор. По результатам наблюдения отжимают
одни кулачки и поджимают другие до тех пор, пока зазор не
станет равномерным по всей окружности детали. После этого
49
деталь окончательно закрепляют всеми четырьмя кулачками,
равномерно поджимая их ключом один за другим.
После закрепления детали в патроне нужно обязательно
вынуть ключ. Если этого не сделать, то при пуске станок мо-
жет сломаться; кроме того, рабочий подвергается опасности
получить увечье.
Самоцентрирующие патроны (рис. 43) в боль-
0)
шинстве случаев применяются трехкулачковые и значительно
реже двухкулачковые. Эти патроны очень удобны в работе, так
как все кулачки перемещаются одновременно, благодаря чему
деталь, имеющая цилиндрическую поверхность (наружную или
внутреннюю), устанавливается и зажимается точно по оси
шпинделя; кроме того, значительно сокращается время на уста-
новку и закрепление детали.
На рис. 43, а показан трехкулачковый самоцентрирующий
патрон. В нем кулачки перемещаются при помощи торцового
четырехгранного ключа, который вставляют в четырехгранное
отверстие 1 (рис. 43, а и б) одного из трех конических зубча-
тых колес 2. Эти колеса сцеплены с большим коническим зуб-
чатым колесом 3. На обратной плоской стороне колеса 3 наре-
зана многовитковая спиральная канавка 4 (рис. 43, в). В от-
дельные витки этой канавки входят нижними выступами все
три кулачка 5. Когда ключом повертывают одно из зубчатых
колес 2, вращение передается зубчатому колесу 3. Вращаясь,
оно посредством спиральной канавки 4 перемещает по пазам
50
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 деталь.
Необходимо обращать внимание на прочный зажим детали
в кулачках патрона. Если патрон в исправном состоянии, то
прочный зажим детали обеспечивается применением ключа с
нормальной ручкой (рис. 44). Другие способы зажима, напри-
мер зажим при помощи ключа и длинной трубы* надеваемой на
ручку, применять запрещается.
Рис. 44. Установка и закрепление детали в патроне
и заднем центре
После зажима детали нельзя оставлять ключ в патроне, так
как это может привести к несчастному случаю или поломке
оборудования.
Кулачки патронов применяют закаленные и сырые.
Обычно пользуются закаленными кулачками, так как они изна-
шиваются медленно. Но при зажиме такими кулачками на де-
талях с чисто обработанными поверхностями остаются следы
в виде вмятин от кулачков. Чтобы избежать получения вмятин,
в этих случаях рекомендуется применять сырые (незакален-
ные) кулачки, которые точно обрабатывают (пригоняют) по
диаметру закрепляемой в них детали.
Сырые кулачки удобны еще и тем, что их можно периоди-
чески растачивать резцом и тем устранять биение патрона, ко-
торое неизбежно при длительной его работе. Растачивают ку*
лачки точно по размеру закрепляемой в них детали.
Установку и закрепление деталей в патро-
не с поддержкой задним центром применяют при
51
обработке длинных и сравнительно тонких деталей (рис. 44),
которые недостаточно закрепить только в патроне, так как си-
ла резания и вес выступающей части детали могут изогнуть ее
и вырвать из патрона.
При снятии детали отжимают кулачки патрону и, поддержи-
вая деталь левой рукой, выводят из нее задний центр, для чего
правой рукой вращают маховичок задней бабки.
§ 5. НАВИНЧИВАНИЕ И СВИНЧИВАНИЕ КУЛАЧКОВЫХ ПАТРОНОВ
Прежде чем навинчивать патрон на шпиндель, необходимо
тщательно протереть тряпкой, смоченной в керосине, резьбу на
конце шпинделя и в отверстии патрона
и затем смазать их машинным маслом.
Легкий патрон подносят обеими руками
непосредственно к концу шпинделя и на-
винчивают его до отказа (рис. 45). Бо-
лее тяжелый патрон рекомендуется по-
ложить на доску или деревянный брусок
специальной формы (рис. 46); подведя
отверстие патрона к концу шпинделя,
навинчивают его до отказа, как и в пер-
Рис. 46. Навинчивание на шпин-
дель тяжелого патрона
Рис. 47. Свинчивание патрона
при помощи ключа
вом случае, вручную. При навинчивании патрона нужно сле-
дить за тем, чтобы не перекосить резьбы.
При навинчивании и свинчивании тяжелого патрона реко-
мендуется прибегать к помощи подсобного рабочего.
52
Свинчивают патрон следующим способом: вставляют в па-
трон ключ (рис. 47) и обеими руками делают рывок на себя.
Другие способы свинчивания, связанные с резкими удара-
ми по патрону или по кулачкам, недопустимы: патрон повреж-
дается, кулачки в его корпусе расшатываются. Чтобы избе-
жать несчастного случая, запрещается свинчивать или
навинчивать кулачковые патроны при вращении шпинделя от
электродвигателя.
§ 6. ПРИЕМЫ ОБТАЧИВАНИЯ ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ
ПОВЕРХНОСТЕЙ
Цилиндрические поверхности обычно обтачивают в два
прохода: сначала начерно снимают большую часть припуска
(2—5 мм на сторону), а затем оставшуюся часть (0,5—1 мм
на сторону). В результате деталь должна получить требуемые
размеры.
Чтобы получить заданный диаметр детали, необходимо
установить резец на требуемую глубину резания, соблюдая
при этом следующий порядок:
1. Сообщают детали вращательное движение.
2. Вращением маховичка продольной подачи и рукоятки
винта поперечной подачи вручную подводят резец к правому
торцу детали так, чтобы его вершина коснулась поверхности
детали.
3. Установив момент касания, отводят вручную резец впра-
во от детали и враще-
нием рукоятки винта
поперечной подачи пе-
ремещают резец на
нужную глубину реза-
ния. После этого обта-
чивают деталь с руч-
ной подачей на длине
3—5 мм, останавлива-
ют станок и измеряют
диаметр обточенной по-
верхности штангенцир-
кулем (рис. 48). Если Рис. 48. Измерение диаметра детали штан-
диаметр получится генциркулем
больше требуемого, ре-
зец отводят вправо и, когда он сойдет с детали, устанавливают
его на несколько большую глубину, снова протачивают поясок
и опять делают промер. Все это повторяют до тех пор, пока не
будет получен заданный размер. Тогда включают механическую
подачу и обтачивают деталь.
53
По окончании прохода выключают механическую подачу,
отводят резец назад и останавливают станок.
Пользование лимбом винта поперечной подачи. Для уско-
рения установки резца на глубину резания у большинства
токарных станков имеется специальное устройство. Оно рас-
положено у рукоятки винта по-
перечной подачи и представ-
ляет собой втулку или кольцо,
на окружности которого нане-
сены деления а (рис. 49). Эта
втулка с делениями называет-
ся лимбом.
Число делений на лимбе и
шаг винта поперечной подачи
у разных станков могут быть
различными. Следовательно,
различным будет и поперечное
Рис. 49. Лимб винта поперечной перемещение резца при пово-
подачи роте лимба на одно деление.
Предположим, что лимб раз-
делен на 100 равных частей, а винт поперечной подачи имеет
резьбу с шагом 5 мм. При полном обороте рукоятки винта, т. е.
на все 100 делений лимба, резец переместится в поперечном
направлении на 5 мм. Если же повернуть рукоятку на одно де«
ление, перемещение резца составит 5 : 100=0,05 мм.
Рис. 50. Установка резца на глубину резания по лимбу
Деление отсчитывают относительно риски на неподвижной
втулке винта (на рис. 49 эта риска совпадает с 30-м штрихом
лимба).
Следует иметь в виду, что при перемещении резца в попе-
речно^ направлении радиус детали после прохода резца
уменьшится на такую же величину, а диаметр детали — на
удвоенную.
54
Таким образом, чтобы уменьшить диаметр детали, напри-
мер, с 50,2 до 48,4 мм, т. е. на 1,8 мм, необходимо переме-
стить резец вперед на половинную величину, т. е. на 0,9 мм.
Устанавливая резец на глубину резания при помощи лим-
ба винта поперечной подачи, необходимо учитывать зазор
между винтом и гайкой, образующий так называемый «мерт-
вый ход». Если упустить это из виду, то диаметр обработанной
детали будет отличаться от заданного. Поэтому при установ-
ке резца на глубину резания при помощи лимба необходимо
соблюдать следующее правило. Всегда подходить к требуемой
установке по лимбу медленным правым вращением рукоятки
винта (рис. 50, а); требуемая установка — 30-е деление лим-
ба. Если рукоятка винта поперечной подачи окажется повер-
нутой на большую величину (рис. 50, 6), то для исправления
ошибки ни в коем случае не подавать рукоятку назад, а сде-
лать почти полный оборот в обратную сторону и затем вра-
щать рукоятку снова вправо до требуемого деления по лимбу
(рис. 50, в). Так же следует отводить резец назад; вращая
рукоятку влево, отводят резец больше чем это нужно, а затем
правым вращением подводят
его к требуемому положению.
Пользование лимбом про-
дольной подачи. Современные
токарно-винторезные станки
наряду с лимбом поперечной
подачи, как правило, оснащены
лимбом продольной подачи.
Этот лимб представляет со-
бой диск большого диаметра
(рис. 51), расположенный, на
передней стенке фартука за ма-
ховичком продольной подачи.
На окружности лимба нанесе-
ны равные деления (цена каж-
дого деления 0,1 мм). При вра-
щении маховичка поворачи-
вается лимб, связанный зубча-
той передачей с колесом про-
дольной подачи. Таким обра-
зом, если в начале резания
лимб установить на нулевое де-
Рис. 51. Лимб продольной подачи
ление, то определенному продольному перемещению суппорта с
резцом соответствует поворот лимба на определеннее число де-
лений относительно неподвижной риски.
Зная цену одного деления лимба и длину обрабатываемого
участка детали, токарь, не прибегая к измерению, может оп-
ределить, на какое число делений должен повернуться лимб
55
относительно риски. Такой способ позволяет значительно со-
кратить время обработки, особенно деталей ступенчатой
формы.
§ 7. ПРИЕМЫ ОБТАЧИВАНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
С УСТУПАМИ
При обработке на токарных станках партии деталей сту-
пенчатой формы (ступенчатые валики), длины отдельных сту-
пеней которых должны быть постоянными, для сокращения
времени на измерение длины применяют продольный упор, ог-
раничивающий перемещение резца, и лимб продольной подачи.
Использование продольного упора. На рис. 52 показан про-
дольный упор. Он закрепляется бол-
тами на передней направляющей
станины; место закрепления упора
зависит от длины обтачиваемого
ММ1ДО участка детали.
II||1|р При наличии на станке продоль-
и ного упора можно обрабатывать ци-
!Ц| линдрические поверхности с уступа-
ми без предварительной разметки;
„ при этом, например, ступенчатые ва-
йе. 52. Продольный упор дики обтачиваются за одну установ-
ку значительно быстрее, чем без упо-
ра. Достигается это укладкой между упором и суппортом огра-
ничителя длины (мерной плитки), соответствующего по длине
ступени валика.
Пример обтачивания ступенчатого валика при помощи упо-
ра 1 и мерных плиток 2 и 3 показан на рис. 53. Ступень а\
обтачивается до тех пор, пока суппорт не упрется в мерную
плитку 3. Сняв эту плитку, можно обтачивать следующую сту-
пень валика длиной «2 до момента, когда суппорт упрется в
плитку 2, и, наконец, сняв плитку 2, протачивают ступень а3.
Как только суппорт дойдет до упора, выключают продольную
подачу.
Применять жесткие упоры можно только на станках с ав-
томатическим выключением подачи при перегрузке. Если ста-
нок такого устройства не имеет, то обтачивать по упору можно
лишь при условии заблаговременного выключения механиче-
ской подачи и доведения суппорта до упора вручную, иначе
поломка станка неизбежна.
Использование поперечного упора. Точные по размеру диа-
метров детали можно обтачивать с помощью лимба винта по-
перечной подачи и штангенциркуля.
Однако такой способ обработки отнимает много времени
на установку резца на нужный размер, на точное измерение
56
диаметров и может быть использован лишь при изготовлении
небольшого количества деталей.
Для сокращения времени, затрачиваемого на измерение
диаметров при обработке партии деталей, на некоторых токар-
ных станках используют поперечные упоры.
Рис. 53. Обтачивание цилиндрических поверхностей
с уступами при помощи продольного упора и огра-
ничителей длины
Один из таких упоров показан на рис. 54. Упор состоит из
двух частей. Неподвижную часть 4 устанавливают на каретке
и закрепляют болтами 5; упорный штифт 5 неподвижен. Под-
вижный упор 2 устанавливают и закрепляют болтами 1 на
нижней части суппорта. Винт 6 устанавливают точно на тре-
буемый размер детали. Конец винта 6, упираясь в штифт 5,
предопределяет требуемый размер детали.
Помещая между штифтом 5 и винтом 6 мерные плитки,
можно обтачивать детали со ступенями различных диаметров.
На рис. 55 показан пример обтачивания детали ступенча-
той формы диаметром 100, 90, 70 и 60 мм при помощи попе-
речного упора и мерных плиток. При обработке таких деталей
требуется затратить много времени на подвод и отвод резца,
установку резца на нужный размер, измерения, пуск и оста-
новку станка.
Чтобы получить точные размеры и сократить количество
измерений, токарь-новатор П. Быков после установки первой
детали и снятия пробных стружек «нащупывает» диаметр
60 мм и обтачивает его. Затем, не перемещая резца, закреп-
ляет на каретке неподвижный упор 2 (рис. 55, а) так, чтобы он
57
соприкасался с подвижным упором 1 на нижней части суппорта.
Такое закрепление подвижного и неподвижного упоров опреде-
ляет в дальнейшем положение резца пр!* обтачивании диаметра
60 мм у всех последующих деталей.
Рис. 54. Поперечный упор
Рис. 55. Обтачивание детали ступенчатой формы при помощи поперечного упора
и мерных плиток
Устанавливать резец на глубину при обтачивании ступеней с
диаметром 70, 90 и 100 мм следует с помощью мерных плиток.
58
Для обтачивания ступени диаметром 70 мм нужно отвести резец
70 - 60 г
на —— = 5 мм.
Используя плитку с точным размером 5 мм, отводят резец
от уступа диаметром 60 мм и, закрепляя плитку между под-
вижными и неподвижными упорами (рис. 55, б), обтачивают
уступ диаметром 70 мм.
Для установки резца на диаметр 90 мм используют плитку тол-
щиной 60 = 15 мм (рис. 55, в), а на ступень диаметром 100 мм—
плитку толщиной ---2---= 20 мм (рис. 55, г).
В рассмотренном примере показано применение поперечно-
го упора и мерных плиток для получения требуемых размеров
по диаметру. Если использовать, кроме поперечного упора,
также и продольный упор (см. рис. 53), то можно, не прибе-
гая к дополнительным измерениям, выдерживать одинаковые
размеры не только по диаметру, но и по длине у всех обрабаты-
ваемых деталей данной партии.
§ 8. ЭЛЕМЕНТЫ РЕЖИМА РЕЗАНИЯ ПРИ ОБТАЧИВАНИИ
Под режимом резания подразумеваются принятые глубина
резания, подача и скорость резания, с которыми производится
обработка детали.
Глубина резания при обтачивании выбирается в зависимо-
сти от припуска на обработку и вида обработки — черновой
или чистовой. Припуск на обработку обычно снимают за два
прохода, из которых первый проход является черновым, а вто-
рой — чистовым; в среднем машиностроении при черновой об-
работке глубину резания принимают в большинстве случаев
от 2 до 5 мм, а при чистовой — 0,5—1 мм.
Подача также зависит от вида обработки: при черновом
обтачивании подачу принимают от 0,3 до 1,5 мм)об, а при чи-
стовом — от 0,1 до 0,3 мм!об.
Скорость резания выбирают по специально разработанным
таблицам * в зависимости от качества обрабатываемого мате-
риала, материала резца, глубины резания, подачи, охлажде-
ния и др.
Величины скорости резания при обтачивании резцами из
быстрорежущей стали приведены в табл. 1; при обтачивании
резцами с пластинкой твердого сплава скорости резания, при-
веденные в табл. 1, могут быть увеличены в среднем в 3—4
раза.
* Центральное бюро промышленных нормативов по труду. Общемашино-
строительные нормативы режимов резания и времени для технического нор-
мирования работ на токарных станках. Машгиз, 1959.
59
§ 9. УХОД ЗА РЕЗЦОМ
Чтобы резец хорошо работал, его нужно содержать в об-
разцовом состоянии. Перечислим основные правила обраще-
ния с резцами:
1) правильно устанавливать резец в резцедержателе (см.
рис. 31 и 32);
2) включать охлаждение, как только резец начнет резать;
3) не доводить резец до сильного затупления;
4) прежде чем остановить станок, выключить механиче-
скую подачу, а затем отвести резец; после отвода резца оста-
новить станок.
§ 10. ИЗМЕРЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ОБТАЧИВАНИИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ
ПОВЕРХНОСТЕЙ
Наружные диаметры деталей можно измерять различными
измерительными инструментами в зависимости от того, с ка-
кой точностью нужно измерить обработанную деталь. При
черновом обтачивании диаметр измеряют кронциркулем с линей-
кой, штангенциркулем с точностью отсчета 0,1 мм. При обта-
чивании точных цилиндрических поверхностей диаметр изме-
ряют прецизионным (т. е. точным) штангенцир-
кулем с точностью отсчета 0,02 мм или микрометром с точно-
стью отсчета 0,01 мм. Диаметры деталей, изготовленных по до-
пускам, обычно проверяют предельными скобами.
Рис 56 Определение размера, измеренного кронциркулем,
по измерительной линейке
Измерение диаметра обтачиваемой детали кронциркулем и
штангенциркулем. Измерение кронциркулем производят при по-
мощи линейки. Разведя ножки кронциркуля несколько больше
измеряемого размера, легким простукиванием об обрабатыва-
емую заготовку или о любой твердый предмет, сближают их
60
Таблица 1
Скорости резания, м/мин, при обтачивании резцами из быстрорежущей стали
Глубина резания, мм Подача, мм/об Обрабатываемый материал
Сталь Чугун НВ 160— 200 к.Г/ммг Бронза ав-_30- 38 кГ/мм*
зв = 45 кГ/ммг ав=65 кГ/мм* ав=-75 кГ/ммг
0,3 0,1 133 80 65 56 138
0,2 128 76 63 50,5 118
0,1 125 76 61,5 50,5 128
0,5 0.2 119 71 58,5 45 ПО
0,3 109 67 54 39,5 92,5
0,2 111 67 54 39,5 98
1 0,3 102 62 49.5 34 82,5
0,5 84 51 42 28 64
0,3 98 58,5 47,5 31,5 77
1,5 0,4 91 56 45 28,5 68
0,5 80 49 39,5 26,5 59,5
0,3 94 57 46 29,5 74
2 0,5 78 48 38,5 25 57
0,6 69 42,5 34 23 50.5
03 83 49,5 40 26,5 62 5
3 0,5 68 41,5 33 22 48,5
0,75 53 33 26 18,5 38,5
0,5 61 38 . 30 21 43
4 0,75 49 30 24 17 34
1,0 40,5 25 ^0 15,5 28,5
0,5 58 35 28 19 39,5
5 0,75 46 28 22 16,3 30
1,0 38 23,5 18,5 14.5 26
1,2 34 21 16,5 13 23
61
концы так, чтобы они касались наружных поверхностей дета-
ли. Затем этот раствор ножек переносят на измерительную
линейку, как показано на рис. 56. Наибольшая точность изме-
рения кронциркулем с линейкой —0,25 мм.
При измерении диаметра обтачиваемой детали штанген-
циркулем необходимо сле-
дить за тем, чтобы губки
штангенциркуля были рас-
положены в плоскости, пер-
пендикулярной оси детали
(рис. 57), иначе результаты
измерений будут неправиль-
ными.
Для получения правиль-
ных показаний штангенцир-
куля необходимо:
1) производить измере-
ния только после остановки
станка;
Рис. 57.
Измерение диаметра детали
штангенциркулем
тельные
2) при особо точных ра-
ботах измерять детали толь-
ко после их охлаждения;
3) прижимать измери-
поверхности губок штангенциркуля к детали с неболь-
шим усилием.
Закончив измерение, штангенциркуль нужно тщательно об-
тереть, смазать тонким слоем технического вазелина и уло-
жить в футляр.
Измерение диаметра обтачивае-
мой детали микрометром. При из-
мерении диаметра детали микромет-
ром сначала отпускают стопорное
кольцо, затем берут микрометр ле-
вой рукой за скобу и наводят его
на измеряемую деталь (рис. 58).
Большим и указательным пальцами
правой руки .вращают за трещотку
барабан микрометра до тех пор, по-
ка измерительные поверхности ми-
крометра не коснутся поверхности
детали; последние пол-оборота тре-
щотки следует делать медленно. По- Рис* Пи3ЗппИДтппмМетра
J детали микрометром
еле этого крепят винт стопорным
устройством, а затем скользящим
движением снимают микрометр с измеряемой детали и произ-
водят отсчет.
При пользовании микрометром . необходимо: не измерять
62
вращающихся деталей, а также деталей, нагревшихся во вре-
мя обработки. После измерения микрометр надо тщательно про-
тереть и смазать; хранить его нужно в особом футляре, чтобы
защитить от повреждений, пыли и тепловых влияний.
Проверка наружных диаметров деталей предельными калиб-
рами. Для проверки наружных диаметров деталей, изготовлен-
ных по допускам, пользуются предельными калибрами-скобами*
Рис. 59 Поверка наруж-
ного диаметра двусторон-
ней предельной скобой
Рис 60. Односторонняя
предельная скоба
Рис. 61. Регулируемая пре-
дельная скоба
применяют односторонние
При измерении наружного диаметра детали (рис. 59) про-
ходная сторона скобы должна легко
деталь под собственным весом, а
непроходная сторона — не должна
находить на нее.
Если измеряемый валик прохо-
дит в большую сторону скобы, сле-
довательно, его размер не превыша-
ет допустимого, а если нет — значит
размер его слишком велик. Если же
валик проходит также и в меньшую
сторону скобы, то это значит, что
его диаметр слишком мал, т. е.
меньше допустимого — такой валик
является браком.
Для измерения валов большого
диаметра, вместо двусторонних скоб
(рис. 60), у которых обе пары измерительных поверхностей на-
ходятся одна за другой. Передними измерительными поверхно-
стями такой скобы проверяют наибольший допускаемый диа-
метр детали, а задними — наименьший.
Эти скобы имеют меньшую массу и значительно ускоряют
процесс контроля, так как для измерения достаточно один
раз наложить скобу на проверяемую деталь.
На рис. 61 показана регулируемая предельная
скоба. У этих скоб при их износе путем перестановки измери-
находить на измеряемую
63
тельных штифтов можно восстановить правильные размеры.
Кроме того, их можно отрегулировать для заданных размеров и
таким образом небольшим набором скоб проверять большое
количество размеров.
Для перестановки на новый размер нужно ослабить сто-
порные винты 1 на левой губке, соответственно передвинуть из-
мерительные штифты 2 и 3 и снова закрепить винты 1.
§ 11. БРАК ПРИ ОБТАЧИВАНИИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
И МЕРЫ ЕГО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ
При обтачивании цилиндрических поверхностей возможны
следующие виды брака:
1) часть поверхности детали осталась необработанной;
2) размеры обточенной поверхности неправильны;
3) обточенная поверхность получилась конической;
4) обточенная повёрхность получилась овальной;
5) шероховатость обработанной поверхности не соответствует
указаниям в чертеже.
1. Часть поверхности детали остается необработанной
из-за неправильных размеров заготовки, недостаточного при-
пуска на обработку, плохой правки (кривизна) заготовки, не-
правильной установки и неточной выверки детали, неточного
расположения центровых отверстий и смещения заднего
центра. Такой брак обычно неисправим.
Чтобы предупредить брак такого вида, необходимо:
а) осматривать заготовку и проверять сомнительные раз-
меры ее;
б) следить за достаточной величиной припуска на обра-
ботку;
в) тщательно править заготовку перед её установкой на
станок;
г) проверять правильность установки заготовки;
д) следить за правильным расположением центровых от-
верстий;
е) проверять правильность установки заднего центра.
2. Неправильные размеры обточенной поверхности воз-
можны при неточной установке резца на глубину резания или
при неправильном измерении детали при снятии пробной
стружки. Исправить этот брак можно повторным обтачивани-
ем только в том случае, если размер диаметра детали полу-
чился больше требуемого. При получении диаметра детали
меньше требуемого брак неисправим. Устранить причины
этого вида брака можно и должно повышением внимания то-
каря к выполняемой работе.
64
3. Конусность обточенной поверхности получается обычно
в результате смещения заднего центра относительно переднего.
Для устранения причины этого вида брака необходимо пра-
вильно установить задний центр (см. рис. 40). Обычной причи-
ной смещения заднего центра является попадание грязи или
мелкой стружки в коническое отверстие пиноли. Очисткой
центра и конического отверстия пиноли можно устранить и
эту причину брака. Если и после очистки вершины конусов пе-
реднего и заднего центров не совпадают, надо соответственно
переместить корпус задней бабки на ее плите.
Исправить этот вид брака повторным обтачиванием можно
только в том случае, если меньший диаметр конуса равен или
больше требуемого размера.
4. Овальность обточенной детали получается при биении
шпинделя вследствие неравномерной выработки его подшип-
ников или неравномерного износа его шеек. Предупредить
брак по этой причина можно своевременной проверкой и ре-
монтом станка. ।
Указанный вид брака получается также при биении перед-
него центра вследствие попадания грязи или мелкой стружки
в коническое отверстие шпинделя.
Очисткой переднего центра и конического отверстия шпин-
деля можно устранить брак по этой причине.
5. Недостаточная чистота поверхности при обтачивании
может быть по ряду причин: большая подача резца, примене-
ние резца с неправильными углами, плохая заточка резца, ма-
лый радиус закругления вершины резца, большая вязкость
материала детали, вибрации резца из-за большого вылета из
резцовой головки, недостаточно прочное крепление резца,
увеличение зазора между отдельными частями суппорта, дро-
жание детали из-за слабого крепления ее или вследствие изно-
са подшипников и шеек шпинделя.
Перечисленные в п. 5 причины брака могут быть своевре-
менно устранены. Исправить этот брак иногда удается сня-
тием тонкой отделочной стружки.
§ 12. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБТАЧИВАНИИ
ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Во всех случаях обработки на токарных станках необхо-
димо обращать внимание на прочное закрепление детали и
резца. Надежность крепления детали, обрабатываемой в цен-
трах, в значительной мере зависит от состояния центров.
Нельзя работать с изношенными центрами, так как под дей-
ствием силы резания деталь может вырваться из центров, от-
лететь в сторону и нанести токарю ранение.
3 зак. 529
65
Рис 62. Поводковая планшайба с предохра-
нительным кожухом
При обработке деталей в центрах и патронах выступающие
части хомутика и кулачки патрона нередко захватывают
одежду рабочего. Эти же
части могут явиться при-
чиной повреждения рук
при измерениях детали и
уборке станка на ходу.
Для предупреждения не-
счастных случаев следует
снабжать хомутики пре-
дохранительными щитка-
ми или применять безо-
пасные хомутики, а ку-
лачковые патроны ограж-
дать.
На рис. 62 показан
предохранительный кожух
поводковой планшайбы,
ограждающий хомутик.
Менее опасны хомутики с;
отогнутым хвостом (см.
рис. 34). Тип безопасного
хомутика показан на рис.
= 63: обод 1 прикрывает не
только головку болта 2,
но и конец пальца 3 по-
водкового патрона.
Для защиты рук и
одежды токаря от высту-
пающих частей патрона
или планшайбы на совре-
J
Рис. 63. Безопасный хомутик с
поводком
менных токарных станках
применяют специальное ограждение (рис. 64). Кожух 1 приспо-
собления шарнирно соединен с осью 2, закрепленной на корпу-
се передней бабки. При установке и снятии детали кожух отки-
дывают.
При установке детали в центрах нужно обращать внимание
на правильность центровых отверстий. При недостаточной их
глубине деталь во время вращения может выскочить из цент-
ров, что очень опасно. После закрепления детали в патроне надо
проверить, вынут ли ключ. Если ключ остался в патроне, то при
вращении шпинделя он ударится о станину и отлетит в сторону.
В этом случае возможны и поломка станка, и нанесение ранения
рабочему.
Часто причиной несчастных случаев становится стружка,
особенно сливная, которая при высоких скоростях резания
сходит непрерывной лентой. Такую стружку ни в коем случае
66
нельзя удалять или обрывать руками — она может сильно
порезать и вызвать ожог. Во всех возможных случаях следует
применять стружколоматели,* т. е. особые устройства,
обеспечивающие размельчение сливной стружки на корот-
кие спиральные витки. В крайнем случае, когда ломка
стружки не достигается, удалять ее следует специальным
крючком.
При обработке материалов, дающих короткую отскакиваю-
щую стружку, необходимо пользоваться защитными очками
или применять предохранительные щитки из небьющегося
Рис. 64. Специальное ограж-
дение кулачкового патрона
Рис. 65. Применение предохранитель-
ного щитка на токарном станке
стекла или целлулоида (рис. 65), прикрепляемые на шарнир-
ной стойке к каретке. Сметать мелкую стружку, получающу-
юся при обработке хрупких металлов (чугуна, твердой брон-
зы), нужно не руками, а щеткой.
Возможны ранения и увечья при зачистке деталей шкуркой
и напильником вследствие небрежной работы и соскальзыва-
ния напильника. Следует быть особенно внимательным при
выполнении этих операций.
Ранение рук возможно при установке и закреплении резцов
в результате срыва ключа с головок крепежных болтов резце-
держателя. Срыв ключа происходит при изношенных губках
ключа и головках болтов. Часто, однако, срыв происходит
и оттого, что токарь пользуется ключом, размер которого не
соответствует размеру болта.
* О стружколомателях см. стр. 321—323.
3»
67
Установка резца по высоте центров при помощи различных
неприспособленных для этого подкладок (металлических об-
резков, кусочков ножовок и др.) не обеспечивает устойчивого
положения резца во время его работы. Под действием давле-
ния стружки такие подкладки смещаются и установка резца
разлаживается, при этом ослабевает и крепление резца. В ре-
зультате этого подкладки и резец могут выскочить из резцо-
вой головки и поранить токаря. Кроме того, во время уста-
новки резца и при работе на станке возможны повреждения
рук об острые кромки металлических подкладок. Поэтому ре-
комендуется каждому токарю иметь набор подкладок, различ-
ных по толщине и с хорошо обработанными опорными плос-
костями и краями.
Контрольные вопросы
1. Как правильно установить резец в резцедержателе?
2. Как устанавливают и закрепляют детали при обтачивании цилиндри-
ческих поверхностей?
3. В чем различие между условиями работы переднего и заднего
центров?
4. Чем отличается устройство самоцентрирующего патрона от устройства
четырехкулачкового патрона?
5. Как произвести выверку детали при ее установке в четырехкулачко-
вом патроне?
6. Каково назначение лимба винта поперечной подачи? Как определить
цену деления на шкале лимба?
7. Какие инструменты применяют для измерения цилиндрических по-
верхностей?
8. Какие виды брака возможны при обтачивании цилиндрических по-
верхностей? Как устранить причины брака?
9. Перечислите -основные правила техники безопасности при обтачива-
нии цилиндрических поверхностей.
Глава V
ОБРАБОТКА ТОРЦОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И УСТУПОВ
§ 1. РЕЗЦЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ОБРАБОТКЕ ТОРЦОВЫХ
ПОВЕРХНОСТЕЙ И УСТУПОВ, И ИХ УСТАНОВКА
Торцовые поверхности деталей подрезают на токарных
станках подрезными торцовыми резцами
(рис. 66). Эти резцы делятся на правые и левые. На рис. 66, а
показан правый отогнутый подрезной резец, а на рис. 66, б —
применение этого резца. Отогнутый подрезной резец можно
использовать в труднодоступных местах, например когда при-
ходится вплотную подводить резец к кулачкам патрона.
Для этих же целей часто применяют проходные
отогнутые резцы (рис, 67). Эти резцы имеют более
68
массивную режущую часть по сравнению с подрезными рез-
цами и допускают более высокие режимы резания.
Торцовые поверхности обычно подрезают от периферии
к центру.
Рис. 66 Отогнутый подрезной резец
При подрезании торцовых поверхностей и уступов вершина
резца должна быть установлена точно по высоте центров.
При подрезании буртиков и уступов, применяют проход-
ные упорные резцы (рис. 68, а). Такими резцами рабо-
тают с продольной подачей: после
обтачивания цилиндрической по-
верхности подрезают уступ (рис.
68, б).
При подрезании торцов деталей,,
устанавливаемых в центрах, обыч-
ный задний центр применять не сле-
дует, так как можно повредить ре-
жущую кромку резца. В таких слу-
чаях рекомендуется ставить полу-
центр (рис. 69, а), обеспечиваю-
щий подрезание всего торца. Еще
Рис. 67. Подрезание торца
проходным отогнутым резцом
лучше применять центровые о т-
Рис. 68. Проходной упорный резец
69
верстия с предохранительным конусом (рис. 69, б).
Подрезание ведется в обоих случаях подрезным резцом
(рис. 70) с подачей от наружной поверхности к центру. Этот ре-
зец имеет главную режущую кромку 1 и вспомогательную кром-
ку 2. Главная режущая кромка сильно скошена по отношению к
Рис. 69. Подрезание торца подрезным
резцом
Рис. 70. Подрез-
ной резец
линии центров станка (образует с ней угол 15—20°), что позво-
ляет подводить вершину резца ближе к заднему центру; вспомо-
гательная кромка обычно наклонена под углом 5° к торцовой
поверхности.
§ 2. ПРИЕМЫ ПОДРЕЗАНИЯ ТОРЦОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
И УСТУПОВ
' При подрезании торцовых поверхностей и уступов у ко-
ротких круглых деталей их закрепляют в самоцентрирующем
патроне (рис. 71); короткие детали некруглой формы устанав-
ливают на планшайбе или в четырехкулачковом патроне.
Длинные детали в виде валов, осей обычно устанавливают
в центрах, а детали, имеющие диаметр более 200 мм, устанав-
ливают и закрепляют одним концом в патроне, а другой конец
поддерживают задним центром. Прутки и длинные заготовки
небольших диаметров обычно пропускают через сквозное отвер-
стие шпинделя, выдвигая их из него на требуемую длину
и зажимая в патроне.
Если подрезаемая плоскость является основной поверх-
ностью детали, например у фланцев, дисков, плит, то при
установке этих деталей в патроне нужно проверить перпенди-
кулярность расположения подрезаемой поверхности относитель-
но оси шпинделя. Это делают при помощи рейсмуса или инди-
катора. Если торцовая поверхность детали бьет, необходимо
исправить установку. Установку более длинных деталей сле-
дует проверять по их цилиндрической поверхности.
70
Рис 71. Закрепление короткой круглой
детали в самоцентрирующем патроне
при подрезании торца
нажиме пиноли задней бабки
Если при подрезании на детали нескольких уступов требу-
ется выдержать большую точность в расположении уступов по
длине, можно сначала разметить их положение, проточив мел-
кие риски резцом с острой вершиной. Размечают риски при
помощи линейки, шаблона (рис. 72, а) или нутромера (рис. 72, б).
При подрезании значитель-
ного количества одинаковых
деталей с уступами следует
применять продольную подачу
в соединении с упором, ограни-
чивающим перемещение суп-
порта (см. рис. 53).
При обработке деталей сту-
пенчатой формы по упорам,
когда требуется выдержать
длины отдельных ступеней не-
зависимо от глубины центро-
вых отверстий, успешно приме-
няют плавающие центры
(рис. 73). Такой центр 5, смон-
тированный внутри корпуса 2,
вставляют в коническое отвер-
стие шпинделя передней бабки.
Пружина 1 стремится отжать
центр вправо и создать кон-
такт центра с деталью. Уста-
новленная в центры деталь при
доводится торцом до закаленного упора 4, прикрепленного к
торцу корпуса 2. После этого плавающий центр стопорится бол-
том 3 на время обработки данной детали. После обработки де-
тали болт 3 должен быть освобожден. Придерживая обработан-
ную деталь левой рукой, правой рукой отводят задний центр и
освобождают деталь.
Токарь-новатор Кулагин при подрезании торца детали
с отверстием (рис. 74) использует одновременно два резца:
1 и 2. Резцы закрепляют с одинаковым вылетом в специальной
державке 3, которая закрепляется в резцовой головке 4. Ре-
зец 1 подрезает торец с наружного диаметра, а резец 2, уста-
новленный в резцовой головке режущей кромкой вниз,—
с внутреннего. Благодаря одновременной обработке двумя рез-
цами длина обработки, а следовательно, и время обработки
сокращаются в два раза.
Режим резания при подрезании. При подрезании торцовых
поверхностей и уступов с поперечной подачей толщина снима-
емого слоя представляет глубину резания Z, а подача s равна
величине перемещения резца за один оборот в поперечном
направлении (см. рис. 14, в). Рекомендуется применять сле-
71
дующие поперечные подачи: для черновой обработки — от
0,3 до 0,7 мм!об при глубине резания от 2 до 5 лии, а для
чистовой — от 0,1 до 0,3 мм/об при глубине резания 0,7—1 мм.
Риска
Рис. 72. Разметка мест под риски:
а — при помощи линейки и шаблонов, б — при помощи нутромеров
Рис. 73. Плавающий центр
При подрезании торцовых поверхностей скорость резания
непостоянна и уменьшается к центру детали по мере умень-
шения диаметра обработки. При подрезании торцов скорость
резания подсчитывают по большему диаметру. Однако, учиты-
72
вая, что при этой скорости резец работает недолго, а затем
скорость уменьшается, надо при выборе скоростей резания при
подрезании быстрорежущими резцами умножать значения ско-
Рис. 74. Подрезание торца детали двумя резцами
по методу токаря-новатора Кулагина
рости резания, приведенные в табл. 1 (стр. 61), на коэффи-
циент 1,05.
§ 3. ПРИЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТОРЦОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
И УСТУПОВ
Прямолинейность торцовой поверхности можно проверить
линейкой (рис. 75), которую прикладывают к торцовой поверх-
ности. Наличие зазора можно определить на просвет, а его
величину — специальной мерной пластинкой — щупом.
Правильность расположения уступов по длине вала прове-
ряют линейкой (рис. 76, а), нутромером (рис. 76, б) либо
более точно штангенглубиномером (рис. 76, в). Для точной
проверки большого количества одинаковых деталей приме-
няют шаблоны (рис. 76, г).
§ 4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПОДРЕЗАНИИ ТОРЦОВЫХ
ПОВЕРХНОСТЕЙ И УСТУПОВ
Подрезая торцовые поверхности и уступы, необходимо
обращать внимание на прочность закрепления детали в па-
троне; при недостаточно прочном закреплении деталь может
73
Рис. 75. Проверка
прямолинейности
торца линейкой
Рис. 76 Проверка расположения уступов
вала по длине.
а ~ линейкой, б — нутромером,' в — штангенглу-
биномером, г — шаблоном
74
вырваться из патрона и поранить токаря. Особенно вниматель-
ным нужно быть при подрезании торцовой поверхности или
уступа, близко расположенного к кулачкам патрона, так как
здесь возможны захват одежды, ранение токаря и поврежде-
ние станка.
§ 5. БРАК ПРИ ПОДРЕЗАНИИ ТОРЦОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
И УСТУПОВ И МЕРЫ ЕГО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ
При подрезании торцовых поверхностей и уступов воз-
можны следующие виды брака:
1) часть торцовой поверхности или уступа осталась необ-
работанной;
2) торцовая поверхность или уступ неправильно располо-
жены по длине детали;
3) уступ расположен неперпендикулярно к оси детали;
4) чистота торцовой поверхности или уступа недостаточна.
1. Часть торцовой поверхности или уступа остается необра-
ботанной вследствие неверных размеров заготовки, малого
припуска на обработку, неправильной установки и неточной
выверки детали в патроне, неправильной установки резца по
длине детали или по высоте центров.
Такой брак обычно неисправим, но предупредить его
можно:
а) проверкой размеров заготовки;
б) увеличением припуска на обработку;
в) проверкой правильности установки детали и резца.
2. Неправильное расположение торцовой поверхности или
уступа по длине получается при неверном или неточном нане-
сении риски на поверхности детали, при неточной установке
резца или несвоевременном выключении' самохода (при про-
дольной подаче), а также при осевом смещении детали
в патроне в результате недостаточно прочного ее закрепления.
Если при этом граница уступа перейдена, то брак неисправим.
Предупредить такой брак можно более тщательным нанесени-
ем рисок, проверкой установки резца и прочности закрепления
детали в патроне, а также своевременным выключением само-
хода при работе с продольной подачей.
3. Неперпендикулярное расположение торцовой поверх-
ности или уступа к оси детали при работе с поперечной пода-
чей получается при неточности направляющих суппорта,
вследствие отжима резца из-за его чрезмерно большого вылета
или слишком малого сечения, непрочного закрепления резца
в резцовой головке, а также из-за завышенных подачи и глу-
бины резания. При работе с продольной подачей обычная при-
чина брака — неправильная установка резца. Устранив пере-
численные причины, брак, указанный в п. 3, можно избежать.
75
4. Недостаточная чистота торцовой поверхности или уступа
получается в результате завышенной подачи, большого вылета
резца, неправильной заточки и значительного износа резца,
большой вязкости обрабатываемого металла, биения шпинделя
или патрона.
Брак исправим, если возможно повторное подрезание или
зачистка торца (уступа). Предупредить такой брак можно
своевременным устранением причин, вызывающих его.
Контрольные вопросы
1. Какие способы установки и закрепления детали при подрезании
торцовых поверхностей и уступов вам известны?
2. Какие особенности имеет конструкция подрезного резца?
3. Как правильно установить подрезной резец?
4. Может ли торцовая поверхность детали при подрезании получиться
конической формы (как показано на рис. 75)? Чем это может быть вызвано?
5. Какое направление — к центру или от центра — должен иметь резец
при подрезании торцовой поверхности?
6. Как проверить прямолинейность подрезанной торцовой поверхности.
7. Как подрезают торцовую поверхность при установке детали
в центрах?
8. Какие существуют способы подрезания уступов?
9. Что является глубиной резания при подрезании торцовой по-
верхности?
10. Как выбрать величину скорости резания при подрезании торцовой
поверхности?
11. Укажите основные виды и причины брака при подрезании торцовых
поверхностей и уступов.
Глава VI
ВЫТАЧИВАНИЕ НАРУЖНЫХ КАНАВОК И ОТРЕЗАНИЕ
§ 1. РЕЗЦЫ ДЛЯ ВЫТАЧИВАНИЯ КАНАВОК И ОТРЕЗАНИЯ, ИХ УСТАНОВКА
У резцов, предназначенных для вытачивания узких кана-
вок, форма режущей кромки должна точно воспроизводить
профиль канавки.
Прорезные (канавочные) резцы изготовляют прямы-
ми (рис. 77). Так как канавки обычно имеют небольшую ши-
рину, то и режущую кромку резца делают узкой, что создает
опасность его поломки. Эта опасность увеличивается еще тем,
что головку резца суживают по направлению к стержню на
1—2° с каждой стороны (рис. 78) для уменьшения трения боко-
вых поверхностей резца о стенки канавки. Для повышения
прочности прорезных резцов высоту их головки делают в не-
сколько раз больше ширины режущей кромки. С этой же
целью головке придают небольшой передний угол или делают
радиусную (криволинейную) заточку.
76
Для отрезания при-
с более длинной го-
Рис. 77. Прорезной
резец
Рис. 78 Устройство
головки прорезного
резца
Отрезание состоит в том, что пруток (заготовку) проре-
зают с поверхности до центра, в результате чего от прутка
отделяется необходимая часть заготовки,
меняют резцы, подобные прорезным, но
ловкой (рис. 79). Чтобы сократить поте-
ри материала при отрезании, изготовля-
ют отрезные резцы с возможно узкой ре-
жущей кромкой. Ширину а отрезного
резца обычно выбирают 1,5; 2; 3; 4; 5; 6;
8 и 10 мм (ориентировочно а=0,6 D°>5,
где D — диаметр разрезаемой заготовки
в мм).
Длина головки отрезного резца долж-
на быть немного больше половины диа-
метра отрезаемого прутка или заго-
товки.
Отрезные и прорезные резцы изготов-
ляют обычно с неразъемным креплением:
державку 2 делают из углеродистой ста-
ли, а пластинку 1, привариваемую или
припаиваемую к державке, — соответ-
ственно из быстрорежущей стали или из
твердого сплава, как показано на рис. 79.
Отрезной резец работает в трудных
условиях: режущая кромка его недоста-
точно прочна; узкая канавка, прорезае-
мая резцом, легко забивается стружкой,
вследствие чего создается повышенное
давление на резец. Это часто вызывает
вибрацию резца и детали, а в результа-
те — разрушение режущей кромки. Поэ-
тому долгое время полагали, что твердо-
сплавные пластинки как более хрупкие
непригодны для отрезных резцов. Тока-
ри-скоростники опровергли это мнение
и предложили свои конструкции твердо-
сплавных отрезных резцов, которые хо-
рошо отводят стружку из узкой канавки и характеризуются вы-
соким^ режущими свойствами.
На рис. 80 показан твердосплавный отрезной резец конструк-
ции токаря-новатора Л. Я. Мехонцева. На передней поверхности
резца расположена выкружка в виде уступа, облегчающая сход
стружки; упираясь в уступ, стружка обламывается отдельными
полукольцами и вылетает из канавки. Для расширения канавки
и облегчения работы резца ему сообщают, помимо перемещения
к центру детали, продольное перемещение в обе стороны. Таким
образом, канавка расширяется примерно в 1,5 раза.
77
Токарь-новатор завода «Красное Сормово» В. Годяев пред-
ложил конструкцию отрезного твердосплавного резца, пока-
занную на рис. 81. У этого резца пластинке твердого сплава
шлифованием придают клиновую форму. Такую же форму
придают фрезерованием пазу державки.
Рис. 79. Отрезной резец с напаянной пластинкой из
твердого сплава
Клиновая форма пластинки и паза увеличивает площадь
припайки пластинки в 1,5 раза по сравнению с обычной кон-
струкцией отрезного твердосплавного резца и способствует
Рис 80. Отрезной резец с напаянной пла-
стинкой цз твердого сплава конструкции
Л. Я. Мехонцева
созданию прочного крепления, препятствующего смещению
пластинки под действием боковых сил. Это позволяет вести
обработку с более высокими режимами (см. стр. 82—83) и повы-
шать производительность труда.
78
При отрезании или протачивании глубоких канавок надо
обращать особое внимание на точную установку и хорошее за-
крепление резца в резцедержателе, так как небольшой перекос
при установке приводит к созданию резкой разницы в работе
правой и левой сторон резца.
Рис 81 Отрезной твердосплавный резец конструкции
В Годяева
В этом случае неизбежен брак детали и поломка резца.
Для проверки правильности установки отрезного резца
пользуются уже обработанной цилиндрической частью детали.
Устанавливать отрезной резец в резцовой головке нужно так,
чтобы между боковыми поверхностями резца и направлением
поперечной подачи был ясно виден вспомогательный угол в
плане не менее 1° (см. рис. 78).
Резцы для вытачивания канавок, а также отрезные резцы
следует устанавливать строго по высоте центров станка; это
особенно важно при работе отрезными резцами. Расположение
их выше или ниже оси центров может легко привести к полом-
ке резцов.
§ 2. ПРИЕМЫ ВЫТАЧИВАНИЯ КАНАВОК И ОТРЕЗАНИЯ
Для вытачивания канавок и отрезания устанавливают де-
тали в патронах или центрах или же в патроне с поддержкой
задним центром.
79
Место, в котором следует выточить канавку, определяется
при помощи измерительной линейки (рис. 82, а). При вытачи-
вании нескольких канавок и особенно канавок различной ши-
рины их расположение по длине детали нужно предварительно
наметить. Для этого закра-
шивают на детали мелом те
места, где должны быть ка-
навки, затем деталь медлен-
но вращают и, прикладывая
измерительную линейку, чер-
тилкой намечают риски, оп-
ределяющие положение ка-
навок.
Вытачивание канавок. Уз-
кие канавки вытачивают за
один проход резца, широ-
кие — за несколько прохо-
дов. Порядок вытачивания
широких канавок следую-
щий:
1. Вначале намечают ли-
нейкой границу канавки и
подводят к ней резцовую го-
ловку с резцом (рис. 82, а).
Затем резцу дают попереч-
ное перемещение по лимбу
на глубину канавки минус
О,,5 мм на чистовой проход.
2. После первого прохода
резец выводят из канавки и
передвигают влево; затем
подают его вперед на такую
же глубину, как и в первом
проходе. Точно так же по-
ступают во всех последую-
щих проходах.
3. Окончательный проход
Рис. 82. Вытачивание широких канавок резца показан на рис. 82, б
и 82, в. Резец подводят к ле-
вой границе канавки (рис. 82, б) и подают по лимбу винта по-
перечной подачи на полную глубину канавки. Затем резцу дают
продольное перемещение слева направо (рис. 82, в) и обраба-
тывают дно канавки начисто.
Чтобы сократить время на разметку канавок при обработ-
ке большого количества деталей с канавками, токари-новаторы
широко применяют продольный и поперечный упоры.
Установка продольного упора и использование ограничителей
80
длины (мерных плиток) избавляют токаря от необходимости
размечать канавку (или несколько канавок) на каждой обра-
батываемой детали. Точно так же постановка поперечного упо-
ра и использование мерных плиток ограничивают перемещение
резца на нужную глубину канавки.
Для прорезания канавок рекомендуется использовать до-
полнительные резцовые головки, устанавливаемые на попереч-
ных салазках суппорта по другую сторону от оси станка.
При обработке ступенчатых валиков с канавками посту-
пают следующим образом: сначала обтачивают отдельные
Рис. 83. Обработка ступенчатых валиков с использо-
ванием переднего (продольного) и заднего резцедер-
жателей
ступени валика проходным резцом 1 по упору в размер (рис.
83, слева), а затем выводят проходной резец 1 и одновременно
вводят в работу канавочный резец 2 (рис. 83, справа), закреп-
ленный в заднем резцедержателе передней поверхностью вниз.
Такой способ обработки значительно
сокращает время обработки.
Отрезание. При отрезании пруток
вставляют в отверстие шпинделя и за-
крепляют в патроне так, чтобы длина
а, остающаяся после отрезания, не
превышала диаметра прутка (рис. 84).
При отрезании нельзя допускать виб-
рации резца или детали, так как в
этом случае резец может сломаться.
Деталь, установленную в центрах
или в патроне с поддержкой ее конца Рис 84. Отрезание детали
задним центром, нельзя разрезать до от прутка
конца, если отрезаемый конец не уста-
новлен в люнете (см. стр. 351—355). В противном случае в месте
прореза может образоваться очень тонкий стержень, который
под действием давления резца и веса отрезаемой части сло-
мается; резец окажется защемленным и неизбежно произойдет
его поломка.
81
Если режущую кромку отрезного резца заточить парал-
лельно оси центров (см. рис. 84), то отрезаемая деталь может
отломаться в тот момент, когда резец не дошел еще до центра.
При этом на отрезанной части останется выступ (в виде бобы-
шечки), который затем необходимо будет срезать. Если же
для отрезания использовать отрезной резец, показанный на
рис. 85, то прорезание будет происходить до самого центра.
Бобышечка, оставшаяся
на левой части заготовки,
срезается подрезным рез-
цом при последующей об-
работке.
Рис. 85. Прорезание дета-
ли от центра
Рис. 86. Отрезание детали изогнутым
отрезным резцом
Детали большого диаметра отрезают резцами с длинной
головкой. А так как головка отрезного резца узкая, то при
вибрации резец может сломаться. Чтобы уменьшить вибрацию,
рекомендуется:
1) перед отрезанием произвести подтяжку клиньев суппор-
та и затяжку винта, закрепляющего каретку на станине, что
предохраняет каретку от продольного смещения;
2) производить отрезание при обратном вращении шпин-
деля, применяя изогнутый отрезной резец, который устанавли-
вают режущей кромкой вниз (рис. 86).
Режимы резания при вытачивании канавок и отрезании. При
вытачивании канавок и отрезании за глубину резания t прини-
мают ширину прореза (см. рис. 78), а подачей $ считают ве-
личину поперечного перемещения резца за один оборот де-
тали.
Вследствие малой жесткости резца и плохих условий для
отвода тепла при вытачивании канавок и отрезании применяют
несколько сниженные скорости резания, а именно при работе
быстрорежущими резцами шириной 2—6 мм:
82
по стали (crB = 60—75 кГ/мм2) с обильным охлаждением
эмульсией при подаче 0,07 мм/об скорость резания 25—
30 м/мин; при увеличенной подаче 0,1—0,15 мм/об скорость
резания 15—20 м/мин:
по чугуну НВ 160—180 кГ/мм2 (работа без охлаждения)
при подаче 0,07 мм/об скорость резания 20—25 м/мин; при уве-
личенной подаче 0,15—0,2 мм/об скорость резания 15—
18 м/мин.
При вытачивании канавок и отрезании твердосплавными
резцами режимы резания могут быть значительно увеличены:
так, например, при отрезании стали (ов = 60—75 кГ/мм2) с по-
дачей 0,07—0,1 мм/об при работе с охлаждением скорость ре-
зания может быть доведена до 150—180 м/мин. Таким обра-
зом, производительность твердосплавных прорезных и отрез-
ных резцов в 5—6 раз выше по сравнению с резцами из
быстрорежущей стали.
§ 3. ИЗМЕРЕНИЕ КАНАВОК
Диаметр выточенной канавки измеряют штангенциркулем
(рис. 87), но его можно применить только в том случае, если
Рис. 88. Измерение глубины канавки шаблоном
83
канавка шире ножек штангенциркуля. Часто, когда требуется
изготовить большую партию деталей, измеряют не диаметр
канавки, а ее глубину, пользуясь для этого шаблоном (рис. 88).
Для этой же цели можно пользоваться штангенциркулем, у кото-
рого для таких измерений имеется специальный выдвигаемый
стержень, или штангенглубиномером. Ширину канавки измеряют
линейкой, штангенциркулем или шаблоном.
§ 4. БРАК ПРИ ВЫТАЧИВАНИИ КАНАВОК И ОТРЕЗАНИИ И МЕРЫ
ЕГО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ
При вытачивании канавок и отрезании возможны следу-
ющие виды брака:
1) неточное расположение канавки по длине детали;
2) ширина канавки больше или меньше требуемой;
3) глубина канавки больше или меньше требуемой;
4) неправильная длина отрезанной детали;
5) недостаточная чистота поверхности канавки или торца
отрезанной детали.
1. Неточное расположение канавки по длине детали полу-
чается при неправильной разметке места под канавку или не-
верной установке резца и является результатом невниматель-
ности токаря; брак является неисправимым. Предупредить
брак можно точной разметкой и правильным нанесением рисок
под канавки, проверкой нанесенных рисок и правильной уста-
новкой резца по длине детали.
2. Ширина канавки получается больше или меньше требу-
емой, если ширина резца выбрана неверно. Брак неисправим,
когда ширина канавки получилась больше требуемой; при ши-
рине канавки меньше требуемой исправление возможно допол-
нительным вытачиванием.
3. Глубина канавки больше требуемой получается при не-
правильной длине прохода резца. Брак неисправим.
4. Неправильная длина отрезанной детали получается при
невнимательной работе. Брак неисправим, если длина отрезан-
ной детали получилась меньше требуемой.
5. Недостаточная чистота поверхности канавки, а также
торца отрезанной детали получается по причинам, указанным
выше для такого же вида брака при подрезании торцов и ус-
тупов (см. стр. 76). Кроме того, причиной может быть неверная
установка резца, касающегося боковым краем уже обработан-
ной поверхности.
Контрольные вопросы
1. В чем состоят особенности конструкций резцов для вытачивания ка-
навок и отрезных резцов?
84
2. Как установить резец для вытачивания глубоких канавок и при отрез-
ных работах?
3. Почему нельзя до конца отрезать заготовку, установленную в центрах
или закрепленную в патроне с поддержкой задним центром?
4. Как и чем измеряют расположение вытачиваемых канавок на
детали?
5. Какими инструментами проверяют ширину и глубину ..вытачиваемой
канавки?
6. Укажите основные виды и причины брака при вытачивании канавок
и отрезании?
7 Что называется глубиной резания при вытачивании канавок и от-
резании?
Глава VII
СВЕРЛЕНИЕ И РАССВЕРЛИВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОТВЕРСТИИ
§ 1. СВЕРЛА
Для обработки отверстий на токарных станках применяют
сверла, зенкеры и развертки, которые выбирают в зависимости
от вида заготовки, требуемой точности размеров и шерохова-
тости обработанной поверхности.
Сверла предназначены для сверления сквозных или глухих
отверстий в сплошном материале, а также для увеличения диа-
метра ранее просверленных отверстий (рассверливание), а также
для надсверливания.
По конструкции режущей части сверла разделяются на:
спиральные, или, точнее, сверла с винтовыми канавками; свер-
ла с прямыми канавками; сверла для глубоких отверстий (ру-
жейные и пушечные); центровочные и др.
Спиральные сверла применяют для сверления сра-
внительно неглубоких отверстий, глубина которых не превы-
шает пяти диаметров сверла. На рис. 89 показано такое свер-
ло. В нем различают следующие части (рис. 89, а): рабочую,
режущую, шейку, хвостовик, лапку, поводок.
Рабочая часть — часть сверла, снабженная винтовыми ка-
навками, состоит из режущей и направляющей частей.
Режущая (заборная) часть состоит из двух главных режущих
кромок, расположенных на конической поверхности и выполняю-
щих основную работу резания, поперечной кромки и двух лен-
точных кромок.
Шейка — промежуточная часть между хвостовиком и те-
лом сверла, содержащим рабочую часть.
Хвостовик — часть сверла, предназначенная для его закре-
пления в коническом отверстии пиноли или в патроне. Хвосто-
вик у сверл небольшого диаметра (до 10 мм) имеет обычно
цилиндрическую форму и закрепляется в патроне; сверла
большого диаметра (более 10 мм) имеют конический хвосто-
85
вик, которым сверло устанавливается в коническом отверстии
пиноли или в переходной конической втулке.
Лапка (у сверл с коническим хвостовиком) служит упором
при выбивании сверла из гнезда.
б)
Передняя поберхность
Кромка ленточки
Задняя поберхность
Спинка
Ленточка
((раска)
Угол наклона
поперечной кромки
Ленточка
(фаска)
Поперечная
кромка
Рис 89. Спиральное сверло:
а — с коническим хвостовиком, б — с цилиндрическим хвостовиком.
в — элементы спирального сверла
Поводок (у сверл с цилиндрическим хвостовиком) предна-
значен для дополнительной передачи крутящего момента свер-
лу от шпинделя.
Основные элементы режущей части сверла показаны на
рис. 89, в.
86
Главные режущие кромки образованы пересечением перед-
них и задних поверхностей резания.
Поперечная кромка образуется пересечением задних по-
верхностей.
Винтовые ленточки — две узкие винтовые фаски, идущие
вдоль винтовых канавок сверла, служат для направления и
центрирования сверла.
Кромка ленточки — линия, образованная пересечением пе-
редней поверхности с поверхностью винтовой ленточки.
Угол при вершине сверла (2 <р)—угол, образуемый глав-
ными режущими кромками, обычно равен 116—118° у сверл из
быстрорежущей стали для сверления стали, чугуна и бронзы.
Для сверления алюминия, дюралюминия и баббита этот угол
увеличивают до 140°, а для сверления пластмасс и эбонита
его уменьшают до 60—100°.
Угол наклона винтовых канавок со (рис. 89, в) — угол меж-
ду осью сверла и касательной к винтовой линии по наружному
диаметру сверла. Угол наклона винтовой канавки у сверл за-
висит от диаметра сверла и берется от 18 до 30° при обработке
стали и чугуна (у сверл малого диаметра угол со делается
меньше). Мягкие материалы и легкие сплавы обрабатывают
сверлами с углом со = 40—45°.
Угол наклона поперечной кромки ф— угол между попереч-
ной и режущей кромками (рис. 89, в). У правильно заточенных
сверл этот угол обычно равен 50—55°.
Спиральные сверла изготовляют из углеродистой стали У10А
и У12А, легированной стали 9ХС, быстрорежущей стали Р9,
и Р18, а также оснащают пластинками из твердого сплава. Свер-
Рис. 90. Сверла, оснащенные пластинками из твердого сплава:
а — с прямыми канавками, б — с винтовыми канавками
лами из быстрорежущей стали можно получить отверстие не выше
5-го класса точности; чистота обработанной поверхности обычно не
превышает 3—4-го класса чистоты (V 3— V4).
87
Сверла, оснащенные твердым сплавом, показаны
на рис. 90. Сверла с прямыми канавками (рис. 90, а) проще в из-
готовлении, но выход стружки из отверстия у них затруднен. Поэ-
тому их обычно применяют при сверлении чугуна и других хруп-
ких металлов, когда глубина отверстия не превышает двух-трех
диаметров. Сверла с пластинками из твердого сплава, имеющие
винтовые канавки (рис. 90, б) легче выводят стружку из отверстия.
Поэтому их обычно применяют при сверление вязких материалов.
Сверлами, оснащенными пластинками из твердого сплава ВК8, об-
рабатывают чугун, а Т15К6 — сталь. Такие сверла обеспечивают
обработку отверстий по 4—3-му классу точности и до 4—5-го
класса чистоты (V 4 — V 5).
§ 2. ЗАТАЧИВАНИЕ СПИРАЛЬНЫХ СВЕРЛ
Спиральные сверла затачивают на специальных заточных
станках. Однако иногда токарю приходится затачивать сверла
вручную на обычном заточном станке.
При затачивании сверл нужно соблюдать следующие
условия:
1) режущие кромки сверла должны быть симметричны,
при сверлении:
а — правильно заточенным сверлом,
б — неправильно заточенным сверлом
т. е. расположены под определен-
ными и равными углами к оси
сверла, и иметь одинаковую дли-
ну (рис. 91, а);
2) поперечная кромка (пере-
мычка) должна быть прямой и
расположена под углом 55° к ре-
жущей кромке (см. рис. 89, в).
Заточенное таким образом
сверло будет хорошо работать.
На рис. 91 показаны отвер-
стия, получаемые при сверлении
правильно и неправильно зато-
ченными сверлами. При одинако-
вой длине режущих кромок
(рис. 91, а) диаметр отверстия
почти равен диаметру сверла.,
Если же одна кромка длиннее
другой (рис. 91, б), то диаметр
отверстия получается больше диа-
метра сверла. Это может вызвать брак и быстро вывести сверло
из строя ввиду неравномерной нагрузки режущих кромок.
Правильность заточки сверла проверяют специальным
комбинированным шаблоном с тремя вырезами (рис. 92, а)г
одним из вырезов проверяют угол при вершине сверла и длину
88
режущих кромок (рис. 92, б), вторым — угол наклона винто-
вой канавки на наружном диаметре сверла (рис. 92, в), треть-
режущей кромками
им — угол между поперечной и
(рис. 92, г).
Рис. 92. Проверка заточки сверла шаблоном:
а — шаблон для проверки, б — проверка угла при вершине и длины
режущих кромок, в — проверка угла наклона винтовой канавки, г — про-
верка угла наклона поперечной кромки
§ 3. ЗАКРЕПЛЕНИЕ СВЕРЛ
Закрепление сверла при сверлении отверстий на токарном
станке определяется формой хвостовика сверла. Сверла с ци-
линдрическим хвостовиком закрепляют в пиноли задней бабки
специальными патронами
(рис. 93), сверла с кониче-
ским хвостовиком — либо
непосредственно в кониче-
ском отверстии пиноли зад-
ней бабки (рис. 94), либо
когда конус хвостовика свер-
ла меньше конического от-
верстия пиноли,— с по-
мощью переходной втулки
(рис. 95).
Конические хвостовики
Рис. 93. Патрон для закрепления сверла
с цилиндрическим хвостовиком
сверл, а также конические
отверстия в шпинделях и
пинолях токарных станков
изготовляют по системе Морзе. Конусы Морзе имеют номера 0,1,
2, 3, 4, 5, 6; каждому номеру соответствуют определенные раз-
меры конуса. Если конус сверла меньше конического отверстия
пиноли задней бабки, то на хвостовик 2 сверла надевают пере-
89
ходную втулку 1 (см. рис. 95) и затем втулку вместе со сверлом
вставляют в отверстие пиноли задней бабки станка.
Сверло необходимо устанавливать точно по линии центров
станка.
Рис. 94. Сверло, закрепленное в коническое отверстие пиноли задней
бабки
Неточная установка сверла в пи-
ноли приводит к разбиванию от-
верстия детали (увеличению ее
диаметра). Это обычно наблюда-
ется в тех случаях, когда кониче-
ский хвостовик сверла и отвер-
стие пиноли загрязнены. Поэтому,,
перед тем как вставить сверло в
отверстие пиноли, необходимо
тщательно очистить от грязи хво-
стовик сверла, а также отверстие
Рис. 95. Переходная втулка (/)
со вставленным в нее хвостови-
ком сверла (2)
пиноли.
§ 4. ПРИЕМЫ СВЕРЛЕНИЯ
При сверлении отверстий на токарных станках деталь, за-
крепленная в патроне, совершает вращательное движение, а
сверло, установленное в пиноли задней бабки, получает движе-
ние подачи.
Закрепление детали при сверлении должно быть прочным.
Слабо закрепленная деталь во время сверления будет дрожать
или смещаться, а это может повлечь за собой поломку сверла.
Чтобы предотвратить увод сверла, необходимо перед нача-
лом сверления чисто подрезать торец детали (торцовая поверх-
ность должна быть перпендикулярна оси отверстия), а затем
наметить в торце центровое отверстие.
Прежде чем подвести сверло к обрабатываемой детали, нуж-
но включить станок. Подводить сверло нужно плавно, без удара,
так как иначе режущие кромки сверла могут быстро затупиться
и даже выкрошиться.
90
Подачу сверла производят обычно вручную, перемещением
пиноли задней бабки, вращая для этого соответствующий махо-
вичок (см. рис. 94). При сверлении отверстия длиной больше
двух диаметров сверла рекомендуется сначала надсверлить от-
верстие (на длину заборного конуса) жестко закрепленным
в пиноли коротким сверлом того же диаметра. Тогда последую-
щее сверло (нормальной длины) будет лучше направляться
и его меньше будет уводить в сторону.
При сверлении глубокого отверстия, т. е. такого отверстия,
длина которого превышает диаметр сверла в пять и более раз,г
нужно время от времени прерывать подачу, выводить сверло из
отверстия на ходу станка и удалять из канавок стружку —
этим предотвращается поломка сверла.
Для сверления глухих отверстий заданной длины удобно
пользоваться рисками с делениями на пиноли задней бабки.
Вращением маховичка выдвигают сверло, пока оно вершиной
не коснется торца детали; замечают при этом соответствующую
риску на пиноли. Затем, вращая маховичок задней бабки без
резких рывков, перемещают пиноль до тех пор, пока она не вый-
дет из корпуса на нужное число делений.
Когда таких делений на пиноли нет, можно применить следу-
ющий способ. Отмечают на сверле мелом требуемую длину от-
верстия и перемещают пиноль, пока сверло не углубится в де-
таль до метки.
§ 5. ЭЛЕМЕНТЫ РЕЖИМА РЕЗАНИЯ ПРИ СВЕРЛЕНИИ
Элементами режима резания при сверлении являются ско-
рость резания и подача.
Скорость резания при сверлении представляет собой условно
окружную скорость сверла относительно обрабатываемой де-
тали и подсчитывается по формуле:
v = W (6)
где D — диаметр сверла, мм\
п — число оборотов детали в минуту.
При сверлении углеродистой стали средней твердости, серо-
го чугуна и бронзы сверлами из быстрорежущей стали Р9, Р18
скорость резания можно принимать 20—30 м!мин\ при сверле-
нии углеродистой стали средней твердости сверлами, оснащен-
ными пластинкой твердого сплава ВК8, скорость резания до-
стигает 60—80 м!мин.
Подача — величина перемещения сверла за один оборот де-
тали в мм/об. Подача сверла на токарном станке производится
обычно вручную, как показано на рис. 94; наряду с этим при
91
сверлении применяют и механическую подачу. При сверлении
сверлами диаметром от 6 до 30 мм величина механической по-
дачи должна быть следующей: для углеродистой стали средней
твердости от 0,1 до 0,35 мм/об\ для чугуна — от 0,15 до
0,5 мм/об.
Охлаждение при сверлении. Применение смазочно-охлаж-
дающих жидкостей облегчает работу сверла, понижает его тем-
пературу и способствует повышению его стойкости.
Сверление стали рекомендуется вести с охлаждением эмуль-
сией; серый чугун сверлят без охлаждения либо с керосином;
при сверлении алюминия применяют эмульсию или керосин, а
чаще без охлаждения; бронзу сверлят с применением эмульсии,
а чаще без охлаждения.
Так как при работе на токарных станках обрабатываемые
отверстия расположены горизонтально, жидкость с трудом про-
никает к месту образования стружки. Поэтому для глубокого
сверления в труднообрабатываемых материалах применяют
сверла с внутренними каналами, по которым подают охлажда-
ющую жидкость под высоким давлением (см. рис. 98).
§ 6. РАССВЕРЛИВАНИЕ
Рассверливанием называют увеличение диаметра предвари-
тельно просверленного отверстия с помощью сверла большего
диаметра. К рассверливанию обычно прибегают, когда необхо-
димо получить в сплошной заготовке отверстие диаметром свыше
25 мм. В этом случае сначала сверлят отверстие приблизительно
вдвое меньшего диаметра, затем это отверстие рассверливают
до требуемого размера.
При рассверливании поперечная кромка (перемычка) свер-
ла не принимает участия в работе. Благодаря этому значитель-
но уменьшается сила подачи, что облегчает рассверливание,
уменьшается увод сверла, позволяя увеличивать подачу примерно
в 1,5 раза по сравнению с подачей сверла того же диаметра
при сверлении в сплошном материале. Скорость резания
при рассверливании можно брать такую же, как и при свер-
лении.
В целях повышения стойкости сверл при рассверливании,
как и при сверлении отверстий, выгодно применять смазыва-
юще-охлаждающие жидкости (см. охлаждение при сверлении,
стр. 92).
Отверстия, полученные в отливках и штамповках, рассверли-
вать нельзя, так как центр таких отверстий в заготовке обычно
не совпадает с осью сверла. В результате нагрузка на режущие
кромки сверла будет неравномерной и сверло будет сильно
уводить.
92
§ 7. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИЙ НЕКОТОРЫХ ТИПОВ СВЕРЛ
Токари-новаторы для повышения производительности труда
применяют ряд способов заточки сверл, позволяющих значи-
тельно улучшить их режущие свойства.
Основными способами заточки, обеспечивающими произво-
дительное сверление, являются
двойная заточка сверл и заточ-
ка перемычки.
Форма режущей части свер-
ла с двойной заточкой показа-
на на рис. 96, а. Заборная
часть его имеет две пары ре-
жущих кромок: вначале корот-
кие, образующие угол 70—75°,
а затем удлиненные, образую-
щие угол при вершине 116 —
118°. Благодаря такой заточке
увеличивается ширина струж-
ки, уменьшается ее толщина в
Рис. 96. Формы заточек спиральных
сверл:
а — сверло с двойной заточкой, б — сверло
с подточенной перемычкой
наиболее напряженном участ-
ке режущей кромки, поэтому уменьшается износ уголков режу-
щей кромки и повышается стойкость сверла. Такие сверла затуп-
ляются меньше сверл с одинарной заточкой и стойкость их в
2—3 раза больше при сверлении стали и в 3—5 раз больше при
сверлении чугуна.
Для уменьшения силы подачи при сверлении очень полезной
оказывается подточка перемычки на участке ВС (рис. 96, б).
Благодаря такой подточке увеличивается длина режущей кром-
ки АВ, и, следовательно, нагрузка на единицу длины режущей
кромки уменьшается. Вместе с тем уменьшается длина пере-
мычки и углы резания на перемычке. Это значительно умень-
шает силу подачи и повышает стойкость сверл.
Сверловщик Средневолжского станкостроительного завода
В. Жиров создал новую конструкцию высокопроизводительного
быстрорежущего сверла для сверления чугуна (рис. 97).
В отличие от сверла, показанного на рис. 96, а, сверло кон-
струкции В. Жирова изготовляется с тройной заточкой. Забор-
ная часть сверла имеет три пары режущих кромок (рис. 97):
вначале короткие, образующие угол 55°, затем более длинные с
углом 70° и, наконец, самые длинные с углом при вершине 118°.
Прорезанная перемычка облегчает врезание сверла в обраба-
тываемый металл и уменьшает осевое усилие при сверлении в
2,5—3 раза. Это позволяет увеличить подачу и сократить ма-
шинное время, по крайней мере, вдвое по сравнению с быстро-
режущими сверлами с одинарной заточкой.
Наличие пары режущих кромок с углом 55° приводит к по-
93
вышению стойкости сверла в 2—3 раза (при работе с повышен-
ными подачами) по сравнению с быстрорежущими сверлами
обычной конструкции.
Сверла для глубокого сверления. Для сверления отверстий
0,15 D
70°
Рис. 97. Сверло конструкции В Жирова
для сверления чугуна
на глубину, превышающую ди-
аметр сверла в пять и более
раз, когда условия для охлаж-
дения сверла и отвода стружки
неблагоприятны, применяют
спиральные сверла со сквоз-
ными каналами для подвода
охлаждающей жидкости к ре-
жущим кромкам сверла (рис.
98). Каналами часто служат
медные или латунные трубки,
впаянные в продольные канав-
ки на поверхности сверла.
Сверла такой конструкции ра-
ботают так же, как и обычные,
но, обладая меньшей проч-
ностью по сравнению с обыч-
ными, допускают работу с
меньшими подачами.
Для обработки более точ-
ных отверстий наибольшее рас-
пространение получили пушеч-
ные и ружейные сверла.
Пушечное сверло
(рис. 99) представляет собой
цилиндрический стержень из инструментальной стали, у кото-
рого на рабочем конце срезана часть материала так, что образо-
вавшаяся при этом передняя поверхность располагается выше
А
А
Каналь/ или трубки
для подвода жидкости____
------- Подбод j
-------жидкости^
впаянная трубка ,
для охлаждения
А-А
Рис 98. Спиральное сверло для глубокого сверления
центра на величину f, равную 0,2—0,5 мм. Сверло имеет главную
режущую кромку, направленную под прямым углом к оси свер-
ла, и вспомогательную кромку, наклоненную под углом 10°. Для
уменьшения трения на торце сверла затачивают задний угол
а=8—10°.
94
Пушечное сверло работает с направлением по предваритель-
но надсверленному отверстию; для этого оно имеет большую
опорную поверхность, которой сверло соприкасается со стенкой
обрабатываемой поверхности. Для уменьшения трения сверла
о стенки отверстия по всей длине опорной поверхности срезана
лыска под углом 30°.
Благодаря хорошему направлению такого сверла обеспечи-
Рис. 99 Пушечное сверло
вается получение точного и чистого отверстия. Основным недо-
статком пушечного сверла является плохой выход стружки,
вследствие чего приходится часто выводить сверло из отверстия
и применять обильное охлаждение. Однако при большой глуби-
Рис. 100. Ружейное сверло
не сверления охлаждающая жидкость к режущим кромкам по-
ступает недостаточно, поэтому сверло быстро изнашивается.
Для сверления глубоких, более точных отверстий небольшо-
го диаметра (от 7 до 20 мм) применяют ружейные сверла
(рис. 100). Эти сверла более усовершенствованы и производи-
тельны по сравнению с пушечными и спиральными сверлами.
95
Ружейное сверло состоит из двух частей: рабочей части,
изготовляемой из быстрорежущей стали или из твердого спла-
ва, пустотелого хвостовика из углеродистой стали, который
приваривают или припаивают к рабочей части. Хвостовик имеет
форму трубки, по внутреннему отверстию b которой подают к
режущей кромке охлаждающую жидкость под высоким давле-
нием (20—30 кГ1см2), Эта жидкость понижает температуру ре-
жущей кромки и вымывает стружку, которая отводится по ка-
налу а. Корпус сверла имеет вид желоба с раствором краев под
углом 120—145°.
§ 8. ЗАМЕНА РУЧНОЙ ПОДАЧИ МЕХАНИЧЕСКОЙ
Подача сверла вручную медленным перемещением пиноли
задней бабки при вращении маховичка (см. рис. 94) не обеспе-
чивает равномерного перемещения сверла и может привести к
его поломке, особенно при использовании сверл малого диа-
метра.
В связи с этим некоторые токари-новаторы пытаются меха-
низировать подачу сверла путем использования суппорта, как
показано на рис. 101. Токарь Л. Я. Мехонцев создал для этого
несложное приспособление для закрепления сверла в резцовой
головке. Приспособление представляет собой стальную втулку 1
с державкой 2, закрепляемой болтами 3 в резцовой головке. Во
втулке имеются коническое отверстие для закрепления хвосто-
вика сверла и отверстие для выбивания сверла. Нижняя поверх-
Рис. 102. Устройство для меха-
нической подачи задней бабки
на токарно-винторезном станке
модели 1К62
Рис. 101. Приспособление для закрепления
сверла в резцедержателе (по предложению
токаря Л. Я. Мехонцева)
ность державки 2 прострогана или профрезерована так, что при
закреплении ее в резцовой головке сверло точно (без подкла-
док) устанавливается на высоте центров. Чтобы установить
сверло по направлению оси отверстия, на нижних салазках суп-
порта намечается риска. Такое приспособление очень эффек-
96
тивно, так как сверление в этом случае производится с механи-
ческой подачей сверла от суппорта; использование его умень-
шает время обработки и облегчает труд токаря.
На токарно-винторезном станке 1К62 предусмотрена замена
ручной подачи сверла (зенкера, развертки) механической. Для
этого в суппорте имеется специальный замок (рис. 102), входя-
щий в планку плиты задней бабки. При помощи такого неслож-
ного устройства можно соединить каретку суппорта с плитой
задней бабки и, освободив плиту задней бабки от станины,
включить наиболее выгодную механическую подачу суппорта.
Кроме указанного преимущества, такой способ подачи позволя-
ет сверлить (зенкеровать, развертывать) отверстия на необхо-
димую глубину, ведя отсчет по лимбу продольной подачи или
пользуясь продольным упором (длиноограничителем).
§ 9. БРАК ПРИ СВЕРЛЕНИИ И МЕРЫ ЕГО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ
Основной причиной брака при сверлении является увод
сверла от требуемого направления, что чаще всего наблюдается
при сверлении длинных отверстий. Увод сверла происходит:
1) при сверлении заготовок, у которых торцовые поверхно-
сти не перпендикулярны к оси;
2) при работе длинными сверлами;
3) при работе неправильно заточенными сверлами, у кото-
рых одна режущая кромка длиннее другой;
4) при сверлении металла, который имеет раковины или со-
держит твердые включения.
В целях предупреждения увода сверла необходимо обра-
щать внимание на то, чтобы торцовая поверхность детали была
чисто и точно обработана и была перпендикулярна к оси отвер-
стия.
Увод сверла при работе длинными сверлами можно умень-
шить предварительным надсверливанием отверстия коротким
сверлом того же диаметра.
Увод сверла из-за неправильной заточки легко предупредить
предварительной проверкой заточки шаблоном (см. рис. 92).
Если на пути сверла в материале детали встречаются рако-
вины или твердые включения, то предотвратить увод сверла
почти невозможно. Его можно только уменьшить путем умень-
шения подачи, что в то же время явится средством предупреж-
дения возможной поломки сверла.
Контрольные вопросы
1. В каких случаях применяется сверление?
2. Какие типы сверл применяют для работы на токарных станках?
В чем состоят особенности их конструкции?
3. Как отразится на размерах отверстия неправильная заточка сверла?
4 Зак. 529 97
4. Как определить скорость резания при сверлении?
5. Когда применяют рассверливание?
6 Как закрепляется сверло в отверстии пиноли задней бабки, если раз-
мер конического хвостовика сверла меньше размера отверстия?
7. Как получить заданную глубину сверления?
8. Какое охлаждение применяют при сверлении и рассверливании?
9. Какие виды брака возможны при сверлении? Как устранить причины
брака?
Глава VIII
ЦЕНТРОВАНИЕ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ФОРМЫ ЦЕНТРОВЫХ ОТВЕРСТИЙ
Обтачивание деталей в центрах — наиболее распространен-
ный способ обработки на токарных станках. Для закрепления
деталей в центрах в торцах деталей должны быть засверлены
центровые отверстия (рис. 103).
На рис. 103, а показано нормальное центровое отверстие,
состоящее из конической и цилиндрической частей. Угол кони-
ческой части центрового отверстия должен точно соответство-
вать углу центров станка.
Обычно он равен 60°, но при
обработке крупных и тяжелых
деталей применяют центры с
углом 75 или 90°. Цилиндриче-
Рис. 103. Формы центровых отверстий: Рис. 104. Центровые отверстия:
а — без предохранительного конуса, б — с а — правильное, б, в, г, д — неправильные
предохранительным конусом по размерам, ей ж — неправильные по
расположению
ская часть отверстия служит для разгрузки вершины центра и
для помещения небольшого количества смазки, в случае когда
отверстие сопрягается с задним центром.
На рис. 103, б показано центровое отверстие с предохрани-
тельным конусом в 120°, который защищает основной конус от
забоин и облегчает обработку (подрезание) торца. Центровые
98
отверстия с предохранительным конусом применяют для дета-
лей, подвергающихся многократному установлению на станки.
Размеры центровых отверстий выбирают в зависимости от
диаметра заготовки (см. рис. 103 и табл. 2).
Таблица 2
Размеры центровых отверстий (рис. 103)
Дилметр заготовки, мм Размеры центровых отверстий, мм
D d L 1 а
Более 5 до 8 2,5 1,0 2,5 1,2 0,4
» 8 » 12 4,0 1,5 4,0 1,8 0,6
» 12 » 20 5,0 2,0 5,0 2,4 0,8
» 20 » 30 6,0 2,5 6,0 3,0 0,8
» 30 » 50 ..... . 7,5 3,0 7,5 3,6 1,0
> 50 » 80 10,0 4,0 10,0 4,8 1,2
» 80 » 120 12,5 5,0 12,5 6,0 1,5
Выполнение центровых отверстий с отступлением от разме-
ров, указанных в табл. 2, приводит к порче центра и центрового
отверстия детали.
На рис. 104, а показано правильное центровое отверстие, а
на рис. 104, б — центровое отверстие без цилиндрической час-
ти. При отсутствии цилиндрической части происходит выдавли-
вание смазки; последнее ведет к быстрому нагреву и сильному
износу стенок конического отверстия и заднего центра.
На рис. 104, в и г показаны центровые отверстия с углами
конуса больше и меньше 60°. В таких отверстиях центр будет
соприкасаться с деталью по узкой полоске, что может вызвать
биение детали, разрабатывание и нагрев конического отвер-
стия, сильный износ центра.
Если центровое отверстие засверлено на длину L, большую,
чем указано в табл. 2, то его больший диаметр может совпасть
с диаметром детали (рис. 104, д). В этом случае обточить наруж-
ную поверхность детали невозможно, так как при подводе, резца
к детали резец упрется в задний центр.
Если центровое отверстие смещено относительно оси детали
(рис. 104, е), то деталь будет бить, и часть наружной поверхнос-
ти детали может остаться необработанной. На рис. 104, ж по-
казано центровое отверстие, засверленное под углом к оси де-
тали. В таком отверстии центр будет соприкасаться с деталью
только частью своей поверхности и в результате быстро срабо-
тается; кроме того, деталь при вращении будет бить.
4*
99
§ 2. РАЗМЕТКА ЦЕНТРОВЫХ ОТВЕРСТИЙ
Существует несколько способов разметки центровых отвер-
стий, но наиболее широко применяют: а) разметку’при помощи
?) д)
Рис 105. Разметка и накернивание центрового отверстия
а — разметка при помощи разметочного циркуля, б и в—разметочные риски, а—равметка
при помощи центроискателя, д — накернивание центрового отверстия
Рис. 106 Приспосо-
бление (колокол)
для накернивания
центрового отверс-
тия без разметки
разметочного циркуля (рис. 105, а) и б) раз-
метку при помощи центроискателяХрис. 105,г).
Перед разметкой обычно закрашивают торцы
мелом, чтобы риски, определяющие положение
центровых отверстий, были более заметны. За-
тем приступают к разметке
Разметка при помощи разметочного цирку-
ля. Ножки разметочного циркуля (рис. 105, а)
разводят на расстояние, приблизительно рав-
ное радиусу детали. Изогнутую ножку при-
кладывают к окружности торца детали, зажа-
той в тисках, а заостренной ножкой прочерчи-
вают дугу около центра торца. Затем таким
же способом проводят еще три дуги, каждый
раз переставляя изогнутую ножку циркуля
примерно на V4 окружности торца. Начерчен-
ные четыре дуги образуют криволинейный че-
тырехугольник. Если ножки циркуля развести
на расстояние, превышающее радиус, то рис-
ки образуют фигуру, как показано на рис. 105, б, а если на рас-
стояние меньшее радиуса, то как на рис. 105, в.
Центр отверстия должен находиться в центре получающе-
100
гося четырехугольника. Его намечают на глаз и затем накерни-
вают, как показано на рис. 105, д.
Разметка при помощи иентроискателя (рис. 105, г). Прило-
жив к торцу детали центроискатель, проводят чертилкой риску,
затем повертывают деталь или центроискатель примерно на 90°
и проводят вторую риску. Пересечение рисок определяет поло-
жение центрового отверстия. То же проделывают на другом
торце.
Накернивание центровых отверстий показано на рис. 105, д.
Кернер должен быть установлен вертикально, но ни в коем слу-
чае не наклонно. В последнем случае при ударе молотком кер-
нер сместится с намеченной точки; кроме того, возможно со-
скакивание кернера с заготовки и токарь может повредить руку.
В деталях диаметром до 40 мм лучше накернивать центр
без разметки с помощью специального приспособления, назы-
ваемого колоколом (рис. 106). Приспособление устанавли-
вают на торец детали вертикально и ударом молотка по кернеру
колокола намечают место центрового отверстия.
§ 3. ПРИЕМЫ ЦЕНТРОВАНИЯ
Центровые отверстия сначала сверлят коротким сверлом
диаметром d на глубину L (рис. 107, а), а затем зенковкой с уг-
Рис. 108 Комбинированные центровоч-
ные сверла:
а — без предохранительного конуса, б — с
предохранительным конусом
Рис. 107 Сверление центро-
вого отверстия сверлом (а)
и зенковкой (б)
лом 60° раззенковывают их до диаметра D (рис. 107, б). Разме-
ры d, L и D следует выбирать по табл. 2 (стр. 99).
Лучше применять комбинированное центровоч-
ное сверло (рис. 108), которое объединяет в себе спиральное
сверло и коническую зенковку. Центрование таким сверлом бо-
лее производительно, чем спиральным сверлом и зенковкой.
101
На рис. 108, а показано комбинированное сверло для
центровых отверстий без предохранительного конуса, а на
рис. 108, б — с предохранительным конусом.
Центровые отверстия сверлят на токарном станке несколь-
кими приемами.
1. Патрон с комбинированным сверлом 1 устанавливают в
шпинделе передней бабки вместо центра. Левой рукой, как по-
казано на рис. 109, а, направляют деталь 2 накерненными углуб-
Рис. 109. Сверление центрового отверстия комбинирован-
ным центровочным сверлом:
а — установленным в шпинделе передней бабки, б — установленным
в пиноли задней бабки
лениями на задний центр и на сверло. Правой рукой надо равно-
мерно вращать маховичок 3 задней бабки, выдвигая пиноль и
задний центр и производя подачу детали влево до тех пор, по-
ка центровое отверстие не будет просверлено на требуемую дли-
ну. Таким же образом центрируют вторую торцовую поверх-
ность.
2. Деталь крепят в трехкулачковом самоцентрирующем патро-
не, а в пиноли задней бабки устанавливают патрон с комбини-
рованным сверлом (рис. 109, б). Подачу осуществляют вручную,
равномерно вращая маховичок задней бабки.
Режимы резания при центровании. Скорость резания при
центровании комбинированным сверлом из быстрорежущей ста-
102
ли выбирают в зависимости от обрабатываемого материала: для
стали — 7—15 м!мин, чугуна — 10—20 м!мин, бронзы и латуни —
18—25 м/мин и для алюминия —40—60 м!мин. Величина подачи
при центровании — 0,03—0,08 мм!об.
§ 4. БРАК ПРИ ЦЕНТРОВАНИИ И МЕРЫ ЕГО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ
Изготовление центровых отверстий в деталях должно быть
качественным, так как от этого зависит правильное базирова-
ние деталей при их обработке в центрах.
На рис. 104, б—ж были показаны типичные случаи брака при
изготовлении центровых отверстий. Чтобы предупредить брак
при центровании, необходимо:
1. Обеспечить глубину L и /, диаметры d и D отверстия
(см. рис. 103) согласно табл. 2.
2. Конус под углом 60° должен быть чисто обработан, не
иметь дробления или огранки.
3. Чтобы избежать увода сверла при центровании *(рис. 104, ж),
торцовые поверхности детали перед центрованием должны быть
чисто обработаны и перпендикулярны, к оси детали.
Контрольные вопросы
1. Для чего нужны центровые отверстия?
2. Какую форму должны иметь центровые отверстия?
3. Какими способами размечают центровые отверстия?
4. Какими способами производят центрирование отверстий?
5. Какие требования предъявляются к центровому отверстию?
6. Какие ошибки в центровых отверстиях показаны на рис. 104, б—ж>
Глава IX
ЗЕНКЕРОВАНИЕ, РАЗВЕРТЫВАНИЕ И РАСТАЧИВАНИЕ
ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОТВЕРСТИЙ. ВЫТАЧИВАНИЕ
ВНУТРЕННИХ КАНАВОК
§ 1. ЗЕНКЕРОВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОТВЕРСТИЙ
Для увеличения диаметра предварительно просверленных
отверстий, а также для дальнейшей обработки отверстий в от-
ливках, поковках и штамповках широко применяют инструмент,
называемый зенкером (рис. ПО).
Зенкеры отличаются от спиральных сверл тем, что имеют три
или четыре главные режущие кромки (трех- или четырехзубые зен-
керы), расположенные на поверхности усеченного конуса, и не
имеют перемычки. Следовательно, зенкеры не приспособлены для
получения отверстий в сплошном материале, а служат лишь для
103
увеличения имеющихся отверстий. Направление зенкера в отвер-
стии лучше, чем у сверла, так как у зенкера имеются для этого
три или четыре направляющие ленточки (фаски). По этим же при-
чинам зенкер дает более точное отверстие, чем сверло. После об-
Рис НО. Спиральные зенкеры с тремя режу-
щими кромками:
а — из быстрорежущей стали, б — оснащенный пла-
стинками твердого сплава;
1 — направляющие ленточки, 2 — пластина твердого
сплава
работки зенкером можно получить отверстие 4-го класса точности,
а чистоту обработанной поверхности 5—6-го класса чистоты (V 5 —
V6).
Рис. 111. Зенкеры насадные:
а — из быстрорежущей стали, б — оснащенные пластинками твердого сплава
Зенкер подобно сверлу закрепляют в коническом отверстии
пиноли задней бабки; подают его вручную, вращая маховичок
задней бабки. Однако можно механизировать подачу, если за-
крепить зенкер в приспособлении, показанном на рис. 101.
В зависимости от диаметра обрабатываемых отверстий при-
меняют различные конструкции зенкеров. Для малых отверстий
(12—35 мм) применяют трехзубые зенкеры с коническим хвое-
104
товиком (рис. НО). Для больших отверстий (до 100 мм) зенке-
ры изготовляют насадными с четырьмя зубьями (рис. 111). Их
насаживают на оправки из углеродистой стали.
Зенкеры изготовляют как из быстрорежущих сталей Р9 и Р18
(рис. ПО, а и 111, а), так и с пластинками из твердых сплавов
(рис. НО, б и 111,6). Зенкеры с пластинками из твердых сплавов
(Т15К6 при обработке сталей и ВК8, ВК6 и ВК4 при обработке
чугунов) допускают более высокие скорости резания; следо-
вательно, они более производительны, чем зенкеры из быстро-
режущих сталей.
При обработке отверстия в отливке рекомендуется предва-
рительно расточить его резцом на длину 5—10 мм (рис. 112, а),
чтобы дать зенкеру первоначальное направление в отверстии,
а затем зенкеровать его (рис. 112, б).
Рис. 112 Обработка отверстия в литой заготовке:
а — растачивание отверстия резцом, б — обработка расточенного
отверстия зенкером
Диаметр зенкера должен соответствовать окончательному
диаметру отверстия. Если же отверстие следует дополнительно
обработать разверткой или другим инструментом, то диаметр
зенкера должен быть на 0,2—0,4 мм меньше. При предшествую-
щем сверлении или при черновом растачивании под зенкерова-
ние оставляют припуск 0,8—2 мм по диаметру.
Зенкерование отверстий значительно более производительно,
чем растачивание резцами. Скорости резания для зенкеров из
быстрорежущей стали примерно равны скоростям резания при
сверлении, а подачи в 2,5—3 раза больше подач при сверлении.
При зенкеровании отверстий в стальных деталях рекоменду-
ется применять охлаждение эмульсией. При зенкеровании от-
верстий в чугунных и бронзовых деталях охлаждение не при-
меняется.
105
§ 2. РАЗВЕРТЫВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОТВЕРСТИЙ
Отверстия, которые должны быть особенно точны по размерам
(3—2-го класса) и иметь очень чистую поверхность в пределах
7—9-го класса чистоты (V 7 — V 9), после сверления и растачи-
Рис. 113. Развертки:
а—с коническим хвостовиком,
б — насадная
вания резцом или обработки зенке-
ром дополнительно обрабатывают
разверткой.
Развертка (рис. ИЗ) пред-
ставляет собой режущий инстру-
мент с большим количеством зубьев
(6—18), в зависимости от ее диа-
метра. Скошенная передняя часть
зуба развертки образует режу-
щую кромку — она снимает
очень тонкий слой металла (от 0,05
до 0,15 мм). В развертках для об-
работки стали режущие кромки делают короткими (рис. 114, а),
а для обработки чугуна — длинными (рис. 114, б). Следующая
часть зуба развертки обработана точно по цилиндру. Она слу-
жит для направления развертки, отчасти сглаживает (калиб-
Рис. 114. Режущие кромки разверток:
а — для обработки стали, б — для обработки чу г уна;
/ — режущая кромка, 2 — калибрующая часть
рует) стенки отверстия, поэтому ее называют калибрующей
частью.
Развертки бывают цельные (рис. 113) и регулируемые
(рис. 116).
Отверстия диаметром до 32 мм развертывают цельными раз-
вертками с коническим хвостовиком (рис. 113, а). Для развер-
тывания отверстий диаметром от 25 до 100 мм применяют на-
106
садные развертки (рис. 113, б), которые насаживают на оправ-
ки (рис. 115).
Развертки обладают одним общим недостатком: по мере их
износа размеры отверстий уменьшаются и развертки становятся
Рис. 115. Насадная развертка на оправке
непригодными для дальнейшей обработки отверстий заданного
диаметра.
Широкое распространение в машиностроении получили ма-
шинные регулируемые развертки со вставными ножа-
ми из быстрорежущей стали (рис. 116). В корпусе развертки
2 3 4 5
Рис 116. Регулируемая развертка со вставными ножами
имеются наклонные пазы, в которых расположены ножи /, удер-
живаемые накладками 2 и винтами 3. Гайка 4 и контргайка 5
препятствуют перемещению ножей в продольном направлении.
При износе развертки несколько освобождают винты 3, немного
свинчивают контргайку 5 и гайку 4 и перемещают все ножи,
установленные в наклонных пазах, немного вправо, увеличи-
вая этим наружный диаметр развертки. После этого туго завин-
чивают винты 3, гайку 4 и контргайку 5. Затем прошлифовыва-
ют ножи для получения требуемого диаметра развертки.
При развертывании отверстий применяют также развертки,
оснащенные пластинками из твердого сплава. Такие развертки
отличаются большей износостойкостью по сравнению с разверт-
ками из быстрорежущей стали.
Получить правильно развернутое отверстие можно только
при условии, что ось развертки точно совпадает с осью отвер-
стия. В случае несовпадения осей детали и развертки отверстие
получится большего диаметра.
107
Развертка сама точно устанавливается направляющей
частью в обрабатываемом отверстии; чтобы не препятствовать
этому, необходимо применять не жесткое, а шарнирное
крепление, тогда развертка, войдя в отверстие, продвигается
свободно по его направлению, снимая одинаковой толщины
стружку со всех сторон. Для такого крепления разверток су-
ществуют специальные качающиеся оправки.
Подобная оправка показана на рис. 117. Хвостовик 1 оправ-
ки 3 закрепляется в коническом отверстии пиноли задней бабки.
Рис. 117 Качающаяся оправка для развертки
В коническое отверстие втулки 2 вставляется хвостовик раз-
вертки; конец втулки 2 входит с зазором в отверстие оправки 3.
Штифт 4 также свободно проходит через отверстие в оправке,
благодаря этому развертка может качаться во всех направлени-
ях. Закаленный шарик 5, упирающийся в подпятник 6, обес-
печивает передачу развертке усилия подачи по оси, не умень-
шая ее подвижности.
Приемы развертывания цилиндрических отверстий. В зави-
симости от требуемой точности, чистоты и диаметра отверстия
развертывание производят одной или последовательно двумя
развертками (черновой и чистовой). Отверстие нужно предва-
рительно обработать на такой размер, чтобы развертка снима-
ла лишь небольшой слой металла. В табл. 3 указаны припуски
на диаметр под развертывание.
При выборе диаметра развертки следует учитывать, что диа-
метр отверстия при развертывании в большинстве случаев полу-
чается несколько больше диаметра развертки (примерно до
0,02 мм, а иногда даже до 0,04 мм), так как поверхность отвер-
стия несколько разбивается. Но иногда диаметр развернутого
отверстия получается меньше требуемого. Это имеет место при
износе развертки, а также при развертывании отверстий в дета-
лях из вязкого металла.
Подачу при развертывании производят вручную, перемеще-
нием пиноли задней бабки. Подача должна быть равномерной,
иначе поверхность отверстия получится недостаточно чистой,
кроме того, возможна поломка развертки. Подача при разверты-
вании вследствие незначительного размера стружки может быть
108
взята большой. При развертывании стали (диаметр отверстия
10—50 мм) подача равна 0,5—2 мм!об, для чугуна в 1,5—2 раза
больше. С помощью приспособления, показанного на рис. 101,
развертке можно сообщить механическую подачу.
Скорости резания при развертывании отверстий развертками
из быстрорежущей стали в стальных, чугунных и бронзовых де-
талях невысокие — от 6 до 15 м!мин, при развертывании отвер-
стий развертками, оснащенными пластинками из твердого спла-
ва, скорость резания — 40—50 м!мин.
Таблица 3
Припуски на диаметр под развертывание
Припуск, мм Диаметр отверстия, мм
12—18 18—30 30—50 50-75
Общий на черновое и чистовое раз- вертывание 0,15 0,20 0,25 0,30
На черновое развертывание 0.10—0,11 0,14 0,18 0,20—0,22
На чистовое развертывание 0,04—0,05 0,06 0,07 0 08-0,10
Для получения чистого и правильного по размерам отвер-
стия при развертывании очень важен выбор охлаждающей жид-
кости. При развертывании стали применяют охлаждение эмульси-
ей или осерненным минеральным маслом (сульфофрезолом), а
также растительными маслами; развертывание чугуна, бронзы
и латуни производят без охлаждения.
§ 3. РАСТАЧИВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОТВЕРСТИЙ
Растачивают отверстия на токарных станках тогда, когда
сверление, рассверливание или зенкерование не обеспечивают не-
обходимой точности размеров отверстий, а также чистоты обра-
ботанной поверхности, либо когда отсутствует сверло или зенкер
требуемого диаметра.
При растачивании отверстий на токарных станках можно полу-
чить отверстие не выше 4—3-го класса точности и чистоту обра-
ботанной поверхности V 3 — V 4 при черновой обработке и V 5 —
V 7 при чистовой.
При растачивании отверстий в цветных металлах твердосплав-
ными резцами на станках для тонкого точения* можно получить
точность размеров, достигающую 2-го и даже 1-го класса, и чис-
тоту обработанной поверхности V 8 — V 11.
* См. тонкое точение, стр. 165 — 169.
109
Расточные резцы и их установка. Растачивают отверстия
на токарных станках расточными резцами (рис. 118). В зависи-
мости от вида растачиваемого отверстия различают: расточные
резцы для сквозных отверстий (рис. 118, а) и расточные резцы
Рис. 118. Расточные резцы, оснащенные пластинками твердого сплава:
а _ проходной для обработки сквозных отверстий, би в — упорно-проходной
для обработки глухих отверстий
для глухих отверстий (рис. 118, б). Эти резцы отличаются меж-
ду собой главным углом в плане <р. При растачивании сквозных
отверстий (рис. 118, а) главный угол в плане <р = 60°. Если рас-
тачивается глухое отверстие с уступом 90°, то главный угол в
плане <р = 90° (рис. 118, б) и резец работает как упорно-проход-
ной или ф = 95° (рис. 118, в) — резец работает с продольной по-
дачей как упорно-проходной, а затем с поперечной подачей как
подрезной.
На рис. 118 показаны углы заточки расточных резцов, кото-
рые выбираются в основном такими же, как у резцов для наруж-
ного точения, за исключением заднего угла а, который для рас-
точных резцов обычно имеет повышенное значение. Величина
заднего угла зависит от диаметра растачиваемого отверстия:
чем меньше диаметр отверстия, тем больше должен быть зад-
ний угол резца.
Растачивание — операция более сложная, чем наружное об-
тачивание поверхностей, так как:
110
Рис. 119. Растачивание отверстия
резцом
1) при растачивании размер поперечного сечения резца
должен быть значительно меньше диаметра отверстия, а вылет
резца из резцовой головки несколько больше длины растачивае-
мого отверстия (рис. 119), поэтому при растачивании отверстия
значительной длины возможен изгиб резца, а при высоких ско-
ростях резания — сильные вибрации. Следовательно, такие рез-
цы не дают возможности срезать
стружку большого сечения;
2) при растачивании менее
удобно наблюдать за работой
резца, так как резание происхо-
дит внутри отверстия.
Для растачивания отверстий
диаметром до 70 мм токарь-нова-
тор В. К. Семинский предложил
специальный расточный резец, ос-
нащенный пластинкой из твердо-
го сплава (рис. 120). Стержень
резца имеет квадратное сечение
по всей длине, рабочая часть рез-
ца повернута путем скручивания
при изготовлении на угол 45° относительно опорной части. Та-
кой резец отличается повышенной жесткостью по сравнению с
обычным расточным резцом и допускает увеличение сечения
Рис. 120. Расточный резец, оснащенный
пластинкой твердого сплава, конструк-
ции В. К. Семинского
стружки в 4—5 раз. При работе таким резцом с повышенной
скоростью резания не наблюдается вибраций даже при значи-
тельном вылете державки.
Чтобы повысить виброустойчивость резца, токарь-новатор
111
В. Лакур предложил новую конструкцию расточного резца с пла-
стинкой из твердого сплава (рис. 121). Особенностью этих резцов
является то, что их главная режущая кромка расположена на
уровне нейтральной оси стержня. Такое расположение режущей
Рис. 121. Расточный резец конструкции В. Лакура
кромки обеспечивает резцам значительное повышение вибро-
устойчивости и, как следствие, дает возможность работать на
больших скоростях резания и достигать улучшения чистоты об-
работанной поверхности.
Отверстия большой длины растачивают резцами, закреплен-
ными в специальных массивных оправках, размеры которых за-
висят от диаметра отверстия и его длины. Замена цельного рас-
точного резца небольшим резцом, вставленным в расточную
оправку, дает значительную экономию дорогостоящего инстру-
ментального материала. Способ крепления резца в оправке за-
Рис. 122. Оправка с резцом
для растачивания сквозного
отверстия
висит от ее назначения. На рис. 122
показана оправка для растачивания
сквозного отверстия; здесь резец рас-
положен на значительном расстоянии
от конца оправки. Для растачивания
глухих отверстий резец крепится та-
ким образом,, что несколько выступает
за передний торец оправки.
Перед растачиванием отверстия не-
обходимо установить резец на требуе-
мый диаметр по лимбу винта попереч-
ной подачи, а затем расточить отвер-
стие ручной подачей на длину 2—3 мм. Измерив диаметр штан-
генциркулем или другим измерительным прибором и убедившись
в правильности размера, растачивают отверстие на остальную
112
длину. Особенно важно правильно установить резец на требуе-
мый диаметр при чистовом растачивании.
Положение режущей кромки резца зависит от вида растачи-
вания. При черновом растачивании режущую кромку рекомен-
дуется устанавливать на высоте центров или немного ниже. При
чистовом растачивании режущую кромку нужно располагать
выше линии центров примерно на Vioo диаметра отверстия, учи-
тывая, что вследствие силы, возникающей от сопротивления
срезаемой стружки, резец может быть отжат вниз.
§ 4. ПРИЕМЫ РАСТАЧИВАНИЯ СКВОЗНЫХ И ГЛУХИХ
ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОТВЕРСТИЙ
При закреплении растачиваемой детали в кулачках патрона
необходимо иметь в виду возможность ее деформации (изме-
нения формы) вследствие сильной затяжки, особенно когда
деталь имеет тонкие стенки.
Рис 123. Искажение круглой формы отверстия из-за чрезмерного зажима тонко-
стенной детали в кулачках патрона
На рис. 123 схематически показано искажение круглой фор-
мы отверстия тонкостенной детали из-за чрезмерно сильного
закрепления ее в кулачках патрона.
На рисунке видно, что отверстие после зажима становится
слегка трехгранным (рис. 123, а). При последующем растачива-
нии резец обработает точную цилиндрическую поверхность, но
после снятия готовой детали со станка она примет прежнюю
форму: ее наружная поверхность станет снова цилиндриче-
ской, а обработанное отверстие примет треугольную огранку
(рис. 123, 6). Эта ошибка тем более неприятна, что такое искаже-
ние не может быть обнаружено обыкновенными способами изме-
113
рений. Обнаружить искажение можно только специальным щу-
пом с трехточечным контактом, как показано на рис. 123, в.
Поэтому перед чистовым растачиванием рекомендуется не-
много ослабить кулачки, тогда отверстие получится бо-
лее точным и правильным. Если требуется обработать отвер-
стие очень точно, необходимо либо зажать деталь равномерно
по всей окружности в специальном патроне, либо зажать ее на
планшайбе с торца.
При растачивании глухих отверстий и отверстий с внутрен-
ними уступами заданной длины нужно предварительно отме-
тить на резце мелом эту длину или использовать продольный
Рис. 124. Растачивание отверстия с уступами:
IV — продольный упор, I-—III — концевые плитки
упор или лимб продольной подачи. Если нужно расточить боль-
шое количество одинаковых деталей с отверстиями, имеющими
уступы, то целесообразно пользоваться специальными мерными
(концевыми) плитками для данной детали, как показано на
рис. 124. Для каждого уступа применяют плитку соответствующей
длины. Суппорт перемещают вручную до тех пор, пока он не
упрется в конец плитки.
Режимы резания при растачивании. Расточной резец рабо-
тает в более тяжелых условиях, чем резец, которым производит-
ся наружное обтачивание. Особенно нежелательна его вибрация
вследствие малой жесткости. Поэтому необходимо уменьшить
подачу в соответствии с вылетом резца и его сечением. При
этих условиях скорость резания должна быть примерно на
10—2О°/о меньше, чем при наружном обтачивании. Если приме-
нять расточные резцы в оправках, то при достаточной жест-
кости их можно пользоваться режимами резания, предусмот-
ренными для наружного обтачивания (см. табл. 1, стр. 61).
114
§ 5. БРАК ПРИ ОБРАБОТКЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОТВЕРСТИЙ
И МЕРЫ ЕГО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ
При обработке цилиндрических отверстий возможны следу*
ющие виды брака:
1) часть поверхности расточенного отверстия осталась не-
обработанной;
2) диаметр расточенного отверстия не соответствует требу-
емому;
3) поверхность расточенного отверстия получилась недоста-
точно чистой;
4) поверхность развернутого отверстия получается недоста-
точно чистой, т. е. на ней остаются риски, задиры, выхваты и
следы дробления;
5) отверстие получилось некруглым (овальным или с ог-
ранкой).
1. Часть поверхности расточенного отверстия остается не-
обработанной, когда имеется смещение отверстия в заготовке
по отношению к ее наружной поверхности, когда мал припуск
на обработку, неправильно установлена и выверена деталь в
патроне. Такой брак обычно неисправим. Предупредить этот
брак можно проверкой правильности расположения отверстия
по отношению к наружному диаметру заготовки и правильности
установки ее.
2. Несоответствие диаметра расточенного отверстия требуе-
мому получается при неточной установке расточного резца на
глубину резания или при отжиме резца. Брак можно исправить
дополнительным растачиванием, если диаметр отверстия полу-
чится меньше требуемого. Предупредить такой брак можно бо-
лее точной установкой резца на требуемую глубину резания, по-
становкой более жесткого резца и уменьшением подачи.
3. Поверхность отверстия получается недостаточно чистой
при слишком большой подаче резца, при скорости резания,
не соответствующей требуемой, при плохой заточке резца^ либо
при работе сильно затупившимся резцом, при вибрации резца
или детали. Большинство перечисленных причин брака устра-
нимо.
4. Недостаточно чистая поверхность отверстия, риски, зади-
ры и следы дробления при развертывании обычно бывают при
большом припуске под развертку, при неправильной заточке
развертки, затуплении развертки, забоинах на ее режущей и
калибрующей частях, неправильном выборе подачи и охлаж-
дения.
5. Искажение формы отверстия получается при излишне
сильном зажиме тонкостенной детали в кулачках патрона. Овал
115
образуется при зажиме в двух- и четырехкулачковых патронах,
огранка — в трехкулачковых. Устранить брак можно более лег-
ким зажимом при соответственном снижении глубины реза-
ния и подачи; у тонких колец — зажимом по торцу на план-
шайбе.
§ 6. ПРИЕМЫ ПОДРЕЗАНИЯ ВНУТРЕННИХ ТОРЦОВЫХ
ПОВЕРХНОСТЕЙ И ВЫТАЧИВАНИЯ ВНУТРЕННИХ КАНАВОК
Торцовые поверхности в отверстиях подрезают расточными
резцами для глухих отверстий, как показано на рис. 125. Резец
вводят в отверстие на соответствующую длину до упора или по
лимбу продольной подачи, а при отсутствии последнего — до
меловой риски на стержне резца.
Рис 125. Подрезание внут-
реннего торца
Рис. 126. Вытачивание внутрен-
ней канавки
Внутренние канавки в отверстиях вытачивают специальными
прорезными канавочными резцами, у которых форма головки
в точности соответствует профилю канавки (рис. 126). Размер Л
получают при помощи продольного упора или же сделав на рез-
це меловую риску.
__________ Внутренние канавки служат
часто для выхода резца при рас-
тачивании глухого или ступенча-
nQ________Того отверстия и для выхода резь-
\У/ бзвого резца. При растачивании
выточек, которые отличаются от
Рис. 127 Растачивание внутрен- канавок значительно большей ши-
ней выточки « ? «
ринои (рис. 127), сначала дают
врезание резцу на глубину выточ-
ки по лимбу винта поперечной подачи, а затем включают про-
дольную подачу. При подходе резца к уступу выточки подачу
выключают.
116
§ 7. ИЗМЕРЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОТВЕРСТИЙ, ВНУТРЕННИХ
КАНАВОК И ВЫТОЧЕК
В зависимости от требуемой точности измерения и размеров
диаметра отверстий применяют различные измерительные
инструменты.
Правильно Неправильно
а) V
Рис 128. Измерение диаметра отверстия нутромером
Неточные цилиндрические отверстия можно измерять нутро-
мером и измерительной линейкой, а точные — штангенцирку-
лем, либо микрометрическим нутромером.
В серийном и массовом производстве для контроля точных
диаметров отверстий применяют предельные калибры-пробки.
2 3 4 5 6
0 0,02 0
10 11 12 13 14 15 16 /]
Рис 129 Измерение диамет-
ра отверстия прецизионным
штангенциркулем с точностью
измерения 0,02 мм
Измерение цилиндрических отверстий. На рис. 128 показано
правильное (а) и неправильное (б) измерение диаметра от-
верстия нутромером. Если ось нутромера не будет совпа-
дать с осью отверстия, то развод ножек покажет больший раз-
мер. Для определения размера нужно величину развода ножек
нутромера измерить линейкой или штангенциркулем.
При растачивании отверстия под обработанный вал измеряют
вначале диаметр вала кронциркулем или штангенциркулем и за-
тем устанавливают по ним ножки нутромера.
117
Точное отверстие измеряют штангенциркулем с точностью
отсчета 0,02 мм (рис. 129).
На рис. 130 показан контроль диаметра отверстия предель-
ной пробкой. Проходная сторона (длинный измерительный ци-
Рис. 130. Контроль диаметра отверстия
предельной пробкой:
а — проходная сторона пробки легко входит
в отверстие, б — непроходная сторона пробки
не входит в отверстие;
1 — проходная сторона пробки, 2 — непро-
~ходная сторона пробки
Рис. 131. Плоские калибры-пробки для
контроля диаметра отверстия
линдр) должна проходить без нажима сквозь отверстие. Если
и непроходная сторона (короткий измерительный цилиндр)
входит в отверстие, то деталь бракуют.
Рис. 132. Регулируемая предельная
пробка
Цилиндрические калибры-
пробки неудобны для контро-
ля отверстий больших диа-
метров вследствие их большо-
го веса. В этих случаях поль-
зуются более легкими одно-
сторонними калибрами-проб-
ками (рис. 131), из которых
один — проходной, обознача-
ют ПР, а второй — непроход-
ной — НЕ.
Регулируемая предельная
пробка, которую можно отре-
гулировать для контроля отверстий нескольких размеров пока-
зана на рис. 132. После износа измерительных поверхностей
пробки можно восстановить ее правильные размеры.
118
Диаметры отверстий можно измерять также нутромерами, по-
казанными на рис. 133 и 134.
Жесткий нутромер (рис. 133) представляет собой
металлический стержень с измерительными концами, имеющими
сферическую поверхность. Расстояние между ними равно диа-
метру измеряемого отверстия. Чтобы исключить влияние тепла
от руки, держащей нутромер, на его
действительный размер, применяют
державки (рукоятки).
Для измерения внутренних раз-
меров с точностью до 0,01 мм при-
меняются микрометрические
нутромеры. Устройство их сход- Рис 133 Жесткий
но с устройством микрометра для
наружных измерений.
При измерении микрометрический нутромер вводят в изме-
ряемое отверстие (рис. 134). Один конец его упирают в поверх-
ность отверстия, а противоположный медленно покачивают в
продольном и поперечном направлениях и нащупывают регули-
Рис. 134 Применение микромет-
рического нутромера при измере-
нии диаметра отверстия
Рис. 135. Измерение диаметра
выточки кронциркулем и ли-
нейкой
рованием микрометрического винта наибольший размер; затем
производят отсчет.
Измерение внутренних канавок и выточек. Внутренние ка-
навки и выточки измеряют по диаметру и по длине. Диаметр
измеряют нутромером, кронциркулем и шаблоном.
На рис. 135 показан прием измерения диаметра выточки
кронциркулем и линейкой. Сначала измеряют кронциркулем
размер а, не меняя раствора ножек, прижимают одну из них к
внутренней стенке отверстия, а положение второй измеряют ли-
119
ненкой. Предположим, вторая ножка находится у деления
18 лии, а размер а равен 25 мм. Легко подсчитать, что толщина
стенки b равняется размеру а минус 18 мм, т. е. 25—18=7 мм.
Если наружный диаметр детали равен 100 дш, то, вычитая из
этого размера две толщины стенок, т. е. 2X7 мм, получим диа-
метр выточки 100—(2X7) =86 мм.
Рис. 136. Измерение ширины
внутренней канавки штанген-
циркулем
Рис. 137, Измерение ши-
рины внутренней канавки
шаблоном
Таким же способом можно измерить диаметр внутренней
канавки.
На рис. 136 показано измерение ширины внутренней канавки
ножками комбинированного штангенциркуля, а на рис. 137
шаблоном.
Контрольные вопросы
1. В каких случаях отверстия следует растачивать?
2. Какие расточные резцы применяют при растачивании отверстий?
3. Как устанавливают резец при растачивании отверстия?
4. Как устанавливать и зажимать детали при растачивании?
5. В каких случаях отверстия следует растачивать резцом, установлен-
ным и закрепленным в оправке?
6. Какое искажение получится при слишком сильном зажиме тонко-
стенных деталей в трехкулачковом патроне?
7. Для чего служит зенкер?
8. В каких случаях и зачем применяют развертки?
9. Какое преимущество имеют качающиеся оправки?
10. Зачем оставляют припуск под развертывание? Как определить величи-
ну припуска под развертывание?
11. Какие охлаждающие жидкости применяют при сверлении, зенкерова-
нии и развертывании?
12. Какие измерительные инструменты применяют для измерения цилин-
дрических отверстий?
Глава X
ТОКАРНАЯ ОБРАБОТКА НЕСЛОЖНЫХ ДЕТАЛЕЙ
§ 1. ТОКАРНАЯ ОБРАБОТКА ШТЫРЯ
В предыдущих главах были рассмотрены отдельные виды
токарной обработки: обтачивание цилиндрических поверхно-
стей, подрезание торцовых поверхностей, вытачивание канавок
и отрезание, сверление, зенкерование, растачивание и разверты-
вание отверстий.
Квалифицированному токарю редко приходится выполнять
каждый из этих видов обработки отдельно, чаще приходится их
выполнять последовательно, в определенном сочетании (в комп-
лексе). Бывают детали сложной формы, при изготовлении ко-
торых применяют, помимо рассмотренных видов обработки, и
другие, которые будут описаны ниже. Но встречаются детали
простой формы, при изготовлении которых применяют только те
виды токарных работ, которые были рассмотрены в предыду-
щих главах.
Разберем пример обработки простой детали. Допустим, тре-
буется изготовить на токарном станке один штырь, показанный
на рис. 138.
Для этого штыря заготовку принимаем из прутка. Задаем-
ся припуском на обработку по 2 мм на сторону по диаметру
20 мм. Тогда получим диаметр прутка равный 20+ (2X2) =
= 24 мм. Принимая припуск на подрезание каждого торца за-
готовки 1 мм и ширину отрезного
резца 3 мм, получим длину заго-
товки. 45 мм. Чтобы отрезать за-
готовку длиной 45 мм от прутка
на расстоянии 5 мм от кулачков
патрона, нужно будет пруток вы-
двинуть на 50 мм от них.
Для обработки такого штыря
потребуются три резца: проход-
ной отогнутый с углом ср = 45°,
проходной упорный прямой с уг-
лом ср = 90° и отрезной. Проход-
Рис. 138 Штырь
ным отогнутым резцам с углом
ср = 45° можно обточить пруток по диаметру, подрезать торцовую
поверхность и обточить фаску. Проходным упорным резцом с уг-
лом <р = 90° можно обточить пруток и подрезать уступ.
Отрезным резцом будет отрезаться заготовка от прутка.
На рис. 139 показаны эскизы обработки штыря на токарном
станке. После выдвигания прутка на 50 мм из кулачков само-
центрирующего патрона (рис. 139,я) и его закрепления подре-
121
Рис. 139. Эскизы обработки одного штыря
зают торцовую поверхность в размер 49 мм (рис. 139,6), сни-
мая припуск 1 мм. Затем обтачивают проходным упорным рез-
цом с углом ф = 90° пруток на диаметр 16-лш на длине 25 мм
от торцовой поверхности (рис. 139,в), а потом проходным ото-
гнутым с углом ф = 45°—на диаметр 20 мм на длине 20 мм
(рис. 139, г); этим же резцом снимают фаску 2X45° на конце
прутка, обточенном на 016 мм (рис. 139,6), и отрезным резцом
отрезают заготовку длиной 41 мм (рис. 139, е). Вынув заготовку
из патрона, устанавливают ее концом, обточенным на 016 мм в
кулачки патрона, подрезают торцовую поверхность (рис. 139, ж)
и снимают фаску (рис. 139, з). Это будет вторая установка прут-
ка в патрон. Таким образом, штырь обтачивается за две уста-
новки.
При изготовлении 50 (и более) штырей ту же обработку
целесообразно дифференцировать, т. е. расчленить. Например,
сначала выдвинуть пруток на 50 мм (рис. 140, а) и отрезать за-
готовку длиной 42 мм (рис. 140, б). Отрезав все 50 заготовок,
приступают на этом же или на другом токарном станке к обта-
чиванию одного конца длиной 26 мм на диаметр 16 мм (рис.
140, в) у всей партии (все 50 заготовок, обрабатываемых одно-
временно, принято называть партией). Затем на этом же или на
другом токарном станке у всей партии заготовок, установленных
в патрон обточенной поверхностью, обтачивают цилиндрическую
поверхность на диаметр 20 мм (рис. 140, г). Такое деление (диф-
ференцирование) обработки значительно упрощает работу то-
каря, позволяя широко использовать перемещение резца в
поперечном направлении по лимбу или по поперечному упору,
а в продольном направлении по лимбу или по продольному
упору с ограничителями, что значительно снижает время обра-
ботки, повышая производительность труда.
Для подрезания торцовой поверхности диаметром 20 мм на
длину 41 мм (рис. 140, д) устанавливают каждую заготовку
поочередно также в патрон обточенным концом 0 16 мм так,
чтобы уступ упирался в торцы кулачков; при подрезании торцо-
вой поверхности используют продольный упор на станине стан-
ка. Затем у всей партии обтачивают фаску 2X45° у торцовой по-
верхности 0 20 мм (рис. 140, е). После снятия фаски устанавли-
вают заготовки в патрон обточенным концом 0 20 мм так,
чтобы уступ заготовки совпадал с торцами кулачков
(рис. 140, ж) и подрезают торцовую поверхность 0 16 мм на
длину 40 мм. Подрезав эти торцовые поверхности у всей партии,
заканчивают обработку штыря обтачиванием фаски 2X45° у
торца 0 16 мм (рис. 140, з). Так как фаску 2X45° можно обта-
чивать и с продольной и с поперечной подачей, то используют
соответственно продольный или поперечный упор.
Дифференциация обработки целесообразна лишь при значи-
тельной партии обрабатываемых деталей. При меньшей партии
123
Ф2Ч
Рис. 140. Эскизы обработки штыря
деталей обрабатывать такой штырь следует за меньшее число
операций. Например, после подрезания торцовой поверхности
0 16 мм на длину 40 мм (рис. 140, ж) у той же заготовки обта-
чивают фаску 2x45° (рис. 140, з) за одну установку.
Обработку одной или нескольких поверхностей детали на
одном станке у всей партии принято называть операцией*. Та-
ким образом один штырь (см. рис. 139) обрабатывался за одну
операцию (укрупненный процесс), а 50 штырей — за 7 опера-
ций (дифференцированный процесс). Партию меньше 50 шты-
рей целесообразно обрабатывать за меньшее число операций.
§ 2. ТОКАРНАЯ ОБРАБОТКА ГЛАДКИХ И СТУПЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
Разнообразные формы валов можно свести к двум исходным
формам — гладкой и ступенчатой. По длине валы можно разде-
лить на короткие, средние и длинные.
При обработке валов центровые отверстия являются, как пра-
вило, установочными базами. Для обтачивания заготовок
валов широко применяют токарно-винторезные станки как для чер-
новой (V 1 — Х7 3), так и для получистовой и чистовой обработки
(V4- V 7).
Применение достаточно высоких скоростей резания, особен-
но при черновой обработке валов, создает тяжелые условия для
работы заднего центра токарного станка. Неподвижный задний
центр не выдерживает высоких скоростей — сгорает и его при-
ходится часто заменять. Однако обработка вала в неподвижном
центре точнее, чем во вращающемся, особенно если центр
вставляется в конус пиноли или встроен в нее (см. рис. 38 и 39).
При обтачивании нежестких валов, т. е. валов, у которых
отношение длины к диаметру больше 10: 1; 12: 1, необходимо
применять люнеты **. Под жесткостью вала подразумевают спо-
собность его прогибаться под действием внешних сил. Жест-
кость валов при черновом обтачивании может быть повышена
при более прочно^ закреплении конца вала. При черновом обта-
чивании часто поддерживается центром только правый конец
вала, а левый закрепляется в кулачках патрона (см. рис. 44).
Такое закрепление называется комбинированным. Чистовое об-
тачивание рекомендуется производить с установкой вала обо-
ими концами только в центрах, что способствует повышению
точности обработки.
Гладкие валы длиной 250—350 мм (рис. 141, а) обрабатыва-
ют в такой последовательности:
1. Отрезание заготовки от прутка (рис. 141, б).
* Подробнее об операции см. стр. 131 — 132.
** О люнетах см гл. ХХШ, cip. 351—355.
125
Рис 141. Гладкий вал и эскизы его обработки
2. Подрезание торцовой поверхности и центрование ее
(рис. 141, в и г)-.
3. Подрезание второй торцовой поверхности и центрование
ее (рис. 141, д и е).
4. Обтачивание начерно примерно половины заготовки по
длине при установке ее в центрах (рис. 141, ж).
5. Обтачивание начерно второй половины заготовки по дли-
не при установке ее в центрах (рис. 141, з).
6. Чистовое обтачивание примерно половины заготовки.
7. Чистовое обтачивание второй половины заготовки.
Если к валу не предъявляют высоких требований в отноше-
нии точности и чистоты поверхности, то ограничиваются только
черновым обтачиванием его.
Рассмотрим процесс обработки гладкого вала (рис. 141, а)
диаметром 30 мм и длиной 250 мм при партии в 10 штук. Внача-
ле отрезают заготовки длиной 254 мм (рис. 141, б) от прутка
0 34 мм (разрезать пруток на части длиной 254 мм целесообраз-
нее на ножовочной или дисковой пиле вместо токарного станка);
затем подрезают торцовую поверхность (рис. 141, в) и сверлят
центровое отверстие с одной стороны (рис. 141, г), а потом
то же с другой (рис. 141, д и е).
Далее обтачивают первую половину заготовки начерно, потом
вторую (см. рис. 141, ж и 3)jа затем также обтачивают заготов-
ку начисто.
При обтачивании наружной цилиндрической поверхности
гладкого вала обычно остается след от стыка поверхностей, об-
тачиваемых при первой и второй установках. Чтобы этого не бы-
ло, следует применять поводковый центр, показанный на
рис. 142. Этот центр позволяет обтачивать всю наружную по-
верхность гладкого вала за одну установку.
Поводковый передний центр имеет самоустанавливающуюся
упорную шайбу 4 и выдвижной центр 5. Заготовка вала левой
рукой подносится и направляется центровым отверстием к цен-
тру 5, после чего правой рукой прижимается задним центром.
При этом выдвижной центр 5 сжимает пружину /, пока заготов-
ка не упрется левым торцом в рифленую поверхность самоуста-
навливающейся сферической шайбы 4, Эта шайба перемещает
втулку 5, внутренняя коническая поверхность которой нажима-
ет на три штифта 2, радиально расположенных под углом 120°
друг к другу и стопорящих центр, препятствуя его дальнейшему
перемещению влево.
Обрабатываемая заготовка приводится во вращение от
шпинделя станка через рифленую поверхность шайбы 4, Зубья
рифленой шайбы, врезавшиеся в торец заготовки, передают кру-
тящие момент от шпинделя. Сфера шайбы 4 позволяет самоу-
станавливаться ей независимо от того, косо или нормально рас-
положен торец заготовки к ее оси.
127
Освобождается и снимается заготовка после отвода пиноли
задней бабки. При этом центр 5 под действием сжатой пружи-
ны 1 выводит из сцепления торец заготовки со сферической
шайбой 4.
Эту шайбу делают сменной, в зависимости от диаметра обта-
чиваемой заготовки и характера обработки. Три зуба на сфери-
Рис. 142. Поводковый центр
ческой шайбе 4 применяют для обдирочного и чернового обтачи-
вания (рис. 142, б). Для чистового обтачивания применяют
шайбу с большим числом мелких зубьев (рис. 142, в), образую-
щих рифленую поверхность, от которых почти не остается следов
на торце заготовки. Такие центры применяют для обтачивания
заготовок диметром до 70—80 мм и длиной до 300—400 мм.
Обточить гладкий вал за одну установку можно также при
помощи трех- или четырехгранного центра (рис. 143), устанав-
ливаемого в шпиндель станка.
При поджиме заготовки к пе-
реднему центру с граненым ко-
нусом поверхность центрового
отверстия врезается в грани
центра, благодаря чему пере-
дается вращение от шпинделя
к заготовке. В связи с вреза-
нием граней центра в коническую поверхность центрового отвер-
стия дальнейшее использование этого отверстия как установоч-
ной базы невозможно.
Ступенчатые валы можно делить на короткие — до
250 мм, средние — 250—350 мм и длинные — более 350 мм.
Различие обработки ступенчатых валов разных длин обусловли-
вается главным образом степенью их жесткости.
Рис. 143. Трехгранный центр
128
Ф45
5 Зэк* 529
Для примера рассмотрим обработку вала, показанного на
рис. 144, а. Учитывая небольшой перепад ступеней вала, прини-
маем заготовку из прутка 0 65 мм и длиной 555 мм. Поверх-
ности вала обтачивают при установке и закреплении заготовки
в центрах и вращении ее при помощи хомутика. Поверхности
0 45 мм на длине 80 мм (рис. 144, б) обтачивают за два прохо-
да, снимая припуск по 5 мм на сторону. Поверхность 0 50 мм
на длине 40 мм (рис. 144, г) целесообразно обтачивать тоже за
два прохода. Так же обтачивают поверхность 0 45 мм на дли-
не 80 мм и поверхность 50 мм на длине 40 мм на другом конце
заготовки (рис. 144, в и д). Эти ступени обтачивают проходным
упорным прямым резцом с углом ф = 90° (для одновременного
подрезания уступов). Затем обтачивают среднюю часть вала —
поверхность 0 60 мм на длине 310 мм проходным резцом
(рис. 144, е).
При единичном изготовлении такого вала сверлят центровые
отверстия и обтачивают его за одну операцию. При изготовле-
нии от 2 до 20—30 валов обработку производят за несколько
операций. В первой операции за две установки подрезают торцы
и сверлят центровые отверстия. Во второй операции тоже за две
установки обтачивают с обоих концов ступени 0 45 мм.
В третьей операции обтачивают две ступени 0 50 мм, а в чет-
вертой операции — среднюю ступень 0 60 мм.
При больших партиях валов (50 шт. и более) заготовки
обычно поступают к токарю зацентрованными. Дальнейшая об-
работка их производится аналогично предыдущему, но с при-
менением поперечных и продольных лимбов и упоров.
Контрольные вопросы
1. Чем отличается обработка штыря (рис. 141) при изготовлении 1 и
50 шт.?
2. Расскажите о порядке обработки гладкого вйла 010 мм и длиной
100 мм.
3. Расскажите о порядке обработки ступенчатого вала.
4. Чем отличается обработка одного ступенчатого вала от обработки
50 шт.?
Глава XI
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ НА ТОКАРНЫХ
СТАНКАХ
§ 1. ПОНЯТИЕ О ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ И ПРОИЗВОДСТВЕННОМ
ПРОЦЕССАХ
Чтобы обработать деталь производительно и экономично,
нужно заранее предусмотреть наиболее целесообразный поря-
док обработки, выбрать станок, режущие и измерительные ин-
130
струменты, приспособления, а также наиболее производитель-
ные режимы резания. Все эти факторы, определяющие весь про-
цесс обработки заготовки до ее превращения в готовую деталь,
составляют технологический процесс.
Большинство деталей машин обрабатываются не только на
токарных, но и на других станках — сверлильных, фрезерных,
строгальных, шлифовальных. Поэтому и технологический про-
цесс механической обработки обычно состоит из операций, вы-
полняемых на разных станках. В данной главе рассматриваются
вопросы, касающиеся операций, выполняемых только на токар-
ных станках.
Технологический процесс обработки отдельных деталей на
станках является одним из этапов общего призводственного
процесса изготовления изделия в целом. Производственный про-
цесс может состоять из следующих этапов:
1) получения заготовок деталей литьем, ковкой, штамповкой
или из прокатного материала;
2) обработки заготовок на металлорежущих станках для по-
лучения деталей с окончательными размерами и формами;
3) термической, химической и слесарной обработки их;
4) сборки — соединения отдельных деталей в узлы, а уз-
лов — в агрегаты;
5) сборки всего изделия из агрегатов;
6) регулирования, испытания, окраски, отделки и упаковки
изделия.
После выполнения каждого этапа производственного про-
цесса осуществляется соответствующий контроль продукции.
Таким образом, производственным процессом называется со-
вокупность отдельных процессов, в результате которых из мате-
риалов и полуфабрикатов получается готовая продукция.
§ 2. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Технологический процесс механической обработки детали со’-
стоит из следующих элементов: операций, установок, переходов,
проходов и приемов.
Операцией называется часть технологического процесса, вы-
полняемая на одном станке и охватывающая все последова-
тельные действия рабочего и станка по обработке детали до пе-
рехода к обработке следующей детали.
Например, сначала обтачивается в центрах один конец вала,
потом — другой. После обтачивания первого конца вала необхо-
димо его снять с центров, повернуть на 180° и опять установить
в центры и начать обтачивать другой конец. Все это составляет
одну операцию, состоящую из двух установок детали.
Если требуется обработать несколько таких валов, то мож-
но сначала обточить один конец у всех заготовок, а потом при-
5*
131
ступить к обтачиванию второго конца тоже у всех заготовок.
В этом случае вал обтачивается за две операции и каждая опе-
рация состоит из одной установки.
Установкой называют часть операции, выполняемую при од-
ном закреплении детали на станке. Так, например, установить
и закрепить вал в центрах для обтачивания одного его конца —
первая установка, а после повертывания и нового закрепления
его в центрах для обработки другого конца — вторая установка.
Операция разделяется на переходы. Переходом называется
часть операции, которая характеризуется неизменностью обра-
батываемой поверхности детали, режущего инструмента и ре-
жима резания.
Изменение хотя бы одного из перечисленных элементов,
т. е. обрабатываемой поверхности, режущего инструмента или
режима резания определяет новый переход. Например, подре-
зать торец вала и обточить его по наружному диаметру — это
будут два отдельных перехода. Подрезать один и тот же торец
вала сначала начерно, а потом начисто одним и тем же резцом,
но с изменением величины подачи или числа оборотов — будет
также составлять два отдельных перехода.
Переход может состоять из одного или нескольких проходов.
Под проходом понимается часть перехода, охватывающая
все действия, связанные со снятием одного слоя материала при
неизменности поверхности обработки, инструмента и режима
резания. Примером может служить подрезание торца вала.
Если припуск велик и за один проход его снять нельзя, то
тем же резцом и при тех же режимах резания торец подрезает-
ся дважды — за два прохода, составляющих один переход. Ес-
ли же второе подрезание торца производить другим резцом или
изменить подачу или число оборотов, то это будет уже новый
переход, и тогда подрезание торца будет осуществляться за два
перехода и каждый переход будет состоять из одного прохода.
Для более точного определения времени обработки детали на
станке операции расчленяются на отдельные приемы.
Под приемом понимают законченное действие рабочего при
работе на станке. Например, установить вал в центры, переклю-
чить числа оборотов шпинделя, включить подачу и др., состав-
ляют отдельные приемы. Таким образом, весь технологический
процесс механической обработки детали состоит из отдельных
операций, расчлененных на отдельные переходы, выполняемые
при соответствующих установках и состоящие из проходов и
приемов.
§ 3. ТИПЫ ПРОИЗВОДСТВ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Все машиностроительные производства в зависимости от но'-
менклатуры продукции и размера производственной программы
132
делятся на три основные типа: единичное (индивидуальное), се-
рийное и массовое.
Единичным называется такое производство, при котором де-
тали изготовляются единичными экземплярами, разнообразны-
ми по конструкции или размерам, причем повторяемость изго-
товления этих деталей бывает редкая или совсем отсутствует.
Такой вид производства имеет место в экспериментальных и
ремонтно-механических цехах, а также в механосборочных це-
хах заводов тяжелого машиностроения, крупного станкострое-
ния и др.
В единичном производстве используются преимущественно
универсальные станки, с имеющимися на них нормальными при-
способлениями*, нормальный режущий и измерительный ин-
струмент. Технологический процесс обработки деталей в еди-
ничном производстве, как правило, не разрабатывается подроб-
но, а ограничивается установлением перечня операций с
указанием станков, приспособлений и инструментов. Станки
располагаются в цехах группами по типам: токарные, сверлиль-
ные, строгальные, фрезерные, шлифовальные и др.
Серийным называется такое производство, при котором обра-
ботка деталей осуществляется периодически отдельными серия-
ми (партиями), состоящими из одноименных, однотипных по
конструкции и однообразных по размерам деталей, пускаемых
в обработку одновременно. Понятие «партия деталей» относится
к количеству деталей, а понятие «серия» — к количеству машин,
запускаемых в производство одновременно. В зависимости от
количества машин в серии, их характера и трудоемкости условно
различают производства: мелкосерийное, среднесерийное и
крупносерийное. Например, если механический цех обрабаты-
вает детали для производства различных мелких станков в ко-
личестве от 3 до 10 шт. в месяц, то это будет мелкосерийное
производство. Если каждый месяц производится от 10 до 100
станков,— это среднесерийное производство. При производстве
станков более 100 шт. в месяц — крупносерийное производство.
При серийном производстве применяются: станки — универ-
сальные, специальные и специализированные **, приспособления
и инструменты — как нормальные, так и специальные. Процесс
обработки деталей в серийном производстве разрабатывается
с полным перечнем операций, станков, приспособлений, инстру-
ментов, режимов резания и времени на обработку.
* К нормальным приспособлениям токарных станков относятся трех- и че-
тырехкулачковые патроны, поводковые патроны, хомутики, центры и люнеты.
** Специализированными называют универсальные станки, которые путем
различных конструктивных дополнений приспосабливают специально для опре-
деленной операции одной или нескольких деталей, чем значительно повышают
производительность труда.
133
Серийное производство является наиболее распространен-
ным в общем и среднем машиностроении (мелкие и средние
станки, насосы, компрессоры, текстильные машины, полиграфи-
ческие машины, различные приборы и др).
Массовым называется такое производство, в котором при до-
статочно большом количестве одинаково обрабатываемых дета-
лей изготовление их ведется путем непрерывного выполнения на
станках одних и тех же постоянно повторяющихся операций.
Массовое производство возможно и экономически выгодно при
выпуске большого количества деталей, конструкция которых не
меняется в течение длительного срока (3—4 года и более).
В массовом производстве технологический процесс разраба-
тывается весьма подробно. Здесь широко используют не только
специальные станки и автоматы, но и автоматические линии, а
также специальные приспособления и инструменты. Станки рас-
полагаются обычно в таком же порядке, в каком следуют опера-
ции в технологическом процессе.
Массовое производство характерно для автотракторной и
шарикоподшипниковой промышленности, сельскохозяйственно-
го машиностроения, приборостроения и др.
§ 4. ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Технологический , процесс может разрабатываться по прин-
ципу укрупнения операций, т. е. концентрации операций, и по
принципу расчленения, т. е. дифференциации операций.
Как правило, в единичном и мелкосерийном производстве
применяют технологические процессы концентрированные, в се-
рийном производстве — дифференцированные.
В крупносерийном и массовом производстве технологические
процессы осуществляются по обоим принципам, т. е. концентри-
рованному и дифференцированному. В современном массовом
производстве все больше стремятся применять концентрирован-
ные технологические процессы, обеспечивающие наибольшую
технико-экономическую эффективность.
На примере обработки штыря видно, что при изготовлении
одной такой детали оба ее конца обтачивают в одной операции
(см. рис. 139), осуществляя таким образом концентрацию об-
тачивания, соответствующую единичному типу производства.
При изготовлении 50 штырей используется особенность серий-
ного производства — дифференциация технологического процес-
са (см. рис. 140).
§ 5. ПОНЯТИЕ ОБ УСТАНОВОЧНЫХ БАЗАХ И ИХ ВЫБОР
При разработке технологических процессов механической об-
работки деталей важным является правильная установка и за-
134
крепление деталей на станках. От того, каким образом устанав-
ливается и закрепляется деталь на станке, в большинстве
случаев зависит точность ее обработки и в значительной мере
продолжительность всей операции. Кроме того, от способа ус-
тановки и закрепления детали на станке во многих случаях за-
висит также появление брака при обработке. Также весьма
важным является выбор установочных поверхностей. Поверхно-
сти детали, которыми она устанавливается для обработки на
станке, называются установочными базами, а часто просто
базами.
При начальных операциях обработки детали базами яв-
ляются необработанные поверхности, называемые черновыми
базами. При последующих операциях обработанные установоч-
ные поверхности называются чистовыми базами. Чистовые ба-
зирующие поверхности делятся на основные и вспомогательные.
Основной базой называется поверхность детали, используемая
в работе узла или механизма машины. Например, в начале об-
работки штыря пруток устанавливается и закрепляется в кулач-
ках патрона необработанной цилиндрической поверхностью
0 24 мм (см. рис. 139, в), а в конце обработки (см. рис. 139, ж)
заготовка закрепляется обработанным концом 0 16 мм.
В первом случае необработанная поверхность 0 24 мм яв-
ляется черновой базой, а во втором случае обработанная поверх-
ность 0 16 мм будет основной базой.
Зубчатое колесо обычно устанавливается на валу своим от-
верстием. Если отверстие этого колеса ^используется как база
для установки заготовки колеса при ее обработке на токарном
станке, то оно будет являться основной базой.
Некоторые поверхности заготовки часто приходится обраба-
тывать специально только для установки ее на станке. Харак-
терным примером таких поверхностей являются центровые
отверстия валов. Такие поверхности называются вспомогатель-
ными базами. Примером вспомогательной базы являются также
торцовая поверхность и отверстие в поршне (рис. 145). Эти
поверхности специально обрабатываются для установки заго-
товки поршня на токарном станке (с конструктивной точки зре-
ния эти поверхности поршня для работы двигателя обрабаты-
вать не требуется).
Выбор черновой базы. При выборе черновой базы следует ру-
ководствоваться следующими соображениями:
1. Для деталей, у которых обрабатываются не все поверхно-
сти, в качестве черновой базы необходимо принимать поверхно-
сти, не подлежащие обработке, чтобы обработанные поверх-
ности располагались правильно относительно необработанных.
Например, у литых зубчатых колес, шкивов, тормозных дисков
и т. п. за черновую базу принимаются внутренние поверхности
обода и торцовые поверхности, как показано на рис. 146.
135
2. Если обрабатываются все поверхности детали, то за чер-
новую базу следует принять поверхность, имеющую наименьший
припуск на обработку. Тогда этот припуск расположится сим-
метрично или параллельно обработанным поверхностям, что ис-
ключит возможность появления чер-
ноты при обработке поверхности с на-
именьшим припуском.
После выполнения первой операции
черновые базы должны быть заменены
чистовыми — обработанными базами.
Повторная установка заготовки на чер-
новые базы, как правило, недопустима,
так как не будет обеспечено одинаковое
положение заготовки относительно ре-
га тель ные базы
Рис. 145. Вспомогательные
базы поршня
Рис. 146. Черновые базы
шкива
жущего инструмента при обеих установках. Поверхности, прини-
маемые за черновые базы, должны быть по возможности ровны-
ми и чистыми.
Выбор чистовой базы. При выборе чистовой базы рекомен-
дуется учитывать следующее:
1. Принимать за чистовую базу такие поверхности, которые
могут быть использованы при возможно большем количестве
операций, так как при перемене установочных баз точность об-
работки детали будет уменьшаться.
2. Выбирать такие поверхности, при которых было бы удоб-
нее устанавливать и закреплять заготовку, обеспечивая наи-
меньшие деформации ее от усилий резания и зажима.
136
Контрольные вопросы
1. Что называется технологическим процессом?
2. Из каких элементов состоит технологический процесс механической
обработки детали?
3. Что называют операцией?
4 Приведите пример обработки детали за одну и за две операции.
5. Что называют установкой?
6. Приведите пример, когда операция содержит одну установку, две
установки.
7. Что называют переходом?
8. Приведите пример установки, которая содержит один переход, нес-
колько переходов.
9. Что называют проходом?
10. Чем характеризуются единичное, серийное и массовое производства?
11. Как выбирают черновую базу?
12. Как выбирают чистовую базу?
13. Какие базы называют основными и какие вспомогательными? При-
ведите примеры.
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
ОБРАБОТКА КОНИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ.
ОБТАЧИВАНИЕ ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ.
ОТДЕЛКА ПОВЕРХНОСТЕЙ. НАРЕЗАНИЕ
ТРЕУГОЛЬНОЙ РЕЗЬБЫ
Глава XII
ОБРАБОТКА КОНИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
В машиностроении широко применяют детали с коническими
поверхностями — в виде наружных конусов или в виде кониче-
ских отверстий.
§ 1. ПОНЯТИЕ О КОНУСЕ И ЕГО ЭЛЕМЕНТАХ
Элементы конуса. Если вращать прямоугольный треугольник
АБВ относительно катета АБ, принятого за ось (рис. 147, а), то
Рис 147 Конусы:
а — полный, б — усеченный
образуется тело вращения АВГ, называемое полным конусом.
Катет АБ называется осью, или высотой конуса. Прямая АВ на-
зывается образующей конуса, точка А является вершиной ко-
нуса.
138
При вращении катета БВ относительно оси АБ образуется по-
верхность, называемая основанием конуса (см. рис. 147, а).
Угол между образующей АГ и осью АБ называется углом
уклона конуса и обозначается а (альфа). Углы выражаются в
градусах, минутах и секундах.
Угол ВАГ между образующими АВ и АГ конуса называется
углом конуса и обозначается 2а.
Если от конуса отрезать его верхнюю часть плоскостью, па-
раллельной его основанию (рис. 147, б), то получим тело, на-
зываемое усеченным конусом. Он имеет два основания — верх-
нее и нижнее. Расстояние О0{ по оси между основаниями назы-
вается высотой усеченного конуса. Так как в машиностроении
большей частью имеют дело с усеченными конусами, то обычно
их просто называют конусами; дальше для простоты будем на-
зывать все конические поверхности конусами.
Связь между элементами конуса. На чертеже указывают
обычно три основных размера конуса: больший диаметр D,
меньший диаметр d и высоту конуса I (рис. 148).
Из рассмотрения прямоугольного треугольника АБВ, у которого
катет АБ = а катет БВ = /, следует:
tga = ^- ' (7)
Пользуясь формулой (7), можно при помощи тригонометри-
ческих таблиц определить а — угол уклона конуса. Например,
дано: D = 80 мм\ d=10 м; /=100 мм. По формуле (7) имеем
Рис. 148. Основные размеры усеченного конуса
. D — d 80 — 70 10 п ЛС
tg 2-/ — 2-100 — 200 ~
По таблице тригонометрических величин* находим значение
наиболее близкое к tg а = 0,05, т. е. tg а=0,049, которому соот-
* А. Н. Оглоблин. Справочник токаря. Машгиз, 1960, стр. 480.
139
ветствует угол уклона конуса а = 2°50'. Следовательно, угол ко-
нуса 2а = 2Х2° 50'= 5° 40'.
Иногда на чертеже указывается только один из диаметров
конуса, например больший D, высота конуса I и так называемая
конусность. Конусностью называется отношение разности диа-
метров конуса к его высоте. Обозначим конусность буквой К,
тогда
К = (8)
Если в рассмотренном выше примере D = 80 мм, d = 70 мм и
/=100 мм, то согласно формуле (8)
K_D~ d __ 80 — 70 _ 1
A “ l “ 100 “ 10 ’
Это значит, что на длине 10 мм диаметр конуса уменьшается
на 1 мм, или на каждый миллиметр высоты конуса разница между
его диаметрами измеряется на 1/10 мм. Следовательно, если боль-
ший диаметр конуса D == 80 мм, конусность АГ = 1/10 и высота
/ = 100 мм, то размер меньшего диаметра равняется 80—100j —
= 70 мм. Это можно выразить в виде формулы
d = D-K-l. (9)
Если на чертеже показан меньший диаметр d конуса, высота
конуса / и конусность К, то размер большего диаметра можно
определить по формуле
D = d + K-l. (10)
Если возьмем отношение полуразности диаметров конуса к
его высоте, то получим величину, называемую уклоном конуса.
Обозначим уклон конуса буквой М, тогда
(11)
При сравнении формул (8) и (11) видно, что уклон конуса в
два раза меньше конусности. Так, если больший диаметр конуса
£) = 80 мм, меньший диаметр d = 70 мм и /=100 мм, то согласно
формуле (11) уклон конуса
м _ D — d _ 80 — 70 _ 1
М ~ 2-/ " ,2-100 “ 20’
Конусность при тех же условиях (см. формулу 8)
к _D — d _ 80 — 70 _ 1
Д “ I ~ 100 “ 10 ’
Уклон конуса и конусность обычно выражают отношением,
например, 1 : 10; 1 : 50 или десятичной дробью, например, 0,1;
0,05; 0,02 и т. д.
140
§ 2. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ КОНИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Для получения конической поверхности при обработке на то-
карном станке необходимо, чтобы при вращении заготовки вер-
шина резца перемещалась не параллельно, а под некоторым
углом к оси центров. Этот угол должен равняться а — углу укло-
на конуса (см. рис. 148).
Перемещать вершину резца под углом к оси заготовки для
получения конической поверхности можно следующими спосо-
бами:
1) смещением корпуса задней бабки;
2) поворотом верхней части суппорта;
3) с помощью конусной линейки и другими способами.
Небольшие конусы можно получить также с помощью широ-
ких резцов.
При обтачивании наружных конических поверхностей поль-
зуются проходными резцами, а при растачивании внутренних
конических поверхностей! — расточными. Резец необходимо ус-
танавливать точно по высоте центров станка.
§ 3. ОБТАЧИВАНИЕ КОНИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПОПЕРЕЧНЫМ
СМЕЩЕНИЕМ КОРПУСА ЗАДНЕЙ БАБКИ
При продольной подаче суппорта резец перемещается парал-
лельно направляющим станины токарного станка. Наиболее
простой способ получить
угол а между осью центров
и направлением подачи —
это сместить линию центров,
сдвинув задний центр в по-
перечном направлении. При
этом ось вращения детали
не будет параллельна на-г
правлению перемещения рез-
ца и поверхность детали ока-
жется обточенной на конус.
Подсчет величины сме-
щения корпуса задней баб- рис |дд Обтачивание конической по-
КИ. Возможны два случая верхности при поперечном смещении
подсчета величины смеще- корпуса задней бабки
ния корпуса задней бабки:
1) когда обрабатываемый конус занимает не все расстояние
между центрами, т. е. I < L (случай наиболее частый, рис. 149);
2) когда обрабатываемый конус занимает все это расстоя-
ние, т. е. l = L (случай редкий).
В первом случае необходимую величину поперечного смеще-
ния корпуса задней бабки можно вывести следующим образом.
141
Из прямоугольного треугольника АВС (см. рис. 149)
следует, что
ВС = ДВ-sina
или
h = L-sin a.
При малом значении угла уклона конуса а (до 10°) можно
с практически достаточной точностью считать, что
sina^tga.
Следовательно, можно написать
ft = L-tga = L.^^-, (12)
где h — смещение корпуса задней бабки от оси шпинделя, мм;
D — диаметр большого основания конуса, мм;
d — диаметр малого основания конуса, мм;
L — длина всей детали или расстояние между центрами, мм;
I — длина конической части детали, мм.
Пример. Определить смещение корпуса задней бабки для обтачивания усе-
ченного конуса, если D — 100 мм, d = 80 мм, L — 300 мм и I — 200 мм
По формуле (12) находим-
D-d L 100 — 80 300
h == 2 I ~ 2 *200 “ 15 мм
Если конус занимает все расстояние между центрами, т. е.
если l = L, то смещение корпуса задней бабки
Л = (13)
Пример. Определить смещение корпуса задней бабки, если D = 80 мм,
d — 75 мм и I = L — 600 мм.
По формуле (13) находим
D — d 80 — 75
h — —2— ~ 2------= 2,5 мм.
Корпус задней бабки смещают, используя деления 1
(рис. 150), нанесенные на торце опорной плиты, и риску 2 на
торце корпуса задней бабки.
Предварительно необходимо убедиться, что при нормаль-
ном положении корпуса вершина заднего центра точно совпа-
дает с вершиной переднего. На рис. 150, а показано нормаль-
ное, а на рис. 150, б — смещенное положение корпуса задней
бабки.
Если на торце плиты делений нет, то смещают корпус зад-
ней бабки, пользуясь измерительной линейкой, как показано на
рис. 151.
142
Смещение корпуса задней бабки можно также опреде-
лить, измерив линейкой расстояние между передним и смещен-
ным задним центром, как показано на рис. 152.
Эти способы измерения
смещения корпуса задней
бабки дают малую точность.
Поэтому смещение корпуса
задней бабки обычно уточ-
няют после предваритель-
ного обтачивания поверхно-
сти конуса и проверки полу-
ченного угла конуса. Требуе-
мую конусность часто полу-
чают лишь после нескольких
пробных смещений корпуса
задней бабки и соответству-
ющего количества предвари-
тельных протачиваний кону-
са. При наличии образца го-
товой детали точно сместить
корпус задней бабки можно
без предварительных прота-
чиваний. Установив готовую
деталь в центрах, смещают
корпус задней бабки так,
чтобы образующая конуса
была расположена парал-
лельно оси шпинделя (рис.
153).
Для проверки правильно-
сти расположения образую-
щей конуса подводят вер-
шину резца сначала к лево-
му концу конуса так, чтобы
положенная между ними по-
лоска бумаги была слегка
зажата. Заметив показания
лимба винта поперечной по-
дачи, отводят резец на !/2—
3Д оборота лимба от детали,
перемещают его к правому
Рис. 150 Положение корпуса задней бабки:
а — нормальное, б — смещенное
Рис. 151. Прием определения смещения
корпуса задней бабки при помощи линейки
концу конуса И здесь ОПЯТЬ рис |52 Измерение линейкой величины
слегка зажимают между НИ- смещения заднего центра (вид сверху)
ми полоску бумаги. Если
показания лимба совпадают, корпус задней бабки смещен пра-
вильно; если нет — следует произвести повторное смещение. По
разности показаний лимба определяют, в какую сторону и при-
143
близительно насколько необходимо сместить заднюю бабку.
Преимущество обработки конических поверхностей путем
смещения корпуса задней бабки заключается в том, что этот
способ можно применять на любом токарном станке.
Недостатки этого способа: невозможность растачивания ко-
нических отверстий; потеря времени на перестановку задней
Рис. 153. Проверка смещения корпуса Рис. 154. Шаровой центр
задней бабки по готовой детали
бабки; возможность обрабатывать лишь пологие конусы; пере-
кос центров в центровых отверстиях, что приводит к неравно-
мерному износу центров и центровых отверстий и служит при-
чиной брака при вторичной установке детали в этих же цен-
тровых отверстиях.
Неравномерного износа центровых отверстий можно избе-
жать, если вместо обычного применять специальный шаро-
вой центр (рис. 154), Такие центры используют преиму-*
щественно при обработке точных конусов.
§ 4. ОБТАЧИВАНИЕ КОНИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПОВОРОТОМ
ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ СУППОРТА
Для обтачивания на токарном станке коротких наружных
и внутренних конических поверхностей с углом уклона
а>10° нужно повернуть верхнюю часть суппорта относительно
оси станка под углом а уклона конуса (рис. 155). При таком
способе работы подачу можно производить обычно от руки, вра-
щая рукоятку винта верхней части суппорта, и лишь в наиболее
современных токарных станках имеется механическая подача
верхней части суппорта.
Если угол а уклона конуса задан по чертежу, то верхнюю
часть суппорта 1 повертывают на заданный угол, исполь-
зуя деления, нанесенные на диске 2 поворотной части суп-
порта.
144
Если угол а не дан на чертеже, а указаны больший и мень-
ший диаметры конуса и высота его конической части, то опре-
деляют угол поворота суппорта по формуле (7)1
. D — d
Пример. Даны диаметры конуса D — 80 мм, d — 66 мм, высота конуса / =
= 112 мм. Имеем
80 — 66
tg « = 2. ц'2 ' == 0,0625.
По таблице тригонометрических величин находим приближенно: а = 3Э35'
Следовательно, верхнюю часть суппорта необходимо повернуть на 3°35'.
Обычно деления нанесены в градусах. Устанавливать мину
ты приходится на глаз. Таким образом, чтобы повернуть верх
нюю часть суппорта на 3°35',
нужно нулевой штрих поста-
35
вить на-gg—=0,583, т. е. при-
мерно на 0,6 расстояния между
3 и 4°.
Способ обтачивания кониче-
ских поверхностей с поворотом
верхней части суппорта имеет
следующие недостатки:
а) применяется обычно при
ручной подаче, что отражается
на производительности труда и
чистоте обработанной поверх-
ности;
б) можно обтачивать сра-
Рис. 155. Поворот верхней части
суппорта на требуемый угол при
помощи делений на диске пово-
ротной части суппорта
внительно короткие конические поверхности, ограниченные дли-
ной хода верхней части суппорта.
§ 5. ОБРАБОТКА КОНИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ
КОНУСНОЙ ЛИНЕЙКИ
Для обработки конических поверхностей с углом уклона а
не более 10—12° современные токарные станки обычно имеют
особое приспособление, называемое конусной ли<
н е й ко й.
Схема обработки конуса с применением конусной линейки
показана на рис. 156.
К станине станка прикреплена плита /, на которой установ-
лена линейка 2. Линейку можно поворачивать вокруг пальца 3
под требуемым углом а к оси обрабатываемой детали. Для за-
145
крепления линейки в требуемом положении служат два болта 4,
В пазах линейки может скользить ползун 5, соединяющийся
с нижней поперечной частью 6 суппорта при помощи тяги 7 и
Рис. 156 Схема обработки конической поверхности с применением
конусной линейки
зажима 8. Чтобы эта часть суппорта могла свободно скользить
по направляющим, ее отсоединяют от каретки 9, вывинчивая по-
перечный винт или отсоединяя от суппорта его гайку.
Если установить линейку на соответствующий угол уклона
конуса и закрепить на станке деталь, то, сообщив суппорту про-
дольную подачу, ползун 5, захватываемый тягой 7, начнет пере-
мещаться вдоль линейки 2. Так как ползун скреплен с попереч-
ными салазками суппорта, то они вместе с резцом будут пере-
мещаться параллельно линейке /2. Благодаря этому резец нач-
нет обрабатывать коническую поверхность с углом уклона, рав-
ным углу а поворота конусной линейки.
После каждого прохода резец устанавливают на глубину ре-
зания при помощи рукоятки 11 верхней части 10 суппорта. Эта
часть суппорта должна быть повернута на 90° относительно ее
нормального положения, т. е. так, как это показано на рис. 156.
146
Линейка должна быть установлена параллельно образую-
щей конуса, расположенной ближе к токарю. Отсчет угла а по-
ворота линейки производится по делениям, нанесенным на пли-
те, при помощи риски на торце линейки. Деления на плите мо-
гут обозначать градусы или миллиметры. Количество делений,
на которое нужно повернуть линейку, определяется из того
условия, что угол а поворота линейки должен быть равен углу
уклона конуса.
Если даны диаметры оснований конуса D и d и его высота I,
то угол поворота линейки можно найти по формуле (7):
. D-d
^а=-2П~-
Подсчитав величину tg а, легко определить значение угла а
по таблице тригонометрических величин.
Пример. Определить угол а поворота линейки при обтачивании конуса, если
D = 400 мм, d = 350 мм, I — 250 мм,
400 - 350 50
tga- 2-250 “ 500 ~0,1,
Согласно таблице тригонометрических величин этому значению tg а соответ-
ствует приближенно угол а = 5°45'
Если деления на плите обозначают не градусы, а миллимет-
ры, то число делений С, на которое нужно повернуть линейку,
определяют по формуле
r_D-d И
G “ 2 ’ / ’
где Н — расстояние от оси вращения линейки до ее конца (см.
рис. 156), мм;
I — высота конуса, мм.
Пример. Определить число миллиметров, на которое нужно повернуть ли-
нейку, если D = 80 мм, d — 70 лш, / =-= 500 мм, Н — 600 мм,
D — d Н _ 80 - 70 600 _
С ~ 2 ‘ / “ 2 ‘ 500 = 6 мм'
Применение конусной линейки имеет ряд преимуществ:
1) наладка линейки удобна и производится быстро;
2) при переходе к обработке конусов не требуется нарушать
нормальную наладку станка, не нужно смещать корпус задней
бабки; центры станка остаются в нормальном положении, т. е.
на одной оси, благодаря этому центровые отверстия в детали и
центры станка срабатываются значительно меньше, чем при
сдвиге задней бабки;
3) размеры конуса получаются точными без повторных на-
ладок;
4) возможна работа с продольным самоходом, что увеличи-
вает производительность труда и улучшает качество обработки;
147
5) можно обтачивать не только наружные конические по-
верхности, но и растачивать внутренние конические поверхности.
Недостатком применения конусной линейки является необхо-
димость отсоединять поперечные салазки суппорта от связанно-
го с ними винта перед началом работы и снова соединять са-
лазки с винтом по окончании работы.
Этот недостаток устранен в конструкции некоторых токар-
ных станков, у которых винт не связан жестко со своим махо-
вичком и зубчатыми колесами поперечного самохода.
§ 6. ОБРАБОТКА КОНИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ШИРОКИМ РЕЗЦОМ
Рис. 157. Обработка кониче-
ской поверхности широким
резцом
Обрабатывать конические по-
верхности (наружные и внутренние)
с небольшой высотой конуса (не бо-
лее 15—20 мм) можно широким рез-
цом с углом в плане, соответствую-
щим углу а уклона конуса. Подача
резца может быть продольная и по-
перечная (рис. 157). Однако исполь-
зовать широкий резец на обычных
станках можно только при высоте
конуса, не превышающей примерно
20 мм. Применять более широкие
резцы можно лишь на особо жест-
ких станках и деталях, если это не
вызывает вибраций резца и обраба-»
тываемой детали.
§ 7. РАСТАЧИВАНИЕ И РАЗВЕРТЫВАНИЕ КОНИЧЕСКИХ
ОТВЕРСТИЙ
Обработка конических отверстий является одной из наибо-
лее трудных токарных работ: она значительно труднее, чем об-
работка наружных конусов.
Конические отверстия на токарных станках в большинстве
случаев обрабатывают растачиванием резцом с поворотом верх-
ней части суппорта и реже с помощью конусной линейки. Все
подсчеты, связанные с поворотом верхней части суппорта или
конусной линейки, выполняются так же, как и при обтачивании
наружных конических поверхностей.
Если коническое отверстие должно быть в сплошном мате-
риале, то сначала сверлят цилиндрическое отверстие, которое
затем растачивают резцом на конус или обрабатывают коничес-
кими зенкерами и развертками.
148
Чтобы ускорить растачивание или развертывание, следует
предварительно просверлить отверстие сверлом, диаметр di ко-
торого на 1—2 мм меньше диаметра малого основания конуса
(рис. 158, а). После этого рассверливают отверстие одним
(рис. 158, б) или двумя (рис. 158, в) сверлами для получения
ступеней. Диаметры сверл d2 и rf3 (рис. 158, бив) и глубины
Рис. 158. Сверление и рассверливание ступенчатого отверстия
под конус
сверления 12 и Z3 заранее определяют по чертежу с учетом при-
пуска на растачивание или развертывание.
Затем растачивают ступенчатое отверстие на конус резцом
с поворотом верхней части суппорта на угол а или с использова-
нием конусной линейки.
После чистового растачивания отверстия на конус его раз-
вертывают конической разверткой соответствующей конусности.
Конические отверстия выгоднее обрабатывать непосредствен-
но после сверления набором специальных разверток, имеющих
одну и ту же конусность.
На рис. 159 показана последовательность обработки коничес-
кого отверстия сверлом (рис. 159, а) и комплектом конических
разверток (рис. 159,6—г). Так как после сверления коническим
разверткам приходится снимать значительный припуск, то, чтобы
не перегрузить их, применяют последовательно три развертки —
черновую, получистовую и чистовую.
Черновая развертка (рис. 159,6) предназначена для
снятия самого большого припуска. Чтобы облегчить работу чер-
новой развертки, ее режущие кромки делают ступенчатой формы
с крупными^канавками для дробления стружки. Канавки распо-
лагаются по винтовой линии, Поверхность обработки после про-
149
хода черновой развертки обычно грубая, с винтовыми бороздка-
ми на стенках.
Получистовая развертка (рис. 159, в) в отличие от
черновой имеет на режущих кромках более мелкие канавки для
дробления стружки, благодаря этому обработанная ею поверх-
ность получается более чистой, но винтовые бороздки на стенках
все же остаются.
Рис. 159. Последовательность обработки
конического отверстия:
а — сверлом, б — черновой разверткой, в — полу-
чистовой разверткой, г — чистовой разверткой
Чистовая развертка (рис.
159, г) изготовляется с
цельными прямолинейны-
ми режущими кромками и
предназначена для при-
дания отверстию оконча-
тельных размеров и глад-
кой поверхности (V 7 —
V8).
Конические развертки
работают в более тяже-
лых условиях, чем цилин-
дрические. Поэтому им
дают меньшие подачи и
скорости резания, чем
цилиндрическим разверт-
кам.
Величина подачи при
развертывании стали со-
ставляет 0,1—0,2 мм!об>
при развертывании чугу-
на 0,02—0,04 мм1об.
Скорость резания при развертывании конических отверстий
развертками из быстрорежущей стали —6—10 м1мйн.
Для облегчения работы конических разверток и получения чи-
стой и гладкой поверхности следует применять охлаждение (не
менее 4 л!мин). При обработке стали или чугуна для охлажде-
ния применяют эмульсию или сульфофрезол; при обработке алю-
миния, кроме указанных жидкостей, применяют также легкое
минеральное масло с прибавлением 30% касторового масла.
§ 8. ИЗМЕРЕНИЕ КОНИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Конические поверхности измеряют угломерами, калибрами и
шаблонами.
Универсальный угломер. Универсальным инструментом для
измерения конусов является угломер системы Семенова (рис.
160). Он состоит из основания 4, на котором нанесена основная
градусная шкала, и сектора 6 с нанесенным на нем нониусом 7.
Сектор можно вращать по основанию. С помощью державки 9
на секторе можно закрепить угольник 2, на котором при помощи
150
Рис. 161. Пределы измерения углов угломером системы Семенова:
а — от 0 до 50е, б — от 50 до 140°, в — от 140 до 230®, г — от 230 до 320°
151
державки 3 закрепляется съемная линейка 1. Линейка 8 жестко
связана с основанием 4. Винт 5 служит для скрепления сектора 6
с основанием. Показания угломера отсчитываются по основной
шкале и нониусу. Наименьший отсчет по нониусу равен 21.
На рис. 161 показаны пределы измерения углов угломером
системы Семенова.
Рис. 162. Угловые шаблоны (малки)
Угловые шаблоны. Если требуется обработать конус по образ-
цу, то для сравнения конусности можно пользоваться установоч-
ным угловым шаблоном (малкой). Такой шаблон может
состоять из двух линеек (рис. 162, а) или угольника 1 и линей-
ки 3 (рис. 162, б), снабженных прорезями для соединительного
винта 2. Отсоединив гайку винта, можно угольник и линейку по-
ставить под необходимым углом друг к другу (рис. 162, б).
Когда малка установлена на определенный угол и винт затянут
гайкой, ее накладывают на измеряемую деталь и просматривают
на свет, наблюдая, совпадают ли грани угольника и линейки с
конической поверхностью. Если при наложении малки на деталь
между гранями угольника и линейки и конической поверхностью
заметны просветы, это значит, что коническая поверхность изго-
товлена неправильно.
Калибры для проверки конических поверхностей. Для более
точной проверки при большом выпуске деталей применяют спе-
циальные калибры: для наружных конусов калибр-втулку
(рис. 163, а) и для конических отверстий калибр-пробку
(рис. 164, а).
Порядок проверки наружного конуса следующий. Конус и
втулка должны быть тщательно очищены от грязи и стружки. На
проверяемой поверхности детали проводят мелом или каранда-
шом две-три линии вдоль образующей конуса. Затем на конус
надевают калибр-втулку (рис. 163, б) и слегка поворачивают ее
с небольшим нажимом, в результате которого на сопряженных
участках конуса эти линии сотрутся. Сняв втулку, смотрят, как
стерлись эти линии. Если линии сотрутся неравномерно, это зна-
чит, что конус детали обработан неточно и необходимо его
152
исправить. Стирание линий у меньшего диаметра конуса пока-
жет, что угол конуса мал, и, наоборот, стирание линий у большо-
го диаметра покажет, что угол конуса велик.
Диаметры наружного конуса проверяют тем же калибром-
Рис. 163 Калибр-втулка (а) для проверки наружных конусов и ее
применение (б)
Рис на
6)
Рис 164. Калибр-пробка (а) для про-
верки конических отверстий и ее при-
менение (б)
втулкой. Если конус обработан правильно, то при надевании на
него втулки торец конуса должен совпадать с риской, имеющейся
на срезанной части втулки (рис. 163, б). Если торец конуса не
дойдет до риски, необходима дальнейшая его обработка; если,
наоборот, торец конуса ока-
жется левее риски, то деталь
является браком.
Проверяют конические
отверстия аналогичным спо-
собом. Для проверки кониче-
ского отверстия калибр-
пробку, имеющую две риски
(рис. 164, а), вводят с легким
нажимом в отверстие и заме-
чают, не качается ли калибр
в отверстии (рис. 164, б). От-
сутствие качания показыва-
ет, что угол конуса правилен.
Убедившись в этом, присту-
пают к проверке диаметров
конического отверстия. Для
этого наблюдают, до какого
места калибр войдет в про-
веряемое отверстие. Если конец отверстия совпадет с одной из
рисок или же находится между рисками калибра, то размеры
конуса правильны. Однако может случиться, что калибр войдет
в отверстие настолько глубоко, что обе риски войдут в отверстие,
Это показывает, что диаметр отверстия больше заданного. Если
обе риски окажутся вне отверстия, то диаметр отверстия меньше
требуемого.
153
§ 9. БРАК ПРИ ОБРАБОТКЕ КОНИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И МЕРЫ
ЕГО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ
При обработке конических поверхностей, помимо упомянутых
выше видов брака для цилиндрических поверхностей, дополни-
тельно возможны следующие виды брака:
Рис. 165. Установка резца
при обтачивании конической
поверхности:
а — по высоте центров, б — выше
высоты центров, в — ниже высоты
центров
1) неправильная конусность;
2) отклонения в размерах кону-
са;
3) отклонения в размерах диа-
метров оснований при правильной
конусности;
4) непрямолинейность образую-
щей конической поверхности.
1. Неправильная конусность по-
лучается главным образом вследст-
вие неточного смещения задней баб-
ки, неточного поворота верхней ча-
сти суппорта, неправильной установ-
ки конусной линейки.
Следовательно, проверив уста-
новку корпуса задней бабки, верх-
ней части суппорта или конусной ли*
нейки перед началом обработки,
можно брак предупредить. Этот вид
брака исправим только в случае, ес-
ли ошибка по всей длине конуса ле-
жит в теле детали, т. е. все диамет-
ры у втулки меньше, а у коническо-
го стержня больше требуемых.
2. Неправильный размер конуса
при правильном угле его, т. е. непра-
вильная величина диаметра по всей
длине конуса, получается, если сня-
то недостаточно или слишком много
материала. Предупредить брак мож-
но только внимательной установкой
глубины резания на чистовых про-
ходах. Брак исправим, если снято
недостаточно материала.
3. Может получиться, что при правильной конусности и точ-
ных размерах одного конца конуса диаметр второго конца непра-
вилен. Единственной причиной является несоблюдение требуемой
длины всего конического участка детали. Брак исправим, если
только деталь излишне длинна. Чтобы избежать этого вида
брака, необходимо перед обработкой конуса тщательно прове-
рить его длину.
154
4. Непрямолинейность образующей обрабатываемого конуса
получается при установке резца выше (рис. 165, б) или ниже
(рис. 165, в) центра (на рис. 165, бив для большей наглядности
искажения образующей конуса показаны в преувеличенном виде).
Таким образом, и этот вид брака является результатом невнима-
тельной работы токаря.
Контрольные вопросы
1. Какие элементы имеются у полного и усеченного конусов?
2. В чем различие между конусностью и уклоном конуса?
3. По какой формуле определяют конусность?
4. Какие способы применяют для обработки конических поверхностей
на токарных станках?
5. В каких случаях рекомендуется делать поворот верхней части суп-
порта?
6. Как установить верхнюю часть суппорта под требующимся углом?
Как проверить правильность поворота верхней части суппорта?
7. Когда прибегают к смещению корпуса задней бабки? Как определить
величину смещения?
8. Как устроена конусная линейка? Как ее устанавливают?
9. Как нужно устанавливать резец при обтачивании конуса?
10. В чем заключается особенность работы конической развертки в срав-
нении с цилиндрической?
11. Какими инструментами измеряют конические поверхности?
12. Перечислите виды брака при обработке конических поверхностей. Как
их избежать?
Глава XIII
ОБТАЧИВАНИЕ. ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
В машиностроении часто применяют детали, имеющие формы,
отличные от рассмотренных ранее цилиндрических и конических
поверхностей,— детали сфасонными поверхностями. К
деталям с фасонными поверхностями относятся рукоятки различ-
ной формы, маховички с фасонными ободами, шаровые (сфери-
ческие) стержни и т. п.
Фасонные поверхности можно обтачивать фасонными резца-
ми, проходными резцами с комбинированием ручной продольной
и поперечной подач и проходными резцами по копиру с примене-
нием механической подачи.
§ 1. ФАСОННЫЕ РЕЗЦЫ, ИХ УСТАНОВКА И РАБОТА ИМИ
Фасонными называют резцы, режущие кромки которых име-
ют форму, соответствующую фасонному профилю обрабатывае-
мой детали.
Фасонные резцы бывают трех типов — стержневые, призмати-
ческие и круглые.
155
Рис. 166. Фасонный стержневой резец
Рис. 167. Фасонный при-
зматический резец:
/ — задняя поверхность. 2 —ре-
жущая кромка. 3 — передняя
поверхность
Рис. 168. Закрепление фасонного при-
зматического резца в державке
Фасонные стерж-
невые резцы (рис. 166)
применяют редко, так как их
заточка затруднительна и
обычно приводит к искаже-
нию профиля.
Резец, показанный на
рис. 167, имеет форму приз-
мы, почему и называет-
ся призматическим.
Верхняя плоскость резца
является его передней по-
верхностью. При пересече-
нии передней и задней по-
верхностей образуется фа-
сонная режущая кромка, по-
чему резец и называется ф а-
сонным.
На рис. 168 показано за-
крепление фасонного приз-
матического резца в держав-
ке. Для этого сзади по высо-
те призмы 1 имеется выступ
2 в виде ласточкина хвоста,
которым резец вставляется
в прорезь державки 4 и за-
крепляется одним или двумя
болтами 3. Такой способ кре-
пления позволяет выдвигать
резец кверху по мере его пе-
ретачивания и таким обра-
зом сохранять постоянное
положение режущей кромки
по высоте.
Конструкция призматиче-
ских резцов позволяет мак-
симально использовать ма-
териал его режущей части.
Фасонные призма-
тические резцы с
пружинящей дер-
жавкой (рис. 169) дают
более чистую поверхность.
Пружинение получается
вследствие наличия проре-
зи /; винт 2, завертываемый
в одно из отверстий прорези,
.156
позволяет изменять свободную длину прорези и регулировать
таким образом жесткость оправки.
Круглый фасонный резец (рис. 170) представляет
собой круглый диск с передней поверхностью /, образуемой вы-
резом части диска. Глубина выреза и его направление таковы,
что стружка легко сбегает по передней поверхности и завивается.
Через центральное отверстие 2 пропускают болт, которым при
помощи гайки скрепляют резец с державкой (рис. 171). Чтобы
круглый резец не проворачивался при резании, на его боковой
поверхности имеются треугольные зубчики 3 (рис. 170), которые
входят в впадины на державке резца.
На рис. 172, а показан
круглый фасонный резец, не
имеющий заднего угла а
вследствие того, что пло-
скость заточки передней по-
верхности направлена по
центру резца.
Для получения заднего
угла а плоскость заточки пе-
редней поверхности направ-
ляют не по центру О резца,
а ниже его (рис. 172, б) на
расстоянии, равном Ь.
При установке на станке
центр резца должен быть
выше линии центров на ве-
личину b (рис. 172, б). Из
треугольника А ОС видно,
что размер 6 = /?-sin а. Для
значений а от 6 до 12° пре-
вышение центра резца над
линией центров станка рав-
но от 1/20 до 1/10 диаметра
резца.
Круглый фасонный резец
Рис. 169. Фасонный призматический
резец с пружинящей державкой
Рис. 170 Круглый фасонный резец
иногда закрепляют в пру-
жинящей державке, как по-
казано на рис. 173. В этом
случае резец, встречая в об-
рабатываемой детали твер-
дые места, отжимается, не
заедает, и обтачиваемая по-
верхность получается более
чистой и гладкой.
Обтачивание фасонными
резцами. Фасонными резца-
Рис. 171. Установка и закрепление
круглого фасонного резца в державке
157
ми всех видов обрабатывают фасонные поверхности небольшой
длины, применяя поперечную' подачу. На рис. 174 показан при-
мер обтачивания фасонной поверхности рукоятки призматиче-
ским резцом.
Фасонный резец снимает широкую стружку, а это может по-
влечь за собой вибрацию обрабатываемой детали и резца. Чтобы
избежать вибрации, нужно работать с малыми подачами и пони-
женной скоростью резания при обильном охлаждении резца
эмульсией или маслом. Величина подачи в зависимости от диа-
метра детали (от 15 до 100 мм) и ширины резца (от 8 до
100 мм) принимается равной 0,01—0,08 мм!об. Чем меньше диа-
метр детали и чем больше ширина резца, тем меньшей должна
быть подача. Скорости реза-
ния при обтачивании фасонных
поверхностей при указанных
подачах на жестких станках
несколько меньше, чем при
наружном обтачивании цилин-
дрических поверхностей, и со-
ставляют примерно 25 —
40 м/мин.
Рис. 174. Обтачивание рукоятки
фасонным призматическим резцом
Правильно: соо°
6)
Рис. 172. Круглый фасонный резец:
а — не имеющий заднего угла, б — с зад-
ним углом;
1 — деталь, 2 — резец
158
§ 2. ОБТАЧИВАНИЕ ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРОХОДНЫМИ
РЕЗЦАМИ
Иногда приходится обрабатывать детали, у которых фасон-
ные поверхности настолько велики, что изготовить для них соот-
ветствующий фасонный резец с длинной режущей кромкой не-
возможно. В этих случаях фасонную поверхность обтачивают
другими способами, в частности проходными резцами. На рис.
175, а и б показан пример такого обтачивания. Сначала резцом 1
за несколько продольных проходов детали придают ступенчатую
форму (рис. 175, а), а затем резцом 2 срезают вершины ступеней
(рис. 175,6) при одновременной продольной и поперечной пода-
чах вручную. После этого резцом <3, работая с ручными продоль-
ной и поперечной подачами, за один или несколько проходов по-
верхности придают окончательную форму, которую проверяют
Рис. 175 Обтачивание фа-
сонной поверхности про-
ходными резцами
Рис. 176. Проверка фасонной поверх-
ности шаблоном
шаблоном; шаблон следует прикладывать так, чтобы его плос-
кость проходила через осевую линию детали, как показано на
рис. 176.
Описанный способ обработки фасонных поверхностей приме-
няют при небольшом количестве обрабатываемых деталей, так
как он малопроизводителен и к тому же требует от токаря боль-
шой квалификации и внимания. Достоинство этого способа в
том, что он допускает пользование проходными резцами.
При обтачивании фасонных поверхностей проходными резца-
ми с применением ручных подач скорости резания и подачи
должны быть примерно на 20—30% меньше, чем при наружном
обтачивании цилиндрических поверхностей (см. табл. 1).
159
Проверяют фасонные поверхности шаблонами. Чем точнее
обработана фасонная поверхность, тем меньше заметен просвет
между нею и приложенным к ней шаблоном (см. рис. 176),
§ 3. ОБРАБОТКА ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПО КОПИРУ
Обработка на токарном станке фасонных поверхностей по ко-
пиру по существу не отличается от обработки конических поверх-
ностей с помощью конусной линейки. Необходимо лишь заменить
конусную линейку (см. рис. 156) линейкой с криволинейным
очертанием (рис. 177), называемой копиром.
Рис. 177. Обтачивание фасонной рукоятки по копиру
Если разъединить нижнюю часть суппорта с винтом попереч-
ной подачи и затем сообщить каретке продольное перемещение,
то резец получит от копира наряду с продольным также и попе-
речное перемещение. При этом резец, обтачивая деталь, придает
ей криволинейную поверхность, образующая которой будет со-
ответствовать профилю копира. Такой способ работы называется
работой по копиру.
На рис. 177 показано обтачивание фасонной рукоятки 1 при
помощи копира 3. Ролик 4, закрепленный в тяге 2, совершает
вместе с суппортом продольное движение. При этом он переме-
щается в криволинейном пазу, образованном двумя пластинами
копира, и перемещает в поперечном направлении резец 5. Резец
следует за движением ролика и таким образом воспроизводит на
160
детали поверхность^ профиль которой соответствует профилю
копира.
Иногда фасонные поверхности деталей обтачивают при помо-
щи одностороннего копира. В этом случае прижим ролика к ко-
пиру происходит под действием пружины или груза, подвеши-
ваемого на тросе за станиной и перемещаемого вместе с ка-
реткой.
Рис 178. Обтачивание фасонной детали при помощи
копира, установленного в пиноли задней бабки
На рис. 178 показан копир 2 в виде готовой, точно обработан-
ной детали, закрепленной в пиноли задней бабки. В суппорте,
кроме основного резца /, закрепляется щуп <?, который концом
должен все время касаться копира. Совмещая вручную продоль-
ную и поперечную подачи, токарь все время поддерживает щуп
в соприкосновении с копиром, и благодаря этому резец 1 вос-
производит на детали поверхность, соответствующую профилю
копира. Вершины щупа и резца должны лежать точно на высоте
центров и иметь строго одинаковую форму в плане, иначе обра-
ботанная поверхность получится с искажениями.
Для обработки некруглых деталей типа дисковых кулачков,
эксцентриков и т. п. применяют специальную оправку 1 (рис. 179),
на которой устанавливаются копир 2, втулка 5, заготовка 4 и
шайба 5, закрепляемые гайкой 6. Профиль копира делается всег-
да соответствующим профилю обрабатываемой детали.
Оправка вставляется коническим хвостовиком в отверстие
шпинделя и затягивается при помощи болта. Для обтачивания
детали в .резцедержателе закрепляется державка с роликом 8
и резец 7. Ролик должен постоянно прижиматься к копиру 2
6 Зак. 529
161
и удерживаться около него постоянно в прижатом состоянии.
Для этого токарь должен разъединить суппорт с винтом попе-
речной подачи, а вместо винта установить валик с пружи-
ной. При вращении оправки 1 ролик будет катиться по копиру,
а резец — обрабатывать деталь соответственно профилю
копира.
Рис. 179. Обтачивание профиля дискового кулачка по
копиру
Фасонные поверхности на токарных станках новейших кон-
струкций обтачиваются с помощью специального устройства —
гидрокопировального или электрокопировального (подробнее см.
стр. 248—250).
§ 4. БРАК ПРИ ОБТАЧИВАНИИ ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
И МЕРЫ ЕГО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ
Одним из основных видов брака при фасонном точении явля-*
ется неправильный профиль обработанной детали. Причины ис-
кажения профиля при работе фасонным резцом: неправильная
форма режущей кромки резца; неправильная заточка резца;
установка резца не по высоте центров, изгиб детали от давления
резца; при обтачивании с ручной подачей —недостаточно тща-
тельное и плавное перемещение резца; при работе по копиру —
неправильная форма или установка копира, зазоры в передаточ-
ном механизме от копира до резца, неправильная установка
резца.
162
Другой вид брака — недостаточная чистота обработанной по-
верхности; причины: неправильный выбор переднего угла резца,
чрезмерно большая подача резца, вибрация резца. Иногда пло-
хая чистота обработанной поверхности является результатом
чрезмерной вязкости обрабатываемого металла. Вибрация резца
наблюдается при большой подаче, значительном вылете резца и
плохом его закреплении.
Контрольные вопросы
1. Какими способами можно обработать фасонные поверхности на то-
карных станках?
2. Какие типы резцов применяют при фасонном обтачивании детали?
3. Почему фасонными резцами обрабатывают только фасонные поверх-
ности небольшой длины?
4. Как устроены призматические и круглые фасонные резцы и как их за-
тачивают?
5. Какой задний угол получится у круглого фасонного резца, если его
переднюю поверхность заточить по ‘центру?
6. Каково назначение пружинящей державки для фасонного резца?
7. В чем заключается способ обтачивания фасонной поверхности по
копиру?
8. Чем проверяют правильность обработки фасонной поверхности?
9. Перечислите причины возможного брака при обтачивании фасонных
поверхностей и меры его предупреждения.
Глава XIV
ОТДЕЛКА ПОВЕРХНОСТЕЙ
§ 1. ШЕРОХОВАТОСТЬ ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ
При обработке деталей на металлорежущих станках на отра-
ботанной поверхности всегда остаются неровности в виде впадин
и гребешков. Эти неровности бывают при всех видах обработки,
даже при самой тщательной отделке поверхностей. Высота не-
ровностей, оставшихся после резца, зависит от способа обработ-
ки: после обдирочных работ эти неровности видны на глаз, при
очень тщательной отделке поверхности (чистовая обработка,
тонкое точение) их можно обнаружить лишь при рассматрива-
нии в микроскоп или измерить специальными приборами — про-
филометрами, профилографами и др. Высоту микронеровностей
измеряют в микронах.
Чем меньше шероховатость обработанной поверхности дета-
ли, тем меньше она изнашивается от трения при сопряжении с
поверхностью другой детали, тем лучше противостоит коррозии,
т. е. разрушению под действием различных химических ве-
6*
163
щеетв — газов* жидкостей и др. Значительные шероховатости,
остающиеся на обработанной поверхности, снижают также проч-
ность деталей машин, в особенности при переменных нагрузках.
Из этого следует насколько важно влияние шероховатости обра-
ботанной поверхности на эксплуатационные характеристики
детали.
ГОСТ 2789—59 предусматривает 14 классов чистоты поверх-
ности: самые чистые поверхности по данному стандарту оцени-
ваются по 14-му классу, а самые грубые — по 1-му.
Для обозначения классов чистоты поверхности устанавливается
один знак — равносторонний треугольник \/, рядом с которым ука-
зывается номер (например, V 4; V 7; V 14).
В табл. 4 приведены классы чистоты поверхности по ГОСТ
2789—59 и указаны способы обработки, обеспечивающие получе-
ние заданной чистоты.
Таблица. 4
Шероховатость поверхностей в зависимости
от способа обработки
Способы обработки Класс чистоты поверхности
/I Ld Ш 9 6 7J 8 _d w\ ш kJ kJ k.
Обозначение чистоты поверхности
V /1 W| V j| V41 V5| V61V 7| ''781V 91V//| V/f| V»|V/4
Высота неровностей Rz,mk
320 160 80 HO 20 10 6.3 3,2 1,6 0,8 34 0,2 0,1 0,05
Точение и раста- чивание Обдироч- ЖТ w
Получас- товое)
Насто- вое
Тонкое 1 77/Л
Сверле- ние %,
Зенкера- Синие '////
Разбор- тыва- ние Насто- вое W/ "/7/<
Отделоч- ное . 7777,
Притир: к а или до- водка y///
Шероховатость обработанной поверхности детали зависит от
свойств обрабатываемого материала,, режима резания (скорости
резания и подачи), геометрии резца (переднего угла, главного
164
угла в плане, радиуса закругления вершины), тщательности за-
точки и доводки режущих кромок резца, вибраций (колебаний
в системе: станок — приспособление — инструмент — деталь),
охлаждения и др.
Чем меньше подача и главный угол в плане и чем больше
радиус закругления вершины резца, тем меньше шероховатость
обработанной поверхности.
Очень сильное влияние на шероховатость поверхности оказы-
вает скорость резания, в особенности при обработке пластичных
материалов (сталь, алюминиевые сплавы и др.). Применяя ско-
рости резания 100—200 м1мин при чистовом точении стали твер-
досплавными резцами, можно получить чистоту обработанной
поверхности 6—7-го класса (см. табл. 4).
Широкое распространение на машиностроительных заводах
при выполнении чистовых и отделочных работ получили смазоч-
но-охлаждающие жидкости: минеральные, растительные и ком-
паундированные масла (смесь минерального масла с раститель-
ным), осерненные масла (сульфофрезолы), содержащие в ка-
честве добавки серу. Предохраняя режущую кромку резца от
преждевременного износа и разрушения и облегчая процесс ре-
зания, эти жидкости уменьшают шероховатость обработанной
поверхности.
Тщательная отделка поверхности всегда дороже, чем грубая
обработка. Поэтому класс чистоты обработанной поверхности
должен назначаться конструктором с учетом условий, в которых
работает деталь.
Для измерения шероховатости и отнесения обработанной по-
верхности к определенному классу чистоты применяют специ-
альные измерительные приборы: профилометры, профилографы
и др.
Для проверки класса чистоты обработанной поверхности де-
тали в цеховых условиях обычно применяют проверенные образ-
цы различных классов чистоты — эталоны чистоты, с
которыми сравнивают обрабатываемую поверхность детали,
§ 2. ТОНКОЕ ТОЧЕНИЕ
Этот метод точения широко применяют в авиационной, трак-
торной и автомобильной промышленности при обработке цилин-
дрических и конических поверхностей (наружных и внутренних)*,
а также торцовых поверхностей, уступов и др. Чистота обрабо-
танных поверхностей получается 8—11-го классов чистоты
(см. табл. 4), а точность размеров деталей соответствует 2-му, а
иногда и 1-му классу точности. Более высокая точность получает-
ся при обработке цветных металлов, так как при обработке ста-
лей и чугунов на точности сказывается износ резца по задней
165
поверхности. Тонкое растачивание, в особенности цветных метал-
лов, по точности и чистоте поверхности превосходит развертыва-
ние и не уступает шлифованию.
К станкам для тонкого точения предъявляют
следующие требования:
1) повышенные числа оборотов шпинделя (2000—6000
об/мин);
2) малые подачи (0,01—0,2 льи/об);
3) высокая точность вращения шпинделя (радиальное бие-
ние — не более 0,005 мм), высокая точность и большая жест-
кость всех элементов станка;
4) отсутствие вибраций при больших числах оборотов шпин-
деля.
В крупносерийном производстве для тонкого точения исполь-
зуют особо точные станки, так как обычные токарно-винторез-
ные станки не обеспечивают выполнения требований, указан-
ных выше: они не имеют больших скоростей и малых подач;
при работе на них обычно не удается устранить полностью
вибраций *.
Режущий инструмент для тонкого точения. В качестве режу-
щего инструмента для тонкого точения применяют:
1. Резцы с пластинками твердого сплава марок ВК2 и ВКЗМ
для тонкого обтачивания и растачивания чугуна; Т30К4 и Т60К6
для тонкого точения и растачивания стали, легких сплавов и
цветных металлов.
2. Алмазные резцы — для тонкого точения и растачивания
легких сплавов, цветных металлов и неметаллических мате-
риалов.
Величина углов заточки резцов, оснащенных пластинками
твердого сплава, применяемых при тонком точении, приведена
в табл. 5
Для тонкого точения и растачивания деталей из легких спла-
вов (алюминия, сплавов алюминия с кремнием), цветных
металлов (меди, латуни, бронзы) и неметаллических мате-
риалов (пластмассы и др.) применяют также и алмазные
резцы.
Алмазные резцы значительно долговечнее твердосплавных рез-
цов. Они позволяют работать сотни часов без переточки и перена-
ладки и тем самым обрабатывать большое количество одинаковых
деталей с соблюдением точности размеров, достигающей 2-го и даже
1-го класса, и чистоты поверхности V 8— V И.
* В настоящее время в СССР выпускают токарно-винторезные станки
повышенной точности (мод. 1К62Т, 1А616П, 1В616, 1И611П и др.), предназна-
ченные для отделочных работ, включая тонкое точение (см. стр. 207).
166
Таблица 5
Углы заточки резцов, оснащенных пластинками твердого сплава,
применяемых при тонком точении
Обрабатываемый материал Углы, град
Передний угол f Задний угол а Главный угол в плане ср Вспомога- тельный угол в плане Угол наклона главной режущей кромки Л Радиус закругле- ния вер- шины R. мм
Сталь . . От —5 до +5 5—10 45-90 5-15 0-35 0—1.0
Чугун . . . 0 0-15 0.5-1,0
Твердая бронза От —7 до 0 0 0.3-0.5
Алюминий . . 5-10 0-7 0.5-1.5
Алмазные резцы изготовляют двух видов: а) с напаянными
алмазами (рис. 180) и б) с механическим креплением алмаза
в державке (рис. 181). Для резцов используют кристаллы алма-
зов массой 0,2—0,6 карата (1 карат равен 0,2 г).
Передняя поверхность у алмазных резцов делается плоской.
При обработке деталей из алюминия, латуни, антифрикци-
онных сплавов и пластмасс применяют углы:
7-0-(—3)°, а = 8—12°, ф = 30-90°, Ф1 = 0Ч-10° и R =
= 0,2 0,8 мм; при обработке деталей из бронзы и сплавов алю-
миния с кремнием у = — 3 4- (— 5)°, а = 6 4- 8°, ср = 30 4- 90°, фх =
-04-10° и R = 0,2 4-0,8 мм.
Рекомендуемые скорости резания, глубины резания и подачи
при обработке алмазами приведены в табл. 6.
При работе алмазными, а также твердосплавными резца-
ми при тонком точении необходимо соблюдать следующие пра-
вила:
1) режущую кромку резцов устанавливать по линии центров
станка;
2) ввиду чувствительности резцов к ударным нагрузкам ни
в коем случае не допускать вибраций системы: станок — при-
способление — инструмент — деталь;
3) резцы подводить к обрабатываемой детали только на
полных оборотах детали;
4) перед остановкой станка выключить подачу и отвести
резец.
167
Рис. 180 Токарный резец с напаянным алмазов
Рис. 181. Алмазный резец с механическим креп ле-.
нием алмаза
Таблица $
Режим обработки при работе алмазными резцами
Обрабатываемый материал Скорость резания, м/мин Глубина резания, мм Подача, мм/об
Алюминий 400—500 0,01—0,15 0,01—0,10
Сплавы алюминия ... 500-600 0,05—0,10 0,01—0,08
Латунь 400—500 0,03-0,06 0,02—0,10
Баббит 400—500 0,05—0,15 0,02-0,10
Бронза:
оловянистая 300—400 0,05-0,25 0,03—0,08
свинцовистая 600—700 0,025-0,05 0,02—0,06
Медь 350—500 0,01—0,30 0,04—0,06
Пластмасса 500—700 0,05—0,30 0,03-0,06
§ 3. ДОВОДКА ИЛИ ПРИТИРКА
Доводкой или притиркой называют особый метод оконча-
тельной обработки наружных и внутренних, цилиндрических и
конических, фасонных и плоских поверхностей детали с целью
получения точных размеров и высокой чистоты поверхности или
герметичности соединений.
Этот метод обработки широко применяют в машиностроении
например, доводка шеек коленчатых валов, плунжеров, форсунок
и др., а также в инструментальном производстве (доводка калиб-
ров— цилиндрических, конических и резьбовых и др.) Чистоту по-
верхности после притирки можно получить от V Ю до V 14 (см.
табл. 4, стр. 164); точность размеров после притирки 2-й и часто
1-й классы.
Наружные цилиндрические поверхности доводят чугунными,
медными, бронзовыми и свинцовыми втулками (притирами),
выточенными по размеру обрабатываемой поверхности. С одной
стороны втулка разрезана, как показано на рис. 182.
Втулку 1 смазывают изнутри ровным тонким слоем мелкого
порошка с зернистостью от 8 и мельче (корундового или зеле-
ного карбида кремния) с маслом и керосином или доводочной
пастой ГОИ * **. Затем втулку вставляют в металлическую скобу
-* Общемашиностроительные типовые и руководящие материалы в области
технологии и организации производства. Инструмент для металлообрабаты-
вающих станков. Ч. II. Алмазный инструмент. М., Научно-исследовательский
институт информации по машиностроению, 1965.
** Пасты ГОИ (Государственный оптический институт) применяются гру-
бые (черно-коричневого цвета), средние (темно-зеленые) и тонкие (светло-
зеленые).
169
2 и надевают на деталь. Слегка подтягивая скобу болтом 3, рав-
номерно водят притир вдоль вращающейся детали. При доводке
полезно смазывать деталь жидким машинным маслом или ке-
росином.
Припуск на доводку оставляют 15—20 мк на диаметр. Ско-
рость вращения детали при доводке 10—20 м/мин. Чем выше
требования к обработанной поверхности, тем ниже должна быть
скорость.
Отверстия доводят чугунными или медными притирами, име-
ющими с одной стороны прорезь. Втулку устанавливают на точ-
Рис. 182. Доводка наружной
цилиндрической поверхности
Рис. 183. Оправка с втулкой для
доводки отверстия
ный размер при помощи пологой конической оправки, на кото-
рую ее насаживают. На рис. 183 показана втулка /, насажен-
ная на коническую оправку 2, закрепленную в самоцентрирую-
щем патроне. Для доводки деталь надевают на втулку. Во вре-
мя доводки оправка с втулкой вращается, при этом детали сооб-
щают медленное прямолинейно-возвратное движение по втулке.
Отверстия, подобно доводке наружных поверхностей, дово-
дят мелким порошком (корундовым или зеленого карбида крем-
ния), смешанным с маслом и керосином. Лучшие результаты по
качеству поверхности и производительности дают пасты ГОИ.
Они оказывают на металл не только механическое, но и хими-
ческое действие; последнее состоит в том, что благодаря пасте
на поверхности детали образуется тончайшая пленка окислов,
которая в процессе доводки легко снимается.
§ 4. ОБКАТЫВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ РОЛИКОМ
Поверхностный слой детали для упрочнения после чистового
обтачивания резцом обкатывают роликом. Гладкий
стальной закаленный ролик 1 с полированной поверхностью
(рис. 184.) устанавливают в державке 2, которую закрепляют в
резцовую головку станка. Обкатываемой детали сообщают вра-
щательное движение со скоростью 25—30 mJmuh, а державке с
роликом — движение продольной подачи, вправо и влево. Вели-
170
чина подачи 0,5—1,5 мм]об, в зависимости от требуемой чисто-
ты поверхности. Обкатывание роликом ведут с небольшим на-
жимом на обкатываемую поверхность детали; число проходов
ролика берется 3—5.
Рис 184. Инструмент для обкатывания наружной
поверхности
Обкатывание роликом вызывает пластическое деформирование
неровностей (гребешков), которые при этом сглаживаются, в резуль-
тате чего обеспечивается высокий класс чистоты (V 8—V 10) и
упрочнение обкатанной поверхности.
Для уменьшения износа ролика применяют обильную смаз-
ку поверхностей ролика и детали веретенным или машинным
маслом, смешанным в равных количествах с керосином.
Для обкатывания поверхности роликом не требуется специ-
ального припуска, так как при этом геометрическая форма де-
тали и ее размеры не изменяются.
Следует иметь в виду, что обкатывание роликом не может
применяться для исправления неточностей механической обра-
ботки.
§ 5. НАКАТЫВАНИЕ
Цилиндрические рукоятки различных измерительных инст-
рументов, рукоятки калибров, головки микрометрических вин-
тов и круглые гайки для удобства пользования делают не глад-
кими, а рифлеными. Такая рифленая поверхность называется
накаткой, а процесс ее получения — накатыванием. Накатка
бывает п р я м о й и перекрестной.
Для накатывания в резцовую головку суппорта станка за-
171
крепляют державку 1 (рис. 185), в которой установлены для
простой накатки один, а для перекрестной два ролика 2 и 3 из
инструментальной закаленной стали с насеченными на них зуб-
чиками; эти зубчики имеют различные размеры и по-разному
направлены (рис. 186), что позволяет получить накатку различ-
ных узоров.
Рис. 185. Накатывание
Рис. 186. Ролики для накаты-
вания:
а — прямого, б — перекрестного
При накатывании державку с роликом прижимают к вра-
щающейся детали винтом поперечной подачи. Ролики начинают
вращаться и, вдавливаясь в материал детали, образуют на ее
поверхности накатку. Она может быть крупной, средней или
мелкой, в зависимости от размеров зубчиков на роликах.
При накатывании производят подачу в двух направлениях —
перпендикулярно к оси детали и вдоль оси. Для получения до-
статочной глубины накатки нужно вести накатывание в 2—4
прохода.
Правила накатывания:
1) при начале накатывания следует дать сразу сильный на-»
жим и проверить, попадают ли зубчики ролика при следующих
оборотах в сделанные ими насечки;
2) ролики должны соответствовать требуемому узору детали;
3) двойные ролики должны быть точно расположены один
под другим;
4) перед работой нужно тщательно очистить ролики сталь-
ной щеткой от остатков материала;
5) во время накатывания рабочие поверхности роликов сле-
дует хорошо смазывать веретенным или машинным маслом.
Режимы накатывания. В табл. 7 указаны окружные скорос-
ти и продольные подачи при накатывании.
172
• .Таблица 7
Скорость и подача при накатывании
Обрабатываемый материал Сталь % = 50— 60 к Г /мм2 Сталь %=70- 80 к Г/мм2 Брон- за Ла- тунь Алюминий
Окружная скорость, м/мин 20—25 10—15 25-40 40-50 80—100
Диаметр детали, мм . . . До 10 10-25 25- 40 40-60
Продольная подача, мм/об 1 1,5 2 2,5
Правильность накатки проверяют на глаз.
Контрольные вопросы
1. Как обозначают шероховатость поверхности на чертежах?
2. Что называется тонким точением?
3. Какую точность обработки (указать класс точности) и чистоту обра-
ботанной поверхности (указать класс чистоты) можно получить при тонком
точении и при доводке?
4. Какие твердые сплавы применяют при изготовлении резцов для тон-
кого точения?
5. Какие требования предъявляют к материалам для изготовления рез-
цов для тонкого точения?
6. Какие достоинства имеют алмазные резцы?
7. Какие материалы можно обрабатывать алмазными резцами?
8. Какие требования предъявляют к станкам для тонкого точения?
9. Как производят доводку наружной цилиндрической поверхности?
10. Как производят доводку отверстия?
11. В чем заключается сущность и как производится обкатывание по-
верхности роликом?
12. Как производят накатывание на деталях? Какой инструмент при-
меняют при накатывании?
Глава XV
НАРЕЗАНИЕ РЕЗЬБЫ
§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РЕЗЬБАХ
Понятие о винтовой линии. В основе всякой резьбы лежит
так называемая винтовая линия. Возьмем кусок бумаги в форме
прямоугольного треугольника АБВ (рис. 187, а), у которого ка-
тет АВ равен длине окружности цилиндра диаметром D, т. е.,
ЛВ = л • D, а второй катет БВ равен высоте подъема винтовой ли-
нии за один оборот. Навернем этот треугольник на цилиндри-
ческую поверхность, как это показано на рис. 187, а. Катет АВ
173
обернется вокруг цилиндра один раз, а гипотенуза А Б навьется
на цилиндр и образует на его поверхности винтовую линию с
шагом S, равным БВ. Угол т (тау) называется углом подъема
винтовой линии.
Если треугольник расположен справа, как на рис. 187, а,
а наклонная линия АБ поднимается слева направо, то такая вин-
товая линия называется правой; при обратном расположении
Рис. 187. Образование винтовой линии
треугольника и подъеме линии АБ справа налево (рис. 187, б)
получаем левую винтовую линию.
Образование резьбы. Если подвести острую вершину резца к
цилиндрическому валику и затем дать одновременно вращение
валику и равномерное продольное перемещение резцу, то на по*
верхности валика вначале образуется винтовая линия (рис. 188) <
При углублении вершины резца в обрабатываемый валик и по-
вторном продольном перемещении резца на поверхности валика
получается резьба (рис. 189).
Профиль резьбы. Если режущей части резца придать остро-
угольную форму с углом при вершине а = 60° или а = 55°
(рис. 190, а), то на поверхности валика при нарезании полу-
чится резьба с треугольным профилем. При прямоугольной или
трапецеидальной форме режущей части резца получаются соот-
ветственно профили резьб — прямоугольный (рис. 190, б) или
трапецеидальный (рис. 190, в).
174
Основные элементы резьб. Резьба бывает наружной (рис. 191)
и внутренней (рис. 192).
Основные элементы, определяющие профиль и размер тре-
угольной, прямоугольной и трапецеидальной резьб, для наруж-
ной (рис. 191) и внутренней (рис. 192) резьб следующие:
Рис. 188. Схема, поясняющая образование Рис. 189. Резьба, нарезанная
винтовой линии на цилиндрическом валике - резцом
шаг резьбы S — расстояние между двумя одноименными точ-
ками соседних витков, измеренное параллельно оси резьбы;
угол профиля а — угол между боковыми сторонами витка, из-
меренный в диаметральной плоскости. Для метрической резьбы
а = 60°, а для дюймовой а=55°.
Различают три следующие диаметра резьбы (рис. 191 и 192):
наружный диаметр d резьбы — расстояние между крайними
наружными точками резьбы в направлении, перпендикулярном
к оси;
Рис. 190. Профили резьб:
а — треугольный, б — прямоугольный, в — трапецеидальный
внутренний диаметр d\ резьбы — расстояние между крайни-
ми внутренними точками резьбы в направлении, перпендику-
лярном к оси:
средний диаметр d2 резьбы — расстояние между двумя про-
тиволежащими параллельными боковыми сторонами профиля
резьбы, измеренное перпендикулярно к ее оси.
Направление резьбы (правая и левая резьбы). Если посмот-
реть на резьбу с торца, то у правой резьбы подъем канавки на-*
правлен слева направо, а у левой наоборот — справа налево.
175
Направление резьбы можно, также обнаружить по направлению
вращения винта при ввинчивании его в отверстие или гайки при
навинчивании ее на болт: если ввинчивание идет по ходу часо-
вой стрелки, то резьба правая, если против хода,— левая. Наи-
Рис. 191, Основные элементы наружной
резьбы
Рис 192. Основные элементы
внутренней резьбы
Рис. 193. Правая (а) и левая (б) резьбы
более употребительна правая резьба; нарезается она резцом, пе-
ремещающимся справа налево (рис. 193, а), т. е. по направле-
нию к передней бабке токарно-винторезного станка. Левая резь-
ба нарезается резцом, перемещающимся слева направо, т. е. по
направлению к задней бабке (рис. 193, б).
§ 2. ТИПЫ РЕЗЬБ И ИХ НАЗНАЧЕНИЕ
В машиностроении наиболее часто применяют следующие ти-
пы резьб: метрические, имеющие треугольный профиль,—
для соединения деталей между собой, трапецеидальные и
прямоугольные — для передачи движения*.
Метрические резьбы получили наиболее широкое
применение в СССР. По ГОСТ 9150—59 они подразделяются на
* О прямоугольной и-трапецеидальной резьбах см. гл. XXII, стр. 337—339.
176
резьбы с крупными шагами (для диаметров 1—68 мм) и резьбы
с мелкими шагами (для диаметров 1—600 мм). Эти резьбы от-
личаются между собой размерами шага (для одного и того же
диаметра) и другими элементами *.
Метрические резьбы имеют (рис. 194) угол профиля а = 60°.
Вершины профиля болта
и гайки плоскосрезанные,
впадина у болта может
быть плоскосрезанной или
закругленной с радиу-
сом г.
Шаг метрических резьб
измеряется в миллимет-
рах.
Дюймовая резь-
ба (рис. 195) имеет угол
профиля а = 55° и плоско-
срезанные вершины и впа-
Рис. 194 Метрическая резьба
дины; между вершинами и
впадинами имеются зазо-
ры. Наружный диаметр
дюймовой резьбы обозна-
чается в дюймах, напри-
мер 3/8,/, У/'. Шаг дюймо-
вой резьбы выражается
числом витков на длине в
1". В СССР дюймовая
резьба применяется толь-
ко при ремонте импорт-
ных машин.
Трубная цилин-
дрическая резьба
(рис. 196) имеет профиль
в виде треугольника с за-
кругленными вершинами
и впадинами: угол а про-
филя равен 55°. Шаг труб-
ной цилиндрической резь-
бы выражается числом
витков на длине в 1". Эта
Рис 195. Дюймовая резьба
Рис. 196. Трубная цилиндрическая резьба
резьба применяется глав-
ным образом в газовых и водопроводных трубах, а также на
муфтах, служащих для соединения этих труб.
* А. Н. Оглоблин. Справочник токаря. Машгиз, 1960.
177
§ 3. ИЗМЕРЕНИЕ И КОНТРОЛЬ РЕЗЬБЫ
В резьбе измеряют и контролируют наружный, внутренний
и средний диаметры, шаг и угол профиля: из. них основными
Рис 197. Измерение шага резьбы
измерительной линейкой
элементами резьбы являются:
наружный и средний диамет-
ры, шаг и угол профиля резь-
бы.
Измерение шага резьбы.
Для измерения шага резьбы
применяют измерительную ли-
нейку и резьбомер. Измерение
шага резьбы измеритель-
ной линейкой показано на
рис. 197. Линейкой измеряют
длину определенного количе-
ства витков, например десяти;
разделив полученную длину на
замеренное количество витков, находят размер одного шага. При
измерении дюймовой резьбы определяют число витков, которое
приходится на длину одного дюйма (приближенно равного
25,4 мм), Если на длине 1" насчитывается 4 витка, то шаг ра-
вен V/'.
Рис. 198 Измерение шага резьбы Рис. 199. Резьбовой микрометр:
резьбомером а — измерение микрометром, б — наконечники
микрометра
Резьбомер (рис. 198) состоит из набора стальных пла-
стинок, из которых каждая снабжена вырезами, точно соответ-
ствующими профилю резьбы определенного шага. На каждой
пластинке выбиты цифры, указывающие на шаг резьбы в милли-
метрах или число витков, нарезанных на длине одного дюйма.
При измерении шага прикладывают пластинку к проверяемой
178
резьбе параллельно ее оси (рис. 198). Совпадение пластинки
резьбомера проверяют на просвет.
Измерение среднего диаметра резьбы. Точно измерить сред-
ний диаметр резьбы можно резьбовым микрометром
(рис. 199). Он отличается от микрометра для гладких деталей
Рас
200 Контроль резьбы нормальным
резьбовым кольцом
201 Нормальная резьбовая пробка
Рис.
Рис 202 Предельная резьбо-
вая скоба
только тем, что вместо
постоянных измеритель-
ных поверхностей имеет
особые сменные измери-
тельные наконечники / и
2. Наконечник 1 (рис.
199, 6), снабженный кону-
сом с углом, равным углу
профиля резьбы, вставля-
ют в отверстие микромет-
рического винта, наконеч-
ник 2, снабженный про-
резью,— в пятку.
При измерении резьбо-
вой микрометр устанавли-
вают так, чтобы конус
входил в углубление резь-
бы, а измерительный на-
конечник с вырезом охва-
тывал выступ резьбы
(рис. 199, а). Отсчет по
шкале микрометра пока-
зывает размер среднего
диаметра резьбы.
Резьбовые калиб-
ры. Наилучшим инстру-
ментом для контроля
резьб являются резьбовые
калибры — нормальные и
предельные. Наружная
резьба проверяется н о р-
м а л ь
в ы м
200),
норм
бовой пробкой (рис.
201). Правый гладкий ко-
нец пробки служит для
проверки диаметра отверстия
нец — для проверки самой резьбы. Правильность резьбы нор*
мальными калибрами определяют на ощупь по отсутствию кача-
ния и трудности свинчивания калибра и детали.
ным резьб о-
кольцом (рис.
а внутренняя —
альной резь-
203. Предельная резьбовая пробка
Рис
под резьбу, а левый резьбовой ко
17»
Значительно более точна и производительна проверка резьбы
предельными резьбовыми калибрами. Наружную резьбу прове-
ряют предельными резьбовыми скобами. Такая
скоба (рис. 202) имеет две пары роликов: передняя пара являет-
ся проходной, а задняя — непроходной.
Способ проверки резьбы предельной резьбовой скобой та-
кой же, как и при проверке гладких размеров, т. е. резьба долж-
на свободно пройти через проходную сторону калибра, а не-
проходная сторона калибра должна задержать резьбу.
Внутреннюю резьбу проверяют предельными резьбо-
выми пробками (рис. 203). Проходной конец пробки имеет
длинную резьбу полного профиля; он должен полностью ввинчи-
ваться в резьбовое отверстие по всей его длине. Непроходной
конец имеет 2—3 витка срезанного профиля, он не должен ввин-
чиваться в измеряемое отверстие.
Как гладкие, так и резьбовые предельные калибры применя-
ют обычно при изготовлении большого количества одинаковых
деталей и вообще в тех случаях, когда детали должны иметь
точные размеры с определенными допусками.
Рис 204. Измерение среднего диаметра Рис. 205, Измерение внутреннего диа-
резьбы кронциркулем с шариковыми метра резьбы кронциркулем с острыми
наконечниками ножками
Измерение среднего и внутреннего диаметров резьбы. Иногда
приходится измерять средний диаметр резьбы; в таких случаях
применяют специальный кронциркуль (рис. 204) со сменными
шариковыми наконечниками. Диаметр шариков выбирают по
специальным таблицам в соответствии с типом и шагом резьбы.
Ножки кронциркуля с шариковыми наконечниками сначала
устанавливают по образцовой детали или резьбовому калибру.
После этого сверяют снятый размер со средним диаметром на-
резанной резьбы, прикладывая установленный кронциркуль ша-
риковыми наконечниками к ее боковым поверхностям.
180
Внутренний диаметр резьбы измеряют кронциркулем с ост-
рыми ножками (рис. 205). Как и в предыдущем случае, крон-
циркуль предварительно устанавливают на размер по штанген-
циркулю, образцовой детали или резьбовому калибру, затем
сравнивают этот размер с внутренним диаметром нарезанной
резьбы.
Наружный диаметр резьбы болта измеряют штангенцирку-
лем или микрометром. При этом необходимо следить за тем,
чтобы измерительный инструмент был установлен перпендику-
лярно оси детали.
§ 4. НАРЕЗАНИЕ ТРЕУГОЛЬНОЙ РЕЗЬБЫ ПЛАШКАМИ
Нарезание резьбы плашками. Наружную метрическую резьбу
можно нарезать плашками. Плашка (рис. 206) представляет
собой кольцо с резьбой на внутренней поверхности и стружечны-
ми канавками послед-
ние служат для обра-
зования режущих кромок
2, а также для выхода
стружки.
Плашки изготовляют
из углеродистой или быст-
рорежущей стали. Круг-
Рис. 206. Плашки:
а — цельная, б — разрезная
лые плашки изготовляют
цельными (рис. 206, а) или
разрезными (рис. 206, б).
Диаметр разрезных пла-
шек можно регулировать
в небольших пределах, что удлиняет срок их службы. Раз-
резные плашки применяют для нарезания резьб невысокой точ-
ности. Более точную резьбу нарезают цельными плашками,
так как они обладают большей жесткостью. Срок службы цель-
ных плашек меньше, чем разрезных.
Приемы нарезания резьбы плашками. Плашку вставляют в>
специальный плашкодержатель (рис. 207) и закрепляют винта-
ми, которые входят в углубления на боковой поверхности
плашки.
Рис. 207. Плашкодержатель
181
Нарезаемую заготовку закрепляют в патрон: она должна
быть предварительно обточена по наружному диаметру резьбы
болта. На торце заготовки нужно снять фаску, чтобы плашка
легче врезалась в металл. Если диаметр заготовки мал, глуби-
на резьбы получается недостаточной, следовательно, резьба
получится неполного профиля. Если же диаметр заготовки ве-
лик, плашка будет срезать много металла или резьба полу-
чится нечистой.
Нарезание резьбы плашкой часто начинают с нарезания
вручную нескольких ниток, которые делают при помощи плаш-
кодержателя с двумя рукоятками (рис. 208). После этого вклю-
чают станок и ведут нарезание дальше, упирая рукоятку плаш-
кодержателя в суппорт (рис. 209). При нарезании резьбы плаш-
кой поддерживание рукоятки руками после пуска станка не раз-
решается. Чтобы придать правильное направление плашке, ее
можно прижимать пинолью задней бабки, подаваемой вручную-
Рис. 209. Нарезание резьбы плашкой
при вращении детали
Рис. 208. Нарезание резьбы плаш-
кой на токарном станке вручную
При нарезании резьбы плашками рекомендуются следующие
скорости резания: для стали — 3—4 лфшн, для чугуна —
2,5 м!мин, для латуни — 9—15 м!мин. В качестве смазочно-ох-
лаждающих жидкостей рекомендуются при нарезании стальных
заготовок осерненные масла или вареное масло, при нарезании
заготовок из чугуна — керосин. Охлаждение должно быть
обильным.
§ 5. НАРЕЗАНИЕ ТРЕУГОЛЬНОЙ РЕЗЬБЫ МЕТЧИКАМИ
Внутреннюю резьбу небольших размеров нарезают метчиками.
Метчик представляет собой винт с несколькими продольными
канавками, которые образуют режущие кромки и одновременно
служат для выхода стружки.
Конструкция и элементы метчика показаны на рис. 210-
Основными частями его являются коническая заборная режу-
щая часть /, калибрующая и направляющая часть 2, канавки 3,
182
цилиндрическая часть 4, называемая шейкой, и квадрат 5 для
закрепления метчика в воротке или патроне.
Основную работу при нарезании резьбы производит забор-
ная часть/, зубья которой срезаны и имеют переменный
профиль. Вслед за заборной частью в отверстие входит калибру-
ющая часть 2, которая служит для зачистки и калибрования на-
резаемой резьбы.
На шейке метчика всегда отмечается диаметр резьбы; для
метрических резьб с буквой М или без нее, а для дюймовой —
с прибавлением значка " (дюйм).
Метчики изготовляют из углеродистой, легированной, а так-
же из быстрорежущей стали.
Существует несколько видов метчиков.
1. Для нарезания метрической или дюймовой резьбы на то*
карных станках пользуются комплектом ручных метчиков, состо-
ящим обычно из трех штук, которы-
ми последовательно нарезают резь-
бу в отверстии .(рис. 211). Первым и
вторым метчиками нарезают резьбу
не на полный профиль, третьим
зачищают резьбу,, придавая ей окон-
чательные размеры и форму. Номер
каждого метчика комплекта узнают
по числу рисок на хвостовой части:
Рис. 211. Комплект метчиков
Рис. 210. Метчик
№ 1 имеет одну риску, № 2 — две риски и № 3 — три риски. Иног-
да для нарезания мелких резьб в сквозных отверстиях приме-
няют комплект из двух метчиков, из которых № 1 служит для
предварительного, а № 2 для окончательного нарезания.
Рис. 212. Гаечный метчик
2. Для нарезания резьбы в сквозных отверстиях длиной не
более диаметра резьбы применяют гаечные метчики
183
(рис. 212) с длинной заборной частью, которыми нарезают резь-
бу за один проход.
Подготовка отверстия под резьбу. При нарезании резьбы мет-
чиками небольшие отверстия обычно нарезают сразу же после
сверления; большие отверстия предварительно растачивают. Ди*
аметр отверстия под резьбу должен быть несколько больше
внутреннего диаметра резьбы, что необходимо для уменьшения
силы резания и предотвращения поломки метчика. Металл на-
резаемой гайки под действием силы резания несколько затека-
ет во впадины резьбы (рис. 213). Чем более пластичен металл
нарезаемой детали, тем сильнее он течет и, следовательно, тем
больше должен быть диаметр отверстия под резьбу.
Если диаметр отверстия равен внутреннему диаметру резь-
бы, то металл будет испытывать повышенное давление, в ре-
зультате которого первые витки резьбы сминаются и даже сры-
ваются; при этом часто происходит поломка метчика.
Диаметры отверстий под резьбу выбирают по таблицам.
Рис 213. Течение металла при нарезании резьбы
метчиком
Ниже приведены некоторые диаметры отверстий под метри-
ческую резьбу:
Диаметр резьбы, мм . 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 16,0 20,0 24,0
Диаметр сверла, мм:
для стали и ла-
туни .... 4,2 5,0 6,7 8,4 10,1 13,8 17,3 20,7
для чугуна и
бронзы ... 4,1 4,9 6,6 8,3 10,0 13,7 17,1 20,6
Длина глухих отверстий под резьбу должна быть больше
длины нарезаемой в них резьбы на величину заборной части
метчика, т. е. на два-три шага резьбы.
Нарезание резьбы метчиком. При нарезании резьбы метчиком
на токарном станке деталь устанавливают и закрепляют в пат-
роне так, чтобы ось ее отверстия совпадала с осью шпинделя.
Метчик вводят в нарезаемое отверстие, а хвостовик, заканчива-
ющийся квадратом, закрепляют болтами в квадратном отвер-
184
стаи 1 приспособления (рис. 214). Приспособление для закре-
пления метчика состоит из оправки 4 со шпонкой 3 и втулки 2
с пазом, в который входит шпонка 3, закрепленная на оправке.
Конический хвостовик 5 оправки вставляют в отверстие пино-
ли задней бабки.
При нарезании резьбы метчик подводят к отверстию дета-
ли с помощью маховичка, перемещающего пиноль; заборную
часть метчика вводят в нарезаемое отверстие. Для нарезания
первых витков резьбы нужно осторожно и равномерно нажи-
мать на метчик, вращая маховичок задней бабки. Как только
метчик войдет в отверстие на 1 —1,5 витка и получит необходи-
мое направление, его дальнейшее перемещение будет осущест-
вляться самозатягиванием благодаря вращению детали.
Рис. 214. Приспособление для закрепления метчика при
нарезании резьбы на токарном станке
Приспособление, показанное на рис. 214, позволяет путем
соответствующей установки шпонки 3 относительно торцовой
поверхности втулки 2 нарезать резьбу на заданную длину. По
достижении этой длины нарезание резьбы автоматически пре-
кратится.
При нарезании резьбы комплектом метчиков нужно следить
за тем, чтобы применять их в должной последовательности. Пе-
ред началом работы следующим по размеру метчиком необхо-
димо удалить из отверстия стружку. Это особенно важно при
нарезании глухих отверстий.
Режимы резания при нарезании резьбы метчиками. Скорость
резания при нарезании резьбы метчиками должна быть неболь-
шой; это удлиняет срок службы метчика и предотвращает за-
клинивание стружки. Рекомендуются следующие скорости реза-
ния: для стали — 3—15 м1мин, для чугуна, бронзы и алюминия —
6—22 м/мин. Охлаждение должно быть обильным. В качестве
смазочно-охлаждающих жидкостей рекомендуются: для нареза-
ния деталей из стали — сульфофрезол, для деталей из чугуна,
бронзы и алюминия — эмульсия или керосин.
§ 6. НАРЕЗАНИЕ РЕЗЬБЫ РЕЗЦАМИ'
Наиболее распространенным способом нарезания резьбы на
токарно-винторезных станках является нарезание резьбовыми
резцами.
185
Конструкция резцов для нарезания резьбы. Профиль режу-
щей части резца должен соответствовать профилю резьбы. Угол
режущей части для метрической резьбы должен быть 60°, для
дюймовой и трубной резьб — 55°. Чтобы избежать при нареза-
нии резьбы искажения ее профиля, резьбовые резцы затачивают
по передней поверхности с передним углом у = 0° и устанавлива-
ют вершину резца на высоте линии центров станка; на резцах
для черновых проходов передний угол равен от 5 до 25° в зави-
симости от механических свойств обрабатываемого материала;
задний угол на боковых поверхностях резца — от 5 до 10°.
Различают резьбовые резцы для нарезания наружной резьбы
(рис. 215, а) и резцы для нарезания внутренней резьбы
(рис. 215, б). Те и другие могут быть цельными или вставными.
Головка резьбового резца для внутренней резьбы должна быть
Рис. 215. Резцы для нарезания треугольной резьбы:
а — наружной, б — внутренней
перпендикулярна оси стержня резца. Длина и сечение стержня
зависят от диаметра отверстия.
Токарь-новатор В. К. Семинский для нарезания внутренних
резьб применяет специальные резьбовые резцы. У этих резцов
(рис. 216) головка повернута относительно стержня путем скру-
Рис. 216. Резьбовой резец для нарезания внутренней
резьбы конструкции В. К. Семинского
186
чивания державки на 45°. Это придает резцу повышенную жест-
кость и обеспечивает более спокойную работу по сравнению с
обычным резьбовым резцом (рис. 215, б).
Для чистовых проходов при нарезании резьб иногда приме-
няют пружинящие державки и пружинящие резцы, позволяющие
получать чистую и гладкую резьбу. Такой резец, встречая на
своем пути более твердую часть металла, слегка отжимается и
не портит резьбы.
На рис. 217 показана пружинящая державка 1. Болт 2 слу-
жит для крепления вставного резьбового резца 3 в державке.
Особенность этой держав-
ки в том, что она может
работать и как пружиня-
щая, и как жесткая. Это
достигается при помощи
винта 4: когда винт затя-
нут, державка работает
как жесткая; когда вин г
отпущен, она работает
как пружинящая.
Черновое нарезание
производят резцом, закре-
пленным в жесткой дер-
жавке, а чистовое — рез-
цом, закрепленным в пру-
жинящей державке.
Устанавливают резь-
бовой резец точно на
высоте центров, ина-
че профиль резьбы полу- ;
чится неправильным. Кро- >
ме того, средняя линия
профиля резца должна
быть перпендикулярна к
оси детали (рис. 218, а).
Эти требования остаются
в силе при нарезании не
Рис. 218. Установка резьбового резца:
а — правильная, б — неправильная
только наружных, но и
внутренних резьб. Если
пренебречь этими требованиями, то профиль резьбы окажется
повернутым в сторону (несимметричным), как показано
на рис. 218, б.
Резьбовой резец устанавливают при помощи шаблона, как
показано на рис. 219 (при нарезании наружной резьбы) и на
рис. 220 (при нарезании внутренней резьбы).
Правильность установки резьбового резца по шаблону про-
веряют так: прикладывают шаблон к цилиндрической поверх-
187
ности детали в горизонтальной плоскости точно на высоте оси
детали, затем вводят резец в вырез шаблона и на просвет опре-
деляют, есть ли зазор между его режущими кромками и выре-
зом. Если зазор имеется, то перестановкой резца его устраняют,
после чего резец прочно закрепляют в резцовой головке. При
установке резца для нарезания внутренней резьбы шаблон мож-
но устанавливать также по торцу детали (см. рис. 220).
Шаблонами (см. рис. 219 и 220) проверяют также правиль-
ность заточки резьбовых резцов.
Рис 219. Установка резьбового Рис. 220. Установка резьбового резца
резца по шаблону при нарезании по шаблону при нарезании внутренней
наружной резьбы резьбы
§ 7. РЕЗЬБОВЫЕ ГРЕБЕНКИ
Наружную и внутреннюю треугольную резьбу можно наре-
зать также и резьбовыми гребенками (рис. 221 и 222).
Резьбовые гребенки, в отличие от обычных резьбовых рез-
Державна
Рис. 221 Резьбовые гребенки:
а — плоская стержневая, б — призматическая
188
цов, имеют на режущей части не один, а несколько зубьев, вы-
полненных по форме профиля резьбы.
Гребенки бывают плоские стержневые (рис. 221, а)9
призматические (рис. 221, б), круглые с винтовой
резьбой (рис. 222).
Рабочая часть гребенок состоит из режущих и калибрующих
зубьев. Режущие зубья (их бывает обычно 2—3) срезаны под
углом ф (фи) так, что каждый последующий зуб режет несколь-
ко глубже предыдущего (см. рис. 221). Калибрующая часть, ко-
торая следует за режущей частью, имеет также несколько зубь-
ев (3—4) и предназначена для зачистки резьбы.
При нарезании резьбы гребенками благодаря ' распределе-
нию нагрузки между несколькими зубья-
ми можно увеличить поперечную подачу
и тем самым уменьшить число проходов
по сравнению с резьбовыми резцами.
Важно и то, что гребенки служат дольше,
чем резьбовые резцы.
Закрепляют призматические гребенки
в специальных державках (см. рис. 221,6)
и устанавливают их в резцовой головке
точно на высоте центров.
Значительно большее применение при
нарезании резьб как наружных, так и
внутренних получили круглые гребенки
(рис. 222) как более простые в изготовлении. Они состоят из
нескольких витков, расположенных по винтовой линии. Рабочая
часть этих гребенок также имеет несколько режущих зубьев,
срезанных под углом ф, и несколько калибрующих зубьев.
При нарезании наружной резьбы направление
резьбы у круглой винтовой гребенки должно быть обратным на-
правлению резьбы на детали, т. е. если необходимо нарезать
резьбу правую, то на гребенке должна быть левая резьба.
При нарезании внутренней резьбы направление
резьбы винтовой гребенки должно совпадать с направлением
резьбы детали, т. е. если необходимо нарезать резьбу правую, то
и на гребенке должна быть правая резьба.
Крепят круглые гребенки на оправках, подобно круглым фа-
сонным резцам (см. рис. 171).
Резьбовые гребенки применяют главным образом в инстру-
ментальном производстве и в механических цехах в условиях
серийного и массового производства на деталях, допускающих
полный выход гребенки из резьбы. Производительность при на-
резании резьбы гребенками в 2—3 раза выше резьбовых резцов.
Рис. 222. Круглая резьбо-
вая гребенка
189
§ 8. НАСТРОЙКА ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА
ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ РЕЗЬБЫ
Для получения резьбы на токарно-винторезном станке необ-
ходимо, чтобы резец за каждый оборот шпинделя получал про-
дольное перемещение (подачу), равное шагу резьбы, т. е., ина-
че говоря, чтобы скорость продольного перемещения резца была
точно увязана со скоростью вращения шпинделя.
У большинства современных токарно-винторезных станков
необходимая подача при нарезании резьбы устанавливается пу-
тем соответствующего сцепления зубчатых колес коробки подач.
На станках, не имеющих коробки подач, согласование скорости
перемещения* суппорта и резца со скоростью вращения шпинде-
ля достигается при помощи ходового винта, связанного со
шпинделем станка сменными зубчатыми колесами (рис. 223).
Рис. 223 Схема передачи движения от шпинделя к ходовому винту при
нарезании резьбы на токарно-винторезном станке
Из рис. 223 видно, что передача вращения от шпинделя к
ходовому винту с шагом Sx осуществляется через трензель
и сменные зубчатые колеса Z\, Zi, z$ и z±
Чтобы правильно настроить станок на заданную подачу, то-
карь должен уметь рассчитать числа зубьев указанных сменных
зубчатых колес.*
Расчет сменных зубчатых колес. Для расчета сменных зуб’»
чатых колес введем следующие обозначения (см. рис. 223):
Sp — шаг нарезаемой резьбы, лии;
Sx — шаг ходового винта шг,
, а
~— п ередаточное отношение трензеля;
/ = — • — — передаточное отношение сменных зубчатых колес.
Z2 г1
190
Из схемы (см. рис. 223) следует, что за один оборот шпин-
деля ходовой винт сделает 10б. Шп • *тр • * оборотов и переместит
суппорт и резец на расстояние 10б. шп’*тр-*-5к мм. Это переме-
щение резца за один оборот шпинделя равняется шагу резьбы Sp,
т. е.
1об. шгг * ^тр * i * ‘^х==ч^р ММ. (14)
Так как в большинстве случаев а = Ь, т. е. передаточное отно-
шение трензеля /тр равно единице, то из уравнения (14) получим
<• = #’ (15)
т. е. передаточное отношение сменных зубчатых колес равно ша-
гу нарезаемой резьбы деленному на шаг ходового винта.
Пример. Определить передаточное отношение сменных колес для нарезания
на токарном станке резьбы с шагом. 1,5 мм. если шаг ходового винта равен
6 мм.
Согласно формуле (15) передаточное отношение
1,5 1
‘ = V = Г
По этому передаточному отношению необходимо подобрать зубчатые смен-
ные колеса и установить их на гитаре в таком порядке от шпинделя к ходовому
винту, чтобы отношение числа зубьев ведущего колеса к числу зубьев ведомого
точно равнялось подсчитанному передаточному отношению.
Для нарезания резьбы к каждому токарно-винторезному
станку прилагается набор сменных колес, чаще всего с числом
зубьев кратным 5 (20, 25, 30, 35 и т. д. до 120) и, кроме того, ко-
лесо с 127 зубьями. Задача токаря — подобрать такую пару или
такие две пары зубчатых колес из имеющихся в наборе, которые
отвечают подсчитанному передаточному отношению.
Допустим, цто на токарном станке с шагом ходового винта б мм
требуется нарезать резьбу с шагом 2 мм. Для этого случая пере-
2
даточное отношение сменных колес i =
о
Следовательно, если соединить шпиндель и ходовой винт лю-
2
бой парой колес, передаточное отношение которых равното
на детали получится резьба с шагом 2 мм.
Чтобы по передаточному отношению подобрать числа зубьев
сменных колес, нужно числитель и знаменатель дроби умножить
на одно и то же число таким образом, чтобы произведение полу-
чилось целым числом и равнялось числу зубьев, имеющихся в на-
боре сменных зубчатых колес. Например, если передаточное отно-
2
шение i = -g-, то, умножая числитель и знаменатель соответственно
на 10, 15 или 20, получим:
♦ _ 2 __ 2 X 10 _ 20. . _ 2 __ 2 X 15 _ 30.
Z ~ 6 ~ 6 X 10 “ 60’ * “ 6 ~ 6 X 15 ~ 90’
. 2 __ 2 X 20 _ 40
1 ~ 6 “ 6 X 20 — 120'
191
Числа 20 и 60, 30 и 90, 40 и 120 обозначают соответственно
числа зубьев отдельных пар сменных зубчатых колес, обеспе-
чивающих получение на данном станке резьбы с шагом 2 мм.
Нужно запомнить, что в числителе стоит число зубьев ведущего
колеса, а в знаменателе — ведомого. Таким образом, колеса 20,
30 и 40 являются ведущими, а колеса 60, 90 и 120 — ведомыми.
' Первое ведущее колесо из любой пары подобранных колес
устанавливают на валу трензеля, а второе ведомое колесо из той
же пары ставят на конец ходового винта.
Если требуемое передаточное отношение не может быть обес-
печено одной парой колес, подбирают передачи с двумя, а иног-
да и тремя парами сменных колес. На рис. 223 показана пере-
дача с двумя парами зубчатых колес.
* Пример. На токарном станке с шагом ходового винта Sx = 8 мм требуется
нарезать резьбу с шагом Sp = 1 мм
По формуле (15) определяем передаточное отношение
._Sp_ JL
' - Sx - 8
Умножая числитель и знаменатель на 20, получаем
1 X 20 _ 20
1 ~ 8 X 20 ~ 160’
Колесо с 20 зубьями есть в наборе, но отсутствует колесо с 160 зубьями
Следовательно, при помощи одной пары сменных колес данную резьбу нарезать
нельзя. В таких случаях необходимо передаточное отношение i = —L разло-
8
жить на две такие дроби, перемножение которых даст то же передаточное от-
ношение. Для нашего примера это можно написать так:
1 _ 1 X !
1 ~ 8 - 2 X 4’
Умножая числитель и знаменатель первой дроби на 20, а 'второй дроби на
25, находим
1 X 20 _ 1 X 25 20 X 25
‘ ~ 2 X 20 Х 4 X 25 ~ 40 X 100 ’
zx • z3 20 • 25
1 = = 40 100’
Таким образом, чтобы на данном станке с шагом ходового винта Sx — 8 мм
нарезать резьбу с шагом Sp = 1 мм, нужно взять имеющиеся в наборе станка
зубчатые колеса с числом зубьев 20 и 40, 25 и 100. Колеса zx = 20 и г3 = 25
должны быть ведущими, а колеса г2 = 40 и г4 = 100 — ведомыми
Подобранные зубчатые колеса можно установить и в другом порядке.
1 Можно поменять местами ведущие колеса, т е. установить колесо г3 =
= 25 на место колеса гх = 20, а колесо гх = 20 на место колеса г3 = 25
2. Таким же образом можно поменять ведомые колеса г2 = 40.,и г4 = 100.
От указанных в пп 1 и 2 перестановок передаточное отношение не изме-
нится. Но ведущее и ведомое колеса менять местами нельзя, так как иначе ве-
дущее колесо гх = 20 оказалось бы на месте ведомого г2 = 40, а ведомое z2 =
= 40 на месте ведущего zx — 20 и передаточное отношение приняло бы совсем
иное значение.
3. Возможна перестановка первой пары вместо второй, а второй’пары вместо
первой, т. е.
гэ _ *3*1
z2 г4 z4z2*
192
Проверка правильности подсчета сменных зубчатых колес.
Чтобы проверить правильность подсчета сменных колес, нужно
полученное передаточное отношение умножить на шаг ходового
винта, при этом результат умножения должен дать шаг нареза-
емой резьбы; это следует из формулы (15):
i-Sx = Sp мм. (16)
Если же по формуле (16) будет получен шаг резьбы, не соот-
ветствующий требуемому, то это покажет, что подсчет сменных
колес сделан неверно.
Проверим правильность подсчета колес в предыдущем при-
мере, где
20 х 25 с о
z — 40 X 100 и — 8 мм‘>
Sp = i • Sx = 40 iqq -8=1 мм,
т. e. колеса подобраны правильно.
Проверка сцепления сменных колес. Подобранные расчетом
колеса не всегда могут быть между собой сцеплены. Может слу-
читься, что одно из них вплотную подойдет к пальцу гитары.
Чтобы сменные зубчатые колеса можно было установить на ги-
таре, обеспечив их сцепление, необходимо выполнить следующее
условие:
сумма чисел зубьев первой пары колес (Z1+Z2) должна быть
больше числа зубьев второго ведущего колеса (z$) не менее
чем на 15, а сумма чисел зубьев второй пары колес (z3 + z4)
должна быть больше числа зубьев первого ведомого колеса (z2)
тоже не менее чем на 15.
Проверим возможность сцепления колес, подобранных при-
менительно к нашему примеру, где
• _ • ?з _ 20 25
1 ~ “ 40-100'
Разность между суммой чисел зубьев первой пары колес
2*1+^2 = 20 + 40 = 60 и числом зубьев z3=25 больше 15 и равна 35.
Сумма чисел зубьев второй пары колес z3 + z4 = 25 +100= 125
также больше числа зубьев 22 = 40 (разность равна 85). Следо-
вательно, сцепление колес возможно.
Если бы условия сцепления не были выдержаны, то нужно
сначала поменять местами ведомые или ведущие колеса. Если
и такая перестановка не удовлетворит .условиям сцепления, не-
обходимо заново сделать подсчет.
§ 9. ПРИМЕРЫ ПОДСЧЕТА СМЕННЫХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
При подсчете сменных колес для нарезания резьб на токар-
но-винторезном станке могут встретиться следующие случаи:
7 Зак, 529
19S
1. Шаг ходового винта и шаг нарезаемой резьбы выражены
в одной и той же системе измерения, т. е. в миллиметрах или
дюймах.
2. Шаг ходового винта и шаг нарезаемой резьбы выражены
в различных системах измерения; например, шаг ходового вин-
та выражен в дюймах, а шаг нарезаемой резьбы — в миллимет-
рах или, наоборот, шаг ходового винта выражен в миллиметрах,
а шаг нарезаемой резьбы — в дюймах.
Рассмотрим примеры подсчета сменных колес для указанных
случаев.
1. Шаг ходового винта и шаг нарезаемой резьбы выражены в
одной и той же системе измерения.
Пример. Шаг ходового винта Sx — 6 мм, шаг нарезаемой резьбы Sp == 1/2 мм.
Передаточное отношение сменных колес:
._£р__2_____1__J_
Sx~ 6 ~2-6“ 12*
Разложим эту дробь на две:
в мил-
т. е. с
колес
(17)
Умножим числитель и знаменатель первой дроби на 25, а второй на 20,
в результате получим две пары сменных колес со следующими числами зубьев|
1 X 25 1 X 20 25 20
' - 2 X 25 Х 6 X 20 - 50 Х 120’
Zi-Zg 25 20
т-е-1 =='z^li = '^ 'lar
Колеса с числами зубьев 20, 25, 50 и 120 имеются в наборе станка. Прове-
рим условия сцепления:
+ z2 = 25 + 50 = 75 больше г3 = 20 на 55;
г3 + г4 = 20 + 120 = 140 больше z2 = 50 на 90.
Как видим, условия сцепления выдержаны
Если на станке с шагом ходового винта, выраженным
лиметрах, нужно нарезать резьбы с модульным шагом,
шагом, кратным л, передаточное отношение сменных
. <SP т-к
* «$х ’
t
где tn = — мм — модуль.
Так как в формулу (17) всегда входит число л, которое точ-
но не раскладывается на множители, рекомендуется брать его
приближенные значения:
22 32 X 27 . 19 X 21 . 25 X 47
П ~ 7* К “ 25 X 11 ’ К ” 127 ’’'“22X17’
8 X 97. 13 X 29. 5 X 71
Я “ 13X19’ “ 4 X 30’ Я “ 113*
194
Пример. На станке, ходовой винт которого имеет шаг Sx = 6 мм, нарезать
червяк с модульным шагом Sp = 3 • к.
Передаточное отношение сменных колес:
Sp Згс п
‘ ~ = “б“ = “2
32 V 27
Вместо к подставим его приближенное значение ———:
25 X 11
32 X 27 16 X 27 16 X 3 X 9 48 X 9
г = 2 X 25 X 11 = 25 X 11 = 25 X 11 = 25 X 11 '
Умножив числитель и знаменатель первой дроби на 2, а второй — на 5, по-
лучим две пары сменных колес со следующими числами зубьев:
48 X 2 9 X 5 96 45
г=25х 2 х 11 Х5=50Х 55’
т. а
гг23 96 45
г “ г2 • ~ 50 55*
Условия сцепления колес соблюдены.
2. Шаг ходового винта и шаг нарезаемой резьбы выражены
в различных системах измерения.
Если шаг ходового винта и шаг нарезаемой резьбы выраже-
ны в различных мерах длины — дюймах и миллиметрах, необ-
ходимо дюймы перевести в миллиметры. Имеем следующее со-
отношение: 1,, = 25»4 мм.
Если десятичную дробь 25,4 представить в виде простой дроби
4 2
25-jy = 25-у, то, превращая это смешанное число в правильную
2 127
дробь, получим 25 -=- = —=-.
□ О
127
Такая замена числа 25,4 равной ему дробью -у- необходима
потому, что в наборе зубчатых колес станка имеется колесо со
127 зубьями, которое используется во всех случаях, когда шаг хо-
дового винта и шаг нарезаемой резьбы выражены в различных ме-
рах длины.
Пример. Шаг ходового винта Sx == 8 мм. Подобрать сменные зубчатые ко-
леса для нарезания резьбы с шагом Sp = 1 /4".
Выражаем шаг нарезаемой резьбы в миллиметрах:
_ 1" _ 127 __ 127
дР“ 4 “ 4 X 5 - 20*
Определяем передаточное отношение и сменные зубчатые колеса:
Sp _ 127 127 X 1 _ 127-1 127 x 50
' ~ Sx — 20Х8==20Х4Х2 — 80x2“ 80 X 100
7*
195
Зубчатые колеса с числом зубьев 127, 50 80 и 100 имеются в наборе. Про-
веряем условия сцепления:
z± -|- г2 = 127 + 80 = 207» больше г3 = 50 на 157;
г3 4- г4 = 50 + 100 — 150, больше г2 = 80 на 70,
т. е. условия сцепления соблюдены.
§ 10. ПРИЕМЫ НАРЕЗАНИЯ РЕЗЬБЫ РЕЗЦАМИ
После наладки станка, закрепления обрабатываемой детали,
установки и закрепления резца, включают станок и начинают
нарезать резьбу, незначительно углубив резец в металл. На по-
верхности детали получается винтовая риска, шаг которой про-
веряют линейкой, штангенциркулем или резьбомером. Перед на-
чалом следующего прохода резец углубляют по лимбу на требу-
емую величину.
Нарезать профиль треугольной резьбы резцами можно сле-
дующими способами.
Первый способ. Резец устанавливают перпендикулярно оси
детали (рис. 224, а), пользуясь шаблоном, как показано на
рис. 219.
Перед каждым новым проходом резец выводят из канавки,
перемещая поперечный суппорт на себя. Затем дают станку об-
ратный ход, возвращая продольные салазки суппорта в началь-
ное положение. По возвращении продольных салазок резцу да-
:. 224, б). Отсчет ведут по лим-
бу винта поперечной подачи.
Так повторяют все эти приемы
до тех пор, пока резьба не бу-
дет нарезана на полную глу-
бину профиля.
Как видно из рис. 224, б,
резьба в этом случае нарезает-
ся равномерно обеими режущи-
ми кромками. При черновом
нарезании отделяющиеся тол-
стые стружки мешают друг
другу, поэтому возможно зае-
дание резца и получение шероховатой,, надорванной поверхно-
сти резьбы; при чистовом нарезании, когда снимается неболь-
шая стружка, поверхность получается чистой.
Такой способ подачи резца применяется для нарезания резьб
с шагом Sp меньше 2 мм\ как на черновых, так и на чистовых
проходах резец подается за каждый проход на глубину / = 0,05—
— 0,2 мм.
Второй способ. Если шаг нарезаемой резьбы больше 2 мм, резь-
бу нарезают особым резцом (рис. 225, а). Его устанавливают
ют поперечное перемещение
а) П
Рис. 224. Нарезание треугольной резьбы
с поперечным перемещением резца
196
а) К
Рис. 225. Нарезание треугольной резьбы
путем поворота верхней части суппорта
а
на угол
а — поворот верхней части суппорта, б — на-
резание резьбы левой режущей кромкой
резца
в верхней части суппорта, повернутой на угол равный полови-
не угла профиля резьбы, и подают боковым врезанием, перемещая
верхнюю часть суппорта под углом к оси детали в направлении,
указанном стрелкой. При такой установке резца резание осущест-
вляется в основном левой режущей кромкой (рис. 225, 6);
правая режущая кромка снимает очень тонкую стружку, поэ-
тому изнашивается медленно.
После каждого прохода резец выводят из канавки, переме-
щая поперечный суппорт на себя (верхнюю часть суппорта не
трогают). Затем включают об-
ратный ход станка и возвра-
щают продольные салазки суп-
порта в их начальное положе-
ние. Перед каждым следую-
щим проходом подают попе-
речный суппорт в прежнее по-
ложение (по лимбу, либо по
упору). Углубляют резец пе-
ремещением верхней части суп-
порта по лимбу.
Для получения более точ-
ной резьбы окончательное на-
резание выполняют по перво-
му способу (см. рис. 224).
Канавки для выхода резь-
бового резца. При нарезании
как наружной, так и внутренней резьбы у деталей с уступами
необходимо предусматривать канавки для выхода резца, чтобы
предохранить его от поломки (рис. 226 и 227). Глубина канав-
Рис 226. Канавка для
выхода резьбового резца
при нарезании внутренней
резьбы
Рис 227 Канавка для
выхода резьбового резца
при нарезании наружной
резьбы
ки должна быть немного больше глубины резьбы, а ширина
канавки должна равняться 2—3 шагам резьбы.
Нарезание правой и левой резьб. При нарезании правой
резьбы ходовой винт и шпиндель вращаются против часовой
197
стрелки, а суппорт с резцом перемещаются от задней бабки к
передней (см. рис. 193, а). При нарезании левой резьбы трен-
зель должен быть установлен так, чтобы ходовой винт вращался
в обратном направлении, т. е. по часовой стрелке при обычном
направлении вращения шпинделя. При этом суппорт должен пе-
ремещаться к задней бабке (см. рис. 193, 6), следовательно,
нарезание левой резьбы должно начинаться с левого конца де-
тали, т. е. ближайшего к передней бабке.
Охлаждение. Применение смазывающих и охлаждающих
жидкостей при нарезании резьбы является обязательным.
Обильное охлаждение предохраняет резец от затупления и спо-
собствует получению чистых боковых поверхностей резьбы. В
качестве охлаждающих жидкостей при нарезании резьбы в ста-
ли и латуни рекомендуются эмульсии, сульфофрезол (дает луч-
шие результаты); чугунные детали можно нарезать всухую или
с керосином.
§ 11. ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ НАРЕЗАНИЯ
РЕЗЬБЫ
Токари-новаторы при нарезании резьб применяют резцы с
пластинками из твердого сплава со специальной заточкой. Уве-
личивая благодаря этому скорости резания и сокращая число
проходов, они добиваются значительного повышения произво-
дительности труда.
Так, например, токарь В. М. Бирюков резьбу с шагом до
2 мм нарезает одним резцом, а с шагом больше 2 мм — двумя
(черновым и чистовым). Глубина резания при черновых прохо-
дах берется 0,5—0,6 мм; для первых двух-трех чистовых прохо-
дов — приблизительно 0,3 мм, а для остальных проходов —
0,15—0,2 мм. Нарезается резьба при скорости резания 100—>
300 м/мин.
Резьбовые резцы токаря В. М. Бирюкова (рис. 228) имеют
массивную смещенную головку, что повышает их прочность. Пе-
редний угол резца равен 3°, задний — 5°. При скоростном наре-
зании резьбы происходит небольшое искажение ее профиля, угол
профиля нарезаемой резьбы получается всегда больше угла при
вершине резца на 30'—1°30'. Поэтому рекомендуется в этих
условиях применять резцы с углом профиля, равным углу про-
филя нарезаемой резьбы, уменьшенному на 1°. Например, для
нарезания метрической резьбы с углом профиля 60° угол про-
филя чистового резца принят 59° (см. рис. 228).
Резьба нарезается с поперечным перемещением резца после
каждого прохода, как показано на рис. 224. При нарезании
резьбы в два перехода, т. е. черновым и чистовым резцами, угол
профиля чернового резца по передней поверхности принимается
на 10° больше, чем у чистового, т. е. примерно 69\ В этом случае
198
основная нагрузка в работе приходится на черновой резец
(рис. 229, а), чистовой же резец с углом профиля 59° лишь за-
чищает резьбу, снимая небольшое количество металла (рис.
229, б).
При нарезании резьбы резцами В. М. Бирюкова необходимо
соблюдать следующие правила:
а) чтобы избежать вибраций, режущая кромка должна быть
установлена на 0,5—1 мм
Б-б выше линии центров станка;
б) вылет резца должен
быть как можно меньшим;
в) врезание резца долж-
Рис. 229. Нарезание наружной
метрической резьбы по методу
токаря В. М. Бирюкова:
а — черновым резцом, б — чисто-
вым резцом
Рис. 228. Резьбовые резцы для наружной
метрической резьбы токаря В. М. Бирюкова:
а — черновой, б — чистовой
чего перед каждым проходом резец необходимо отводить в
сторону задней бабки на расстояние,, равное 10—15 шагам на-
резаемой резьбы;
г) расстояние от конца резьбы до патрона или утолщения на
обрабатываемой детали также должно быть не меньше 15 шагов
нарезаемой резьбы.
Токарь В. М. Бирюков применяет также нарезание резьбы за
один проход, используя одновременно три резца, оснащенные
199
твердым сплавом (рис. 230) и представляющие собой как бы
гребенку: черновой резец имеет угол профиля 70°, получисто-
вой — 65° и чистовой — 59°.
Применение высоких скоростей резания при нарезании на*
Рис. 230. Нарезание резьбы
одновременно тремя рез-
цами по методу В М. Би-
рюкова:
1 — черновой резец, 2 — полу-
чистовой, 3 — чистовой
Рис, 231. Нарезание внутренней
резьбы по методу П. Фирсова
ружной и внутренней резьб в упор в тех случаях, когда на
станке нет специальных автоматических упоров, ограничиваю-
щих ход суппорта, часто приводит к браку детали. Происходит
это потому, что при большом числе оборотов шпинделя рабо-
чий не всегда успевает отвести резец по окончании прохода. По-
этому, чтобы не снижать скорости резания, токарь-новатор
П. Фирсов предложил свой метод нарезания резьбы. При наре-
зании внутренней резьбы (рис. 231), у которой ширина канавки
для выхода резца равна всего двум виткам, обработка начина-
ется с ввода резца в канавку и последующего включения пода-
чи в направлении задней бабки. Брак деталей в этом случае со*
вершенно исключен, производительность увеличивается почти в
два раза. Таким же методом можно нарезать и наружную
резьбу.
§ 12. БРАК ПРИ НАРЕЗАНИИ РЕЗЬБЫ РЕЗЦАМИ И МЕРЫ
ЕГО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ
Наиболее часто при нарезании резьбы резцами получается
брак следующих видов: 1) неточный шаг; 2) неточные диаметры
резьбы; 3) неправильный профиль резьбы; 4) недостаточная чи-
стота поверхности резьбы.
1. Неточный шаг резьбы является результатом неправильно-
го подбора сменных зубчатых колес или неправильной установи
200
ки рукояток коробки подач. Предупредить брак можно правиль-
ной настройкой станка.
2. Неточные размеры получаются вследствие недостаточно-
го или излишнего съема металла при нарезании резьбы; устра-
няются частыми промерами, особенно при последних проходах,
или установкой жесткого упора на глубину.
3. Неправильный профиль резьбы получается при неправиль-
ном профиле резца и неточной установке его. Предупредить та-
кой брак, можно тщательной проверкой профиля резца и его
установки (см. рис. 219 и 220).
4. Недостаточная чистота поверхности (риски, задиры на
резьбе) бывает при неправильной заточке резца, завышенной
глубине резания, неправильно выбранной скорости резания,
сильном затуплении инструмента, недостаточно жестком крепле-
нии детали или инструмента, отсутствии или неправильно вы-
бранном охлаждении и др. Чтобы избавиться от такого брака,
необходимо устранить причины, вызвавшие его.
Контрольные вопросы
1. Как образуется винтовая линия при нарезании резьбы на токарном
станке?
2. Перечислите основные элементы резьбы.
3. Что называется шагом резьбы и профилем резьбы?
4. Чем отличается метрическая резьба от дюймовой?
5. Какие виды резьб вы знаете и какая разница между ними?
6. Как отличить правую резьбу от левой?
7. Какими инструментами можно нарезать резьбу?
8. Перечислите основные части метчика.
9. Как нарезается резьба метчиками?
10. Как устроена плашка?
11. Как нарезается резьба плашкой?
12. Как установить резьбовой резец при нарезании наружной и внутрен-
ней резьб?
13. Как нарезается резьба гребенкой?
14. Для чего применяют сменные зубчатые колеса? По какой формуле
определяется передаточное отношение при нарезании резьбы?
15 Как подобрать сменные зубчатые колеса, если известно передаточное
отношение?
16. Укажите правило сцепляемости сменных колес на гитаре токарного
станка.
17. Можно ли на гитаре сменных колес вместо ведомого колеса поста-
вить ведущее, а вместо ведущего — ведомое?
18. Какие существуют способы нарезания треугольной резьбы?
19. Укажите правила подготовки резьбового резца и установки его на
станке.
20. Чем отличается нарезание правой резьбы от нарезания левой резьбы?
21. Перечислите виды брака при нарезании резьбы. Какие меры нужно
принять для предупреждения каждого из видов брака?
22. Какие инструменты применяют для измерения элементов резьбы?
Как измеряется шаг резьбы? Как измеряются диаметры резьбы — наружный,
внутренний и средний?
23. Перечислите известные вам высокопроизводительные методы нареза-
ния резьбы.
201
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ
ТОКАРНЫЕ СТАНКИ. МЕХАНИЗАЦИЯ
И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ
ДЕТАЛЕЙ на токарных станках
Глава XVI
УСТРОЙСТВО ТОКАРНЫХ СТАНКОВ
§ 1. КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАЗВИТИЯ ТОКАРНОГО СТАНКА
Простейшие токарные станки были известны еще в глубокой
древности. Эти станки были весьма примитивны по конструкции:
заготовка вращалась от ножного привода, а режущий инстру*
мент (тип современного долота) приходилось держать в руках.
Работа на таких станках была непроизводительной, утомитель-
ной и неточной.
Дальнейшее развитие токарного станка относится к XVIII в.,
когда русский механик токарь Петра I А. К. Нартов в 1712—
1725 гг. впервые в мире изобрел механический суппорт, создав
тем самым исполнительный механизм токарного станка.
Изобретение суппорта освободило руки токаря от необходи-
мости держать резец во время обтачивания детали и ознамено-
вало собой начало новой эпохи в развитии не только токарных,
но и других металлорежущих станков.
В середине XVIII в. в отечественное станкостроение внес
большой вклад гениальный русский ученый М. В. Ломоносов.
Для обработки сложных поверхностей металлических зеркал ,он
создал специальный сферо-токарный станок.
В конце XVIII в. славные традиции русских машиностроите-
лей продолжали тверской механик-часовщик Лев Собакин и
тульский мастер Алексей Сурнин. По их чертежам изготов-
лялись токарно-винторезные станки для обработки винтов.
Значительно ближе к современным станкам токарные стан-
ки, изготовлявшиеся в середине прошлого столетия. Эти станки
уже имели переднюю бабку со ступенчатым шкивом, позволяв-
шим изменять число оборотов обрабатываемых деталей. Суп-
порт перемещался при помощи ходового винта и сменных зуб-
чатых колес.
Позднее на токарных станках со ступенчато-шкивным при-
водом для изменения скорости перемещения суппорта стали
202
применять коробку подач; помимо ходового винта, стали приме-
нять и ходовой вал.
В начале XX в. с изобретением быстрорежущей стали по-
являются относительно быстроходные и мощные (по тому вре-
мени) токарные станки с приводом от трансмиссии (рис. 232).
Рис. 232. Токарно-винторезный станок со ступенчатым шкивом:
/ — коробка подач, 2 — ступенчатый шкив, 3 — ходовой винт, 4 — ходовой вал
Бурное развитие отечественного станкостроения началось у
нас после Великой Октябрьской социалистической революции.
Современные токарные станки выпускаются с индивидуаль-
ным электрическим приводом; универсальные токарно-винто-
резные станки оборудованы коробкой скоростей, обеспечива-
ющей быстрое изменение чисел оборотов обрабатываемой дета-
ли, и более совершенной коробкой подач.
К группе токарно-винторезных станков, получивших широ-
кое распространение на наших машиностроительных заводах,
относится станок модели 1А62 (рис. 233), выпускавшийся заво-
дом «Красный пролетарий». Этот станок был получен в резуль-
тате модернизации широко распространенного ранее токарно-
винторезного станка (1Д62М) ДИП-200, у которого верхний
предел чисел оборотов шпинделя был увеличен с 600 до 1200 в
минуту, мощность электродвигателя — с 4,3 до 7 кет, а плос-
коременная передача от электродвигателя заменена клиноре-
менной.
Начиная с 1956 г. станок 1А62 заменен токарно-винторезным
станком модели 1К62 (рис. 234). Этот новый станок более соот-
ветствующий современному уровню техники имеет более мощ-
ный электродвигатель (7V= 10 кет). Коробка скоростей дает
возможность устанавливать 23 различные скорости шпинделя
203
Рис. 233 Токарно-винторезный станок модели 1А62 завода «Красный
пролетарий»
Рис. 234. Токарно-винторезный станок модели 1К62 завода «Красный пролетарий»
(от 12,5 до 2 тыс. об]мин). Число подач 48 — от 0,075 до
4,16 мм на один оборот шпинделя (см. табл. 8, стр. 207).
Наряду с совершенствованием токарно-винторезных станков
средних размеров советские инженеры и новаторы производст-
ва создали новые конструкции тяжелых токарных станков для
обработки деталей большого размера. Например, коллектив
Краматорского завода тяжелого машиностроения освоил произ-
водство мощного полностью механизированного токарного стан-
ка для обработки деталей диаметром до 2,5 м, длиной до 16 м
и весом до 100 т.
Второй гигант тяжелого машиностроения — Коломенский
станкостроительный завод — строит для токарной обработки
еще более крупные станки. Здесь освоены карусельные станки,
на которых можно обрабатывать детали диаметром 13 и 22 м.
§ 2. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ СТАНКОВ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
К станкам токарной группы относятся станки: токарно-вин-
торезные, токарные, многорезцовые токарные, токарно-револь-
верные, токарно-лобовые, токарно-карусельные, а также токар-
ные автоматы и полуавтоматы.
Токарно-винторезные станки обладают широкой
универсальностью: они предназначены для выполнения всевоз-
можных токарных работ, включая нарезание резьб резцами,
что возможно благодаря наличию ходового винта. Эти станки
имеют самое широкое применение на машиностроительных за-
водах.
Токарные станки, не имеющие ходового винта, приме-
няются для- выполнения всевозможных токарных работ, за ис-
ключением нарезания резьб резцами. Отсутствие ходового вин-
та упрощает конструкцию станка.
Многорезцовые токарные станки предназначены
для обработки деталей типа ступенчатых валиков, зубчатых ко-
лес и других одновременно несколькими резцами, установлен-
ными в 2—3-х суппортах.
Т о к а р н о-p евольверные станки используют для из-
готовления деталей из прутка или для обработки закрепленных
в патроне заготовок типа поковок, штамповок, литья различны-
ми инструментами, закрепленными в револьверной головке.
Токарно-лобовые станки, снабженные планшайбой
большого диаметра (до 2 м и более), служат для обтачивания
крупных деталей малой высоты — шкивов, маховиков, больших
колец и т. д.
Токарно-карусельные станки имеют вертикальную
ось вращения и горизонтальную поверхность планшайбы (сто-
ла). Диаметр стола достигает до 25 м. Применяются токарно-
205
карусельные станки для обработки деталей большого диаметра
и малой длины.
В массовом и серийном производстве широко применяют то-
карные полуавтоматы, автоматы и автоматические линии.
Токарные автоматы — станки, которые производят
все рабочие и вспомогательные движения рабочего процесса, а
также установку и съем заготовки автоматически.
Токарные полуавтоматы — станки с неполной авто-
матизацией рабочего процесса: снимает готовую деталь, уста-
навливает и закрепляет новую заготовку рабочий, остальные
операции автоматизированы.
Кроме того, в машиностроении применяют различные спе-
циальные токарные станки для обработки какого-ни-
будь определенного рода деталей — коленчатых валов, прокат-
ных валков, вагонных осей, бандажей и колес, кулачковых ва-
ликов и т. д.
§ 3. УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ
Токарные станки в зависимости от размеров обрабатывае-
мых на них деталей и особенностей конструкций отдельных
узлов и элементов различаются по моделям.
В Советском Союзе каждой модели станка присвоено опре-
деленное условное обозначение, по которому ее можно отличить
от другой модели. Это обозначение представляет собой трех-
или четырехзначный номер: первая цифра означает группу, к
которой относится станок, вторая — тип станка, третья, а иног-
да и четвертая цифры условно характеризуют размер станка.
Чтобы отличить новую модель станка от ранее выпускав-
шейся модели того же типа и размера, иногда между цифрами
или в конце их ставится добавочная буква.
Так, например, все станки модели 1А62, 1Б62, 1К62—стан-
ки токарной группы (цифра 1 означает токарную группу); уни-
версальные (показывает цифра 6); с высотой центров над ста-
ниной 200 мм (показывает цифра 2). Однако модель 1А62 имеет
верхний предел чисел оборотов шпинделя в минуту 1200, 1Б62—
1500, а современная модель 1К62 имеет 2000 об/мин.
§ 4. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫХ
СТАНКОВ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
В настоящее время станкостроительные заводы выпускают
большое количество различных моделей токарно-винторезных
станков. Технические характеристики наиболее распространен-
ных моделей токарно-винторезных станков отечественного про-
изводства приведены в табл. 8.
206
Таблица 8
Технические характеристики некоторых моделей
токарно-винторезных станков отечественного производства
Модель станка Наиболь- ший диа- метр обра- батываемой детали над станиной, мм Расстояние между центрами, мм Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту Пределы продольных подач, мм/об Мощность главного электро- двига- теля, кет
от ДО
1И611П 250 500 20 2000 0,02—6 2,8
1Е61МТ 320 710 35 1600 0,04—6 4,5
1А616П 320 ’ 710 11 2240 0,03—1,04 4,5
1В616 320 500 10 2000 0,01—0,23 3
1А62 400 750,1000 и 1400 11,5 1200 0,082—1,59 7,0
1К62 400 710,1000 и 1400 12,5 2000 0,075—4,16 10,0
1К62Т 400 1000 8 1600 0,021—1,0 4,5
1К620 400 700,1000 и 1400 12 3000 0,07—4,16 10,0
(бесступенчатое регулирование)
1А64 800 2800 7,1 I | 750 0,20—3,05 28,0
§ 5. ПРИВОДЫ ТОКАРНЫХ
СТАНКОВ
Механизмы, передающие
движение рабочим органам
станка от электродвигателя,
называют приводом
станка.
У современных станков
применяется индивидуаль-
ный привод, когда каждый
станок приводится в движе-
ние собственным электро-
двигателем (рис. 235). Ин-
дивидуальный привод по-
зволяет более свободно рас-
положить станки в цехе,
Рис. 235. Привод от индивидуаль-
ного электродвигателя
207
улучшить его освещение и обеспечить безопасность управления
станком.
Наибольшее распространение в качестве электродвигателей
для привода станков получили трехфазные асинхрон-
ные электродвигатели переменного тока с короткозамк-
нутым ротором. Они характеризуются простотой конструкции,
надежностью в работе и хорошими эксплуатационными данны-
ми. Регулирование чисел оборотов шпинделя в этом случае
осуществляется с помощью коробки скоростей, дающей сту-
пенчатый ряд чисел оборотов шпинделя.
В приводах станков применяются также и шунтовые
двигатели постоянного тока. Эти двигатели значительно
сложнее, тяжелее и дороже асинхронных (короткозамкнутых)
двигателей, но они позволяют плавно (бесступенчатой
регулировать числа оборотов шпинделя.
§ 6. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА СТАНКА
Различные модели токарно-винторезных станков отлича-
ются друг от друга основными размерами, устройством отдель-
ных деталей, видом привода, способами изменения чисел оборо-
тов и подачи и т. д.
Понять устройство станка помогают условные чертежи, на-
зываемые кинематическими схемами станков. Они
дают полное представление о взаимодействии отдельных меха-
низмов и деталей станка, участвующих в передаче движения.
Каждую деталь, узел или часть привода станка обозначают
на схемах определенными начертаниями и знаками. Например,
вращающийся вал обозначают обычно прямой линией, подшип-
ники скольжения — черточками по обеим сторонам вала, зубча-
тые колеса — прямоугольником с цифрами, показывающими чис-
ло зубьев и модуль.
В табл. 9 приведены условные обозначения наиболее часто
встречающихся деталей и механизмов в кинематических схемах
станков.
В качестве примера на рис. 245 показана кинематическая
схема токарно-винторезного станка модели 1К62, в которой ис-
пользованы условные обозначения, приведенные в табл. 9,
Цифры на кинематической схеме означают числа зубьев колес.
§ 7. МЕХАНИЗМЫ КОРОБОК СКОРОСТЕЙ И ПОДАЧ
Для изменения чисел оборотов шпинделя или подач в широ-
ких пределах в современных станках обычно применяют короб-
ки с зубчатыми колесами, называемые соответственно коробка-
ми скоростей и коробками подач.
Коробки скоростей. Коробка скоростей служит для измене^
208
Таблица 9
Основные условные обозначения для кинематических схем
Элементы схемы
Условные обозначения
Электродвигатели;
на лапках
фланцевый
Вал
Подшипники на вал уз
общее обозначение
скольжения
шариковый радиальный
шариковый радиально-упорный
шариковый упорный
роликовый радиальный
роликовый радиально-упорный
роликовый серии 3182100
209
Продолжение таблицы 9
Элементы схемы Условные обозначения
Концы шпинделей станков для работ: центровых патронных Гайка на винте, передающем движение: а — неразъемная б — разъемная Ременные передачи: плоским ремнем клиновыми ремнями Зубчатые зацепления: цилиндрические соответственно с прямыми и А м ( 1 # f ’ ' + Jj. 1
косыми зубьями - < X . X »
конические
червячное (в двух проекциях) ds? rhu
реечное I i
210
Продолжение таблицы 9
Элементы схемы
Условные обозначения
Соединения деталей с валом:
свободное
с направляющей шпонкой
шлицевое
с глухой шпонкой
Кулачковые муфты сцепления:
односторонняя
двухсторонняя
Фрикционные муфты сцепления:
коническая
дисковая
Предохранительная кулачковая муфта
Тормоз ленточный
211
ния чисел оборотов шпинделя и передачи ему соответствующего
крутящего момента.
Существует несколько способов переключения зубчатых ко-
лес. Наибольшее распространение в коробках скоростей токар-
ных станков получили два основных способа:
1) переключение при помощи передвижных колес или блоков
колес, скользящих на шлицах валов;
2) переключение муфтами (кулачковыми или фрикцион-
ными).
Рис. 236. Способы переключения зубчатых колес:
а — переключение передвижными колесами, б — переключение кулачковой муфтой
Переключение передвижными колесами или
блоками наиболее часто применяется в современных короб-
ках скоростей. На рис. 236, а показан блок из трех передвижных
колес, который можно перемещать на шпонке вдоль оси вала //.
Вводя в зацепление различные пары зубчатых колес Z\ — Z2>
z3 —z4, z5 — Ze, имеющие различные передаточные отношения,
можно при постоянном числе оборотов вала /, получить три
различных числа оборотов вала II.
Количество зубчатых колес, соединенных в один блок, бывает
два, три и реже четыре.
Переключение кулачковой муфтой показано
на рис. 236, б. На ведущем валу I на шпонках закреплены два
зубчатых колеса Z\ и z2, на ведомом валу II свободно сидят ко-
леса z3 и z4, которые находятся в постоянном зацеплении с ко-
лесами Z\ и г2. Между колесами г3 и г4 на валу II сидит на на-
правляющей шпонке 3 муфта 4, имеющая на торцах кулачки 1
и 2. Кулачковую муфту можно перемещать влево и вправо ры-
чагом 5 и сцеплять соответственно с торцовыми кулачками ко-
лес z3 и z4.
212
Если кулачковая муфта включена влево, то вращение от ва-
ла / передается валу II через колеса Zi и г3, если муфту вклю-
чить вправо, то вращение передается валу II через колеса z% и Z\.
Кулачковые муфты просты по конструкции, работают надеж-
но и могут передавать большие усилия и крутящие моменты.
Однако их можно переключать только при остановленном стан-
ке, так как иначе легко повредить кулачки.
Переключение фрикционными пластинчаты-
ми муфтами получило наибольшее распространение для
включения прямого и обратного вращения шпинделя, а также
для его останова в современных токарных станках. Устройство
фрикционной пластинчатой муфты показано на рис. 237..Крутя-
щий момент передается от шлицевого вала 1 к зубчатым коле-
сам 2 и 9, свободно сидящим на этом валу, при помощи двух
групп стальных плоских дисков 4 и 5. Диски 4 с выступами на
их поверхности входят в пазы ступиц 3 зубчатых колес 2 и 9, а
на внутренней окружности дисков 5 расположены вырезы, кото-
рыми они насажены на шлицевой вал 1. Если диски 5 и 4 плот-
но сжать, то вследствие трения, возникающего между их боко-
выми сторонами, начнет вращаться колесо 2 или 9 в зависимо-
сти от того, какая — правая или левая — часть муфты включена.
Рис. 237. Пластинчатая фрикционная муфта
При перемещении кольца 7 с помощью тяги 10 влево происхо-
дит прямое вращение шпинделя, а вправо — обратное вращение
шпинделя. Благодаря значительной площади трения пластинча-
тые фрикционные муфты способны при сравнительно небольших
размерах передавать большие крутящие моменты. Преимущест-
во этих муфт заключается также в том, что их можно плавно
(без удара) переключать на ходу и под нагрузкой.
Когда муфта в результате износа дисков начинает буксовать,
213
ее следует отрегулировать. Регулируют муфту вращением на-
жимных гаек 6 и 8, навинченных на кольцо 7. Повернуть на-
жимную гайку можно лишь после того, как защелка 11 будет
вдавлена в кольцо 7.
Рис. 238. Кинематическая схема коробки скоростей станка модели 1А62
На рис. 3 была показана простейшая коробка скоростей то-
карного станка, в которой переключение чисел оборотов шпин-
деля производится передвижными колесами и кулачковой
муфтой.
На рис. 238 показана более сложная кинематическая схема 45
коробки скоростей токарно-винторезного станка модели 1А62 с
четырьмя подвижными блоками зубчатых колес 2, 8, 4, 5 в соче-
тании с пластинчатой фрикционной муфтой М и кулачковой
муфтой К, которые обеспечивают получение 24-х различных чи-
сел оборотов шпинделя.
Число оборотов шпинделя выражается в общем виде фор-
мулой
^шп ~ ^эд * ^р. п * • iK с, (18)
где мшп — число оборотов шпинделя в минуту;
иэд — число оборотов электродвигателя в минуту;
* Арабские цифры на кинематических схемах (рис. 24 1 и др.) обозначают
числа зубьев колес, а римские цифры I, II, III и т. д. — валы.
214
di
zp-n ~ ~d2 — передаточное отношение клиноременнои передачи;
0,985 — коэффициент, учитывающий скольжение ремня;
ix.c — передаточное отношение, характеризующее кинема-
тическую цепь коробки скоростей.
ZK.c Ч*^2‘^3> ••• »
где и, *2, U и in — передаточные отношения отдельных пар зуб-
чатых колес, входящих в кинематическую цепь коробки ско-
ростей.
Коробки подач. В токарно-винторезных станках применяют
для изменения величины
подачи в широких преде-
лах коробки подач,, в ко-
торых используются ме-
ханизмы, показанные на
рис. 239.
Сменные зубча-
тые колеса (рис. 239,
а) * связывают между со-
бой коробку скоростей с
коробкой подач (см. рис.
223) и обеспечивают на-
стройку станка на боль-
шой диапазон подач при
нарезании резцами раз-
личных резьб.
Механизм зубча-
того конуса с накид-
ным колесом (рис.
239, б) —наиболее рас-
пространенный механизм
ще (см. рис. 6, стр. 14).
Рис. 239. Схемы механизмов коробок подач:
а — сменные зубчатые колеса, б — зубчатый ко-
нус с накидным колесом
коробки подач — рассмотрен был вы-
§ 8. СУППОРТ ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА
На рис. 240 показана конструкция суппорта современного
токарно-винторезного станка. Нижняя плита 1 суппорта (рис.
240, а), называемая к а р е т к о й, расположена непосредственно
на направляющих 2 станины. В передней части каретки к ее
нижней плоскости 3 прикрепляется фартук.
Нижняя часть суппорта. На верхней стороне каретки име-
ются точно простроганные и тщательно пришабренные направ-
ляющие 4 в форме ласточкина хвоста (рис. 240, б). На них мо-
* О назначении сменных зубчатых колес и их применении в токарно-вин-
торезных станках см. стр, 190,
215
жет перемещаться перпендикулярно к направляющим станины
нижняя часть 5 суппорта. После некоторого срока работы стан-
ка поверхности, которыми нижняя часть суппорта соприкаса-
ется с кареткой, несколько изнашиваются, и в результате на бо-
ковых поверхностях ласточкина хвоста появляется зазор, снижа-
Рис. 240. Суппорт токарно-винторезного станка:
а — продольный разрез, б — поперечный разрез
ющий точность работы станка. Для уменьшения зазора нужно
подтянуть клиновую планку 6.
Поперечное перемещение нижней части суппорта по направ-
ляющим каретки производится с помощью винта 7 и гайки 8
216
(рис. 240, а). Винт 7 получает вращение либо вручную рукоят-
кой 11, либо от механизмов фартука через зубчатые колеса 9 и
10. Винт 7 смонтирован в подшипниках каретки, а гайка 8 за-
креплена в нижней части суппорта. При вращении винта 7 гай-
ка 8 вынуждена скользить вдоль винта и таким образом увле-
кает с собой среднюю часть 5 суппорта.
После некоторого периода работы между гайкой и винтом
в результате износа появляется излишний зазор, вследствие
чего вращение винта 7 сначала в одном, а затем в другом на-
правлении не сопровождается перемещением нижней части
суппорта.
Для уменьшения зазора до нормальной величины служит
клин 12. Гайка 8 состот из двух половин, привинченных к ниж-
ней части суппорта винтами 13. Если слегка отвернуть эти вин-
ты, а затем винтом 14 сдвинуть вниз клин 12, то половины гай-
ки раздвинутся, а зазор между винтом и гайкой уменьшится.
Отрегулировав зазор, нужно снова затянуть винты 13, крепя-
щие обе половины гайки 8.
Средняя часть суппорта. На верхней поверхности нижней
части 5 суппорта выточено цилиндрическое углубление, куда
входит цилиндрический выступ 15 средней поворотной части 16
суппорта. Закрепляют эту часть двумя болтами 17, квадратные
головки которых входят в круговой паз в нижней части суп-
порта.
Выше указывалось, что поворот средней части 16 суппорта
используется при обтачивании конусов.
Верхняя часть суппорта. На верхней поверхности средней
части 16 суппорта простроганы направляющие 18 в форме ла-
сточкина хвоста; по ним может скользить верхняя часть 19 суп-
порта. В случае увеличения зазора на направляющих следует
подтянуть клин 20 и таким образом уменьшить зазор до нор-
мальной величины. Верхнюю часть суппорта можно перемещать
по средней части только вручную, пользуясь рукояткой 21
(рис. 240, б), вращающей винт 23. Этот винт смонтирован в под-
шипнике 22 верхней части суппорта, а его гайка 24 закреплена
в средней части суппорта.
§ 9. ФАРТУК
В фартуке расположены механизмы, преобразующие враща-
тельное движение ходового винта и ходового вала в поступа-
тельное перемещение суппорта.
На рис. 241 показана кинематическая схема фартука токар-
но-винторезного станка 1А62. На ходовом валу II на скользя-
щей шпонке сидит зубчатое колесо г = 40, перемещающееся вме-
сте с фартуком. Это зубчатое колесо при вращении вала приво-
дит в движение зубчатые колеса г = 40 и г = 33 блока Б\ и че-
217
рез паразитное колесо 2=38 и левое колесо 2=33 блока Б2 пе-
редает вращение четырехзаходному падающему червяку. Если
блок Б2 передвинут в правую сторону и его колесо z = 40 сцеп-
лено с колесом 2=40 блока падающий червяк будет вра-^
щаться в обратном направлении, так как паразитное колесо
2=38 в зацеплении участвовать не будет.
Рис. 241. Кинематическая схема фартука
резного станка 1А62
токарно-винто-
Падающий червяк вращает червячное колесо 2 = 30, сидящее
на валу VII. По шлицевой части этого вала можно перемещать
зубчатое колесо 2 = 24, сцепляя его либо с колесом 2 = 50 вала
VI для получения механической продольной подачи, либо с ко-
лесом z = 65 вала VIII для получения механической поперечной
подачи.
При сцеплении зубчатого колеса 2 = 24 с колесом 2 = 50 вра-
щается также колесо 2 = 23. От него получают вращение колеса
2 = 69 и 2=12, сидящие на валу V. Зубчатое колесо 2=12 ка-
тится по рейке, прикрепленной к станине, и сообщает таким об-
разом механическую продольную подачу суппорту.
В продольном направлении суппорт можно перемещать так-
же вручную, вращая маховичок, сидящий на конце вала IV.
Этот маховичок через колеса 2=15 и 2 = 69 вращает вал V с ре-
ечным колесом 2=12,
218
Если сцепить колесо 2 = 24, сидящее на шлицевом валу VII,
с колесом 2 = 65 на валу VIII начнет вращаться колесо 2 = 20 и
винт IX поперечной подачи, в результате чего суппорт получит
механическую поперечную подачу.
Можно осуществлять поперечную подачу суппорта также
вручную, вращая рукоятку, закрепленную на конце винта IX.
В этом случае предварительно выводят из зацепления колеса
2 = 65 и 2 = 24.
Чтобы включить продольную подачу при нарезании резьбы,
нужно замкнуть разъемную гайку на ходовом винте I и при его
вращении эта гайка вместе с фартуком будет перемещаться
вдоль оси станка.
Падающий червяк. Особенность устройства фартука в стан-
ке 1А62 состоит в том, что его четырехзаходный червяк автома-
тически выключается, когда чрезмерно возрастает сопротивле-
ние движению суппорта, например, в момент его соприкоснове-
ния с продольным или поперечным упорами, вследствие внезап-
ной перегрузки резца, от случайных препятствий и др. Это
устройство называется падающим червяком, потому что
при перегрузке червяк расцепляется (выпадает из зубьев червяч-
ного колеса) и дальнейшее перемещение суппорта прекращается.
Устройство падающего червяка показано на рис 242. Червяк
2 свободно сидит на валу 9, который при помощи шарнирной
муфты 1 соединен с валом III (см. рис. 241). На конце червяка
находится левая половина 3 кулачковой муфты, которая сцепля-
ется с правой ее половиной 5 скошенными торцовыми кулачка-
ми. Правая половина муфты может перемещаться по шлицам
вала 9. Пружина 7 прижимает правую половину муфты к левой
половине, благодаря чему червяк 2 приводится в движение ог
вращающегося вала 9 и правой половины 5 муфты.
Когда суппорт встречает какое-либо препятствие на своем
пути, нагрузка на червячное колесо 2 = 30 сильно возрастает.
В соответствии с этим будет возрастать сопротивление враще-
нию червяка 2. Когда это сопротивление выйдет за пределы до-
пустимого, правая половина кулачковой муфты 5, продолжаю-
щая вращаться, начнет поворачиваться относительно левой по-
ловины 3. При этом она отходит вправо, сжимая пружину 7
(см. рис. 242, б). Перемещаясь вправо, муфта 5 отодвинет крон-
штейн 8, который при помощи планки 6 поддерживает червяк в
зацеплении с червячным колесом 2 = 30 (рис. 242, а). При ото-
двигании кронштейна 8 вправо (рис. 242, б) червяк, не поддер-
живаемый больше планкой 6, под действием собственного веса
падает вниз, выходит из зацепления с червячным колесом, и по-
дача прекращается.
Для включения червяка пользуются рукояткой 4, при помо-
щи которой поднимается кронштейн 8 вместе с ним и планка 6.
Блокировка. Для предупреждения неправильных включений,
219
которые могут привести к поломке станка, инструмента или ра-
нению рабочего, в механизмах токарно-винторезных станков
обычно имеются блокировочные устройства. Напри-
мер, нельзя включать механизм подачи, приводимый в действие
Рис. 242. Падающий червяк
от ходового вала, и одновременно соединять на ходовом винте
половины разъемной гайки, так как это может привести к по-
ломке станка; нельзя также одновременно включать продольную
и поперечную подачи суппорта.
Конструкция блокировочных устройств токарно-винторезных
станков весьма разнообразна. На рис. 243 показана схема меха-
нической блокировки подач в фартуке токарно-винторезного
станка 1А62. Механизм блокировки устроен следующим обра-
зом. Рукоятка А, закрепленная на винте / с большим шагом
резьбы, служит для перемещения гайки В с вилкой Б. Эта вил-
ка, передвигая зубчатое колесо г = 24 вдоль вала VII (см.
рис. 241), сцепляет ее либо с колесом г = 50 при включении про-
дольной подачи, либо с колесом г=65 вала VIII при включении
поперечной подачи.
При среднем положении колеса z = 24, как показано на
рис. 245, ни продольная, ни поперечная подачи не включаются.
В этом случае гайка В находится в таком положении, при кого-
220
ром выступ втулки Г свободно проходит через прорезь гайки В
и, таким образом, вал 2 можно вращать в любом направлении.
Вращением вала 2 с помощью рукоятки Д производится вклю-
чение и выключение разъемной гайки. При выключенной пода-
че от ходового вала можно, вращая рукояткой Д вал 2, вклю-
чать и выключать замок разъемной гайки. При запертом замке
выступ втулки Г входит в вырез гайки В и не позволяет переме-
Ходобой
Рейна
Винт
поперечной
подачи ,
ЦЩЦ1Ш
УггтттгггГ
\/50
рр
50
VII
I Диен
^/''разъемной
гайки
20
. Х । fr* £
69 | '23 24
I * у—।
6
30
-2
в
Р-х заходный /
падающий червяк
Д
А
Рис. 243. Блокировочный механизм токарно-винторезного
станка 1А62
щать ее ни в ту, ни в другую сторону, т. е. не включать подачу
от ходового вала. При открытом замке выступ втулки Г выходит
из выреза гайки В и позволяет, перемещая ее, включать подачу
от ходового вала. При этом выступы сместившейся гайки В не
позволяют повернуть рукоятку Д влево и замкнуть замок ходо-
вого винта.
Подсчет величины продольной подачи. Величина продольной
подачи суппорта в токарном станке всегда относится к одному
обороту шпинделя.
Исходя из этого, величину продольной подачи можно опре-
делить по формуле:
S = 1об.шп^мм/об, (19)
где z — число зубьев реечного колеса;
т — модуль реечного колеса, мм\
i — передаточное отношение кинематической цепи подачи от
шпинделя до валика реечного колеса;
rc-m-z-—длина начальной окружности реечного колеса, мм.
221
§ 10. ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫЙ СТАНОК МОДЕЛИ 1К62
Токарно-винторезный станок модели 1К62 (рис. 244) предна-
значен для выполнения самых разнообразных токарных работ;
для нарезания всевозможных резьб: метрической, дюймовой, мо-
Рис. 244. Общий вид токарно-винторезного станка модели 1К62 и схема
органов управления
дульной и др.; для выполнения токарных работ с помощью гид-
рокопировального устройства.
Станок 1К62 может быть использован в механических, ин-
струментальных и ремонтных цехах и характеризуется значи-
тельной мощностью (М=10 кет) и высоким верхним пределом
чисел оборотов шпинделя (мМакс = 2000 об/мин), что позволяет
наиболее полно использовать режущие свойства современного
твердосплавного инструмента. Станок 1К62 приспособлен для
производительной обработки с большими подачами ($Макс =
«=4,16 мм/об).
Техническая характеристика станка
Наибольший диаметр обработанной
детали, устанавливаемой над стани-
ной, мм ............. 400
Наибольший диаметр точения над ниж-
ней частью суппорта, мм. 220
222
Наибольший диаметр обрабатываемого
прутка, мм . . .......... 45
Расстояние между центрами, мм . . .710, 1000, 1400
Наибольшая длина обтачивания, мм . 640, 930, 1330
Пределы чисел оборотов шпинделя в
минуту .............................12,5 4- 2000
Пределы продольных подач, мм/об . 0,07 4-4,16
Пределы поперечных подач, мм/об . 0,035 4- 2,08
Шаги нарезаемых резьб:
метрической мм................... 1—192
дюймовой (число витков на 1") . 24—2
модульной, мм.................... 0,5гс—48л;
питчевой в питчах................ 96—1
Диаметр отверстия в шпинделе, мм . 38
Мощность главного электродвигателя,
кет................................. 10
Органы управления. На рис 244 дан общий вид станка 1К62
и показана схема органов управления:
1 и 2 — рукоятки установки чисел оборотов шпинделя; 3 — ру-
коятка установки увеличенного и нормального шага резьбы и по-
ложения при делении на многозаходные резьбы; 4 — рукоятка
установки правой и левой резьбы и подачи; 5 — рукоятка уста-
новки величины подачи и шага резьбы; 6 — рукоятка включения
на подачу и шаг резьбы; 7—маховичок ручного перемещения ка-
ретки; 8—рукоятка включения разъемной гайки; 9 и 10—руко-
ятка включения, останова и реверсирования шпинделя; 11 —
кнопка включения ускоренных ходов каретки и суппорта; 12 —
рукоятка управления ходами каретки и суппорта; 13—кнопка
выключения реечного зубчатого колеса из рейки при нарезании
резьбы; 14—рукоятка для поворота и зажима резцовой голов-
ки; 15—рукоятка поперечной подачи суппорта; 16—рукоятка
подачи верхней части суппорта; 17 — рукоятка крепления пино-
ли задней бабки; 18 — рукоятка крепления задней бабки; 19—
маховичок перемещения пиноли задней бабки; 20—кнопочная
станция пуска и останова главного привода; 21 — выключатель
насоса охлаждения; 22—линейный выключатель; 23 — выклю-
чатель местного освещения; 24 — выключатель гидрощупа; 25 —
квадратное отверстие вала шкива.
Привод главного движения (рис. 245). Этот привод обеспе-
чивает кинематическую связь от шкива .электродвигателя к
шпинделю станка. Вращение валу / коробки скоростей переда-
ется от электродвигателя (2V=10 кет, п=1450 об/мин) через
клиноременную передачу 0 142—0 254.
Внутри коробки скоростей движение идет от вала /, на кото-
223
Ф25Ч
Рис. 245. Кинематическая схема токарно-винторезного станка модели 1К62
ром свободно сидят блок зубчатых колес 56—51 и колесо обрат-
ного хода 50, между которыми расположена фрикционная пла-
стинчатая муфта М\. Эту муфту можно включать вправо и вле-
во и тем самым поочередно соединять указанные колеса с ва-
лом I. При включении муфты Mi влево осуществляется прямой
ход шпинделя, а вправо — обратный.
Вращением рукоятки 1 (см. рис. 244) и посредством рычаж-
ного механизма особого устройства осуществляется перемеще-
ние блоков зубчатых колес 34 — 39 и 47 — 55 — 38 (см. рис. 245).
Колеса этих блоков образуют шесть комбинаций зацепления
и соответственно шесть скоростей вращения шпинделя.
Перемещением блоков перебора 88 — 45, 22 — 45 и 43 — 54,
осуществляемым рукояткой 2 и механизмом особого устройства,
получают еще три различные комбинации зацепления. Так
шпиндель может получить 6x3=18 различных скоростей
вращения.
Кроме того, от вала /// шпинделю можно передать через зуб-
чатые колеса 65 — 43 еще шесть чисел оборотов.
Таким образом, передвижением блоков зубчатых колес по
шлицевым валам коробки скоростей, осуществляемым двумя ру-
коятками 1 и 2 (см. рис. 244), можно получить 24 различные
скорости вращения шпинделя при прямом ходе* и 12 скоростей
при обратном ускоренном ходе согласно табл. 10.
Подсчитаем максимальное и минимальное числа оборотов
шпинделя.
По формуле (18) определяем
IX СП 142 п ПОС 51 21 22 22 27 с
пмин — ^^0 ‘ 254 ’ 0,985 • 39 • >5 • 88 • 88 ’ 54 “ 12’^ об/мин,
«макс = 1450-^.0,985-g.g.g = 2000 об/мин.
Пускают, останавливают и включают обратный ускоренный
ход шпинделя рукоятками 9 и 10 (см. рис. 244), управляющими
фрикционной пластинчатой муфтой Mi и ленточным тормозом Т
(см. рис. 245). В корпусе передней бабки размещены зубчатые
колеса, позволяющие:
а) увеличить в 8 и 32 раза передаточное отношение между
шпинделем и цепью подач (что необходимо при нарезании резьб
с увеличенным шагом);
б) нарезать правые и левые резьбы;
в) производить деление при нарезании многозаходных резьб
на 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30 и 60 заходов повертыванием
шпинделя (при отключенной цепи подач) на соответствующее
* Практически вследствие повторения одного из чисел оборотов
(п = 630 об!мин) в станке 1К62 имеется только 23 различные скорости враще-
ния шпинделя.
8 Зак. 529
225
Таблица IO
Таблица чисел оборотов шпинделя токарно-винторезного станка 1К62
№ ступеней Положение рукояток (рис. 244) Число оборотов шпинделя в минуту при вращении
Обозначение рукояток
2 1 прямом ' обратном
1 12,5
2 12,5-40 16 19
8 20
4 25 30
5 31,5
б 40 48
7 50 75
8 50-160 63
9 80 121
10 100
11 125 190
12 160
13 200 302
14 250
15 200-630 315 475
16 400
17 500
18 630 755
226
Продолжение таблицы 10
№ ступеней Положение рукояток (рис. 244) Число оборотов шпинделя в минуту при вращении
Обозначение рукояток
2 1 прямом обратное
количество делений. Для этой цели на задней шейке шпинделя
имеется специальное кольцо, на котором нанесено 60 делений.
Привод движения подачи. Движение подачи берет свое на-
чало от шпинделя или непосредственно через зубчатые колеса
60 — 60 или через звено увеличения шага.
От вала VII вращение'передается через трензель и сменные
зубчатые колеса валу IX коробкишодач.
Вращение от вала VII валу VIII можно передать через зуб-
чатые колеса 28—56 (в этом случае суппорт получит самые ма-
лые подачи) или через колеса 42 — 42, как показано на кинема-
тической схеме (см. рис. 245), для реверсирования движения
суппорта вращение от вала VII валу VIII передается через зуб-
чатые колеса 35—28—35.
От вала IX движение передается по трем основным направ-
лениям.
Первое направление. Вращение от вала IX валу X
передается через зубчатые колеса 35 — 37—35 и далее через ко-
леса 28 — 25 и колесо 36 накидной обоймы на одно из семи ко-
лес зубчатого конуса. От вала XI вращение передается через
колеса 35—28 — 28 — 35 валу XII, от которого посредством пере-
мещения двух блоков (18—28) и (28—48) вал XIV получает
7X4 = 28 различных чисел оборотов. Далее движение передает-
ся на ходовой вал XVI, как показано на кинематической схеме,
или на ходовой винт XV, если включить муфту М5, т. е. блок
зубчатых колес 28—28 передвинуть вправо.
При нарезании торцовой резьбы (архимедовой спирали) блок
зубчатых колес 28 — 28 передвигают влево, соединяя при этом
8 ♦
227
колесо 28 с колесом 56, сидящим на левом конце ходового ва-
ла XVI.
Второе направление. Для передачи движения по вто-
рому направлению включают муфты Л42 и Л13 (муфта Л14 вы-
ключена). В этом случае от вала XI, соединенного с валом IX,
вращение передается валу X через зубчатый конус и зубчатые
колеса 36 — 25 — 28 накидной обоймы. От вала X движение пере-
дается через муфту М3 валу XII, от которого вал XIV получает,
как и в первом случае, 28 различных чисел оборотов. Далее дви-
жение передается через две пары зубчатых колес 28 — 28 и
56—56 и муфту обгона Л40 на ходовой вал XVI, как показано на
кинематической схеме, или на ходовой винт XV, если включить
муфту М5.
Третье направление. При нарезании резьб повышен-
ной точности включают муфты М2, и М5, в результате чего
соединяются между собой валы IX, XI, XIV и ходовой винт XV
(коробка подач при этом отключается). В этом случае сменные
зубчатые колеса, необходимые для получения нужного шага
резьбы, подбирают по таблицам.
По первому направлению нарезают дюймовые и питчевые
резьбы, а также торцовую резьбу: по второму направлению на-
резают метрические и модульные резьбы; по этой же цепи осу-
ществляется продольная и поперечная подачи.
При нарезании метрической и дюймовой резьб, а также для
продольной и поперечной подач устанавливаются сменные зубчатые
42*95
колеса -qc-ft?-; при нарезании модульной и питчевой резьб устанав-
64*95
ливают сменные колеса П[.
УоУ/
Фартук. От ходового вала XVI движение передается валу XVIII
через зубчатые колеса 27—20—28, предохранительную муфту М6
и червячную пару с передаточным отношением I = Предо-
хранительная муфта Л46 служит для предохранения механизма по-
дачи от перегрузки.
Фартук снабжен четырьмя мелкозубыми муфтами М7, М8, Л1э
и Л1ю, осуществляющими прямой и обратный ход каретки и суп-
порта в продольном и поперечном направлениях. Эти муфты
управляются одной рукояткой 12 (см. рис. 244). Направление
перемещения рукоятки при включении того или иного движения
совпадает с направлением перемещения суппорта.
Для сообщения суппорту продольной подачи включают муф-
ту Л48. В этом случае движение от вала XVIII передается рееч-
ному колесу через зубчатые колеса 40—37 и 14—66.
Продольная подача суппорта в обратном направлении осу-
ществляется при включении муфты М7 по схеме: зубчатые колеса
40—45—37\ 14—66 и реечная передача.
Для сообщения суппорту поперечной подачи включают муф-
228
ту Мм. В этом случае винт поперечной подачи получает враще-
ние от вала XVIII через зубчатые колеса 40—37 и 40—61—20.
Если же включить муфту М$, то винт поперечной подачи нач-
нет вращаться в обратном направлении с помощью зубчатых
колес 40—45—37 и 40—61—20.
В фартуке предусмотрен блокировочный механизм,
который препятствует одновременному включению йодачи суп-
порта от ходового винта и ходового вала, а также одновремен-
ному включению продольной и поперечной подач. При включе-
нии разъемной гайки ходового винта рукоятка 12 (см. рис. 244)
не может быть передвинута ни в одном из возможных направле-
ний. При выключении разъемной гайки рукоятку 12 можно пере-
двигать для включения продольной либо поперечной подачи.
При включении рукояткой 12 продольной подачи невозможно
ею же включить поперечную подачу или рукояткой 8 разъем-
ную гайку ходового винта.
Суппорт имеет быстрые (холостые) движения, которые пе-
редаются от отдельного электродвигателя (Л/=1 кет, п= 1410
об) мин) через клиноременную передачу, ходовой вал и далее по
ранее разобранному направлению. Быстрое перемещение суп-
порта в указанных четырех направлениях осуществляется до-
полнительным нажатием кнопки 11, встроенной в рукоятке 12
(см. рис. 244). Наличие в коробке подач муфты обгона Л40 по-
зволяет сообщать суппорту быстрое движение без выключения
рабочей подачи.
Механизм включения вращения и останова шпинделя.
На рис. 246 показан механизм переключения фрикционной
пластинчатой муфты станка 1К62.
Включить прямое и обратное вращение шпинделя и оста-
новить его можно одной из двух рукояток 9 и 3. Первая ру-
коятка 9 расположена у коробки подач, вторая 3 находится у
фартука с правой его стороны. Обе рукоятки установлены на
валике /, расположенном параллельно ходовому валу и ходово-
му винту. При перемещении фартука вдоль станины рукоятка
3 также перемещается с ним, будучи соединенной с валиком 1
шпонкой 2. Эта рукоятка позволяет токарю останавливать вра-
щение шпинделя или менять его направление, не отходя от суп-
порта станка. При повороте рукоятки 3 в направлении стрелки
А или В поворачивается валик /, а вместе с ним и рукоятка 9.
Эта рукоятка при помощи тяги 6, коромысла 5 и валика 4 вра-
щает зубчатое колесо 10, находящееся в зацеплении с рейкой 11.
На левом конце этой рейки закреплена вилка 13, концы кото-
рой соединены с муфтой 14. При перемещении этой муфты вдоль
полого вала 17, она поворачивает двуплечий рычаг 15. Одновре-
менно нижний выступ 28 этого рычага перемещает на неболь-
шую величину тягу 16, которая соединена штифтом 21 с коль-
цом 25. При перемещении тяги 16 и кольца 25 влево происходит
229
сжатие фрикционных дисков 22 и 23, благодаря чему включа-
ется вращение зубчатого колеса 24, передающего шпинделю
станка прямое вращение. При перемещении тяги и кольца впра-
во имеются фрикционные диски 19 и 20 и включается вращение
зубчатого колеса 18, передающего шпинделю обратное враще-
ние. Для быстрого останова вращающегося шпинделя служит
ленточный тормоз, установленный на валу коробки скоростей
станка. Включение этого тормоза связано с переключением
фрикционной муфты. При передвижении рейки 11 выступ 12,
имеющийся на ее середине, нажимает на двуплечий рычаг 29,
благодаря чему натягивается стальная лента 26 на тормозном
диске 27, установленном на валике 30, и происходит сначала
торможение, а потом останов шпинделя. При включении одной
из половин фрикционной муфты выступ 12 рейки 11 сходит с
конца рычага 29 и последний освобождает тормоз от натяжения
ленты 26.
На станке модели 1К62 предусмотрено реле времени для ав-
томатического отключения электродвигателя станка от сети при
работе станка на холостом ходу в течение более чем 3—8 мин.
Для этой цели на валике 4 установлен кулачок 7, который при
230
нейтральном положении рейки //, т. е. при работе станка на хо-
лостом 'Ходу, включает реле времени S, заранее настроенное на
определенное (в пределах 3—8 мин) время. По истечении это-
го времени реле отключает цепь питания электродвигателя
станка.
Резцедержатель. На рис. 247 показана четырехпозиционная
резцовая головка токарно-винторезного станка 1К62. Она уста-
новлена на центрирующем буртике 6 верхней части суппорта 2.
С одной стороны головки размещен конический фиксатор 9 с
пружиной 10, а с другой шариковый фиксатор 4 с пружиной 5
и резьбовой пробкой 17. В отверстие верхней части суппорта
запрессовывается палец 7, на который насаживается кулачок 18,
храповая муфта 15 и пружина 13, прижимающая торцовыми
зубьями 16 храповую муфту к соответствующим зубьям кулач-
ка 18. На резьбу 11 пальца 7 навертывается рукоятка 12, которой
поворачивают, фиксируют и закрепляют резцовую головку пу-
тем прижима нижней плоскости ее к верхней части суппорта 2.
В гладкое цилиндрическое отверстие рукоятки 12 запрессовыва-
ется втулка 14. В отверстии этой втулки имеются шлицы, по ко-
торым может скользить вверх и вниз храповая муфта 15, име-
ющая аналогичные шлицы на своей наружной поверхности.
231
При вращении рукоятки 12 против часовой стрелки она пе-
ремещается по резьбе 11 пальца вверх, освобождая резцовую
головку 1 от прижима к верхней части суппорта 2. Одновремен-
но с рукояткой 12 вращаются втулка 14, храповая муфта 15
и кулачок 18. При этом винтообразный скос кулачка 18 вначале
соприкасается с лапкой фиксатора 9, а затем приподнимает ее
так, что нижний конец фиксатора выходит из конического отвер-
стия гнезда 8. При дальнейшем вращении рукояткой 12 кулачка
18 стенка его выреза упирается в штифт 5, который поворачи-
вает резцовую головку 1 примерно на 90°. В начале поворота
резцовой головки шарик 4 отжимается кверху, а в конце пово-
рота он заскакивает в коническое отверстие гнезда, осуществляя
предварительную фиксацию головки 1. После этого начинают
вращать рукоятку 12 в обратном направлении, т. е. по часовой
стрелке. При этом кулачок 18 освобождает лапку фиксатора 9
и нижний конец его под действием пружины 10 заскакивает в
соответствующее отверстие гнезда, окончательно фиксируя пово-
рот резцовой головки на 90°. При дальнейшем повороте рукоят-
ки 12 кулачок 18 упирается другой стенкой того же выреза в
штифт 3 и останавливается, а храповая муфта 15, отжимаясь
зубьями 16 вверх, вращается вместе с рукояткой 12, пока рез-
цовая головка 1 не будет прижата и закреплена к верхней час-
ти суппорта 2.
§ 11. СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
Детали больших диаметров, но относительно небольшой вы-
соты (шкивы, маховики, планшайбы и т. д.) обрабатывают на
лобовых и карусельных станках.
Лобовые станки (рис. 248) отличаются от токарных
главным образом тем, что у них отсутствует задняя бабка. В пе-
редней бабке 1 находится коробка скоростей, на шпинделе кото-
рой закреплена планшайба 2.
Обрабатываемая деталь крепится к планшайбе либо четырь-
мя кулачками, либо болтами, закладываемыми в Т-образные
канавки планшайбы. Поперечная станина 3 с двумя суппортами
расположена на отдельной плите, изолированной от бабки. Суп-
порт состоит из каретки, перемещающейся в поперечном направ-
лении по направляющим станины 5, средней (поворотной) ча-
сти, которая может быть установлена параллельно или под уг-
лом к оси шпинделя, и верхней части 4 с резцедержателем 5.
Карусельные станки в отличие от лобовых имеют го-
ризонтальную планшайбу (стол) для установки и закрепления
деталей. Карусельные станки (рис. 249), предназначенные для
обработки деталей диаметром до 1500 мм, имеют одну верти-
кальную стойку 1, несущую на себе траверсу (поперечину) 2,
вдоль которой может перемещаться каретка 3 с поворотной рез-
232
цовой головкой (револьверной головкой) 4. По вертикальным
направляющим 6 стойки может перемещаться боковой суппорт
с резцовой головкой 5.
Карусельные станки, предназначенные для обработки дета-
лей диаметром больше 1500 мм, изготовляют с двумя вертикаль-
ными стойками. Диаметр стола у таких станков доходит до 25 м.
Карусельные станки значительно удобнее лобовых как в отно-
шении установки и закрепления деталей, так и в отношении точ-
ности обработки и производительности.
Удобное расположение стола (горизонтальное) позволяет
сравнительно просто и быстро устанавливать крупные детали
для обработки и снимать их со станка.
В серийном производстве находят применение многорезцовые
токарные станки и токарно-револьверные станки, в массовом
производстве — токарные полуавтоматы и автоматы.
Многорезцовые токарные станки (рис. 250, а)
используют при обработке больших партий деталей, которые по
своей конструкции допускают одновременную обработку не-
сколькими резцами. Принцип работы многорезцовых станков за-
ключается в том, что обработка на этих станках производится
одновременно несколькими резцами, закрепленными в специаль-
ных блочных резцедержателях и установленными в
нескольких суппортах (рис. 250, б) — передних (продольных) 4
и задних (поперечных) 5.
Наличие специальной копирной линейки позволяет обтачи-
вать на станке конические и фасонные поверхности.
При работе на многорезцовых токарных станках значительно
сокращается длина рабочего хода резцов, что сокращает дли-
тельность процесса.
Револьверные станки применяют обычно при изго-
товлении больших партий деталей, имеющих центральное отвер-
стие, когда необходимо выполнить операции обтачивания, раста-
чивания и т. п.
Револьверные станки представляют собой видоизменение
обычного токарного станка и отличаются от последнего наличи-
ем поворотной револьверной головки взамен задней
бабки. В револьверной головке закрепляют режущие инструмен-
ты для обработки детали после соответствующего поворота ре-
вольверной головки.
На револьверных станках возможны многорезцовая обработ-
ка и обработка по упорам. Благодаря револьверной головке
можно быстро менять инструмент по окончании каждого пере-
хода.
На рис. 251 показан общий вид револьверного станка для
патронных и прутковых работ. Револьверная шестигранная го-
ловка расположена на револьверном суппорте и перемещается
вместе с ним вдоль станины. Резцовая головка, расположенная
233
Рис. 249. Карусельный станок
на другом суппорте, предназначена для выполнения как продоль-
ного, так и поперечного точения.
Рабочие ходы револьверной и резцовой головок управляются
упорами, ограничивающими продольные и поперечные переме-
щения инструментов»
Рис. 250. Многорезцовый токарный станок (а) и суппорты (6) этого
станка:
1 — станина, 2 — передняя бабка, 3 — задняя бабка, 4 — передний суппорт,
5 и 6 — задние суппорта, 7 — резцедержатели
Автоматами называют станки, на которых, после того
как станок налажен, деталь обрабатывается без непосредствен-
ного участия рабочего. Все рабочие и вспомогательные движения
235
производит сам станок. В обязанности рабочего, обслуживающе-
го автомат, входят периодическая загрузка станка материалом,
периодический контроль качества изготовляемых деталей, общее
наблюдение за работой автомата.
Рис. 251. Револьверный станок:
1 — резцовая головка, 2 — револьверная головка, 3 — револьверный суппорт
Полуавтоматами называют станки, отличающиеся от
автоматов лишь тем, что снимает готовые детали и устанавлива-
ет новые заготовки рабочий, обслуживающий станок. Обработка
Рис. 252. Схема одношпиндельного токарного автомата
деталей производится, как и у автоматов, автоматическим цик-
лом. К станкам, работающим по полуавтоматическому циклу,
относятся современные многорезцовые станки.
Автоматы и полуавтоматы бывают одношпиндельные и мно-
гошпиндельные.
На рис. 252 дана схема одношпиндельного токарного автома-
236
та. Управление работой автомата осуществляется распредели-
тельным валом /, на котором закреплены барабаны и кулачки,
приводящие в движение различные части автомата. Так, бара-
бан 2 управляет пода-
чей прутка, барабан
3 — зажимом прутка,
кулачок 4 — перемеще-
нием поперечных сала-
зок 7 суппорта, бара-
бан 5 — перемещением
продольного суппор-
та 6. Весь цикл обра-
ботки детали осущест-
вляется в течение од-
ного оборота распре-
делительного вала 1.
Многошпиндельные
автоматы предназнача-
ются для токарной об-
работки из пруткового
материала небольших
фасонных деталей.
Многошпиндельные
автоматы могут быть
четырех-, шести- и
восьмишпиндельные.
На рис. 253 показа-
на схема работы четы-
рехшпиндельного авто-
мата. Прутковый мате-
риал закрепляется в
цанговых патронах че-
тырех шпинделей, при-
водимых во вращение
одним центральным ва-
лом. Обработка каж-
дой детали производит-
ся последовательно в
четырех позициях (I —
IV) шпиндельного бло-
ка (рис. 253, а и б). В
каждой позиции для
П шпиндель
0)
Снятие фас ни
/ Рассверливание
резьбы
Рис. 253 Схема работы четырехшпиндельного
токарного автомата
обработки имеется от-
дельный радиальный суппорт, оснащенный необходимым ком-
плектом резцов (фасонных, прорезных и отрезных), и один —
общий для всех шпинделей — продольный суппорт, который слу-
жит для продольного точения проходными и упорными подрез-
237
иыми резцами, сверления и растачивания отверстий, нарезания
резьбы метчиками и плашками. Все четыре комплекта инстру-
ментов работают одновременно. После того как отрезной резец
в позиции IV отрежет обработанную на станке деталь, пруток
автоматически продвинется вперед и зажмется в цанговом па-
троне, шпиндельный блок с инструментами отойдет назад и по-
вернется вместе с четырьмя шпинделями на 90°.
Таким образом, пруток окажется перед комплектом инстру-
ментов, производящих дальнейшую его обработку. Каждый
пруток подводится поочередно ко всем комплектам инструмен-
тов— по кругу, до тех пор, пока отрезной резец в поз. IV не
отрежет от него готовую деталь.
Контрольные вопросы
1. Из каких узлов состоит токарный станок?
2. Какими основными размерами характеризуются токарные станки?
3. Дайте краткую характеристику станка 1К62.
4. Назовите по схеме (рис. 244) назначение рукояток управления стан-
ком 1К62.
б. Расскажите по кинематической схеме об устройстве коробки скоро-
стей станка 1К62 (рис. 245).
6. Расскажите по кинематической схеме об устройстве коробки подач
станка 1К62 (рис. 245).
7. Расскажите по кинематической схеме об устройстве фартука станка
1К62 (рис. 245).
8. Какие механизмы применяются в токарно-винторезных станках для
изменения числа оборотов шпинделя, ходового винта и ходового вала? Рас-
скажите кратко о конструкции каждого из них.
9. По какой формуле подсчитывают числа оборотов шпинделя станка?
10. По какой формуле подсчитывают величину продольной подачи?
11. Для чего-служит механизм блокировки? Как работает механизм бло-
кировки в станке 1К62?
12. Какой станок называется лобовым? Чем он отличается от обычного
токарного станка?
13. Чем отличается карусельный станок от лобового? В чем его преиму-
щества?
14. В каких случаях применяют многорезцовые токарные станки?
15. Чем отличается револьверный станок от токарного? В чем его пре-
имущества?
16. Какие станки называются автоматами? Чем они отличаются от полу-
автоматов?
Глава XVII
ПРОВЕРКА ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА НА ТОЧНОСТЬ
Детали токарных станков, как и любые другие детали ма-
шин, изготовляются с неизбежными отклонениями от номиналь-
ных размеров — в пределах допусков, обеспечивающих удовле-
творительную последующую их работу. При сборке деталей в
узлы и машины также возможны отклонения в размерах. В ре-
238
зультате невозможно изготовить абсолютно точный станок.
Кроме того, в процессе эксплуатации станка вследствие износа
поверхностей станины, фартука, каретки, задней бабки, под-
шипников и других трущихся деталей эти погрешности возрас-
тают настолько, что точная обработка деталей на станке стано-
вится невозможной.
Государственным стандартом (ГОСТ 44—40) установлены
нормы точности металлорежущих станков. При износе станка
и потере им точности свыше установленных норм необходимо
станок сдать в ремонт для восстановления утраченной точности.
§ 1. ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПРОВЕРКИ СТАНКОВ НА ТОЧНОСТЬ
Инструмент для проверки станков на точность включает
проверочную линейку, щупы, уровень, контрольные оправки,
индикатор и угольники.
Проверочные линейки служат для проверки прямо-
линейности поверхностей; длинные линейки применяют для про-
верки прямолинейности направляющих станин.
Проверочные линейки (рис. 254, а) изготовляют из чугуна
или из стали; для жесткости и увеличения устойчивости против
Рис. 254. Инструменты для проверки станков на точность:
а — проверочная линейка, b — щупы, в — уровень, г — контрольная оправка
коробления их снабжают ребрами. Линейки бывают длиной от
500 до 1000 мм и шириной от 30 до 120 мм. С линейками нужно
обращаться очень бережно: рабочие поверхности их нужно
беречь от ударов и износа, а также смазывать для предохране-
ния от коррозии; когда линейка не в работе, ее рабочая поверх-
ность должна быть покрыта деревянной крышкой.
239
Щупы представляют собой стальные пластины различной
толщины от 0,03 до 1 мм. Обычно щупы изготовляют в виде на-
бора (рис. 254, б). Щупы служат для определения зазора меж-
ду обработанной плоскостью детали и плоскостью положенной
на нее линейки или угольника. Щупами промеряют также зазор
между поверхностями сопряженных деталей. Обращаться со
щупами нужно очень бережно: щуп нельзя вдвигать в зазор с
усилием — он может легко согнуться.
Уровень предназначен для проверки горизонтальности
направляющих плоскостей станины (рис. 254, в). В металличес-
ком корпусе 1 уровня расположена запаянная с обоих концов
стеклянная трубка 2, наполненная жидкостью таким образом,
что в трубке остается небольшое количество воздуха, образую-
щего очень подвижный пузырек.
Когда уровень находится в строго горизонтальном положе-
нии, пузырек стоит точно посредине трубки между нулевыми
штрихами. При наклоне уровня в какую-либо сторону вдоль оси
трубки пузырек перемещается в сторону подъема. Если для
уровня известна цена деления шкалы, то по перемещению пу-
зырька можно точно определить наклон измеряемой поверхнос-
ти. Таким образом, установив уровень на проверяемую плос-
кость (вдоль нее, поперек или по диагонали), можно быстро
определить величину и направление ее наклона.
Контрольная оправка 1 (рис. 254, г) представляет
точный шлифованный валик диаметром от 25 до 50 мм с точны-
ми центровыми отверстиями или с коническим хвостовиком,
вставляемым в коническое отверстие шпинделя 2.
§ 2. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПРОВЕРКИ ТОКАРНОГО СТАНКА
При проверке токарного станка на точность в основном про-
веряют направляющие станины, биение шпинделя и ходовой
винт.
Направляющие станины должны быть прямолиней-
ными в продольном направлении. При износе на них появля-
ются канавки, царапины, иногда забоины. Износ можно обна-
ружить поверхностным осмотром и при помощи измерительных
инструментов. Чтобы определить его величину, устанавливают
проверочную линейку 1 (рис. 255) поочередно на направляю-
щие 2, затем определяют на просвет и измеряют щупом зазор
между их поверхностями и линейкой.
Допустимым считается такой износ станины: при высоте
центров до 300 мм — 0,02 мм на длине 1000 мм\ при высоте
центров больше 300 мм—0,03 мм на той же длине. У новых или
отремонтированных станков на эту величину допускается толь-
ко выпуклость станины, но не вогнутость.
Направляющие станины для задней бабки должны быть па-
2^0
раллельны направляющим для каретки. Проверяют параллель-
ность индикатором, закрепленным в резцедержателе на карет-
ке (рис. 256), которую перемещают по станине; штифт индика-
тора упирают в направляющую для задней бабки. Допускаемое
отклонение — до 0,01 мм для станков с высотой центров до
200 мм и до 0,02 мм — для станков с высотой центров более
200 мм.
Горизонтальность направляющих станины проверяют уров-
нем, как показано на
рис. 257, передвигая
линейку 2 с уровнем 1
вдоль направляющих
станины. Допускаемое
отклонение составляет
0,05 мм на длине
1000 мм.
Ось шпинделя
должна быть парал-
лельна направляющим
станины в вертикаль-
ной и горизонтальной
плоскостях. Для про-
верки в коническое от-
верстие шпинделя вста-
вляют контрольную оп-
равку (см оис 254 г) Рис- Проверка параллельности направ-
Р » v/ ляющих станины
и проверяют ее индика-
тором на отсутствие
биения по всей ее длине. Затем закрепляют на каретке инди-
катор и устанавливают его так, чтобы штифт индикатора касал-
ся оправки сначала в вертикальной (рис.’ 258, а), а потом в го-
ризонтальной (рис. 258,. б) плоскости. Перемещая при каждой
установке каретку вдоль оправки на длину 300 мм, отмечают
отклонения индикатора, которые не должны превышать в верти-
кальной плоскости 0,01 мм для станков с высотой центров до
241
200 мм и 0,02 мм — для станков с высотой центров до 400 мм.
В горизонтальной плоскости отклонения индикатора не долж-
ны быть более 0, 01 мм для станков с любой высотой центров.
Отклонение оправки, считая вправо от бабки, допускается
в вертикальной плоскости только вверх, а в горизонтальной
плоскости — только в сторону резца.
Шейки шпинделя должны
Рис. 257. Проверка горизонтальности на-
правляющих станины
вращаться без биения.
Шпиндель на биение про-
веряют индикатором, ук-
репленным в резцовой го-
ловке. При проверке необ-
ходимо, чтобы штифт 1
индикатора упирался в
шейку 2 шпинделя (рис.
259, а). Допускаемое от-
клонение 0,01 мм при вы-
соте центров до 350 мм и
0,02 мм при высоте цент-
ров более 350 мм.
Шпиндель не должен
иметь осевого п е р е-
. мещения при враще-
нии. Проверку производят, как в предыдущем случае, но штифт
1 индикатора (рис. 259, б) упирают в торец буртика 2 шпинде-
ля. Допускаемые отклонения те же, что и при проверке биения
шейки.
Вершина переднего центра при вращении не должна
иметь биения. Для проверки индикатор укрепляют в резцовой
головке (рис. 259, в) и его штифт 1 упирают в конус 2 центра.
Допускаемые отклонения такие же, как в предыдущих двух
случаях.
Точность шага ходового винта проверяют точной
резьбовой оправкой /, устанавливаемой между центрами перед-
ней и задней бабок (рис. 260), и точной цилиндрической гай-
кой 2, навертываемой на резьбовую оправку. В гайке 2 имеет-
ся продольный паз, в который вводят шарик державки 5, несу-
щей индикатор 4 и закрепленной в суппорте станка. Наконечник
индикатора упирается в торец гайки, удерживаемой от враще-
ния шариком державки. Станок настраивают на шаг резьбы
оправки. Пустив станок с включенной разъемной гайкой, следят
за показаниями индикатора. Допускаемые отклонения: 0,03 мм
на длине 100 мм и 0,05 мм на длине 300 мм для станков с вы-
сотой центров до 400 Мм.
Практическая проверка точности токарного станка. Помимо
рассмотренных геометрических проверок, производят комплек-
сную практическую проверку точности токарного станка. Целью
проверки является оценка точности станка в работе при изго-
242
a)
Рис. 258. Проверка параллельности оси шпинделя направляющим
станины:
а — индикатор закреплен в вертикальной плоскости, б — индикатор закреплен
в горизонтальной плоскости
Рис. 259. Проверка биения шпинделя:
а — проверка биения шейки шпинделя, б — проверка осевого перемещения
шпинделя, в — проверка биения переднего центра
товлении деталей с цилиндрической и торцовой поверхностями.
Во время этой проверки определяются получающиеся отклоне-
ния по овальности, конусности и плоскостности, которые не
должны превышать отклонений, устанавливаемых ГОСТом: по
Рис. 260. Проверка точности шага ходового винта
овальности 0,01—0,02 мм и по конусности 0,02 мм на длине
1000 мм и вогнутости торца не больше 0,02 мм на диаметре
300 мм.
Контрольные вопросы
1. Для чего проверяют токарный станок на точность?
2. Какой измерительный инструмент применяют при проверке станка
на точность?
3. Какие основные части станка проверяют на точность?
4. Как проверить точность станины станка?
5. Как проверяют биение шпинделя в осевом и радиальном направлениях?
6. Как проверяют точность ходового винта по шагу?
7. Как проверяют точность станка в работе?
Глава XVIII
МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ
ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ
При обработке деталей на токарных станках много времени
расходуется на установку и закрепление обрабатываемой дета-
ли, подвод и отвод резца, на перемещение суппорта в попереч-
ном и в продольном направлениях, на контроль размеров дета-
лей и на выполнение других приемов. Кроме затрат так называ-
емого вспомогательного времени, связанного с осуществлением
этих приемов, требуются большие затраты мускульной энергии
токаря, обслуживающего станок.
Поэтому механизация и автоматизация работ на токарных
станках дает возможность экономно расходовать движения и
244
затрачивать меньше сил при управлении станком, а в ряде
случаев позволяет значительно сократить вспомогательное вре-
мя и повысить производительность труда.
Механизацией производственных процессов называют пол-
ную или частичную замену человеческого труда работой машин,
механизмов, приспособлений, облегчающих труд человека.
Автоматизацией производственных процессов называют вы-
полнение технологических операций, транспортирование и конт-
роль готовых изделий машинами без непосредственного участия
человека и лишь под его контролем.
Возможности механизации и автоматизации процессов то-
карной обработки очень широки.
Рассмотрим некоторые механизирующие и автоматизирую-
щие устройства, используемые при работе на токарных станках.
§ 1. УСТРОЙСТВА, МЕХАНИЗИРУЮЩИЕ ПРОЦЕСС ОБРАБОТКИ
НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ
Закрепление деталей быстродействующими устройствами.
Надежное закрепление обрабатываемых деталей на токарных
станках без затраты мускульной энергии достигается примене-
нием быстродействующих приспособлений, самозажимных хо-
мутиков и поводковых патронов, самоцентрирующих патронов
с пластической массой и др.*
Особенно надежно закрепляется обрабатываемая деталь
самоцентрирующим патроном с перемещающимися кулачками
от пневматического привода (см. рис. 304), а также задним
центром 7, перемещающимся пинолью 2 от пневматического
привода 3 (рис. 261).
Подвод и отвод пиноли с центром 1 производят при помо-
щи сжатого воздуха, поступление которого в правую полость
цилиндра 3 по трубопроводу 4 осуществляет перемещение пи-
ноли 2 с центром 1 влево и закрепление обрабатываемой дета-
ли на весь период ее обработки. Для снятия детали после ее
обработки сжатый воздух поступает по трубопроводу 5 в ле-
вую часть цилиндра, а из правой части воздух по трубопрово-
ду 4 выходит в атмосферу. При этом пиноль с центром отходят
в исходное положение, освобождая деталь.
Механизация перемещения суппорта. Сокращение затрат
времени на перемещение суппорта в поперечном и в продоль-
ном направлениях достигается установкой на станках меха-
низмов быстрых перемещений. Так, например, в токарно-вин-
торезном станке 1К62 рабочие и быстрые перемещения суппор-
* Более подробно об этих быстродействующих приспособлениях см.
стр. 317—321.
245
К)
о
Рис 261. Задняя бабка с пневматическим приводом
та в поперечном и продольном направлениях осуществляют
одной рукояткой 12 (см. рис. 244) и кнопкой 11.
Эффективным средством механизации перемещения суппор-
та при работе на токарных станках являются также копиро-
вальные приспособления.
Рис. 262. Механическое копировальное приспособление, предложенное тока-
рем-новатором В. К. Семинским
Специальные копировальные приспособление. Копироваль-
ное приспособление с механическим принципом действия (рис.
262) для обтачивания ступенчатых валиков с точностью 4—5-го
класса предложено токарем-новатором В. К. Семинским.
Щуп 4, прикрепленный к пиноли 2, при продольном переме-
щении суппорта скользит по поверхности копира 5, который
от вращения предохраняется шпонкой 13. Щуп прижимается
к копиру пружиной 16, закрепленной на цилиндрической части
пиноли 2. Втулка 17 прикреплена к корпусу 3 и служит опор-
247
ной поверхностью для этой пружины. Копир смонтирован в
корпусе 3. Правая сторона его поддерживается муфтой 6, в ко-
торой крышкой 7 закреплен шарнирный винт. В соединитель-
ную втулку 9 ввернуты винты 8 и 10. В отверстии кронштей-
на 12, укрепленного на станине, закреплен винт 10. Положение
этого винта регулируется гайкой 11. В корпусе 3 установлена
шпонка 18, предохраняющая пиноль от вращения.
Чтобы получить прямой угол у подрезаемых уступов, ис-
пользуют резцы 1 с главным углом в плане ф = 75°, а ось пи-
ноли располагается под углом 15° по отношению к оси попе-
речных салазок суппорта.
После обтачивания при помощи копира всей обрабатыва-
емой поверхности валика поперечные салазки суппорта вмес-
те с резцом отводят на 20—30 мм, а пиноль 2 поворотом ру-
коятки 14 и эксцентрика 15 перемещают вперед, чтобы щуп 4
отошел от поверхности копира 5.
§ 2. УСТРОЙСТВА, АВТОМАТИЗИРУЮЩИЕ ПРОЦЕСС ОБРАБОТКИ
НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ
На современных токарных станках ступенчатые и фасон-
ные поверхности валов обрабатываются специальными копи-
ровальными устройствами (механическими, гидравлическими
и электрическими).
Отечественными станкостроительными заводами выпуска-
ется несколько моделей гидравлических суппортов к токарным
станкам. Наибольшее распространение получили гидросуппор-
ты КСТ-1 (завод им. С. Орджоникидзе) и ГС-1 (завод «Крас-
ный пролетарий»).
Гидравлический суппорт позволяет с помощью гидрощупа
обрабатывать деталь по контурному шаблону, установленному
на специальной направляющей, параллельно оси обрабатывае-
мой детали.
Гидравлическое копировальное устройство
КСТ-1 (рис. 263) состоит из гидрокопировального суппорта /,
приспособления 3 для установки копира и бака 2, наполнен-
ного маслом.
Гидрокопировальный суппорт устанавливается на продоль-
ных салазках.
Обычную резцовую головку 4 закрепляют в передней части
основания (во время работы гидрокопировального приспособле-
ния она не работает).
В задней части основания под углом 45° к направлению про-
дольной подачи расположены направляющие для корпуса ци-
линдра (рис. 264). По этим направляющим под углом 45° к оси
обрабатываемой детали может перемещаться корпус цилиндра
и передавать движение резцедержателю и резцу 2.
248
Копир 5, или эталонная деталь, устанавливается в специаль-
ном приспособлении и прикрепляется с помощью кронштейнов
к станине станка.
Гидравлическое устройство работает следующим образом.
Масло при помощи насоса 13 под давлением 20—25 кГ!см2
поступает по каналу 8 в меньшую полость 9 цилиндра, соединен-
Рис. 263. Схема гидрокопировальной установки (вид сверху)
ного с золотником 5 выходным отверстием и трубкой 7. Пружи-
ной 6 золотник прижимает щуп 4 к копиру 3.
В поршне 10 имеется калиброванное отверстие соединяю-
щее обе полости цилиндра.
Если копир отодвинет щуп с золотником вверх, масло из по-
лости 12 цилиндра будет поступать в сливной бак. Вследствие
разности давления масла в полостях 12 и 9 (в результате гид-
равлической потери давления в отверстии 11) корпус цилиндра
вместе с резцом 2 также отойдет назад.
Если щуп 4, скользя по копиру 5, переместит золотник, пре-
кратится течение масла в сливной бак, в полостях 12 и 9 уста-
новится равное давление и вследствие разности площадей в обе-
их полостях корпус цилиндра вместе с резцом также продви-
нется вперед.
Движение продольных салазок вдоль станины совершается
по стрелке /, резец относительно продольных салазок переме-
щается в направлении II. При соответствующем сочетании ско-
ростей в направлении I и II можно получить результирующее
движение резца в направлении III, перпендикулярном к оси де-
тали 1. Когда щуп движется в направлении, перпендикулярном
249
к направлению продольной подачи, что происходит, например,
при подрезании торцов, резец отходит в направлении //ив со-
четании с направлением подачи Л движется в направлении ///,
перпендикулярном оси детали.
Рис. 264. Схема гидрокопировального суппорта
Устройство для автоматического нарезания
резьбы. Токари-новаторы применяют специальное устройство
для автоматического вывода из нитки резьбы резца по окончании
его прохода, быстрого перемещения резца в исходное положение
в продольном направлении и для автоматической установки его
на требуемую глубину резания для следующего прохода. Устрой-
ство позволяет значительно ускорить нарезание резьбы.
При нарезании резьбы резец 2 (рис. 265) с суппортом 3 со-
вершают за каждый проход четыре автоматических последо-
вательных движения: подвод к заготовке 1 с установкой на глу-
бину резания в поперечном направлении а—б; продольное рабо-
чее перемещение б—в; отвод от заготовки в направлении в—г
и быстрое обратное продольное перемещение г—а в исходное
положение а.
Поперечное перемещение суппорта с резцом при установке
его на глубину резания осуществляется от копира, находяще-
гося на барабане 4, в конце каждого быстрого о.братного про-
дольного перемещения суппорта в точку а. Количество подво*
250
дов резца при установке на глубину резания соответствует ко-
личеству проходов, необходимых для нарезания резьбы.
Другой барабан S, предназначенный для продольного пере-
мещения суппорта с резцом, имеет копир с двумя различными
подъемами: участок копира с малым углом подъема служит для
Рис. 265. Устройство для автоматического нарезания наружной резьбы
продольного рабочего перемещения суппорта, а участок с боль-
шим углом подъема — для быстрого обратного продольного
перемещения суппорта в исходное положение.
На одной оси с барабаном 8 находится плоский кулачок 9,
предназначенный для быстрого подвода к заготовке поперечной
части суппорта с резцом перед началом каждого рабочего хо-
да. В конце рабочего хода резец с поперечной частью суппорта
быстро отводятся от заготовки под действием пружины (на
рис. 265 не^ показана).
Резьба требуемого шага нарезается путем соответствующей
настройки гитары сменных колес zb г2, z3 и z4, при постоянных
колесах 10 и 11.
Количество проходов, за которое происходит нарезание резьбы,
равно количеству чисел оборотов барабана S, так как за один про-
ход резца этот барабан делает один оборот. За весь цикл нарезания
резьбы барабан 4 совершает один оборот, что достигается настройкой
гитары сменных зубчатых колес г5 и г6 при постоянных колесах
6 и 7 и червячной передаче 5 (z =
Автоматизация загрузки и разгрузки токар-
ных станков заготовками освобождает рабочих от тяжело-
го и непроизводительного труда.
251
1
Рис. 266. Автоматизированные механизмы загрузки (а) и разгрузки (б)
токарного станка модели 1С62
На рис. 266, а показана конструкция механизма загрузки
автоматизированного токарного станка модели 1С62 завода
«Красный пролетарий». Магазин 1 предназначен для загрузки
заготовок диаметром от 25 до 60 мм и длиной от 140 до 370 мм.
Из магазина зацентрованные с обоих концов заготовки попада-
ют в пространство между стенкой 3 секторе 4 и рычага 2. Для
различных диаметров заготовок положение этого рычага регу-
лируется винтом 5 и тягой 6 с пружиной 7, а также болтом 8,
находящимся в контакте с упором 9. При повороте на угол а
шлицевого вала 10, на котором находится сектор 4, заготовка
перемещается на линию центров и при передвижении заднего
центра зажимается. При вращении поводкового патрона 11 с
двумя эксцентриками 12 заготовка 13 захватывается и тоже на-
чинает вращаться.
На рис. 266, б показана конструкция механизма разгрузки
обточенных заготовок на том же токарном станке.
По направляющим 4 кронштейна 5, укрепленного на станине,
движется ползун 2 с привернутой к нему призмой 1. Ползун пе-
ремещается вследствие нагнетания в полость цилиндра 7 масла
специальным насосом. Шток 3 неподвижен. На призму 1 обра*
ботанная заготовка выталкивается из поводкового патрона пе-
Рис. 267. Пневматическое (а) и
электроконтактное(б) устройства
для автоматического контроля
вала на токарном станке
редним центром. Затем масло под давлением поступает в по-
лость цилиндра, расположенную справа от поршня 6, и ползун
с обточенной заготовкой перемещается в исходное положение.
Перед подходом ползуна в исходное положение специальный
упор сталкивает заготовку в тару.
253
Автоматизация контроля деталей. В новых кон-
струкциях станков автоматов контрольно-измерительные уст-
ройства встроены в станок и связаны с системой его управления,
На таких станках размеры деталей контролируются либо после
их обработки, либо в процессе обработки.
Контроль после обработки лишь фиксирует результат изме-
рений, при этом специальные устройства отделяют бракован-
ные детали, а годные сортируют по размерам. Такой контроль,
называемый пассивным, не оказывает влияния на действитель-
ные размеры контролируемых деталей и не предупреждает по-
явления бракованных.
Контроль в процессе обработки осуществляется устройством,
которое при обнаружении деталей с размерами, приближающи-
мися к предельным, автоматически подналаживает станок, пре-
дупреждая появление брака. Такой контроль, называемый
активным, дает возможность более оперативно управлять про-
цессом обработки и повышать производительность труда.
На рис. 267, а показана схема пневматического устройства
для автоматического контроля вала 2 двумя контактами: непод-
вижным 1 и подвижным 5, подвешенным к стойке 5 на двух
плоских крестообразно расположенных пружинах 4. Этот спо-
соб измерения осуществляется ус-
тройством с применением сжатого
воздуха, подводимого по трубке 6
к соплу 71 В зависимости от диамет-
ра вала 2, увеличивающегося по ме-
ре износа резца, увеличивается так-
же и зазор между соплом 7 и кон-
цом рычага S, в результате чего
давление воздуха в трубке 6 будет
уменьшаться, что приведет к сраба-
тыванию специального устройства
(пневматического датчи-
ка), подающего команду механиз-
му — подналадчику. Если диа-
метр вала будет приближаться к
его наибольшему предельному раз-
меру, то подналадчик подает резец
вперед настолько, что диаметр по-
следующих обработанных валов будет соответствовать требуе-
мому.
На рис. 267, б показана схема автоматического измеритель-
ного устройства, работающего с помощью электроконтактного
датчика /, подающего команды подналадчику. Индикатор 2
служит для визуального наблюдения за размером D диаметра
обтачиваемого вала 3. Такие устройства применяются на токар-
ных станках в автоматических линиях.
8
Рис. 268. Схема подналадчика
резца на токарном станке
2S4
Для обтачивания наружного диаметра ротора электродви*
гателя на токарном станке применяется подналадчик, схема
которого показана на рис. 268. Резец установлен в державке 3,
присоединенной к суппорту двумя плоскими пружинами 2. Дер-
жавка через штырь соприкасается со спиральным кулачком
который жестко соединен с храповым колесом 5, свободно вра«
Рис.
269. Схема подналадчика
резца на токарном станке
щающимся с ним на оси 6, Если диаметр обрабатываемого ро-
тора в результате износа резца получается больше предельного,
размера, то автоматическое измерительное устройство подает
команду на включение соленоида 9, который опускает стопор 8.
Это происходит в крайнем левом положении суппорта. Скалка 7
вместе с суппортом перемещается по направлению к стопору 8,
который, опускаясь, загораживает путь скалке. При холостом
движении суппорта в крайнее правое положение скалка упи-
рается в стопор и поворачивает собачкой 10 храповое колесо 5
на один зуб, вместе с которым поворачивается спиральный кула-
чок 4. Кулачок переместит державку 3 с резцом вперед настоль-
ко, что вал будет обтачиваться по заданному размеру. При пол-
ном обороте кулачка дается сигнал на смену затупленного резца.
На рис. 269 показана другая схема подналадчика резца по
мере его износа. По команде, поступающей от автоматического
измерительного устройства, сжатый воздух подается в пневмо-
цилиндр /, шток-рейка 2 которого поворачивает зубчатое коле-
со 3. На ступице этого колеса находится собачка 4. При поверты-
255
вании зубчатого колеса 3 собачка 4 вращает храповое колесо 5
и одновременно кулачок 6, который сдвигает шток 8. При обрат-
ном ходе шток-рейки пневмоцилиндра 1 собачка 7 под действием
пружины удерживает храповое колесо 5 от возможного враще-
ния. Своим скосом шток 8 перемещает стержень 9 и резец 14 на
величину, компенсирующую его износ. Резец 14 закрепляется на
суппорте специальным устройством, крючок 13 которого под дей-
ствием пружины 11 прижимает резец 14 с помощью болта /5,
ввернутого в его торец, к стержню 9. После переточки резец на-
лаживается вне станка на требуемый размер по длине с помо-
щью регулировочного болта 15. Чтобы быстро снять резец с суп-
порта, достаточно нажать колпачок 10 стержня 12 и крючок 13
переместится влево.
§ 3. СТАНКИ С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
Общие сведения о станках с программным управлением. При-
менение станков с программным управлением — наиболее эф-
фективное решение задач автоматизации процессов обработки
разнообразных и сложных деталей в единичном и мелкосерий-
ном производстве. Станок с программным управлением оборудо-
ван устройством, имеющим автоматическую систему управления,
при которой необходимая последовательность обработки и вели-
чина перемещения рабочих органов фиксируется заранее на бу-
мажной или магнитной ленте или другим способом, а затем че-
рез командоаппарат обеспечивается выполнение станком зафик-
сированной программы обработки детали.
Программное управление позволяет быстро переходить от об-
работки деталей одной конфигурации к обработке других дета-
лей, имеющих иные размеры и формы при сравнительно неболь-
шой затрате времени и средств на переналадку станка. Эта
особенность программного управления позволяет автоматизиро-
вать производство даже при небольших партиях обрабатывае-
мых деталей.
Система программного управления с предварительно зафик-
сированной программой на бумажной (перфорированной) или
на магнитной ленте используется в токарных, расточных, фрезер-
ных и других станках, обеспечивая выполнение всех операций
при наивыгоднейших режимах обработки, намеченных техноло-
гическим процессом.
Лента с записью программы работы станка используется для
управления автоматическим циклом движений при обработке
всех последующих деталей. Лента закладывается в командо-
аппарат, и при ее перемещении в нем электрические импульсы
передают команды к исполнительным органам станка.
Программное управление станков позволяет автоматизиро-
256
вать движения суппортов, регулировать режимы резания, и
управлять вспомогательными движениями станка.
Команды, осуществляющие управление указанными процес-
сами, составляют программу обработки детали. Из многих спо-
собов задания программы (команд) рассмотрим наиболее рас-
пространенный, осуществляемый путем пробивки отверстий на
перфокарте или перфоленте.
Исполнение команд, нанесенных на перфокарту в виде отвер-
стий, осуществляется через устройство, называемое командо-
аппаратом, который воздействует соответствующим образом
на рабочие органы станка. Команды управления представляют
собой электрические импульсы, получаемые при считывании про-
граммы. Каждое отверстие на перфокарте дает один импульс.
Порядок поступления импульсов определяется последователь-
ностью расположения отверстий.
Считывание команд с перфокарты и принцип их исполнения
показаны на рис. 270. По ширине перфокарты 4 располагаются
На
а°рп^а /I
Рис. 270. Схема считывающего устройства с перфорированной карты, применяе-
мого в токарных станках с программным управлением
г. На обратное пере-
движение суппортов
На быстрое пере-
движение суппортов
На медленное пер ед б и-
жение суппортов
включение попереч-
ного суппорта
включение продоль-
ного суппорта
8
дорв^°
пять дорожек с отверстиями, каждая из которых предназначена
для записи определенной команды. Например, отверстия на пер-
вой дорожке будут давать команды на включение продольного
суппорта, а на второй — на включение поперечного суппорта и
т. д. Считывающая головка 5 имеет контакты 2, 3 и др. Число
контактов равно числу дорожек на перфокарте. В процессе счи-
тывания перфокарта перемещается с постоянной скоростью в на-
правлении, указанном стрелкой А, Контакты 2, 3 и др. скользят
9 Зак. 529
257
по движущейся под ними перфокарте, являющейся электричес-
ким изолятором. Когда контакт 2 совмещается с отверстием
первой дорожки перфокарты, то происходит касание его с кон-
тактной пластиной 1. При этом замыкается цепь 6 и подается
короткий электрический сигнал — импульс в командоаппарат 8.
Каждый импульс вызывает перемещение продольного суппорта.
Когда контакт 3 совмещается с отверстием второй дорожки кар-
ты, то импульс через командоаппарат 7 вызывает перемещение
поперечного суппорта и т. д.
Токарный станок с программным управлением. Принципиаль-
ная схема токарного станка с программным управлением пока-
зана на рис. 271. Командное устройство станка размещается в
отдельном блоке, укрепленном на станке, и представляет собой
металлический барабан БЛ, перемещающий перфорированную
ленту с записанной на ней программой работы, и электромагнит
ЭЛ с шаговым (храповым) механизмом для периодического по-
ворота барабана БЛ с лентой и четырнадцати контактов. При
продвижении ленты по барабану БЛ тот или иной контакт, ка-
саясь через определенное отверстие в ленте, замыкает
через металлический барабан цепь управления и включает
соответствующий механизм станка. Сигнал поступает в очеред-
ной электромагнит (электромагниты расположены в фартуке
суппорта), включающий одну из трех кулачковых муфт фартука
Л4Ь ЛТ2, Мз (рис. 272). Эти муфты, встроенные в фартук, пере-
ключаются с помощью электромагнитов ЭВ, ЭС, ЭН и др. (см.
рис. 271) и трех путевых переключателей ПК1, ПК2 и ПКЗ.
Муфта М[ может занимать одно из трех положений А, Б, В.
Электромагнит ЭН, включая муфту М\ вправо (положение В),
обеспечивает передачу движения с вала / на вал /// через зуб-
чатые колеса 1 и 5 и далее на винт VI поперечного суппорта или
на винт VII продольного суппорта. Электромагнит ЭС служит
для останова движения суппорта путем передвижения муфты Mi
в нейтральное положение В. Электромагнит ЭВ, передвигая муф-
ту Mi влево (положение Д), обеспечивает передачу вращения с
вала / на вал II и III через зубчатые колеса 2, 3 и 4 и изменяет
направление движения продольного или поперечного суппорта.
Электромагнит ЭВ, переключая муфту М2 влево (положение Г),
передает вращение с вала III на вал IV и V через перебор зуб-
чатых колес 6, 7, 9, 8. В результате винты VI или VII, вращаясь,
передают одному из суппортов медленное (рабочее) перемеще-
ние, Быстрое перемещение суппортов осуществляется электро-
магнитом ЭМ, переключающим муфту М2 вправо (положение Д)
и передающим вращение вала III непосредственно на вал V.
Электромагнит ЭД, передвигая муфту М3 влево (положение Е),
передает движение от вала V на винт VI поперечного суппорта
через зубчатые колеса 12 и 13 и червячную передачу 10 и 11.
Электромагнит ЭП перемещает муфту Мз вправо (положение Ж)
258
о
Лампы
О
барабан
ЗОпластин
5 пластин
fO пластин
/ пластина
380/366
Шагобь/и храпобои механизм
Рис. 271. Принципиальная схема токарного станка с программным управлением
3CW3H 35 зм зд зп
Л/ffl ПК?1 ПКЗ^.
А.КР
±КД
"JlKM
*A-KC
±кл
Кнопки
* ручного
управле-
ник
~>^p
ЗлектроОби гатель
пкч dnfi поборото
оезиоОой голобки
и передает вращение от вала V на гайку 16 винта VII продоль-
ного суппорта через зубчатые колеса 14 и 15.
Так как все электромагниты сблокированы с помощью рыча-
гов переключения 5, 6 и 7 (см. рис. 271), то не могут одновремен-
но последовать противоречивые команды. Например, при спарен-
ных электромагнитах ЭП и ЭД одновременное включение про-
дольной и поперечной подачи невозможно.
Рис. 272. Схема фартука токарного станка с программным
управлением
Барабан БЛ передвигает ленту на один шаг с помощью хра-
пового механизма, действующего от электромагнита ЭЛ. Этот
магнит срабатывает в трех случаях:
1) от ручной кнопки КЛ, что необходимо при наладке станка
и при пуске его в ход;
2) от путевых выключателей ПК1, ПК2, ПКЗ и ПК4, замы-
кающих цепь, для срабатывания исполнительных электромаг-
нитов ЭВ, ЭС, ЭЯ, ЭБ и др.;
3) от контроллерных барабанов С/7, СД, закрепленных на
концах ходового винта СД и винта поперечного суппорта СП.
Особое значение имеет работа контроллерных барабанов СП
и СД. Как видно из схемы (см. рис. 271), их контакты включены
последовательно с контактами, скользящими по барабану БЛ.
Поэтому электромагнит ЭЛ окажется под током и барабан с лен-
260
той передвинется только в том случае, если одновременно замк-
нутся скользящие контакты на барабане БЛ и на одном из бара-
банов СП и СД.
На барабане СП поперечного суппорта расположены слева
пятьдесят пластинок, а справа пять, поэтому в течение одного
оборота винта с шагом 5 мм может произойти 50 замыканий ле-
вого контакта или пять замыканий правого. Если на перфориро-
ванной ленте против аналогичных контактов окажутся отверстия,
то электромагнит ЭЛ передвинет ленту на столько шагов, сколь-
ко имеется на ней отверстий.
Таким образом происходит отсчет пути пройденного суппор-
том в десятых долях миллиметра или в миллиметрах. Если на
ленте имеется, например, четыре отверстия под контактом 4 и
шесть отверстий под контактом 3 барабана СП, то суппорт,
пройдя 6,4 мм, заставит ленту передвинуться на 6+4=10 шагов,
после чего на ленте должно оказаться отверстие на другой до-
рожке для какой-либо другой команды, например, для переклю-
чения на продольную подачу. Точно так же работает барабан
СД ходового винта с той разницей, что он имеет слева десять
пластин, а справа — одну, благодаря чему при шаге винта 10 мм
даются отсчеты контактом 2 в миллиметрах и десятках милли-
метров контактом 1.
Скользящие по барабану БЛ остальные контакты служат для
включения исполнительных электромагнитов ЭВ, ЭС, ЭН, ЭБ и
др. для других команд, например реверсирование перемещения
суппорта, включение медленного или быстрого движения суп-
порта и т. д.
Наряду с автоматическими переключениями от перфориро-
ванной ленты в электросхеме предусмотрены параллельно вклю-
ченные кнопки ручного управления КР, КЛ, КД, КМ и др. (см.
рис. 271), необходимые при наладке станка на новую работу.
В схеме имеются еще сигналы: две зеленые лампы ЗП и ЗД
для указания момента замыкания контактов на барабанах СП и
СД, устанавливающих суппорты в исходное положение; красная
лампа КЛ, сигнализирующая конец обработки, и желтая лампа
ЖЛ, указывающая на необходимость изменения режима резания.
В станке применена четырехпозиционная резцовая головка,
для поворота которой служит электродвигатель МР, установлен-
ный на суппорте. Он включается при срабатывании реле ЭР.
После поворота резцовой головки срабатывает путевой выключа-
тель ПК4, замыкающий цепь электромагнита ЭЛ, что вызывает
поворот барабана БЛ с перемещением ленты на величину
шага.
На, рис. 273 показана часть перфорированной бумажной лен-
ты, имеющей четырнадцать рядов в соответствии с числом счи-
тывающих контактов на барабане БЛ. Отверстиями, находящи-
мися в первом ряду ленты (обозначен буквой Д), фиксируется
261
величина перемещения продольного суппорта в десятках милли-
метров. Каждое отверстие этого ряда обеспечивает продольному
суппорту продвижение на 10 мм. Если, например, в нем подряд
расположено четыре отверстия, то продольный суппорт перемес-
тится в заданном направлении на 40 мм. Отверстиями второго
ряда ленты (обозначен буквой Б) фиксируется величина переме-
щения продольного
суппорта в милли-
метрах. Каждое от-
верстие этого ряда
вызывает перемеще-
ние продольного суп-
порта на 1 мм. От-
верстия третьего ря-
да В ленты служат
для записи величи-
ны перемещения по-
перечного суппор га
в миллиметрах. Каж-
дое отверстие этого ряда обеспечивает продвижение поперечного
суппорта на 1 мм. Следующий ряд Г предназначен для фиксиро-
вания величины перемещения поперечного суппорта
” “ Д используется для
Рис. 273 Перфорированная лента для токар-
ного станка с программным управлением
ряд
в десятых
зажигания
долях миллиметра. Пятый
желтой лампочки, сигна-
лизирующей о необходи-
мости изменения режима
резания. Шестой ряд Е
служит для зажигания
красной лампочки, сигна-
лизирующей окончание
обработки детали. Ос-
тальные ряды выдают
следующие команды: «По-
ворот резцовой головки»,
«Включение поперечного
суппорта»,
продольного
«Медленное
ние суппорта», «Быстрое
передвижение», «Назад»,
«Вперед», «Стоп».
Для обработки на этом же станке другой детали необходимо
сменить перфоленту, на что потребуется две-три минуты.
При обработке ступенчатых валиков и втулок на токарном
станке, оснащенном описанной системой программного управле-
ния, достигается точность 4-го класса по диаметральным разме-
рам.
«Включение
суппорта»,
передвиже-
Рис.
пробивания
274. Перфоратор для
отверстий вручную
262
Программа записывается на бумажную ленту специальными
устройствами (перфораторами), пробивающими отверстия в тре-
буемом порядке. На рис. 274 показана одна из конструкций пер-
форатора для пробивания отверстий вручную.
§ 4. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ
Одним из этапов развития автоматизации в машиностроении
явилось создание автоматических линий.
В настоящее время в автомобильной, тракторной, станко-
строительной и других отраслях промышленности применяются
автоматические линии из металлорежущих станков, включая
станки с программным управлением.
Автоматические линии представляют собой ряд авто-
матически управляемых станков, транспортных механизмов и
контрольных устройств, при помощи которых обработка деталей
и транспортирование их со станка на станок производится без
участия рабочего. В настоящее время имеются автоматические
линии с активным контролем обрабатываемых деталей. Автома-
тические линии применяют как в массовом, так и в серийном про-
изводстве. В последнем случае при проектировании линий учи-
тывается возможность переналадки их для обработки аналогич-
ных деталей, отличающихся размерами.
Рис 275. Схема транспортного устройства автоматической линии для
обработки ступенчатых валов
На рис. 275 схематически показаны основные части транс-
портного устройства, применяемого в автоматической линии для
обработки ступенчатых валов.
Штанга 3 с помощью собачек 4 перемещает заготовки 1 по
лотку 2. Питатели 11 расположены в разрывах лотка, против за-
263
грузочных позиций станков. Штанга получает движение от гид-
ропривода 5, а питатели 11 — от вала 10, вращающегося зубча-
тым колесом в, через шток-рейку 9 гидропривода 7. При движе-
нии штанги 3 вправо откидные собачки 4 упираются в торцы за-
готовок 1 и перемещают их по лотку с одной позиции на другую в
зажимные устройства питателя. При обратном ходе штанги за-
готовки не передвигаются, так
верхности. Штангу направляют
Рис. 276. Схема питателя авто-
матической линии для обработки
ступенчатых валов
как собачки скользят по их по-
и поддерживают ролики 6,
Питатель (рис. 276),
захватив призмой 1 и при-
хватом 3 заготовку 2, пере-
мещает ее рейкой 4 в рабо-
чую зону станка. Центр зад-
ней бабки станка выталки-
вает заготовку из призмы в
поводковый патрон. После
зажима заготовки в центрах
питатель возвращается в
исходное положение.
Автоматическая линия из
токарных станков. На рис.
277 показана автоматиче-
ская линия для токарной
обработки ступенчатых ва-
ликов диаметром от 25 до
42 мм и длиной от 130 до
325 мм. Линия состоит из
двух токарных станков с
программным управлением модели 1К62М завода «Красный про-
летарий». Станки можно быстро переналаживать для обработки
различных ступенчатых валиков. На первом (левом) станке об-
рабатывается одна половина заготовки, на втором — другая.
Заготовки для валиков получаются путем разрезания прутков
на мерные части с последующей зацентровкой их с обеих торцо-
вых поверхностей. Заготовки укладываются в специальную тару
2, устанавливаемую над магазином /. Из тары заготовки авто-
матически загружаются в магазин и по одной поступают на при-
зму подъемника 3. При перемещении подъемника в верхнее по-
ложение заготовка 4 окажется на линии транспортера 5. Штанга
7 с собачками 6 получает движение от пневматического привода
(на рисунке не показан) слева направо и перемещает заготовку
в том же направлении на длину примерно 500 мм. После этого
штанга 7 возвращается в исходное положение и при следующем
ее движении вторая собачка 8 передвинет ту же заготовку даль-
ше по лотку.
За четыре хода штанги заготовка попадает в пружинный
захват автооператора 9, который, поворачиваясь на 180° в вер-
264
Рис. 277. Автоматическая линия из двух токарных станков модели 1К62М
тикальной плоскости и опускаясь вниз, доставляет заготовку на
линию центров станка. Задний центр пиноли, перемещаемой от
пневматического привода /2, задвинет заготовку в поводковый
патрон /0, внутри которого расположен передний центр, после
чего автооператор поднимается кверху. При вращении шпинде-
ля с патроном 10 закрепленная в центрах заготовка подверга-
ется обработке.
Для защиты лица и рук наладчика от стружки щиток 11 ав-
томатически передвигается на роликах справа налево. По окон-
чании обтачивания заготовки щиток отодвигается, автооператор
опускается, захватывает заготовку и выдвигает ее из патрона.
Затем автооператор поднимается и поворачивается на 180°. Об-
работанная с одного конца заготовка перемещается за несколь-
ко ходов транспортера в устройство /5, которое автоматически
поворачивается в горизонтальной плоскости на 180°. Затем за-
готовка попадает в автооператор 14 второго станка. После об-
работки на втором станке заготовка транспортируется в устрой-
ство /5, при помощи которого опускается в тару 16.
барабан с перфорированной
нартой 6 развернутом вайе
Рис. 278. Схема электрического командоап парата токарного
станка
Каждый автооператор имеет два захвата: первый снимает об-
работанную заготовку с линий центров станка и переносит ее на
линию транспортера, а второй переносит заготовку с линии
транспортера на линию центров. Автооператор получает движе-
ние от двух пневматических приводов: одним осуществляется
вертикальное перемещение автооператора, вторым — захват
обточенной заготовки и поворот автооператора на'180°.
Последующие действия механизмов, связанных с передвиже-
нием и поворотом автооператоров, перемещением щитков, рабо-
той транспортера, движением пиноли задней бабки, вращением
266
шпинделя станка и т. д. осуществляются через конечные выклю-
чатели, подающие команды соответствующим механизмам стан-
ка, и при помощи электрического командного аппа-
рата 1 (рис. 278). Командный аппарат имеет барабан 2 с
закрепляемой перфорированной картой 4, на которой расположе-
ны семь строчек 3 с пробитыми отверстиями. Через эти отвер-
стия специальными щетками 7 осуществляются электрические
контакты, передающие команды различным механизмам станка:
включение подачи резца при первом и втором проходах по ко-
пиру, быстрое перемещение суппорта, пуск и останов станка
и др.
Крайнее правое положение суппорта определяется специаль-
ным конечным выключателем 5, действующим от кулачка 6.
Изменение наладки цикла при обработке валика другого
размера осуществляется сменой шаблонов и перфорированной
карты.
Контрольные вопросы
1. Чем отличается механизация производственного процесса от авто-
матизации?
2. Какие устройства применяют для механизации работы на токарных
станках?
3. Какие устройства применяют для автоматизации процесса обработки
на токарных станках?-
4. Как работает и каково назначение гидрокопировального устройства,
показанного на рис. 263 и 264?
5. Как работает устройство для автоматического нарезания резьбы на
токарном станке (рис. 265)?
6. Как устроены автоматизированные механизмы загрузки и разгрузки
токарного станка (рис. 266)?
7. Как осуществляется активный контроль размеров вала (рис.267)?
8. Как работает подналадчик резца на токарных станках (рис. 268, 269)?
9. Каково назначение токарных станков с программным управлением?
10 Как устроена автоматическая линия для токарной обработки валика
(рис. 277)?
РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ
ОСНОВЫ УЧЕНИЯ О РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ
Глава XIX
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РЕЗАНИИ
§ 1. КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР
Основоположниками учения о резании металлов считают вы-
дающихся русских ученых И. А. Тиме (1838—1920), К. А. Зво-
рыкина (1861 —1928), Я. Г. Усачева (1873—1941).
Работы этих ученых получили мировое признание и до сих
пор не утратили своей ценности.
В 1868 г. профессор Петербургского горного института
И. А. Тиме подробно исследовал процесс резания различных ме-
таллов. Он впервые объяснил, как происходит процесс образо-
вания стружки, и дал классификацию стружек, получающихся
при резании металлов в различных условиях. И. А. Тиме опре-
делил пути дальнейшего развития учения о резании металлов.
Он также первый в мире теоретически вывел формулы для опре-
деления силы резания и объяснил явление усадки стружки.
Крупный вклад в области резания металлов сделал профес-
сор К. А. Зворыкин. В 1893 г. им впервые был создан прибор
для определения силы резания. Он первый дал схему сил, дей-
ствующих на резец, и теоретически вывел наиболее точную для
своего времени формулу для определения силы резания.
Мировую известность получили также работы старшего мас-
тера Петербургского политехнического института Я. Г. Усачева.
Применив микроскоп, он впервые в 1912 г. произвел глубокое
исследование процесса образования стружки и наметил новое
направление в науке о резании металлов — изучение физичес-
ких явлений процесса резания. Я. Г. Усачев установил явление
наклепа, объяснил процесс образования нароста, разработал
метод определения температуры резца и др.
Однако в отсталой царской России все эти работы в области
науки о резании металлов, как и многие другие открытия и
изобретения, не получили поддержки правящих кругов.
Широкий размах наука о резании металлов получила лишь
после Великой Октябрьской социалистической революции.
Достойными продолжателями русских ученых дореволюцион-
ного периода являются наши ученые, создавшие советскую шко-
268
лу резания металлов, отличительной особенностью которой явля*
ется тесное содружество науки с производством, ученых с нова-
торами производства. Работами советских ученых совместно с
рабочими-новаторами было создано впервые в мировой науке
высокопроизводительное резание металлов (резание с больши-
ми скоростями и подачами). Это явилось важным резервом
дальнейшего повышения производительности труда в машино-
строении.
Особенно значительный вклад в учение о резании металлов
был сделан советскими учеными А. В. Панкиным, В. А. Кривоу-
ховым, Н. И. Резниковым, И. М. Беспрозванным, М. Н. Лари-
ным, Г. И. Грановским, П. П. Трудовым.
§ 2. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
Для изготовления режущих инструментов применяют различ-
ные материалы: инструментальные углеродистые, легированные
и быстрорежущие стали, твердые сплавы, минералокерами-
ческие материалы и алмазы.
Быстрорежущими называют стали, содержащие от 8,5
до 19% вольфрама и от 3,8 до 4,4% хрома, а также кобальт и
ванадий.
После термической обработки, включающей закалку и мно-
гократный (двух- или трехкратный) отпуск при температуре
550—600° С, инструмент из быстрорежущих сталей может иметь
твердость HRC 63—65, и характеризуется повыщенным сопро-
тивлением износу и теплостойкостью до 600° С.
В настоящее время в СССР выпускают следующие марки
быстрорежущей стали: Р9, Р18, Р9&5, Р18Ф2 — стали нормаль-
ной производительности; Р9К5, Р14Ф4, Р9КЮ, Р18К5Ф2 и
Р10К5Ф5 — стали повышенной производительности. Буква Р
обозначает, что сталь относится к группе быстрорежущих; циф-
ра, стоящая после буквы Р, показывает среднее содержание вольф-
рама в процентах; цифра после буквы К — среднее содержание
кобальта; цифра после буквы Ф — среднее содержание ванадия.
Резцы из быстрорежущей стали рекомендуется применять
там, где нет бытроходных и мощных станков и, следовательно,
не могут быть эффективно использованы резцы с пластинками
из твердого сплава, либо при работе с ударами, когда твердо-
сплавные резцы недостаточно прочны.
Быстрорежущую сталь марки Р18 применяют для изготов-
ления особенно ответственного режущего инструмента и фасон-
ных резцов.
Быстрорежущие стали марок Р9К5, Р9КЮ, Р18К5Ф2 и
Р10К5Ф5 — стали повышенной производительности — имеют
269
более высокую твердость, красностойкость и повышенную износо-
стойкость по сравнению с быстрорежущей сталью Р18, реко-
мендуется применять при обработке труднообрабатываемых ле-
гированных сталей, высокопрочных нержавеющих и жаропроч-
ных сталей и сплавов.
При обработке чугуна быстрорежущую сталь применять не
рекомендуется.
Твердые сплавы — наиболее производительные из всех
существующих инструментальных материалов. Твердые сплавы,
изготовляемые в СССР, делятся на три группы:
вольфрамовая (однокарбидные);
Титано-вольфрамовая (двухкарбидные);
титано-тантало-вольфрамовая (трехкарбидные).
Однокарбидные твердые сплавы условно обозначаются бук-
вами ВК и цифрой, указывающей процент содержания кобальта.
Например, в сплаве ВК8 содержится 92% карбида вольфрама
и 8% кобальта. К этой же группе относятся марки ВК2, ВКЗМ,
ВК4 и ВК8.
Двухкарбидные твердые сплавы обозначаются буквами ТК
и цифрами, стоящими пооле каждой из этих букв, которые ука-
зывают соответственно процент содержания карбида титана и
кобальта. Например, твердый сплав Т15К6 содержит 15% кар-
бида титана, 6%—кобальта, остальные 79% составляет кар-
бид вольфрама.
К группе двухкарбидных твердых сплавов относятся марки
Т5КЮ, Т14К8, Т15К6, Т30К4 и Т5К12В.
Трехкарбидные твердые сплавы условно обозначаются бук-
вами ТТК и цифрами, стоящими после букв ТТ и К, которые
указывают соответственно процент содержания карбида тита-
на, карбида тантала и кобальта. Например, твердый сплав
ТТ7К12 содержит 7% карбида титана и карбида тантала (из
них 4% ТаС и 3% TiC), 12% кобальта, остальные 81% состав-
ляет карбид вольфрама.
Твердые сплавы изготовляют в виде пластинок, которые
припаивают или механически прикрепляют к стержню резца.
Основное преимущество твердых сплавов заключается в их
исключительно высокой твердости (HRA 87—91), хорошей со-
противляемости истиранию сходящей стружкой и высокой тем-
пературной стойкости (800—900° С). Благодаря этим ценным
свойствам, резцы с пластинками из твердого сплава пригодны
для обработки самых твердых металлов и неметаллических ма-
териалов (стекла, фарфора, пластмасс) со скоростями резания,
превышающими в 3—4 раза и более скорости, допускаемые быст-
рорежущими резцами. Недостатком твердых сплавов является
их хрупкость.
В табл. 11 приведены свойства и назначение основных марок
твердых сплавов.
270
Та б л и п а 11
Химический состав, свойства и назначение твердых сплавов
Группа твердых сплавов Обозначе- ние марок Химический состав, % Твердость по Роквеллу HR А Предел прочности при изгибе, кГ/мм,2 Свойства и область применения
Карбид вольфрама Карбид титана Карбид тантала Кобальт
Обработка чугуна, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов
Вольфрамо- вая ВК8 92 — — 8 87,5 140 Наиболее вязкий и прочный сплав; хорошо про- тивостоит ударам, вибрациям и выкрашиванию; при- меняется для обдирочных работ с большими глуби- нами резания и подачами; при точении по корке
ВК6 94 — — 6 88,5 135 Менее вязкий чем -ВК8, но более износостойкий; применяется для обдирочных, получистовых и чисто- вых работ; при точении со скоростями резания на 25% выше, чем для сплава ВК8
ВК4 96 — — 4 89,5 130 Износостойкость сплава ВК4 выше, чем у спла- вов ВК8 и ВК6. Рекомендуется для чернового то- чения чугуна при непрерывном резании; цветных металлов и их сплавов, титановых сплавов и нер- жавеющих сталей
ВК2 98 — — 2 89,0 100 Весьма высокая износостойкость; чувствителен к ударам и вибрациям; применяется для тонкого чистового точения (типа алмазной обработки) на очень высоких скоростях резания
Продолжение таблицы 11
NJ
ю
Химический состав, %
Группа
твердых сплавов
Вольфрамо-
вая
Обозначе- ние марок Карбид вольфрама Карбид титана Карбид тантала Кобальт
вкзм 97 — — 3
91,0
Твердость по
Роквеллу HRA
Обработка
Титано-воль- фрамовая Т5КЮ 85 6 — 9 88,5
Т14К8 78 14 — 8 89,5
Т15К6 79 15 — 6 90,0
Свойства и область применения
Весьма высокая износостойкость и самая высокая
твердость; умеренная прочность, сопротивляемость
ударам, вибрациям и выкрашиванию; применяется
для получистовой и чистовой обработки с малым
сечением среза (типа алмазной обработки) чугуна,
закаленных углеродистых и легированных сталей
и весьма твердого чугуна (точение, растачивание,
нарезание резьбы и развертывание)
Наиболее вязкий сплав; для обдирочных работ
с большими глубинами резания и подачами; при пре-
рывистом точении и при переменном сечении среза
Менее вязкий, но более износостойкий сплав;
применяется для обдирочных работ с большими
глубинами резания и подачами при неравномерной
нагрузке; со скоростями резания на 25—30% боль-
шими, чем допускает сплав Т5КЮ
Менее вязкий, чем Т14К8, но более износостой-
кий сплав; применяется для чистовых и полуобди-
рочных работ; допускает скорость резания на 30—
40% больше, чем сплав Т5К10
Группа твердых сплавов Обозначе- ние марок Химический состав, % Твердость по Роквеллу HR А
Карбид вольфрама Карбид титана Карбид тантала Кобальт
Т итано-воль- фрамовая Т30К4 Т5К12В 66 83 30 5 — 4 12 92,0 87,0
Титано-тан- тало-вольф- р а м о в а я NJ ТТ7К12 81 4 3 12 87,0
Продолжение таблицы 11
Свойства и область применения
90 Наиболее хрупкий, но и наиболее твердый и
износостойкий сплав; чувствителен к ударам и виб-
рациям на очень высоких скоростях резания, при-
меняется для тонкого чистового точения (типа
алмазной обработки)
150 Эксплуатационная прочность и сопротивляемость
ударам, вибрациям и выкрашиванию значительно
выше, чем у сплава Т5К10 при меньшей износо-
стойкости и допустимой скорости резания; приме-
няется для тяжелого чернового точения стальных
поковок, штамповок и отливок, по корке с ракови-
нами при наличии песка, шлака и различных не-
металлических включений
155
Эксплуатационная прочность и сопротивляемость
ударам, вибрациям и выкрашиванию значительно
выше, чем у сплава Т5КЮ при меньшей износостой-
кости и допустимой скорости резания. Заменяет
быстрорежущую сталь при черновом точении угле-
родистых, легированных и нержавеющих сталей
при ударной нагрузке и наличии корки
Минералокерамические сплавы имеют высо-
кую температурную стойкость (до 1100—1200° С) и исклю-
чительно высокую износостойкость. Это позволяет обрабатывать
металлы, особенно чугун, резцами с минералокерамическими
пластинами на более высоких скоростях резания по сравнению
с твердосплавными резцами. Основным недостатком минерало-
керамических пластинок является их повышенная хрупкость.
Поэтому при применении резцов с минералокерамическими
пластинками следует избегать ударов, вибраций и других не-
благоприятных условий работы, которые могут привести к раз-
рушению пластинок.
Испытания резцов, оснащенных минералокерамическими
пластинками, показали, что при получистовом и чистовом точе-
нии .деталей из стали, чугуна и цветных металлов в условиях
безударной работы они могут успешно заменить по произво-
дительности резцы с твердосплавными пластинками. Эти же ис-
пытания показали, что минералокерамические пластинки в це-
лях меньшего их выкрашивания и поломок лучше крепить меха-
ническим путем, чем припаивать или приклеивать к стержням.
§ 3. УГЛЫ РЕЗЦА
Для определения углов резца устанавливаются следующие
исходные плоскости: плоскость резания и основная плоскость
(рис. 279).
Плоскостью резания называется плоскость, касательная к
поверхности резания и проходящая через главную режущую
кромку.
Основной плоскостью называется плоскость, параллельная
продольной и поперечной подачам. У токарных резцов за эту
плоскость может быть принята нижняя опорная поверхность
резца.
Углы резца (рис. 280) можно разделить на главные углы,
углы в цлане и угол наклона главной режущей кромки.
Главны еуглы резца измеряются в главной секущей плос-
кости AW, т. е. в плоскости, перпендикулярной к проекции глав-
ной режущей кромки на основную плоскость. К главным углам
относятся: передний угол у, задний угол а, угол заострения 0
и угол резания б.
Главным задним углом а называется угол между главной
задней поверхностью резца и плоскостью резания.
Углом заострения р называется угол между передней и глав-
ной задней поверхностями резца.
Главным передним углом у называется угол между передней
поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости
резания, проведенной через главную режущую кромку.
274
да называется угол между
Рис. 279. Исходные поверхности и
плоскости при работе токарного резца:
1 — основная плоскость, 2 — плоскость реза-
ния, 3 — обрабатываемая поверхность, 4 — по-
верхность резания, 5 — обработанная поверх-
ность
Углом резания б называется угол между передней поверх-
ностью резца и плоскостью резания.
Главным углом в плане ф называется угол между проекцией
главной режущей кромки на основную плоскость и направле-
нием подачи.
Вспомогательным углом в /
проекцией вспомогательной ре-
жущей кромки на основную
плоскость и направлением по-
дачи.
Углом при вершине в плане
е называется угол между про-
екциями режущих кромок на
основную плоскость.
Углом наклона главной ре-
жущей кромки л называется
угол (рис. 280) между главной
режущей кромкой и линией,
проведенной через вершину
резца параллельно основной
плоскости. Этот угол измеря-
ется в плоскости, проходящей
через главную режущую кром-
ку перпендикулярно основной
плоскости.
Угол наклона главной ре-
жущей кромки считается: рав-
ным нулю, когда главная ре-
жущая кромка параллельна основной плоскости (рис. 281,6);
положительным, когда вершина резца является низшей точкой
режущей кромки (рис. 281, в); отрицательным, когда вершина
резца является высшей точкой режущей кромки (рис. 281, а).
Резцы с положительным наклоном главной режущей кромки
(рис. 281, в) получаются более прочными и стойкими. Такими
резцами хорошо обрабатывать твердые металлы, а также пре-
рывистые поверхности, создающие ударную нагрузку. При об-
работке таких поверхностей твердосплавными резцами угол на-
клона главной режущей кромки доводят до 10—20°. Резцы, у
которых вершина — высшая точка режущей кромки, т. е. угол 1
отрицательный (см. рис. 281, а), рекомендуется применять для
обработки деталей из мягких металлов.
Назначение углов резца. Задний угол а (рис. 280) служит
для уменьшения трения между задней поверхностью резца и об-
рабатываемой деталью. С уменьшением трения уменьшается на-
грев резца и его износ. Однако, если задний угол сильно увели-
чен, резец получается ослабленным и быстро разрушается. При
выборе заднего угла приходится считаться со свойствами обря-
275
батываемого материала и условиями резания. При обработке
мягких и вязких металлов задний угол берут обычно большим,
для твердых и хрупких металлов — меньшим. Однако главным
фактором, от которого зависит величина заднего угла, явля-
ется подача. Опытами установлено, что с уменьшением подачи
износ резца по задней поверхности возрастает, а с увеличением
подачи — уменьшается. Поэтому при чистовой обработке, кото-
рую обычно ведут с малой подачей резца, нужно применять
резцы с большим задним углом, а при обдирочных работах —
с меньшим.
Рекомендуемые на практике значения заднего угла для рез-
цов из быстрорежущей стали указаны в табл. 12, а для твердо-
сплавных резцов — в табл. 18 (стр. 308).
Рис. 280. Углы резца
Передний угол у (рис. 280) играет значительную роль в про-
цессе образования стружки. С увеличением переднего угла об-
легчается врезание резца в металл, уменьшается деформация
срезаемого слоя, улучшается сход стружки, уменьшается сила
резания и расход мощности, улучшается качество обработанной
поверхности. Вместе с тем, увеличение переднего угла приводит
276
к ослаблению режущей кромки и понижению ее прочности, к
увеличению износа резца вследствие выкрашивания режущей
кромки, к ухудшению отвода тепла. Поэтому при обработке
твердых и хрупких металлов для повышения прочности инстру-
мента, а также его стойкости следует применять резцы с мень-
шим передним углом; при обработке мягких и вязких металлов
в целях облегчения отво-
да стружки следует при-
менять резцы с большим
передним углом. Практи-
чески выбор переднего
угла зависит не только от
механических свойств об-
рабатываемого материа-
Рис. 281. Углы наклона главной режущей
кромки:
а — угол отрицательный, б — угол равен нулю,
в — угол положительный
ла, но и от материала
резца и формы передней
поверхности.
В настоящее время для
токарных резцов из бы-
строрежущей стали приняты три формы передней поверхности:
плоская, плоская с фаской (см. рис. 29, а) и ради-
усная с фаской (см. рис. 29, б). Плоская форма передней
поверхности применяется редко, главным образом у резцов с фа-
сонной режущей кромкой. Плоская поверхность с фаской приме-
няется у всех типов резцов из быстрорежущей стали — проход-
ных, подрезных, прорезных и расточных для обработки стали
при подаче s более 0,2 мм)об. Основное их преимущество перед
резцами с плоской поверхностью без фаски — повышенная проч-
ность режущей кромки за счет уменьшения переднего угла на
фаске; недостаток — стружка сходит прямой лентой, что затруд-
няет работу токаря.
Резцы с фаской и криволинейной канавкой (см. рис. 29, б),
обладающие повышенной прочностью и хорошо завивающие
стружку, применяют для всех типов резцов (за исключением фа-
сонных) при обработке стали, особенно при необходимости обес-
печить стружкозавивание.
Рекомендуемые величины переднего угла для резцов из быст-
рорежущей стали указаны в табл. 12. Передний угол на фаске
принимается равным 0°. Ширина фаски делается немного мень-
ше или равной величине подачи, т. е. f= (0,84- 1) 5 мм.
У резцов, оснащенных пластинками из твердого сплава, пе-
редний угол, как правило, берется меньше, чем у быстрорежу-
щих резцов.
Рекомендуемые величины переднего угла для твердосплав-
ных резцов указаны в табл. 18.
Главный угол в плане (р определяет толщину среза а и шири-
ну среза b (рис. 282). Ширина среза равна рабочей длине глав-
27/
Таблица 12
Рекомендуемые величины передних и задних углов
для резцов из быстрорежущей стали
Обрабатываемый материал Углы, град
задний угол а передний угол у
s > >0,3 мм/об 5 < < 0,3 мм/об Форма передней поверхности
криво- линейная с фаской; плоская с фаской плоская
£тали углеродистые и легированные, ов < 50 кГ/мм\ латунь вязкая . . . 8 12 30 25
Стали и стальное литье, углеродис- тые, легированные и инструментальные стали, ав = 50—80 кГ/мм2\ серый чу- гун и ковкий чугун, НВ< 160 . . . 8 12 25 18
Стали и стальное литье, углеро- дистые, легированные и инструменталь- ные, % = 80—120 кГ1мм*\ серый чу- гун и ковкий чугун, НВ = 160—220; бронза и латунь хрупкие 8 12 25 12
Чугун, ЯВ> 220 8 12 — 5
ной режущей кромки, а толщина измеряется перпендикулярно к
ней. При одних и тех же подаче и глубине резания с уменьше-
нием угла ф толщина среза уменьшается, а ширина его увеличи-
вается. Благодаря этому теплота, выделяющаяся в процессе
резания, распределяется на большей длине режущей кромки.
Это улучшает отвод тепла от режущей кромки и повышает
стойкость резца, что позволяет значительно повысить скорость
резания и обработать в единицу времени большее количество
деталей. Однако уменьшение главного угла в плане ср приводит
к увеличению сил резания. Особенно сильно возрастает при
уменьшении угла ф радиальная отталкивающая сила, что при
обработке недостаточно жестких деталей может вызвать про-
гибание их, потерю точности, а также сильные вибрации детали
и резца. Появление вибраций приводит к ухудшению чистоты
обработанной поверхности и часто вызывает выкрашивание ре-
жущей кромки резца.
Угол ф обычно выбирают 30—90° в зависимости от вида
обработки, типа резца, жесткости обрабатываемой детали и
резца и способа их крепления. При обработке большинства
металлов проходными обдирочными резцами можно брать угол
Ф = 45°. При обработке тонких длинных деталей в центрах не-
обходимо пользоваться люнетом либо применять резцы с углом
278
в плане 60, 75 или даже 90°, чтобы детали не прогибались и не
возникали вибрации.
Вспомогательный угол в плане <pi уменьшает трение вспомо-
гательной задней поверхности резца об обработанную поверх-
ность детали. При его увеличении уменьшается угол при верши-
не, вследствие чего ухудшаются условия теплоотвода, умень-
шается стойкость, ухудшается чистота обработанной поверх-
Рис. 282. Формы сечения среза в зависимости от главного угла в плане
ности. С уменьшением угла <pi, кроме того, увеличивается отжим
резца от обрабатываемой детали, и при недостаточно жестких
деталях могут возникнуть вибрации.
Во избежание вибраций вспомогательный угол в плане
для проходных резцов не должен, быть меньше 5°.
Рекомендуется этот угол затачивать:
а) для проходных резцов при обработке жестких деталей
без врезания <pi = 5-H0°;
б) для проходных резцов при обработке нежестких деталей
без врезания <pi = 10-?15°;
в) для проходных резцов при обработке нежестких деталей
с врезанием <pi=20-r35°.
Для отрезных, прорезных и фасонных резцов вспомогатель-
ный угол в плане <pi = 1 — 2°.
При чистовом и получистовом точении в последние годы
стали применять резцы с дополнительной кромкой, параллель-
ной оси детали, т. е. имеющие вспомогательный угол в плане
(р1 = 0° (см. рис. 299). Такие резцы при обработке жестких дета-
лей с подачами в 5—10 раз больше обычных обеспечивают чис-
тоту поверхности 4—6-го классов.
§ 4. УСТАНОВКА РЕЗЦА
Всякий резец должен быть правильно установлен относи-
тельно линии центров станка и надежно закреплен. Правильная
установка вершины резца относительно линии центров станка
279
способствует уменьшению износа резца, повышению точности
обрабатываемой детали и улучшению чистоты обработанной
поверхности. Происходит это потому, что действительные
величины углов резания зависят от положения резца
относительно обрабатываемой детали.
Главные углы резца а, у и 6 зависят от положения вершины
резца по высоте, а углы в плане ср и ф1 — от угла установки
стержня резца относительно обрабатываемой поверхности.
Углы резца, полученные после заточки, сохраняют свое зна-
чение только в том случае, когда вершина резца расположена на
высоте линии центров, а резец установлен в резцовой головке
перпендикулярно направлению подачи.
Рис 283. Установка вершины резца относительно линии
центров при обтачивании:
а — по линии центров, б — выше линии центров, в — ниже линии
центров
На рис. 283 показаны различные положения вершины одного
и того же резца относительно линии центров при продольном
наружном точении:
1) вершина резца установлена точно на высоте линии центров
станка (рис. 283, а);
2) вершина резца установлена выше линии центров станка
(рис. 283, б);
3) вершина резца установлена ниже линии центров станка
(рис. 283, в).
Если вершина резца расположена выше линии центров, пе-
280
редкий угол у' увеличивается, а задний угол а' уменьшается;
при этом угол резания д' тоже уменьшается, так как д'= 90°—у'.
Такая установка резца благоприятно сказывается на условиях
резания: стружка с меньшим трением сходит по передней по-
верхности резца, завиваясь в спираль, и меньше деформирует-
ся, так что в результате уменьшается сила резания. Но в то же
время увеличивается трение задней поверхности резца об обра-
батываемую деталь. Режущая кромка стремится углубиться в
тело детали по стрелке /; это ведет к возникновению вибраций,
понижению точности и чистоты обработанной поверхности, а
иногда и к поломке резца.
Если вершина резца находится ниже линии центров, то пе-
редний угол у" уменьшается, причем он может становиться
меньше 0°, а задний угол а" увеличивается; угол резания 6"
тоже увеличивается. При такой установке вершины резца воз-
растает трение стружки о переднюю поверхность, увеличивает-
ся сила резания. Под давлением стружки резец пружинит и,
отжимаясь от поверхности детали по стрелке 2, снимает мень-
ший слой металла. Опасность поломки резца в подобных случаях
исключена.
На рис. 284, а показаны главные углы расточного резца,
вершина которого установлена по линии центров. Если при рас-
тачивании установить вершину резца выше линии центров
(рис. 284, б) угол а' увеличится, а угол у' уменьшится. На-
Рис. 284. Установка вершины расточного резца относительно линии
центров:
а — по линии центров, б — выше линии центров, в — ниже линии центров
оборот, если вершину резца опустить ниже линии центров
(рис. 284, в), угол а" уменьшится, а угол у" увеличится.
Таким образом, при растачивании углы а и у изменяются в
зависимости от установки вершины резца относительно линии
центров в порядке, обратном изменению этих углов при наруж-
ном точении.
В каких же случаях к какой установке надо прибегать?
1. Вершина резца обязательно устанавливается по линии
281
центров при обработке фасонных поверхностей, чистовом на-
резании резьбы, обработке конусов, а также при отрезании.
2. Допускается установка вершины резца выше линии
центров на 1/100 диаметра обрабатываемой детали при на-
ружном черновом точении, чистовом растачивании и черновом
нарезании резьбы.
Рис 285. Изменение углов в плане ср и при различных направ-
лениях подачи
3. Допускается установка вершины резца ниже линии
центров на 1/100 диаметра обрабатываемой детали при на-
ружном чистовом обтачивании и черновом растачивании.
На рис. 285 наглядно показано изменение углов в плане ср
и (pi при различных направлениях подачи относительно тела
нормального проходного резца. При установке стержня резца
перпендикулярно к направлению подачи (обтачивание цилинд-
рических поверхностей, рис. 285, а) углы ф и tpj сохраняют
первоначальное значение. Однако, если обрабатывать коничес-
кие поверхности резцом, установленным перпендикулярно к оси
вращения детали (рис. 285, б и в), то углы ф', ф" и ф/, ф/' ме-
няются по величине и даже могут стать отрицательными (ф/'
на рис. 288, в), что нарушает правильную работу резца. Сле-
довательно, при обработке конусов (особенно с большой конус-
ностью) необходимо устанавливать проходные резцы перпенди-
кулярно к образующей конуса.
Глава XX
ОСНОВЫ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ
§ 1. ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ СТРУЖКИ
На рис. 286 показаны в последовательном порядке отдель-
ные этапы образования стружки при свободном резании твердых
и маловязких металлов.
Под действием силы Р передняя поверхность резца сжимает
находящийся перед ней слой металла, вызывая в нем вначале
282
упругую (рис. 286, а), а затем пластическую деформацию
(рис. 286, б); не отделяясь от срезаемого слоя, металл увеличи-
вается в ширину и отгибается вверх. В момент наибольшей
деформации, возможной для данного металла, когда напря-
жения в срезаемом слое достигнут величины, превышающей
предел прочности металла, про-
исходит сдвиг (скалывание)
сдеформированного элемента
по плоскости ab (рис. 286, в),
называемой плоскостью сдвига
(скалывания).
Рис. 287. Стружка, состоящая
из отдельных элементов
После скалывания первого элемента стружки резец продол-
жает деформировать и скалывать следующий элемент (рис.
286, г) по плоскости, параллельной первой и т. д.
Так, по мере перемещения резца один за другим образуются
отдельные элементы, из которых образуется стружка (рис. 287).
Виды стружек. В зависимости от физико-механических
свойств обрабатываемого металла, элементов режима резания
и геометрии режущего инструмента образуется стружка различ-
ных видов.
При обработке пластичных металлов при небольшой ско-
рости резания, например сталь 45 со скоростью резания
v = 0,5-?2 mImuh, при большой толщине стружки (а = 2-?4 мм)
и малом переднем угле у = 0-4- 5°, получают элементную стружку
(см. рис. 17, а), состоящую из отдельных, не связанных друг с
другом, элементов в форме близкой к трапеции.
При повышении скорости резания (для стали 45 до 5—
15 м!мин) стружка имеет вид ленты различной длины с отчет-
ливо видимыми отдельными элементами, которые в отличие от
283
элементной стружки слабо связаны друг с другом. Такая
стружка называется ступенчатой (см. рис. 17, б).
При дальнейшем увеличении скорости резания, уменьшении
толщины срезаемого слоя или увеличении переднего угла струж-
ка имеет вид непрерывно сходящей ленты, на которой отдельные
элементы трудно различимы (см. рис. 17, в). Такая стружка на-
зывается сливной.
Разные по виду стружки получаются обычно на одном и том
же пластичном металле, но при разйых условиях резания, т. е.
вид стружки зависит от скорости резания, толщины стружки,
переднего угла.
При резании хрупких металлов (чугуна, бронзы) возникают
главным образом упругие (обратимые) деформации, приводя-
щие металл к разрушению. Металл вырывается в виде изоли-
рованных друг от друга кусочков неправильной формы (см.
рис. 17, г). Образующаяся при этом стружка называется
стружкой надлома.
Усадка стружки. В результате воздействия режущего
инструмента срезаемый слой пластически деформируется,
вследствие чего размеры стружки оказываются другими, чем
размеры срезаемого слоя: длина стружки становится меньше
длины срезаемого слоя, а толщина — больше толщины среза.
Это наглядно видно на рис. 288. Указанное явление впервые
установил проф. И. А. Тиме и назвал его усадкой стружки.
Для характеристики усадки стружки вводится коэффи-
циент усадки. Этот коэффициент представляет собой отно-
шение длины пути, пройденного резцом, к длине срезаемой
стружки, т. е.
где к — коэффициент усадки стружки;
L — длина пути пройденного резцом, мм\
I — длина полученной стружки, мм.
В зависимости от условий резания коэффициент усадки, как
и сама усадка стружки, не остаются постоянными. На усадку
стружки влияют механические свойства обрабатываемого ме-
талла, геометрия режущей части инструмента, скорость резания,
подача, и охлаждение.
При обработке хрупких металлов (чугун, твердая бронза),
когда образуется стружка надлома, усадка стружки весьма
мала и коэффициент усадки близок к единице.
При обработке пластичных металлов (сталь, алюминий
и др.) усадка стружки может достигать значения 4—6.
Увеличение переднего угла, подачи, скорости резания, при-
менение смазочно-охлаждающей жидкости приводит к сниже-
284
нию пластической деформации стружки и, как следствие,—
к уменьшению коэффициента усадки.
Нарост. Если осмотреть головку резца при обработке плас-
тичных металлов, то на его передней поверхности у режущей
кромки можно обнаружить в некоторых случаях небольшой ко-
мочек металла, приварившийся к
резцу под действием высокой
температуры и давления, так на-
зываемый нарост (рис. 289, а).
Явление образования нароста
впервые было изучено Я. Г. Уса-
чевым. Он объяснил образование
нароста застоем нижних слоев
стружки на передней поверхности
резца. Эти наиболее сдеформиро-
ванные частицы вследствие тре-
ния отделяются от непрерывно
движущихся слоев стружки, за-
держиваются и привариваются
к передней поверхности резца
около режущей кромки, образуя
как бы новую кромку.
Твердость нароста в 2,5—3 ра-
Рис. 288. Схема, поясняющая
явление усадки стружки
за выше твердости обрабатывае-
мого металла, благодаря чему нарост сам обладает способно-
стью резать тот металл, из которого он образовался. Нарост име-
ет большое практическое значение для работы режущего инстру-
мента. Он появляется при определенных условиях резания пла-
стичных металлов (сталь, алюминий и др.), но не наблюдается
при обработке хрупких металлов (чугун, хрупкая бронза).
Положительная роль нароста заключается в том, что он
прикрывает режущую кромку резца, предохраняя ее от меха-
нического износа сходящей стружкой и теплового воздействия,
и тем самым несколько повышает стойкость резца.
С образованием нароста передний угол резца увеличивается
(рис. 289, б). Вследствие такого изменения переднего угла, де-
формация стружки и давление, производимое стружкой на
резец, уменьшаются. Таким образом, процесс резания соверша-
ется с меньшей затратой мощности, создаются благоприятные
условия резания при обдирочных работах.
Однако с образованием нароста ухудшаются точность раз-
меров детали и чистота обработанной поверхности, ввиду того
что нарост искажает форму режущей кромки резца. Стало
быть, образование нароста нежелательно при чистовых работах.
Появление нароста зависит в значительной степени от вы-
бранной скорости резания, величины переднего угла, состояния
режущей кромки и охлаждения. При очень больших (более
285
80 mJ мин} скоростях резания нарост не появляется на резце.
Уменьшению нароста способствует также увеличение переднего
угла резца, высокое качество его заточки и доводки и приме-
нение смазочно-охлаждающей жидкости.
Наклеп металлов. При обработке металлов резанием пласти-
ческой деформации подвергается не только срезаемый слой, но
и поверхностный слой, образовавшийся на детали. При проходе
резца под его давлением поверхностный слой упрочняется. Под
Рис. 289 Нарост на резце (а) и изменение переднего угла (б)
влиянием пластической деформации механические свойства по-
верхностного слоя изменяются: твердость его увеличивается,
пластичность уменьшается. Такое изменение механических
свойств металла в результате пластической деформации назы-
вается наклепом.
Не все металлы подвергаются наклепу в одинаковой степе-
ни. Мягкая сталь, алюминий, медь подвергаются наклепу силь-
нее, твердые стали — значительно меньше, а чугун почти не
принимает наклепа.
Величина и глубина наклепанного слоя зависят от скорости
резания и подачи: глубина наклепа уменьшается с повышением
скорости резания и увеличивается с увеличением подачи.
Увеличение шероховатости режущей кромки и значительное
затупление резца приводят к увеличению наклепа. Глубина на-
клепа при работе тупым резцом в 2—3 раза больше, чем при
работе острым резцом; обработанная поверхность получается
низкого качества.
Наклеп зависит также от величины переднего угла: чем
больше передний угол, тем меньше наклеп. Например, при
у = 5° глубина наклепанного слоя примерно в 2—2.5 раза боль-
ше, чем при угле у = 30°.
286
§ 2. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СИЛАХ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА РЕЗЕЦ
При обработке металлов резанием необходимо преодолеть
силы сопротивления резанию. Они образуются из сопротивле-
ния срезаемого слоя деформации и сдвигу отдельных элементов
стружки, а также трения стружки о переднюю поверхность рез-
ца и задней поверхности резца об обрабатываемую деталь.
В дальнейшем рассматривается равнодействующая сил сопро-
тивления резанию (R).
При точении равнодействующую R раскладывают на три
взаимно перпендикулярные составляющие силы, действующие
на резец (рис. 290):
Pz — сила резания, касательная к поверхности резания и совпа-
дающая с направлением главного движения;
Рх — осевая сила, или сила подачи, направленная вдоль оси
обрабатываемой детали в сторону, противоположную на-
правлению подачи;
Ру — радиальная сила, направленная горизонтально и перпенди-
кулярно оси обрабатываемой детали.
Сила резания, сила подачи и радиальная сила измеряются
в килограммах.
Самой большой из трех сил является сила
мерно в 4 раза больше силы подачи и в
резания: она при-
радиальной силы. Сила резания за-
висит от механических свойств об-
рабатываемого материала, опреде-
ляющих его прочность; от площади
поперечного сечения среза; углов
заточки резца; скорости резания;
качества смазочно-охлаждающей
жидкости и др.
Большое влияние на величину
силы резания оказывает прочность
обрабатываемого материала и его
способность к упрочнению (накле-
пу) : чем они выше, тем больше сила
2,5 раза больше
Рис. 290. Силы, действующие
на резец
резания.
Чтобы охарактеризовать сопро-
тивляемость различных материалов
резанию, установлены понятия
удельное давление резания и коэффициент резания.
Если силу резания Pz разделить на площадь поперечного
сечения среза Д получим удельное давление резания, обозна-
чаемое буквой р:
р = у-кГ/мм2.
(20)
287
Следовательно, удельное давление резания есть сила реза-
ния Р2, приходящаяся на единицу площади поперечного сечения
резца. Из самого определения понятно, что удельное давление
резания измеряется в килограммах на квадратный миллиметр
(сокращенно kPJmm2).
Удельное давление резания для одного и того же материала
не является постоянной величиной: оно изменяется с измене-
нием всех факторов, влияющих на силу резания. С увеличением
прочности обрабатываемого материала и угла резания удельное
давление резания увеличивается, а с увеличением площади по-
перечного сечения среза — уменьшается.
Для более точной характеристики сопротивляемости различ-
ных материалов резанию установлено понятие коэффициента
резания. Коэффициентом резания К называется удельное давле-
ние резания в килограммах на квадратный миллиметр, измерен-
ное при следующих постоянных условиях резания:
глубина резания t —5 мм\
подача s—1 мм/об\
передний угол у—15°;
главный угол в плане ср — 45°;
режущая кромка резца — прямолинейная и горизонтальная;
вершина резца закруглена радиусом = 1 мм\
работа производится без охлаждения.
Измеренный при этих условиях коэффициент резания для
каждого материала является постоянной величиной (табл. 13).
Если известен коэффициент резания К, то умножив его на
площадь поперечного сечения среза f, мм2, можно определить
(приблизительно) силу резания по формуле *:
Pz = K-f кГ. (21)
Пример. На токарном станке обтачивается вал из машиноподелочной стали
с ав = 60 кГ/мм2 Определить силу резания, если глубина резания t = 5 мм
а подача s = 0,5 мм/об
Решение. По формуле (21) сила резания
Pz = Kf кГ.
Определяем величину /:
f = t-s = 5-0,5 =2,5 мм2.
По табл. 13 находим значение для машиноподелочной стали с =
— 60 кГ/мм2'.
К = 160 кГ!мм2.
Следовательно,
P2=K.f= 160-2,5 = 400 кГ.'
* Силы, действующие на резец, можно подсчитать более точно по спе-
циальным формулам (см. Центральное бюро промышленных нормативов по
труду. Общемашиностроительные нормативы режимов резания и времени для
технического нормирования работ на токарных станках. Машгиз, 1959).
288
Таблица 13
Средние значения коэффициента резания при наружном точении
Обрабатываемый материал Зв, кГ/.ЧМ2, для стали; НВ, кГ/мм2, для чугуна Коэффициент резания К, кГ/м ч2
40—50 150
50—60 160
60-70 178
Углеродистые и легированные конструк- ционные стали 70—80 200
• 80—90 220
90—100 235
100—110 255
140—160 100
Чугун серый 160—180 108
180—200 114
200—220 120
Бронза средней твердости — 55
Свинцовистые бронзы — 35
Медь — 95-115
Алюминий и силумин — 40
Дюралюмин 25 60
То же 35 80
» Более 35 НО
Влияние углов заточки резца на силу резания. На величи-
ну силы резания влияют углы заточки резца, особенно передний
угол у и главный угол в плане ср.
С увеличением переднего угла сила резания уменьшается
и процесс отделения стружки протекает легче. Однако это не
значит, что передний угол можно делать сколь угодно большим.
При слишком большом переднем угле прочность резца понижа-
ется: режущая кромка такого резца быстро изнашивается и не-
редко даже выкрашивается. Поэтому, когда выбирают передний
угол, имеют в виду не только уменьшение силы, но и получение
необходимой прочности режущей кромки и стойкости резца.
30 Зак 529
289
Следовательно, чем тверже и крепче обрабатываемый матери-
ал, тем меньше должен быть передний угол резца.
В некоторых случаях применяют резцы с отрицательным пе-
редним углом; величина его изменяется от —5 до —10°. Такие
передние углы применяют при обтачивании твердосплавными
Везцами очень твердых или закаленных сталей ов>80 кГ/лии2.
'трицательный передний угол делается обычно на небольшой
фаске, расположенной на передней поверхности вдоль режущей
кромки (см. рис. 293, б).
При работе резцом с отрицательным передним углом дефор-
мация срезаемого слоя увеличивается, а следовательно, стано-
вится больше и сила, резания. При этом значительно быстрее
растут радиальная (отталкивающая) и осевая силы.
С уменьшением главного угла в плане ср силы Pz и Ру воз*
растают, причем особенно сильно возрастает радиальная сила
и, наоборот, с увеличением главного угла в плане силы Pz и Ру
уменьшаются. Объясняется это тем, что в первом Случае сопри-
косновение режущей кромки резца со стружкой происходит на
большей длине, а во втором случае — на меньшей. Увеличение
радиальной силы вследствие уменьшения главного угла в плане
приводит к прогибу обрабатываемой детали и появлению вибра-
ций, особенно когда обрабатывают длинные и тонкие детали.
Вибрации ведут к выкрашиванию режущих кромок резца, к
ухудшению качества обработанной поверхности. Поэтом у для
обработки длинных и тонких деталей в центрах угол в плане
увеличивают с 45 до 70°, а иногда и до 90°.
Влияние скорости резания на силу резания. Многочислен-
ные опыты, проведенные с помощью очень точных динамомет-
ров (прибор для измерения сил), показывают, что сила резания
зависит и от скорости резания. Например, при обработке стали
средней твердости (сталь 45) с увеличением скорости резания
от 1 до 20 mImuh сила резания непрерывно уменьшается; начи-
ная с 20 м!мин до 40—50 м1мин сила резания возрастает, а за-
тем при дальнейшем увеличении скорости резания до 250—
300 м!мин сила резания заметно уменьшается.
Таким образом, при скоростном резании сопротивляемость
стали срезанию значительно меньше, чем при резании на малых
скоростях.
Влияние смазочно-охлаждающих жидкостей на силу реза-
ния. Применение смазочно-охлаждающих жидкостей умень-
шает силу резания по сравнению с работой всухую. Работы ака-
демика П. А. Ребиндера и проф. Б. В. Дерягина показали, что
смазывающие жидкости образуют на поверхности металла тон-
кую пленку, которая уменьшает трение между передней поверх-
ностью резца и сходящей стружкой, а также между задней по-
верхностью резца и поверхностью резания. Кроме того, смазка,
проникая в микроскопические трещины срезаемого слоя, спо-
290
собствует расклиниванию отдельных частиц металла. Благодаря
этому уменьшается сила сцепления между отдельными частица-
ми металла, уменьшается сопротивление металла резанию.
Чем выше смазывающие свойства жидкости, тем меньше
сила резания. Наилучшими смазывающими жидкостями явля-
ются минеральные и растительные масла и сульфофрезолы.
§ 3. ТЕПЛОТА РЕЗАНИЯ
Во время работы резца в результате пластической деформа-
ции срезаемого слоя отдельные частицы металла перемеща-
ются относительно друг друга и вследствие их взаимного тре-
ния при сдвиге образуется тепло. К этому теплу присоединя-
ется тепло от трения стружки о переднюю поверхность резца
и трения задней поверхности резца об обрабатываемую деталь.
Выделяющаяся в процессе резания теплота согласно законам
физики распространяется от точек с высшей температурой
к точкам с низшей температурой и распределяется при токарной
обработке следующим образом: в стружку уходят 50—85% об-
щего количества тепла; в резец — 40—10%; в обрабатываемую
деталь 9—3%; в окружающую среду около 1%.
Во время работы режущая кромка резца через некоторое
время затупляется, и резание таким резцом становится невоз-
можным. Затупление вызывается истиранием и последующим
разрушением (скалыванием) режущей кромки вследствие тре-
ния стружки и детали соответственно о переднюю и заднюю по-
верхности резца и воздействия силы резания. Выделяющееся при
резании тепло при недостаточном отводе его размягчает резец
и режущая кромка резца изнашивается интенсивнее.
§ 4. СТОЙКОСТЬ РЕЗЦА
Стойкостью резца называется время его непрерывной работы
до затупления, т. е. между двумя переточками. Стойкость резца
измеряется обычно в минутах. На стойкость резца влияют свой-
ства обрабатываемого материала, материал резца, его углы
и форма передней поверхности, скорость резания, площадь по-
перечного сечения среза, охлаждение.
Увеличение твердости или прочности обрабатываемого мате-
риала, а также способности его к наклепу понижает стойкость
резца. Объясняется это тем, что твердый материал оказывает
большое давление на резец, а с увеличением давления возраста-
ют сила трения и количество выделяющегося тепла.
Стойкость резца в значительной степени зависит и от мате-
риала, из которого он изготовлен. Резцы лучше изготовлять
из наиболее теплостойкого материала, который выдерживает
большую температуру нагрева, не теряя при этом твердости.
Для каждого материала резца существует своя наибольшая тем-
10*
291
пература, при которой режущая кромка теряет твердость и быст-
ро тупится. Такой критической (предельной) температурой яв-
ляется температура 200—250° С (для резцов из углеродистой
стали); 560—600° С (для резцов из быстрорежущей стали);
800—900° С (для резцов с пластинками из твердого сплава);
1200и С (для резцов с минералокерамическими пластинками).
Таким образом, наибольшей стойкостью при прочих равных
условиях обладают резцы, оснащенные пластинками из твердо-
го сплава; значительно меньшей стойкостью — резцы из быстро-
режущей стали; наименьшей — резцы из углеродистой инстру-
ментальной стали. Это необходимо учитывать при назначении
скоростей резания.
Передний угол у, главный угол в плане ср и форма передней
поверхности оказывают влияние на процесс резания, на легкость
схода стружки, чистоту обработанной поверхности и стойкость
резца. Изменяя углы заточки и форму передней поверхности,
можно добиться значительного повышения стойкости резцов
и их производительности.
Углы заточки нужно выбирать в зависимости от обрабатыва-
емого материала, материала резца, величины подачи.
Для обработки вязких металлов целесообразно применять
резцы с узкой фаской и радиусной канавкой на передней поверх-
ности (см. рис. 29, 6). Тогда стружка легко завивается, а стой-
кость резца возрастает.
При обработке твердых сталей резцами с пластинками из
твердого сплава нужно упрочнять их режущие кромки. Наибо-
лее просто это достигается за счет уменьшения переднего угла.
Уменьшение переднего угла также значительно увеличивает
стойкость твердосплавного резца.
На стойкость резца влияют его размеры: чем массивнее ре-
зец, тем лучше отводит он тепло от режущей кромки и, следова-
тельно, тем больше его стойкость.
Особенно сильно влияет на стойкость резца скорость реза-
ния. Иногда даже самое незначительное увеличение скорости
резания приводит к быстрому затуплению резца. Например,
если при обработке стали быстрорежущим резцом повысить ско-
рость резания всего на 10%, т. е. в 1,1 раза, резец затупится
в два раза быстрее. Наоборот, если скорость резания при тех же
условиях незначительно уменьшить, стойкость резца сильно
возрастет.
На стойкость резца оказывает влияние площадь поперечного
сечения среза. С увеличением последней стойкость резца пони-'
жается, но не так сильно, как при таком же увеличении скорости
резания.
Вот почему токари-скоростники всегда стремятся срезать
припуск за один проход при возможно большей подаче.
Стойкость резца значительно возрастает при охлаждении.
292
§ 5. ОХЛАЖДЕНИЕ ИНСТРУМЕНТА
В процессе резания выделяется большое количество тепла,
под действием которого режущий инструмент нагревается, теря-
ет твердость и тупится. Чтобы предохранить резец от быстрого
затупления и, следовательно, увеличить срок его службы, необ-
ходимо предохранить режущую кромку от нагрева выше темпе*
ратур, указанных на стр. 292. Этого можно добиться применени-
ем охлаждающих жидкостей, назначение которых заключается
в оТводе тепла, возникающего в месте образования струж-
ки. Если охлаждающая жидкость обладает еще и смазывающи-
ми свойствами, то она уменьшает трение между резцом и струж-
кой и между резцом и обрабатываемой деталью. В результате
уменьшается расход мощности на резание, уменьшается коли-
чество образующегося тепла, инструмент работает более спо-
койно, его режущая кромка медленнее изнашивается и в то же
время обработанная поверхность получается более гладкой.
При черновой обработке обычно применяют жидкость, кото-
рая обладает в основном охлаждающими свойствами. Если к
чистоте обработанной поверхности предъявляют высокие требо-
вания, как, например, при нарезании резьбы, чистовой отделке,
фасонном точении и т. п., охлаждающая жидкость должна одно-
временно охлаждать и смазывать.
Охлаждающая жидкость должна подаваться обильно (эмуль-
сия 10—12 л/мин, масло и сульфофрезол 3—4 л)мин)\ неболь-
шое количество жидкости не только не приносит пользы, но да-
же портит резец, вызывая появление на его поверхности мелких
трещин, ведущих к выкрашиванию.
Назначение смазочно’юхлаждающих жидкостей при различ-
ных видах токарных работ указано в табл. 14.
§ 6. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ВЫБОР СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ
Выбор величины скорости резания зависит от многих факто-
ров: свойств обрабатываемого материала, качества материала
резца, глубины резания, подачи, требуемой стойкости резца, раз-
меров резца и углов заточки, наличия охлаждения.
Свойство обрабатываемого материала. Чем тверже обра-
батываемый материал, тем большее усилие требуется для его
резания и тем скорее тупится резец в процессе резания. Поэтому
твердый материал нельзя обрабатывать с такой же высокой ско-
ростью резания, как мягкий материал. При обработке литых
и кованых заготовок, на поверхности которых имеется твердая
корка, раковины или окалина, необходимо уменьшать скорость
резания по сравнению с той, какая была бы возможна при об-
работке материалов без корки.
Качество материала резца. Обработка с большой скоростью
резания сопровождается образованием значительного количест-
293
Таблица 14
294
Выбор смазочно-охлаждающей жидкости в зависимости от вида обработки и обрабатываемого материала
Вид обработки Смазочно-охлаждающие жидкости для
стали серого чугуна и латуни бронзы алюминия и его сплавов
углеродистой легированной
Наружное точе- ние Эмульсия, сульфо- фрезол Осерненная эмуль- сия, сульфофрезол, смешанные масла Всухую, эмуль сия, керосин Всухую, эмуль- сия Всухую, керосин
Растачивание Эмульсия, сульфо- фрезол, сурепное масло Эмульсия, смешан- ные масла, льняное масло Всухую, суреп- ное масло Всухую, эмуль- сия Скипидар с ке- росином (4:5)
Сверление и зен- керование Эмульсия Эмульсия, смешан- ные масла, льня- ное масло Всухую, суреп- ное масло V . .. . Всухую, эмуль- сия Всухую, эмуль- сия, сурепное мас- ло с керосином
Развертывание Эмульсия сульфо- фрезол, растительные масла Эмульсия, смешан- ные масла, льняное масло Всухую, суреп- ное масло Сурепное масло Скипидар с керо- сином, сурепное масло
Нарезание резьбы Эмульсия сульфо- фрезол, раститель- ные и смешанные масла Осерненная и прос- тая эмульсия, суреп- ное или льняное масло Всухую, керо- син (для латуни сурепное масло) Всухую, суреп- ное масло Всухую, керосин, сурепное масло
ва тепла. Это вызывает быстрое затупление резца, наступающее
тем скорее, чем выше скорость резания и чем сильнее уменьша-
ются режущие свойства материала резца при повышении темпе-
ратуры. При прочих равных условиях резцы из быстрорежущей
стали допускают скорость резания в 2—2,5 раза большую, чем
резцы из углеродистой стали. Еще большую скорость, превыша-
ющую в 3—4 раза скорость резания резцами из быстрорежущей
стали, выдерживают резцы с пластинками из твердого сплава,
а также резцы с керамическими пластинками.
Сечение среза. С увеличением площади поперечного сече-
ния среза возрастает сила резания и, следовательно, количество
выделяющегося тепла; затупление резца наступает быстрее.
Однако установлено, что увеличение сечения среза меньше вли-
яет на стойкость резца, чем увеличение скорости резания. Иначе
говоря, затупление резца будет происходить быстрее при увели-
чении скорости резания-и медленнее при увеличении сечения
среза. Понятно, что для повышения производительности выгод-
нее прибегать к тому из этих двух средств, при котором резец
будет затупляться медленнее. Отсюда можно сделать важный
практический вывод: для увеличения производительности про-
цесса резания при неизменной стойкости резца целесообразно
увеличивать площадь поперечного сечения среза и соответствен-
но снижать скорость резания.
При чистовой обработке резец снимает незначительный слой
металла при малых подачах, поэтому скорость резания может
быть значительно увеличена по сравнению со скоростью резания
при обдирочной работе.
Глубина резания и подача. На стойкость резца влияет
площадь поперечного сечения среза (площадь поперечного се-
чения среза представляет собой произведение глубины резания
на подачу, т. е. f = tXs мм2). Одна и та же площадь попе-
речного сечения среза может быть достигнута за счет большой
глубины резания и малой подачи и, наоборот, за счет малой
глубины резания и большой подачи.
Опыты показывают, что увеличение глубины резания значи-
тельно меньше влияет на изменение стойкости резца, чем та-
кое же увеличение подачи. Поэтому для повышения производи-
тельности процесса резания при неизменной стойкости резца це-
лесообразнее увеличивать глубину резания, чем подачу.
Охлаждение. Особенно целесообразно применять охлажде-
ние при обработке вязких металлов режущим инструментом из
быстрорежущей стали. В этом случае при неизменной стойкости
инструмента можно повысить скорость резания на 15—25% по
сравнению с обработкой без охлаждения.
При обработке хрупких металлов (чугуна и бронзы) влия-
ние охлаждения на скорость резания значительно меньше. При
обработке чугуна применение охлаждающей жидкости даже
295
создает некоторые неудобства: мелкая стружка, смешиваясь
с ней, образует грязь,, которая засоряет охлаждающую систему
станка. Чугун и бронзу обычно обрабатывают без охлаждения.
Лишь для отделочных работ или при обтачивании особо проч-
ных чугунов можно применять охлаждение.
* Чтобы охлаждение давало хорошие результаты, необходимо:
1) направлять поток охлаждающей жидкости на стружку
сверху, в то место, где она отделяется от обрабатываемого ма-
териала, так как именно здесь образуется наибольшее количест-
во тепла;
2) начинать подачу охлаждающей жидкости в первый же
момент процесса резания, а не спустя некоторое время, иначе
в сильно нагретом резце могут появиться трещины;
3) следить за тем, чтобы охлаждающая жидкость соответ-
ствовала обрабатываемому материалу и роду выполняемой ра-
боты (см. табл. 14).
Стойкость резца. Выбор скорости резания зависит от тре-
буемой стойкости режущего инструмента. Чем выше скорость
резания при всех прочих равных условиях, техМ быстрее изнаши-
вается резец,, тем чаще приходится его перетачивать и тем боль-
ше затрачивать времени на его съем и установку на станке. Та-
ким образом, частично теряются преимущества от увеличенной
скорости, а при излишнем повышении ее получается даже сни-
жение производительности. Но из этого не следует, что нужно
работать при заниженных скоростях резания. Чтобы можно бы-
ло работать с высокими скоростями резания наши токари-пере-
довики улучшают геометрию инструмента, увеличивают проме-
жутки времени между переточками путем подправки лезвия рез-
ца, не снимая его со станка, и т. д. Их достижения не случайны:
за ними кроется большая работа, основанная на глубоком зна-
нии явлений резания и длительных подготовительных опытах.
Выбор скорости резания. Скорость резания является одним
из основных элементов режима резания, определяющим произ-
водительность обработки на станке.
Выбор скорости зависит от ряда факторов: механических
свойств обрабатываемого материала,, качества материала ре-
жущей части резца, геометрии резца, стойкости резца, глубины
резания, величины подачи, охлаждающей среды и способа ее
применения и др.
На основании опыта токарей-новаторов передовых заводов
и исследований наших ученых разработаны специальные табли-
цы, по которым можно выбрать необходимую скорость резания.
В качестве примера в табл. 1 (см. стр. 61) приведены дан-
ные для выбора скорости резания при точении в определенных
условиях. Скорости резания, приведенные в таблице, предусмат-
ривают обработку проходными резцами из быстрорежущей ста-
ли без охлаждения. Стойкость резца 7 = 60 мин. При условиях,,
296
отличающихся от указанных, следует табличные скорости умно-
жить на поправочные коэффициенты, приведенные ниже.
Если при обработке резцами из быстрорежущей стали Р9
или Р18 коэффициент принять равным единице, то для резцов
из углеродистой стали У10А, У12А поправочный коэффициент
будет 0,5 и меньше.
При обработке с охлаждением скорости резания, приведен-
ные в табл. 1 (стр. 61), умножают на коэффициенты 1,15—1,25
(при обработке машиноподелочной стали), 1,15—1,2 (при обра-
ботке стального литья).
При растачивании резцы работают в более тяжелых услови-
ях, чем проходные резцы при наружном точении; поэтому при-
веденные в табл. 1 значения скоростей резания умножают на
коэффициент 0,8—1, в зависимости от диаметра отверстия.
При подрезании торцовых поверхностей табличные скорости
резания умножают на коэффициент 1,05, а число оборотов дета-
ли определяют, относя полученную скорость к наружному диа-
метру детали.
Пример. Определить допустимое число оборотов шпинделя токарного станка
при обтачивании вала из машиноподелочной стали с?в = 75 кГ/мм?, если диаметр
вала £> = 85 мм, глубина резания / = 3 мм, подача s = 0,5 мм/об, материал
резца — быстрорежущая сталь Р9, работа ведется с охлаждением.
Пользуясь табл. 1 (стр. 61), определяем допустимую (табличную) скорость
резания при глубине резания t = 3 мм и подаче s = 0,5 мм/об'.
утабл == 33 м/мин.
Вводим поправочный коэффициент 1,2 на табличную скорость, учитывающий
работу с охлаждением:
v — 33-1,2 = 39,6 м/мин.
Определяем допустимое число оборотов шпинделя, соответствующее таблич-
ной скорости резания:
1000-о 1000-39,6
п = -V-D = “3,14-85 = 149 о6>мш-
Резцы, оснащенные твердыми сплавами, допускают значи-
тельно большие (в 3—4 раза) скорости резания по сравнению
с резцами из быстрорежущей стали. Исключительно высокая
твердость, стойкость и износостойкость современных твердых
сплавов способствовали широкому внедрению в машинострое-
нии скоростного резания металлов.
В качестве примера в табл. 15 и 16 приводятся рекомендуе-
мые скорости резания для различных глубин резания и подач
при продольном точении конструкционных углеродистых и леги-
рованных сталей и чугуна твердосплавными резцами *.
Скорости резания, указанные в табл. 15, рассчитаны на впол-
* Режимы резания черных металлов инструментом, оснащенным твердым
сплавом НИБТН Главниипроекта при Госплане СССР. Машгиз, 1958.
297
Таблица 15
Режимы резания при точении конструкционных углеродистых и легированных
сталей с пределом прочности при растяжении ав = 75 кГ/мм* резцами
с пластинками из твердого сплава Т15К6. Стойкость резца Т = 90 мин.
Глубина ре- зания /, мм Режим резания Подача 5, мм/об
0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
V, м/мин 270 247 234 223 216 — — — —
1 Рг, кГ 34 46 58 67 78 — — — —
Ne, кет 1,5 1,9 2,2 2,4 2,8 — — — —
V, м/мин 248 231 216 206 200 180 — — —
1.5 Р2. кГ 51 68 85 100 117 143 — — —
Ne, кет 2,1 2,6 3,1 3,4 3,9 4,3 — — —
V, м]мин — 220 207 198 191 171 158 149 —
2 Р2> кГ — 95 114 133 157 191 228 259 —
Ые, кет — 3,3 3,9 4,4 4,9 5,4 6,0 6,4 —
у, м/мин — — 192 183 177 159 146 138 132
3 Р2, кГ — — 172 200 235 286 340 388 438
Ne, кет — — 5,5 6,0 6,9 7,5 8,2 89 96
у, м/мин — — — 176 168 152 141 132 125
4 Pz, кГ — — —- 266 313 382 455 518 585
Ne, кет — — — 7,7 8,8 9.6 10,6 11,3 12,1
не определенные условия резания; они предусматривают про-
дольное точение сталей с ав = 75 кГ1мм2 резцами с пластинками
из твердого сплава Т15К6 с главным углом в плане ф = 45° при
стойкости резца Г = 90 мин.
Скорости резания, приведенные в табл. 16, рассчитаны на
продольное точение чугуна НВ 180—200 кГ/мм2 резцами с пла-
стинками из твердого сплава ВК8 с главным углохм в плане
Ф = 4б° при стойкости резца Т = 90 мин.
На основании опытных данных при точении стальных дета-
лей по методу В. Колесова рекомендуются значения скоростей
резания, сил резания и мощности, указанные в табл. 17.
298
Таблица 16
Режим резания при точении серого чугуна НВ 180—200 кГ/мм2
резцами с пластинками из твердого сплава ВК8. Стойкость резца Т = 90 мин
Глубина оезания Л мм Режим резания Подача 5, мм/об
0,1 0,15 0,2 0,25 о,з 0,4 0,5 0,6 0,7
и. м!мин 122 113 107 103 97 — — — —
1 Рг, кГ 16 22 28 33 38 — — — —
Ne кет 0,32 0,41 0,49 0,56 0,6 — — — —
V, м/мин 117 108 101 97 94 88 — — —
1 5 Рг, кГ 24 33 42 49 57 69 — — —
Ne, кет 0,46 0,59 0,7 0,78 0,88 1.0 — — —
у, м/мин — 104 97 94 90 85 81 78 —
2 Р2, кГ — 44 56 66 76 92 109 126 —
Ne, кет — 0.75 0,9 1,0 1.1 1,3 1,4 1,6 —
V, м/мин — — 92 88 85 79 73 68 64
3 Р2, кГ — — 84 98 114 139 164 189 213
Ne' кет — — 1.3 1.4 1,6 1,8 2,0 2,1 2,2
V, M-/MUH — — — 84 80 75 68 64 59
4 Р» кГ — — — 132 152 184 218 252 284
Ne, кет — — — 1,8 2,0 2,2 24 2,6 2,7
При условиях, отличающихся от указанных, следует данные
табл. 15, 16 и 17 умножать на соответствующие коэффициенты:
Сталь ав = 50—60 кГ/мм*.................1,6
Сталь ав = 60—70 кГ/мм2.................1.25
Коэффициенты, учитывающие пределы прочности обрабатываемого материала
Сталь ав = 70— 80 кГ/мм2 . .................................1
» цв = 80— 90 » 0,84
» ав= 90—100 » 0,73
Чугун НВ — 140—160 » 1,51
» /75=160-180 » 1,21
299
Таблица 17
Режимы резания при точении конструкционных и легированных сталей
с пределом прочности при растяжении ов = 75 кГ/мм2 резцами с пластинками
из твердого сплава Т15К6 по методу Колесова.
Стойкость резца Т = 30 мин (по данным ВНИИ)
Глувиня резания t, лил Режим резания Подача 5, мм/об
М 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4.0
vf м/мин 238 192 — — — — — —
0,5 Рх, кГ 41 82 — — — — — —
Ngt кет 1,56 2,58 — — — — — =
у, м/мин 192 158 141 130 — — — —
1,0 Р* кГ 82 164 246 328 — — — —
Ne, кет 2,58 4,24 5,67 6,98 — — — —
V, м/мин 178 141 126 117 109 104 — —
15 Ря, кГ 123 246 369 492 615 738 — —
Ne, кет 3,58 5,67 7,6 9,4 10,9 12,5 — —
V, м/мин 168 130 117 107 101 96 91 88
2,0 Р* кГ 164 328 492 656 820 984 1148 1312
Ng, кет 4,5 7,0 9,4 11,5 13,5 15,4 17,1 18.8
• V, м/мин 160 124 109 100 94 90 86 83
8.5 Р* КГ 205 410 615 820 1025 1230 1435 1640
Ng, кет 5,36 8,35 10,9 13,4 15,0 18,1 19,0 22,2
V, м/мин 154 120 103 96 90 85 82 78
8,0 Р2, кГ 246 492 738 984 1230 1476 1722 1968
Ne, кет 6,2 9,7 12,4 15,4 18,1 20,5 23,1 25,0
V, м/мин 150 116 100 92 86 82 78 75
3,5 Рг, кГ 287 574 861 1148 1435 1722 2009 2296
Nf, кет . 7,05 10,9 П.4 17,2 19,0 23,1 25,6 23,1
V, м/мин 147 113 98 88 83 79 75 72
4,0 Рг, кГ 328 656 984 1312 1640 1968 2296 2624
iVe, кет 7,9 12,3 15,8 18,9 22,3 25,4 28,1 31.1
300
Чугун НВ = 180-200 > .................................1
» НВ =200—220 » .................................0.85
Коэффициенты, учитывающие марку твердого сплава
Т30К4.................................1,5
Т15К6..................................1
Т14К8 .................................0,9
Т5К10..................................0,7
ВК2
ВКЗ
ВК6
ВК8
при обработке стали
при обработке чугуна
1,25
1,2
1,15
1,0
Коэффициенты, учитывающие стойкость резца
Стойкость 30 мин .................................................1,24
» 45 » ...............................................1,15
» , 60 » ...............................................1,08
» 90» ...............................................1
Коэффициенты, учитывающие главный угол в плане
<р= 30®............................................................,.............. 1,13
<р = 45°...........................................................................1,0
<р = 60°...........................................................................0,92
<р = 75е...........................................................................0.85
<р = 90е...........................................................................0,81
Пример. Определить допустимую скорость резания при обтачивании вала из
конструкционной углеродистой стали ов — 85 кГ/мм2. Условия работы: глубина
резания t = 3 мм\ подача s = 0,5 мм/об\ резец с пластинкой из твердого сплава
Т5КЮ; главный угол в плане <р= 30®; стойкость резца Т — 30 мин.
По табл. 15 (стр. 298) определяем скорость резания для сплава Т15К6 при
обтачивании стали ав — 75 кГ/мм2, для t = 3 мм, s = 0,5 мм/об и угла
<р= 45°1 Утабл = 146 м/мин
Поправочные коэффициенты:
на твердый сплав марки Т5К10 ........................0,7
на предел прочности обрабатываемой стали ав = 85 кГ/мм2 0,84
на стойкость резца Т — 30 мин .......................... 1,24
на главный угол е плане ср — 30°......................... 1,13
146 0,7-0,84.1,24-1,13 = 120,2 м/мин
Контрольные вопросы
1. Какой формы образуется стружка при обработке вязких и хрупких
металлов? Чем они отличаются?
301
2. Что представляет собой нарост на резце, когда он образуется и как
влияет на процесс резания?
3. Что такое наклеп и как он влияет на процесс резания?
4. Как определить площадь поперечного сечения среза?
5. Какое назначение имеют у резцов углы: передний, задний, угол за-
острения, углы в плане?
6. Какой угол называется углом наклона главной режущей кромки и
каково его назначение?
7. Как изменяются главные углы в зависимости от установки резца от*
носительно высоты центров станка?
8. Какие силы действуют на резец и каково примерное соотношение
между ними?
9. Как определить силу резания?
10. Что такое стойкость резца? Какие факторы влияют на стойкость
резца?
11. Какие охлаждающие жидкости применяют при резании металлов?
12. Куда должна быть направлена струя охлаждающей жидкости при
точении?
13. Следует ли при обработке чугунных деталей применять охлаждаю-
щие жидкости?
14. Какие факторы влияют на выбор скорости резания?
15. Что оказывает большее влияние на скорость резания: изменение по-
дачи или глубины резания? Какой практический вывод отсюда следует?
РАЗДЕЛ ПЯТЫЙ
ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОЕ РЕЗАНИЕ МЕТАЛЛОВ.
ВЫБОР НАИВЫГОДНЕЙШИХ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ
Глава XXI
ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОЕ РЕЗАНИЕ МЕТАЛЛОВ
§ 1. СУЩНОСТЬ СКОРОСТНОГО РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛОВ
В 1936—1937 гг. в Советском Союзе было освоено резание
металлов на скоростях резания, значительно превышающих
(в 3—4 раза) скорости резания, допускаемые быстрорежущим
инструментом. Этот метод обработки, названный скоростным ре-
занием, нашел широкое применение на заводах СССР.
Обработка стальных деталей с большими скоростями реза-
ния (200—400 м!мин и больше) стала возможной благодаря эф-
фективному использованию твердосплавного режущего инстру-
мента, применению наиболее рациональной геометрии его режу-
щей части и рациональной эксплуатации металлорежущих стан-
ков.
При работе на больших скоростях резания значительно уве-
личивается количество выделяющегося тепла и сокращается
время на его отвод. Вследствие этого происходит сильное нагре-
вание стружкой рабочей части режущего инструмента; темпе-
ратура на лезвии резца при скоростном резании может достигать
800—900° С и выше. Резцы из быстрорежущей стали теряют
режущие‘свойства уже при температуре 550—600° С, т. е. они
оказываются непригодными для скоростного резания. Резцы, ре-
жущая часть которых оснащена пластинками из твердого спла-
ва, допускают работу при температуре 800—900° С. Резцы, осна-
щенные минералокерамическими пластинками, могут работать
при температуре 1100—1200° С.
§ 2. ГЕОМЕТРИЯ РЕЗЦОВ ДЛЯ СКОРОСТНОГО РЕЗАНИЯ
Передний угол резца. Твердосплавные резцы обладают вы-
сокими режущими свойствами, но вместе с тем они хрупки и не-
прочны. Для предотвращения выкрашивания режущей кромки
ее требуется упрочнить, иначе она выкрошится раньше, чем ус-
пеет затупиться. С этой целью передний угол у твердосплавных
303
резцов выбирают меньше, чем у быстрорежущих. При обработ-
ке очень твердых и закаленных сталей, а также при прерыви-
стой ударной работе применяют резцы с отрицательными перед-
ними углами у=(—5)4-(—10)°.
На рис. 291, а показан резец с положительным передним уг-
лом, а на рис. 291, б — с отрицательным.
Рис. 291. Резцы с пластинками твердого сплава:
а — с положительным передним углом, б — с отрицательным передним углом
<9
Из сравнения этих резцов видно, что у резца с отрицатель-
ным передним углом угол заострения 0 больше, чем у резца с
положительным углом, а это повышает его прочность и улуч-
шает отвод тепла от режущей кромки в тело резца. Кроме того,
у резца с положительным передним углом (см. рис. 291, а) дав-
ление стружки сосредотачивается в точке а — у вершины резца.
Стрелкой показано направление силы Р — давления стружки на
резец. Эта сила стремится изогнуть и сколоть конец пластинки
вместе с режущей кромкой.
У резца с отрицательным передним углом (рис. 291, б) точка
приложения силы Р отодвигается от режущей кромки в точку .ft.
Сила в этом случае стремится прижать пластинку к телу резца-
Такое направление силы Р весьма благоприятно для пластинки
из твердого сплава, так как она, работая на сжатие, выдержи-
вает, не разрушаясь, примерно в 3—4 раза большую нагрузку,
чем при работе на изгиб. Такие резцы отличаются не только
большей прочностью, но и большей стойкостью по сравнению с
резцами, имеющими положительный передний угол. Объясняется
это лучшими условиями отвода тепла от режущей кромки.
Однако из сказанного не следует делать вывода, что приме-
нение резцов с отрицательным передним углом целесообразно
во всех случаях скоростного резания. Резцы с отрицательным
передним углом имеют следующие недостатки:
1) возрастает сила резания и мощность, затрачиваемая на ре-
зание;
2) значительно возрастает радиальная сила, вызывая отжим
304
и вибрации при обработке недостаточно жестких деталей (тон-
кие валики, винты и др.);
3) увеличивается выделение тепла, что приводит к повышению
температуры в зоне резания.
Опыт токарей-скоростников, а также исследования наших
ученых показали, что резцы с отрицательным передним углом
следует применять при скоростном точении и растачивании твер-
дой стали, у которой ав>80 кГ/лл2, при скоростном резании
стальных деталей по окалине и корке (штамповка, поковки и
литье), при точении закаленных сталей.
Резцы с отрицательным передним углом могут быть успешно
использованы и при обработке прерывистых поверхностей, ког-
да резец подвергается ударам. Резец, имеющий положительный
передний угол, воспринимает удар вершиной (рис. 292, а) —по-
ломка пластинки в этом случае неизбежна. При отрицательном
переднем угле (рис. 292, б) удар будет восприниматься не вер-
шиной резца, а более упрочненной частью пластинки.
Резцы с положительным передним углом следует применять
при скоростной обработке мягкой и средней твердости сталей
(марок 20, 30, 45 и др.), незакаленных легированных сталей
(20Х, 40Х и др.), серого чугуна и цветных металлов.
Рис. 292. Работа резца с пластинкой твер-
дого сплава при прерывистом резании:
а — при положительном переднем угле, б — при
отрицательном переднем угле
Форма передней поверхности резца. При скоростном реза-
нии форма передней поверхности резца имеет большое значение
для повышения производительности труда, качества обработан-
ной поверхности, стойкости резца, расхода твердого сплава и
затраты мощности на резание.
Применяется несколько форм передней поверхности резцов с
пластинками из твердого сплава.
Плоская передняя поверхность с положи-
тельным передним углом (рис. 293, а) была долгое
время наиболее распространенной. Известно, что положитель-
ный передний угол помогает лучшему сходу стружки и, следо-
вательно, облегчает резание. При увеличении переднего угла
305
уменьшается давление стружки на резец, а следовательно, и рас-
ход мощности, улучшается чистота обработанной поверхности,
уменьшаются вибрации. Но с увеличением положительного пе-
реднего угла ослабляется прочность режущей кромки, снижа-
ется также и стойкость резца вследст-
вие плохого отвода тепла от режущей
кромки. Такая форма передней повер-
хности (плоская с положительным пе-
редним углом) может быть использо-
вана лишь для обработки мягких ме-
таллов, например стали с <тв<80
кГ1мм\ алюминиевых сплавов, мягкого
чугуна.
Чтобы избежать недостатков рез-
цов с плоской передней поверхностью
и положительным передним углом при
обработке сталей с <тв>80 кГ/мм2 была
разработана и внедрена еще одна
форма передней поверхности — плос-
кая с фаской (рис. 293, б). Рез-
цы с такой формой передней поверх-
ности имеют узкую фаску f вдоль ре-
жущей кромки (шириной, примерно
равной 0,8 величины подачи), накло-
ненную под углом у2=(—3°) 4- ( —5°)»
и основную переднюю поверхность,
наклоненную под углом у = 25°.
Установлено, что такая фаска зна-
чительно упрочняет режущую кромку,
способствует нормальному износу рез-
ца, исключает возможность выкраши-
вания режущей кромки, как это быва-
ет у резцов с положительным перед-
ним углом без фаски; при этом значи-
тельно повышается (в два раза и более) стойкость резца (см.
рис. 294), уменьшается расход твердого сплава при переточках.
Поэтому токари-скоростники при обработке сталей с сгв = 80—
110 кГ/мм2 предпочитают резцы с этой формой передней поверх-
ности резцам с плоской передней поверхностью и положитель-
ным передним углом. Но при обработке сталей с сгв> 110 кГ1мм2
и эти резцы недостаточно прочны; такие стали следует обраба-
тывать резцами с отрицательным передним углом, что повышает
механическую прочность пластинки из твердого сплава и предо-
О)
Рис. 293. Форма передней
поверхности резца:
а — плоская с положительным
передним углом, б — плоская
с фаской, в — радиальная с
фаской
твращает ее выкрашивание.
Существенный недостаток имеют резцы с плоской передней
поверхностью и фаской также и при обработке вязких сталей;
сливная стружка, сходящая в виде сплошной ленты, наматы-
306
вается на обрабатываемую деталь и резец и становится опасной
для рабочего. Вот почему при обработке вязких металлов тока-
ри-скоростники часто предпочитают резцы с передней поверх-
ностью иной формы — радиусной с фаской (см. рис«
293, в).
В настоящее время эта форма передней поверхности явля-
ется наиболее распространенной при скоростной обработке вяз-
ких металлов, так как, сохраняя все преимущества плоской пе-
редней поверхности с отрицательной фаской, она способствует
хорошему завиванию стружки в спираль и обеспечивает резцу
еще более высокую стойкость (см. рис. 294). Токари-скоростни-
ки широко применяют резцы с радиусной канавкой
При обработке чугуна, когда образуется стружка надлома,
не следует применять резцы с радиусной канавкой, так как они
быстро изнашиваются. В этих случаях лучшей формой передней
поверхности является плоская (см. рис. 293, а) с положитель-
ным передним углом.
В табл. 18 приведены рекомендуемые величины переднего
угла для твердосплавных резцов в зависимости от формы перед-
ней поверхности и механических свойств обрабатываемого мате-
риала.
Задний угол резца. Величина заднего угла в отличие от пе-
реднего почти не зависит от механических свойств обрабатыва-
емого материала, а зависит от условий обработки. Установлено,
что задний угол следует уменьшать при больших нагрузках на
резец, т. е. при обдирочных работах, и увеличивать при работе
с малыми подачами. Практически задний угол для твердосплав-
ных резцов выбирают в пределах а = 6—8° для обдирки и а=*
10—12° для чистового точения (табл. 18).
Углы резца в плане. При выборе углов в плане — главного
угла <р и вспомогательного угла <pi—для твердосплавных рез-
307
Таблица 18
Передний и задний углы твердосплавных резцов (рекомендуемые)
Обрабатываемый материал Углы, град
Задний угол а Передний угол ]
со О V ю о со о" А Форма передней поверхности
радиусная с фаской; плоская с фаской плоская
Стали углеродистые и легированные: ав < ПО кГ/мм2 12 8 15 — 5
ав>110 » 12 —- — — 10
Чугун серый: НВ <220 10 6 12 —
//В >220 10 6 8 —
Чугун ковкий: Л/В=140Ч-150 12 8 15 —
нов следует руководствоваться правилами, изложенными на
стр. 277—279.
Радиус закругления вершины резца. Радиус оказывает зна-
чительное влияние на чистоту обработанной поверхности. Иссле-
дованиями установлено, что большие значения радиуса закруг-
ления вершины обеспечивают более высокий класс чистоты.
Вместе с тем резцы с большим радиусом закругления вершины
при обработке деталей недостаточной жесткости приводят к про-
гибу деталей и вибрациям. Чтобы избежать вибраций и сопут-
ствующего им быстрого разрушения режущей кромки, радиус
закругления вершины твердосплавного резца нужно делать не
более 0,5—1 мм.
Для упрочнения вершины твердосплавных резцов рекомен-
дуется вместо закругления вершины затачивать небольшую пе-
реходную кромку шириной 1—2 мм с углом в плане <р=10—20э.
§ 3. СОВРЕМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ РЕЗЦОВ
Широкое применение для высокопроизводительной обработ-
ки металлов нашли резцы, разработанные и внедренные тока-
рями-скоростниками, работниками научно-исследовательских ин-
ститутов и др. Ниже описано несколько конструкций таких рез-
цов, зарекомендовавших себя на практике.
308
Резец с неперетачиваемой многогранной
твердосплавной пластинкой (рис. 295) — это резец
конструкции, разработанной Всесоюзным научно-исследователь-
ским инструментальным институтом (ВНИИ).
Резец состоит из стержня 1 с запрессованным в него штиф-
том 3. На штифт свободно надевается многогранная твердо-
сплавная пластинка 2. Закрепляется пластинка заклиниванием
Рис. 295. Резец с неперетачиваемой многогранной твердо-
сплавной пластинкой конструкции ВНИИИ
ее между штифтом и задней опорной стенкой стержня с помо-
щью клина 4 и болта 5.
Многогранные пластинки имеют трех-, четырех-, пяти- и
шестигранную форму. Новые пластинки затачиваются только по
фаскам (шириной 0,2—0,4 мм) вдоль режущих кромок на до-
водочном чугунном диске с применением порошка карбида
бора.
Такие резцы успешно применяются при наружном обтачива-
нии, подрезании торцовых поверхностей и растачивании отвер-
стий. Особенно пригодны они для чистовой и получистовой
обработки на повышенных режимах. Основное преимущество
многогранных резцов состоит в том, что после затупления одной
режущей кромки упорный клин 4 освобождается, после чего пла-
стинка поворачивается и в работу вступает после закрепления
клина, следующая режущая кромка. После затупления всех ре-
жущих кромок пластинка больше не перетачивается, а возвра-
щается в переработку.
Следовательно, такой резец имеет повышенную стойкость,
обеспечивает повышение производительности труда (за счет ра-
боты на более высоких режимах резания) и весьма экономичен.
Резец конструкции В. К. Се минского представ-
ляет собой проходной токарный резец с порожком для ломания
стружки (рис. 296). Пластинка 1 из твердого сплава Т15К6 при-
паивается к стержню 2 на 5 мм ниже верхней поверхности стерж-
ня. Радиусный уступ 5, выфрезерованный в теле стержня
и подвергнутый после напайки пластинки 1 электроупрочнению
твердым сплавом, выполняет роль стружколомателя. Сходящая
30?
стружка, упираясь в уступ, завивается, а в некоторых случаях
ломается на кольца небольшой длины.
Все углы резца показаны на рис. 296. Эти резцы успешно
используются при точении заготовок из стали марок 45, 40Х,
Ст. 3.
Рис 296. Резец конструкции лауреата Государственной премии
токаря В. К. Семи нс кого
Рис 297. Резец КБЕК
Резцы КБЕК* (рис. 297) применяют при обработке вы-
соколегированных и закаленных сталей. Эти резцы оснащены
* КБЕК — начальные буквы фамилий авторов резца: Кривоухов, Бру-
штейн, Егоров и Козлов.
310
пластинками из твердого сплава Т15К6 и характеризуются тем,
что имеют малые углы в плане ср =10—20°, q>i = 10° и радиус за-
кругления вершины /? = 0.
Применение резцов с малыми углами в плане способствует
упрочнению твердосплавной пластинки, улучшает отвод тепла
от режущей кромки, повышает стойкость резца. Благодаря этим
особенностям резцы КБЕК при обработке высокопрочных и
труднообрабатываемых металлов, например закаленных на вы-
сокую твердость сталей, допускают скорости резания в 2—4 ра-
Рис. 298. Резец КБЕК с переходной режущей кромкой
за большие по сравнению с другими скоростными резцами. Та-
кие труднообрабатываемые стали, как нержавеющие и закален-
ный хромансиль, можно обрабатывать этими резцами со скоро-
стью резания 200—300 м!мин.
При работе резцами КБЕК сильно возрастает радиальная
сила Ру, следовательно, возможны вибрации и прогиб детали.
Поэтому резцы КБЕК могут быть использованы для получисто-
вой и чистовой обработки на проход или при наличии жесткой
системы станок — приспособление — инструмент — деталь.
При малом угле в плане невозможно работать с большой
глубиной резания. Для устранения этого недостатка предложе-
на конструкция резца КБЕК с главной режущей кромкой 1,
вспомогательной кромкой 2 и переходной режущей кромкой 3
шириной в 1—2 мм (рис. 298), наклоненной под углом 10—20°
к оси станка. Такой резец имеет углы: ф = 45-?75°; <pi = 10°;
у =—5°; а=12°; /? = 0. Резцы такого типа при наличии мощного
станка и достаточной жесткости системы станок — деталь — ре-
зец позволяют вести обработку с любой глубиной резания, до-
пускаемой длиной главной режущей кромки.
311
Проходной резец конструкции токаря
В. А. Колесова (рис. 299), предназначен для работы на
больших подачах s^3 мм!об. Резец оснащен пластинкой из
твердого сплава Т15К6 и имеет три режущие кромки. Главная
режущая кромка 1 с главном углом в плане 45° выполняет ос-
новную работу резания. Вспомогательная режущая кромка 2
(шириной на 0,5 мм больше подачи), расположенная параллель-
но оси обрабатываемой детали, срезает остающиеся гребешки
и повышает чистоту обработанной поверхности. Переходная ре-
жущая кромка 3 предохраняет вершину резца от скалывания и
облегчает работу кромки 2. Она имеет ширину около 1 мм и
угол в плане 20°. Режущие кромки 1 и 2 имеют узкие фаски ши-
риной 0,2—0,3 мм с отрицательным передним углом = —5°, по-
лученные доводкой.
Рис. 299. Проходной резец конструкции токаря-новатора
В. А. Колесова
Передний угол — положительный, 5—8°. Задние углы рав-
ны 3—5°.
Для ломания стружки на передней поверхности вытачивают
стружколомательную канавку шириной 8—10 мм и глубиной
1 —1,5 мм. Эта канавка расположена под углом 15—20° к глав-
ной режущей кромке (см. рис. 299).
При применении этого метода точения (с большими подачами)
повышается в несколько раз производительность, уменьшается рас-
312
ход мощности; чистота обработанной поверхности получается 4—
6-го классов (V 4—V 6) ГОСТ 2789—51.
Для получения обработанной поверхности без гребешков ре-
зец нужно устанавливать так, чтобы режущая кромка 2 распо-
лагалась строго параллельно оси детали, а вершина резца была
ниже центров на 0,02 диаметра детали.
§ 4. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СТАНКАМ
ДЛЯ СКОРОСТНОГО ТОЧЕНИЯ
К станкам для скоростного точения предъявляют более вы-
сокие требования, чем к обычным токарным станкам.
Самое название скоростной станок указывает на то, что ста-
нок предназначен для работы на больших скоростях резания
режущими инструментами, оснащенными пластинками из твер-
дых сплавов или минералокерамическими пластинками. Такой
станок должен иметь достаточно высокие числа оборотов шпин-
деля (1000—3000 об [мин). Естественно, что скоростной станок
должен иметь и более мощный электродвигатель, так как мощ-
ность растет пропорционально скорости резания.
При работе на высоких скоростях резания появляется опа-
сность возникновения вибраций вследствие недостаточной жест-
кости станка, излишних зазоров в подшипниках шпинделя и в
подвижных соединениях суппорта, неуравновешенности отдель-
ных быстровращающихся частей станка—патрона или обраба-
тываемой детали. При работе резцами с отрицательными перед-
ними углами увеличивается сила резания, особенно радиальная
(отталкивающая) сила. В результате отдельные части станка
нагружаются значительно больше, чем при обычном точении.
Следовательно, для спокойной работы станка его отдельные час-
ти должны обладать достаточной жесткостью и виброустойчи-
востью. Особое значение имеет увеличение жесткости шпинделя,
суппорта и задней бабки.
В станках для скоростного точения шпиндель должен вра-
щаться без биения и вибраций; необходимо также устранить за-
зоры в подвижных соединениях суппорта (это является одним
из условий работы станка без вибраций), однако необходимо в
то же время обеспечить плавное перемещение каретки и попереч-
ной части суппорта по их направляющим.
При скоростном резании вспомогательное время бывает в
2—2,5 раза больше основного (машинного) времени, поэтому
уменьшение вспомогательного времени повышает эффективность
использования станка.
Станки для скоростного резания должны иметь автомати-
ческое и другие устройства, позволяющие сокращать вспомога-
тельное время: на установку и закрепление деталей (быстродей-
ствующие пневматические, электромеханические и механические
313
патроны, самоцентрирующие люнеты и т. п.); на смену скоростей
вращения шпинделя; на смену подачи; на быстрые холостые пе-
ремещения суппорта как в продольном, так и поперечном на-
правлениях; на измерение деталей (лимбы для отсчета продоль-
ных и поперечных перемещений суппорта); на точное выключе-
ние подачи.
§ 5. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ СКОРОСТНОМ РЕЗАНИИ
При скоростной обработке деталей в центрах рекомендуется
применять вращающийся задний центр. На рис. 38
был показан такой центр. Однако этот центр часто оказывается
недостаточно жестким и является причиной возникновения
вибраций. Поэтому на токарных станках, предназначаемых для
скоростной обработки крупных валов или для снятия крупных
стружек, используется вращающийся центр, встроенный в пи-
ноль задней бабки (см. рис. 39). Такое устройство обеспечива-
ет большую жесткость и устойчивость детали и предохраняет
от возникновения вибраций.
При обработке деталей с большим числом оборотов скорость
перемещения суппорта получается значительной. Токарь прак-
тически не может своевременно выключить механическую пода-
чу вручную. Для этой цели скоростные станки оборудуются спе-
циальными устройствами — упорами и бы строде й-
ствующим,и в ы к л ю ч а т е л я м и для автоматичес-
кого выключения подачи.
При обработке на токарных станках цилиндрических деталей
с уступами, например ступенчатых валиков, диаметр и длина
отдельных ступеней которых должны быть постоянными, для со-
кращения времени на измерение применяют упоры, ограни**
чивающие продольные и поперечные переме-
щения резца. Применение продольных и поперечных упо-
ров позволяет обрабатывать детали без забора пробных стру-
жек и измерения каждой детали.
Продольные упоры, обычно устанавливаемые на пе-
редней направляющей станины, применяются нескольких кон-
струкций: простые упоры (см. рис. 52), упоры с микрометри-
ческим устройством (рис. 300), с применением индикатора
(рис. 301) и др. Продольное перемещение суппорта произво-
дится до его соприкосновения с упором. Индикаторные упоры
в сочетании с мерными плитками позволяют получить высокую
точность обрабатываемых деталей при значительном сокращении
времени на их измерение.
Многопозиционные продольные упоры позво-
ляют обтачивать ступенчатые валики с близко расположенными
ступенями. На рис. 302 показан четырехпозиционный упор 5 ба-
рабанного типа. Жесткий упор 1 с ограничителем 3 устанавли-
314
вают на передней направляющей станины и закрепляют на ней
двумя болтами 2. Диск 4 можно поворачивать относительно ба-
рабана 5, прикрепленного к боковой стенке фартука. В диск 4
ввернуты четыре упорных винта 6, которые можно устанавли-
вать на требуемую длину.
Рис. 300. Упор с микрометрическим
устройством
Рис. 301. Упор с применением индикатора
Продольное перемещение суппорта при обтачивании каждой
ступени валика производится до соприкосновения соответствую-
щего упорного винта 6 с ограничителем 3. Перед обтачиванием
следующей ступени нужно повернуть диск 4 с накаткой относи-
тельно барабана 5 до положения, определяемого фиксатором
(на рис. 302 не показан).
Устройство многопозиционного поперечного
упора показано на рис. 303. В боковой стенке поперечных са-
лазок жестко закрепляют болтами неподвижный сухарь 1. На
поворотном валике 2, имеющем четыре или более продольных
паза 3, закрепляют упоры 4\ положение каждого из них опреде-
ляется предварительно по заданному диаметру детали. Для то-
чения каждой следующей ступени валик 2 поворачивается за на-
катанную головку на соответствующую часть оборота.
315
Чтобы правильно установить упоры на поворотном валике,
вытачивают обычным способом первую деталь, тщательно вы-
держивая размеры всех ее уступов. В дальнейшем эту деталь
используют в качестве эталона для установки неподвижных упо-
ров на поворотном валике. Порядок установки должен быть
следующий. Установив образцовую деталь на станке, сначала
подводят резей к первому уступу так, чтобы вершина резца кос-
нулась поверхности уступа. Когда касание произойдет, закрепля-
ют первый упор так, чтобы он вплотную соприкасался с непод-
вижным сухарем 1. Такое закрепление упора относительно непод-
вижного сухаря определяет точное положение резца для обтачи-
вания уступа такого же диаметра у других деталей. Затем резец
подводят ко второму уступу и, повернув валик 2, закрепляют на
нем, как и в первом случае, второй упор и т. д.
При скоростном резании очень важное значение имеет
быстрый останов шпинделя после выключения стан-
ка. Для этого станки 1К62, 1К620 и некоторые другие оборудо-
ваны быстродействующими тормозами, благодаря
чему время вращения шпинделя по инерции сокращается в 3—4
раза (см. рис. 246).
Рис 304. Пневматический патрон:
Л 2 — центральные каналы, 3 — цилиндр, 4 — поршень, 5 — шток, 6 — штанга, 7 — шпиндель
станка, 8 — ползун, 9 — коленчатые рычажки, 10 — плечи, 11 — патрон, 12 —- распределитель-
ный кран, 13 — рукоятка
Главное требование при работе на высоких скоростях состо-
ит в том, чтобы деталь и резец были прочны и жестко закрепле-
ны. Это способствует уменьшению вибраций и является обяза-
тельным требованием как в отношении достижения заданной
точности обработки, так и в отношении техники безопасности.
317
К приспособлениям, обеспечивающим быстрое и надежное
закрепление деталей, относятся патроны пневматичес-
кие, патроны с пластической массой и др.
На рис. 304 показана конструкция пневматического патроца.
На левом конце шпинделя закреплен воздушный цилиндр 3, вну-
три которого имеется поршень 4. Сжатый воздух по трубкам по-
ступает в каналы 1 и 2, откуда направляется в правую или ле-
вую полость цилиндра. Если воздух поступает по каналу 1 в ле-
вую полость цилиндра, то поршень вытесняет воздух из правой
полости цилиндра по каналу 2, и наоборот. Поршень связан со
штоком 5, соединенным со штангой бис ползуном 8, который
действует на длинные плечи 9 коленчатых рычажков, короткие
плечи 10 которых перемещают зажимные кулачки 11 патрона.
Длина хода кулачков составляет 3—5 мм. Поэтому при из-
менении диаметра обрабатываемых деталей кулачки прихо-
дится переставлять или менять. Давление воздуха обычно со-
ставляет 4—5 кГ/см2. Для приведения в действие пневматичес-
кого цилиндра на корпусе коробки скоростей устанавливается
распределительный кран 12, поворачиваемый рукояткой 13.
Для сокращения времени на закрепление деталей токари-
скоростники вместо хомутиков с ручным зажимом часто приме-
няют рифленые передние центры (рис. 305), которые
не только центрируют деталь, но и выполняют роль поводка.
При нажиме задним центром рифления врезаются в обрабаты-
ваемую деталь и передают ей вращение. Для полых деталей при-
меняют прямые (рис. 306, а), а для валиков — внутренние (об-
Рис. 305. Применение рифленого центра
при обтачивании пустотелой детали
ратные) рифленые центры
(рис. 306, б). Такой способ
крепления позволяет обта-
чивать детали по всей дли«
не за одну установку, в то
время как те же детали с-
обычным центром и хомути-
ком могут быть обточены
только за две установки, что
значительно увеличивает
время обработки.
Еще более надежное за-
крепление деталей типа втулок достигается при использовании
рифленого переднего центра 1 и вращающегося заднего центра
3 с грибком 2 (рис. 307).
Показанные на рис. 306 и 307 рифленые центры пригодны
как для обдирочных работ (глубина резания 3—5 мм и подача
0,5—0,75 мм/об), так и для отделочных работ.
Для токарных работ с глубиной резания до 2 мм и подачей
до 0,5 мм/об применяют самозажимные хомутики,
одна из конструкций которых показана на рис. 308.
318
В корпусе 1 самозажимного хомутика установлен кулачок 4,
конец которого имеет рифленую поверхность 2. После установки
хомутика на деталь рифленая поверхность 2 кулачка под дей-
ствием пружины 3 прижимается к детали. После установки
а)
Рис. 306. Рифленые центры для токарной обработки:
а — наружный, б — внут{>енний
fi)
в центры и пуска станка палец 5 поводкового патрона, нажи-
мая на кулачок 4, заклинивает деталь и приводит ее во враще-
ние. Такие самозажимные хомутики значительно сокращают
вспомогательное время.
Рис. 308. Самозажимной
хомутик
Рис. 307 Рифленый передний центр и
вращающийся задний центр с грибком
Для быстрого закрепления пруткового материала диаметром
до 50 мм применяют цанговые патроны. Такой патрон
простой конструкции показан на рис. 309. Коническим хвосто-
виком 1 патрон устанавливается в коническое отверстие шпин-
деля передней бабки. В выточке патрона установлена разрезная
пружинящая втулка 2 с конусом, называемая цангой. В от-
верстие цанги 2 вставляют обрабатываемый пруток. Затем клю-
чом навертывают на корпус патрона гайку 3. При навертывании
гайки пружинящая цанга сжимается и закрепляет пруток, не де-
формируя зажимаемую поверхность.
319
Большое удобство представляют бесключевые цанго-
вые патроны (рис. 310), навертываемые на шпиндель стан-
ка. Зажим осуществляется поворотом маховика /, который через
зубья диска 2 и двойное зубчатое колесо 3 передает вращение
колесу 4, являющемуся одновременно и гайкой для цанги 5.
При вращении колеса цанга пе-
ремещается вдоль ее оси и за-
крепляет деталь. Недостаток
этих патронов — ручной зажим
цанги, осуществляемый только
при остановке шпинделя.
При обработке деталей с по-
вышенными требованиями к кон-
центричности цилиндрических по-
верхностей (втулки, кольца и др.)
применяют более совершенное по
Рис. 310. Цанговый бесключевой
Рис. 309 Нормальный цанговый патрон
патрон
а)
б)
Рис. 311. Самоцентрирующий патрон с пластической массой:
а — принципиальная схема работы патрона, б — патрон с пластической массой для зажима
детали по наружному диаметру;
/ — нажимной винт, 2 — плунжер, 3 — центрирующая втулка, 4 — корпус патрона, 5—.обра-
батываемая деталь, 6 — гидропластмасса
320
сравнению с цанговыми и кулачковыми патронами — с а м о-
центрирующие патроны с пластической массой
(рис. 311). В этих патронах зажим и точное центрирование обра-
батываемой детали происходит за счет упругой деформации не-
разрезной тонкостенной цилиндрической втулки, работающей от
действия на нее пластической массы.
Принципиальная схема работы патрона показана на
рис. 311, а. В корпусе 4 патрона туго вставлена тонкая центри-
рующая втулка 3. Свободная полость между корпусом и втул-
кой заливается специальной массой, имеющей в своем составе
виниловую смолу. После охлаждения масса затвердевает до
пластического состояния, сохраняя способность, подобно жид-
кости, передавать действующие на нее усилия равномерно во
все стороны.
Патрон (рис. 311, б) работает следующим образом. После
установки обрабатываемой детали 5 так, чтобы она упиралась
в торцовую поверхность центрирующей втулки 3, завертывают
нажимной винт /, который через плунжер 2 сжимает пластичес-
кую массу 6. Тонкая центрирующая втулка под действием пла-
стической массы концентрично деформируется до тех пор, пока
установленная в нее обрабатываемая деталь не будет сцентри-
рована и зажата.
§ 6. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОТВОДА СТРУЖКИ
При скоростном резании металлов за короткие промежутки
времени образуется большое количество сильно разогретой
стружки, которая при точении вязких металлов (стали, алюми-
ния и др.) имеет форму непрерывной ленты. Такая стружка за-
громождает территорию около станка и мешает работе токаря:
она наматывается на деталь и резец, портит обработанную по-
верхность детали, выкрашивает режущую кромку резца и может
быть причиной несчастного случая.
Чтобы предотвратить образование такой стружки, принимают
меры для ее завивания и дробления. Иногда для этих целей на
передней поверхности резца выбирают шлифовальным кругом не-
большую ступеньку (рис. 312, а) глубиной 0,4—0,7 мм и шири-
ной, зависящей от глубины резания и подачи. Это так называе-
мые резцы с порожком. Если размеры уступа выбраны
правильно, такие резцы обеспечивают надежное дробление слив-
ной стружки на небольшие кусочки. Недостаток резцов с порож-
ком— повышенный расход мощности (до 20%) и твердого
сплава.
На машиностроительных заводах широко применяют резцы
со стружкозавивательной радиусной канавкой
на передней поверхности параллельно режущей кромке
(рис. 312, б); ширина канавки равна приблизительно 2,5—3 мм,
11 Зак. 529
321
глубина 0,1—0,4 мм, радиус 1,5—3 мм. Вдоль режущей кромки
затачивают узкую фаску для упрочнения лезвия. При таком
короткие витки при получистовои и
Рис. 312. Передняя поверхность резца
с пластинкой из твердого сплава:
а — с порожком для дробления стружки, б — со
стружкозавивательной канавкой;
1 — порожек, 2 — фаска, 3 — канавка
устройстве передней поверхности сливная стружка завивается
тем круче, чем ближе расположена канавка к режущей кромке
и чем меньше радиус ее поверхности, и дробится на отдельные
чистовой обработке сталей.
Такие резцы расходуют
меньше мощности, чем
резцы с порожками, и на-
дежность их действия
меньше зависит от глуби-
ны резания и подачи. На-
иболее надежное ломание
стружки обеспечивается
при работе с подачами от
0,3 до 0,5 мм/об.
При скоростном точе-
нии вязких металлов ус-
пешно используют на-
кладные стружколо-
м а т е л и (стружкозави-
ватели).В настоящее вре-
мя имеется много конструкций накладных стружколомателей.
На рис. 313 показан накладной стружколоматель
регулируемого типа. Он состоит из пластины 1, скрепленной с
угольником 2, на котором с помощью болта 4 закрепляют на-
кладку 3 с приваренной пластинкой из твердого сплава 5. В на-
Рис. 314. Универсальный накладной
стружколоматель, предложенный
Н. И. Патутиным
Рис. 313. Накладной регулируемый
стружколоматель
кладке 3 имеется прорезь, позволяющая перемещать накладку
относительно угольника и поворачивать вокруг болта 4. Благо-
даря этому при установке накладки с пластинкой на переднюю
поверхность резца обеспечивается ее регулирование по высоте
и углу наклона режущей кромки.
Надежным стружколомателем накладного типа является
универсальный стружколоматель конструкции
322
Н. И. Патутина (рис. 314). Стружколоматель представляет со-
бой пластинку 3 из стали марки 45 с криволинейным профилем,
накладываемую сверх твердосплавной пластинки 1 резца и за-
крепляемую болтом 2 на резце 4. Для повышения износостой-
кости стружколомателя его рабочая поверхность наплавлена
стеллитом на глубину 2—3 мм.
Сходящая с большой скоростью стружка попадает в зону
стружколомателя и принудительно обтекает его рабочую по-
верхность.
Благодаря трению между стружкой и поверхностью струж-
коломателя стружка теряет скорость и ломается на небольшие
кусочки (5—10 мм).
Вследствие специального профиля рабочей части стружколо-
мателя стружка всегда получает направление в сторону обраба-
тываемой поверхности, что положительно сказывается на качест-
ве обработанной поверхности.
Для защиты от стружки при скоростном резании, помимо ис-
пользования всевозможных конструкций стружколомателей, не-
обходимо применять специальные ограждения в виде защитных
кожухов, экранов и др.
§ 7. НЕПОЛАДКИ ПРИ СКОРОСТНОМ ТОЧЕНИИ
Токарь должен хорошо изучить неполадки, возникающие при
работе с большими скоростями резания, и уметь их своевремен-
но устранить. Эти неполадки можно разбить на четыре группы:
1) вибрации системы: станок — приспособление — инстру-
мент — деталь;
2) низкая стойкость резца;
3) выкрашивание режущей кромки резца;
4) низкое качество обработанной поверхности.
Вибрация системы: станок — приспособление — ин-
струмент — деталь (СПИД) ухудшает качество обработанной
поверхности, которая получается дробленой и недостаточно чи-
стой. Поэтому даже незначительные вибрации необходимо не-
медленно устранять. Для этого следует: уменьшить зазоры
в подшипниках шпинделя; подтянуть клинья в подвижных сое-
динениях суппорта; уменьшить вылет пиноли задней бабки;
тщательно выверить и отбалансировать деталь, закрепленную
в патроне; уменьшить вылет резца из резцовой головки; изме-
нить скорость резания (уменьшить или увеличить); уменьшить
глубину резания; увеличить подачу.
Иногда рекомендуется применять упругие (резиновые и др.)
прокладки под кулачки патрона (при работе в патроне) и по-
водковые болты (при работе в центрах) или применять специ-
альные виброгасители, препятствующие 'возникновению
вибраций.
11*
323
На рис. 315 показан резец с виброгасителем конструкции
лауреата Государственной премии Д. И. Рыжкова. Виброгаси-
тель крепится на державке резца и состоит из болта /, полой
втулки 4, пружины 3 и крышки 2. Крышка прижимается к дер-
жавке резца силой пружины 3.
Виброгаситель (см. рис. 315) гасит только вибрации резца;
вибрации станка и обрабатывае-
мой детали виброгаситель не га-
сит.
Низкая стойкость рез-
ц а является результатом непра-
вильного выбора марки твердого
сплава; неправильной заточки
резца (слишком большой перед-
ний угол, большой радиус закру-
гления вершины резца), плохого
качества заточки и доводки; за-
вышенного режима резания.
Выкрашивание режу-
щих кромок, помимо вибра-
ций, вызывается следующими
причинами: неправильным выбо-
ром марки твердого сплава, ос-
лаблением режущей части резца
в результате неправильной его за-
точки (большие передний и зад-
ний углы, недостаточный угол на-
клона главной режущей кромки,
большой радиус закругления вер-
шины резца); плохим качеством
заточки и доводки резца (зазуб-
рины на режущей кромке); пере-
грузкой резца (работа с чрезмер-
но большим сечением стружки);
остановкой станка во время рабо-
ты вследствие плохой натяжки
ремня, неисправного состояния фрикционной муфты, а также пе-
регрузки станка; охлаждением с недостаточной подачей охлаж-
дающей жидкости, вызывающим образование мелких трещин в
пластинке; отсутствием стружкозавивателя или стружкозавива-
тельных канавок.
Низкое качество обработанной поверхности
(неровности, надиры) вызывается неправильно выбранной гео-
метрией резца; плохим качеством заточки и доводки резца; не-
правильно выбранной скоростью резания; слишком большой по-
дачей; чрезмерным износом резца.
324
§ 8. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА РАБОТЫ РЕЗЦАМИ, ОСНАЩЕННЫМИ
ПЛАСТИНКАМИ ИЗ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
При работе резцами, оснащенными пластинками из твер-
дых сплавов, необходимо соблюдать следующие основные пра-
вила:
1) обращать особое внимание на жесткость крепления обра-
батываемой детали, приспособления и резца;
2) следить за тем, чтобы вылет резца из резцедержателя был
как можно меньше и не превышал высоту стержня более чем
в 1,5 раза;
3) при обработке сталей применять резцы со стружколома-
тельными канавками или устанавливать стружкозавиватель;
4) врезание резца в заготовку следует производить посте-
пенно и вручную, только после этого можно включать механи-
ческую подачу суппорта;
5) в случае возникновения вибраций резца рекомендуется
применять виброгаситель (см. рис. 315);
6) при применении охлаждения включать обильную струю
охлаждающей жидкости в самом начале резания;
7) время от времени производить доводку мелкозернистым
оселком передней и задней поверхностей резца, не вынимая его
из резцовой головки.
Контрольные вопросы
1. В чем заключается сущность скоростного резания металлов?
2. Какие преимущества твердосплавных резцов для скоростного резания?
3. Когда применяют резцы с отрицательными передними углами, в чем
их преимущество и недостаток?
4. В каких случаях при скоростном точении применяют резцы с отрица-
тельными и в каких — с положительными передними углами?
5. Перечислите основные формы передней поверхности резцов для ско-
ростного резания.
6. Какие существуют способы для обеспечения завивания и ломания
стружки?
7. Перечислите неполадки, возможные при скоростном точении, и ука-
жите меры для их устранения.
8. Как устроен пневматический патрон, показанный на рис. 304?
9. Как устроен самозажимной хомутик, показанный на рис. 308?
10. Как устроен самоцентрирующий патрон с пластической массой
(рис. 311)?
11. Перечислите основные правила работы резцами, оснащенными пла-
стинками из твердого сплава.
Глава XXII
ВЫБОР НАИВЫГОДНЕЙШИХ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ
§ 1. ПОНЯТИЕ О ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТРУДА
Производительность труда в машиностроении определяется
количеством деталей, обработанных на станке в единицу вре-
мени (час, смену). Повысить производительность труда — это
значит дать больше продукции, т. е. сократить время, затрачи-
ваемое на изготовление одной детали.
Время, затрачиваемое на изготовление одной детали, т. е.
штучное время — состоит из основного (машинного) и
вспомогательного времени, времени обслуживания рабочего
места и времени перерывов на отдых и личные надобности.
Основное время при выполнении токарных работ —
машинное. Это время, в течение которого с заготовки снима-
ется стружка. Оно обозначается То, измеряется в- минутах
и определяется по формуле
то = мин, (22)
где s — подача инструмента (резца, сверла, развертки) на один
оборот шпинделя, мм/об\
п — число оборотов шпинделя в минуту;
L — длина прохода инструмента, определяемая как сумма:
L — I //,
где I — длина обрабатываемой поверхности детали в направлении
подачи, мм\
у — величина врезания и перебега инструмента, мм.
В табл. 19 показано, что нужно принимать за длину L при
различных видах токарной обработки.
Когда деталь обрабатывается не за один, а за несколько
проходов инструмента, основное время рассчитывают по
формуле:
То = — или То = -Ц-, (23)
где i — число проходов инструмента;
h — величина припуска на сторону, мм\
t — глубина резания, мм.
Из формулы (23) следует, что при заданной длине обраба-
тываемой поверхности и припуске на обработку основное вре-
мя зависит от подачи, глубины резания и числа оборотов (ско-
рости резания). Чтобы уменьшить основное время, необходимо
работать с наивыгоднейшим режимом резания при наиболее
полном использовании режущих свойств инструмента и возмож-
ностей станка,
326
Таблица 19
Определение длины прохода инструмента при обработке на токарных станках
Вид токарной обработки Эскиз Длина прохода инструмента L, мм
Продольное точе- ние 4 '.л - J L = l + y, где 1 — длина обрабатываемой поверхности в направле- нии подачи, мм
Вытачивание ка- навки *3 к d — dr 2 +У’ где d — диаметр заготовки, мм d{ — внутренний диаметр после вытачивания, мм
&
Подрезание тор-
цовой поверхности
сплошного сечения
Подрезание тор-
цовой поверхности
несплошного сече-
ния (торцовое точе-
ние кольца)
Фасонное точение
d
L = Т + У'
где d— диаметр подрезаемой тор-
цовой поверхности, мм
r D — d
L ~ 2 +
где d — диаметр отверстия, мм
D-d
L “ 2 +
где d — наименьший диаметр
после точения, мм
327
Продолжение таблицы 19
§ 2. ПОНЯТИЕ О МОЩНОСТИ ПРИ ТОЧЕНИИ
Мощность, затрачиваемую на срезание стружки, называют
эффективной мощностью, или мощностью резания.
Чтобы определить мощность резания, нужно знать силу ре-
зания Pz в кГ и скорость резания и в м/мин.
Определим вначале работу, которую производит станок за
одну секунду. Она будет равна
Pz'V -И* /94Ч
60 сек *
Учитывая, что 1 л. с. = 75 кГм!сещ а 1 квт=1,36 л. с., можно
определить мощность резания в киловаттах по формуле:
Д7 _ PZ V _ P2-V
60-75-1,36 ” 60-102
(25)
* В Международной системе единиц (СИ) работа измеряется в джоулях,
а мощность — в ваттах. 1 кГм=9,80665 дж, 1 кГм!сек =9,80665 вт, 1 л. с.=*
= 735,499 вт.
328
Мощность электродвигателя станка МЭд должна быть больше
мощности резания Ne, так как часть мощности электродвигателя
затрачивается на преодоление трения в подшипниках шпинделя
и валов, в зубчатых передачах коробки скоростей и др.
’ Если разделить мощность, подведенную к шпинделю станка
2VCT на мощность электродвигателя 7УЭд, то получится число
меньше единицы. Это число, показывающее, какая часть мощ-
ности электродвигателя может быть полезно использована на
резание, называется коэффициентом полезного действия и обо-
значается буквой т] (греческая буква эта).
Следовательно,
*1 = ^. (26)
где NCT — мощность станка на шпинделе, квт\
Мэд — мощность электродвигателя, квпг.
Вполне понятно, что мощность станка на шпинделе должна
удовлетворять условию:
ст е'
где Хв — мощность, расходуемая на резание, кет.
Пример 1. Определить мощность резания при точении валика из конструкцион-
ной углеродистой стали ав = 60 кГ/мм2, при условии, что D — 50 мм, п =
= 190 об/мин. t — 5 мм, s — 0,4 мм/об.
Решение.
По табл 13 (стр. 289) выбираем коэффициент резания. Для машиноподелоч-
ной стали при а8 = 60 кГ/мм2 К — 160 кГ/мм2.
Площадь поперечного сечения среза
f = t-s — 5 -0,4 = 2 мм2.
Сила резания (см формулу 21)
160-2 = 320 кГ.
Скорость резания
rc-D-n 3,14-50-190
°~ woo = юоо = 30 м!мин-
Следовательно, мощность резания
P2v 320-30
Ne ~~ 60-102 ~ 60-102 — 1,57 квт'
Пример 2. Определить мощность станка на шпинделе NCT, если мощность
электродвигателя Мэд — 8 квт, т) = 0,75.
Решение Мощность станка на шпинделе
AfCT = — 8-0,75 = 6 квт.
Остальная мощность в количестве 2 квт пойдет на преодоление трения в
механизмах самого станка
Пример 3. На токарном станке 1К62 обтачивается вал из конструкционной
углеродистой стали с пределом прочности на растяжение зв = 75 кГ/мм2. Резец
329
оснащен пластинкой из твердого сплава Т15К6. Диаметр заготовки D— ПО маг,
глубина резания t = 2 мм\ подача s = 0,3 мм/об', v = 190 м/мин.
Выяснить, можно ли вести обработку, исходя из мощности станка на шпин-
деле (см. приложение I, стр. 416—417).
Решение. По табл. 15 (см. стр. 298) для данного материала (конструк-
ционная сталь ав = 75 кГ/мм*), заданных глубины резания (/ = 2 мм) и подачи
(s = 0,3 мм/об), находим силу резания Pz= 157 кГ.
Определяем мощность резания:
P2-v 157190
Ne ~ 60-102 “ 60-102 ~ 4,9 квт'
По заданной скорости резания и диаметру заготовки вычисляем необходимое
число оборотов шпинделя станка:
1000-v [1000-190 _
п~ n-D ~ 3,14-110 « 550 сб/лшн.
Так как станок 1К62 не имеет ступени скорости с п = 550 об/мин, выби-
раем ступень с меньшим числом оборотов — п — 500 об/мин.
Из паспорта этого станка (приложение!, стр. 416—417) определяем для вы-
бранной ступени мощность на шпинделе Мст = 7,9 кет.
Как видно /VCT > Ne (7,9 кет > 4,9 кет), следовательно, обрабатывать дан-
ный вал на станке 1К62 при данном режиме можно.
§ 3. КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ
При врезании режущей кромки резца в обрабатываемый ма-
териал он давит на резец с силой Pz, направленной вертикально
вниз.
С такой же силой, с какой стружка давит на резец, на обра-
батываемую деталь в месте
резания действует сила Pz,
направленная в обратную
сторону (рис. 316). Эта си-
ла стремится препятство-
вать вращению детали и на-
гружает механизмы приво-
да станка.
Если силу Pz умножить
на половину диаметра обра-
батываемой детали, то по-
лучим величину, называе-
мую моментом сопротивле-
ния резанию. Эта величина
выражается в килограммо-
миллиметрах, если диаметр
выражен в миллиметрах, и
в килограммометрах, если диаметр детали выражен в метрах..
Обозначая момент сопротивления резанию буквой Л4Р, по-
лучим:
Л1р = кГмм (27)
Рис 316. Действие силы Р2 на
заготовку
330
или
Мр ~ 2-1000 К^М'
Допустим, что сила резания при заданных глубине резания
и подаче равна 200 кГ, а диаметр детали — 100 мм. Тогда мо-
мент сопротивления резанию
Мр = = 200210Э = 10 000 кГмм (10 кГм).
Полученная величина момента сопротивления резанию, ко-
торую создает сила Pz, действуя на плече мм, и должна быть
преодолена приводом станка.
Чтобы происходило резание, необходимо, чтобы крутящий
момент на шпинделе при выбранном числе оборотов был равен
или больше момента сопротивления резанию, т. е.
^шп ^р*
Крутящий момент на шпинделе Л4Шп для станка с коробкой ско-
ростей определяется по формуле:
Л4ШП = 1,36-716200= 974000кГмм,
шп , п 1 П '
(28)
где Л?эд — мощность электродвигателя, квт\
п — число оборотов шпинделя в минуту;
ц — коэффициент полезного действия.
Среднее значение коэффициента полезного действия для то-
карного станка с коробкой скоростей можно принять равным
0,7—0,8.
Из формулы (28) следует, что каждой ступени числа обо-
ротов соответствует определенный крутящий момент на шпин-
деле. Следовательно, если станок имеет 24 различных числа обо-
ротов шпинделя, то привод передает шпинделю 24 различных по
величине крутящих момента (см. паспорт станка, приложение I).
Если крутящий момент на шпинделе равен моменту сопро-
тивления резанию, мощность станка используется полностью.
Если крутящий момент на шпинделе больше момента сопротив-
ления резанию, то используется только часть мощности станка,
а если он меньше момента сопротивления, это значит, что ста-
нок перегружен. В последнем случае электродвигатель будет пе-
регреваться или остановится. Необходимо уменьшить момент
сопротивления резанию за счет уменьшения сечения среза или
перейти на ступень с меньшим числом оборотов шпинделя,
при котором крутящий момент на шпинделе будет равен момен-
ту сопротивления резанию или больше его.
331
§ 4. ПАСПОРТ ТОКАРНОГО СТАНКА
Для рационального использования токарного станка токарь
должен знать его характеристику. Для этого на каждый станок
составляется паспорт, содержащий все сведения, необходимые
для полной его характеристики.
В приложении I (стр. 412—420) приводится в качестве при-
мера паспорт токарно-винторезного станка модели 1К62.
В паспорте помещаются общие сведения, характеризующие
тип станка, модель, назначение, указывается завод-изгото-
витель и т. п. В нем приводятся основные размеры станка, наи-
большие размеры обрабатываемых на нем деталей, размеры
мест креплений инструмента и данные о суппорте, шпинделе и
задней бабке. Затем указываются прилагаемые к станку при-
надлежности и приспособления, служащие для закрепления де-
талей и инструмента, для настройки и обслуживания станка и
для специальных работ.
В разделе «Привод» указывается род привода (групповой,
трансмиссионный, индивидуальный), характеристика ремней,
подшипников шпинделя, фрикционной муфты и др.
В паспорт вносят также сведения об изменениях, произве-
денных при модернизации станка в связи с применением пере-
довых методов работы: замена электродвигателя, шкивов, зуб-
чатых колес, ремней, улучшение смазки подшипников, примене-
ние шариковых подшипников взамен подшипников скольжения
и др.
В паспорте станка приводятся его кинематическая схема и
данные о зубчатых и червячных колесах, червяках, винтах и др.,
а также данные, относящиеся к механизму главного движения и
механизму подач (положение рукояток и соответствующие им
числа оборотов шпинделя в минуту; крутящие моменты на шпин-
деле; мощности на шпинделе; сменные зубчатые колеса гитары;
подачи на один оборот шпинделя; допускаемые нагрузки наибо-
лее слабых звеньев станка, производящих работу и т. д.).
В паспорте приводится эскиз станка и указывается назначе-
ние каждой из рукояток управления.
§ 5. ВЫБОР НАИВЫГОДНЕЙШИХ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ
От выбора наивыгоднейшего режима резания при точении,
т. е. наивыгоднейшего сочетания глубины резания, подачи и ско-
рости резания, зависит производительность процесса резания.
Выбор глубины резания. Припуск на обработку можно снять
за один или несколько проходов, однако целесообразнее ра-
ботать с возможно меньшим количеством проходов. Следует
стремиться весь припуск снимать за один проход, если это воз-
можно. В противном случае необходимо разделить имеющийся
332
припуск на два или, в крайнем случае, три прохода (большее
количество проходов применяется очень редко). Если обрабо-
танная поверхность должна быть точной и чистой, следует весь
припуск распределить на один-два черновых прохода, оставляя
на чистовую обработку не больше 0,5—1 мм на сторону.
Выбор подачи. Для сокращения основного (машинного) вре-
мени необходимо работать с возможно большей подачей.
При черновой обработке величина подачи ограничивается
жесткостью детали, прочностью резца и наиболее слабых звень-
ев механизма подачи станка. Для выбора подачи служат специ-
альные таблицы, разработанные на основании опытных данных.
При получистовом и чистовом точении величина подачи
определяется в зависимости от заданного класса чистоты по-
верхности, радиуса при вершине резца, выбранной скорости ре-
зания.
Из табл. 20 видно, что с увеличением требуемого класса чис-
тоты обработанной поверхности подача должна быть уменьше-
на, а с увеличением радиуса при вершине резца — увеличена.
Выбор скорости резания. Скорость резания, допускаемая ре-
жущим инструментом, зависит от механических свойств обраба-
тываемого материала, свойств материала резца, углов заточки
резца, его стойкости, глубины резания и подачи, охлаждения
и т. п.
Для выбора скорости резания целесообразно пользоваться
специальными таблицами, составленными на основании лабо-
раторных исследований и данных практики.
В табл. 1 (стр. 61) были приведены скорости резания для
различных материалов при обтачивании резцами из быстроре-
жущей стали, а в табл. 15—17 (стр. 298—300) —скорости реза-
ния для резцов, оснащенных пластинками из твердых сплавов.
Эти скорости резания являются ориентировочными и не могут
рассматриваться как предельные. Часто токари-скоростники ра-
ботают на более высоких скоростях резания.
Порядок выбора режимов резания. Режимы резания выби-
рают в такой последовательности:
1. Задаются глубиной резания в зависимости от припуска
на обработку.
2. Выбирают подачу в зависимости от жесткости детали,
станка и резца, требуемой точности и чистоты обработанной по-
верхности и уточняют ее по паспорту станка.
3. Задаются желательной стойкостью резца. Средняя стой-
кость резца обычно принимается, как указывалось выше, равной
30—90 мин.
4. Выбирают скорость резания в зависимости от глубины ре-
зания, подачи и стойкости инструмента по таблицам.
5. Уточняют выбранную табличную скорость резания для то-
го, чтобы привести ее в соответствие с условиями работы: изме-
333
334
Таблиц а 20
Величины подач при точении конструкционных углеродистых и легированных сталей
с пределом прочности при растяжении ав — 70—90 кГ/мм2
Класс чистоты по ГОСТ 2789-59 Радиус при вершине резца, мм Скорость резания а, м/мин
80 90 100 но 120 более 130
Рекомендуемые подачи мм/об
V4 0,5 0,54—0,46 0,55-0,49 0,55—0,49 0,55—0,49 0,55—0,49 0,55—0,49
1,0 0,65-0,57 0,65-0,57 0,65—0,57 0,65—0,57 0,65—0,57 0,65—0,57
2,0 0,69—0,67 0,69—0,67 0,69—0,67 0,69—0,67 0,69—0,67 0,69—0,67
V5 0,5 0,29—0,23 0,31—0,26 0,34—0,29 0,36—0,32 0,39—0,34 0,41—0,37
1,0 0,4 —0,31 0,45—0,35 0,46—0,38 0,46—0,4 0,46—0,41 0,46—0,42
2,0 0,52—0,44 0,53—0,47 0,54—0,48 0,54—0,48 0,54—0,48 0,54—0,48
V6 0,5 0,15-0,11 0,16—0,13 0,18-0 14 0,2 —0,16 0,22—0,18 0,25—0,21
1,0 0,21—0,16 0,22—0,17 0,24—0,19 0,25—0,21 0,33—0,24 0,34—0,25
2,0 0,28—0,21 0,3 —0,23 0,32—0,25 0,35—0,28 0,38—0,32 0,39—0,35
ненной стойкостью инструмента, охлаждением, работой по кор*
ке или окалине, маркой обрабатываемого материала и мате-
риала резца, отличающимися от принятых.
6. По выбранной скорости резания и диаметру обрабаты-
ваемой детали определяют число оборотов шпинделя.
7. Полученное число оборотов уточняют по паспорту станка.
Если в паспорте нет требуемого числа оборотов, выбирают наи-
более близкое и делают перерасчет скорости резания.
8. По выбранным глубине резания и подаче определяют по
формуле (21), приведенной на стр. 288, приблизительно силу ре-
зания для данного материала.
9. Определяют момент сопротивления резанию по формуле
(27), приведенной на стр. 330.
10. Из паспорта станка выбирают крутящий момент на шпин-
деле для принятого числа оборотов и сравнивают его с момен-
том сопротивления резанию. Если мощность станка мала, умень-
шают скорость резания, а если этого недостаточно, то умень-
шают сечение среза.
Пример. Выбрать режущий инструмент, назначить режим резания и подсчи-
тать машинное время при продольном точении валика из конструкционной угле-
родистой стали ав = 75 кГ/мм2 на токарно-винторезном станке 1К62, если дли-
на обрабатываемой поверхности I = 300 мм, диаметр заготовки D = 70 мм,
диаметр после обработки d = 66 мм, чистота обработанной поверхности V7 5.
Выбираем режущий инструмент: резец проходной прямой правый с пластин-
кой из твердого сплава Т15К6. Форма передней поверхности — радиусная с фас-
кой: 7 = 15°; а = 8°; (р = 45°; ?1 = 10°; R = 1.
1. Определяем глубину резания:
D — d 70 — 66
t = —5----=-------о---= 2 ММ.
2. Назначаем подачу s — 0,31—0,4 мм/об (табл. 18, стр. 308). Уточняя по
паспорту станка (см. приложение I), принимаем подачу s = 0,39 мм/об.
3. Принимаем стойкость резца Т — 90 мин.
4. По табл. 15 (стр. 298) устанавливаем скорость резания при заданных
условиях обработки v = 171 м/мин.
5. Так как табличные данные соответствуют заданным условиям обработки,
поправочных коэффициентов не вводим.
6. Определяем число оборотов детали:
1000-у 1000-171
п~ ~-D ~ 3,14-70
= 780 об/мин.
7. Уточняя число оборотов по паспорту станка (см. приложение I), принимаем
п = 800 об/мин. Расчетом определяем действительную скорость резания:
3,14-70-800
г'д — 1000 ~ 1000 = 176 м!мин-
8. Из табл. 15 (стр. 298) находим силу резания Pz-= 191 кГ.
9. Определяем момент сопротивления резанию (формула 27):
D 70
Мр = Pz ~2 = 191* у = 6685 кГ'ММ или 6,685 кГм.
335
10. Из паспорта станка определяем для выбранной ступени числа оборотов
наибольший допустимый крутящий момент на шпинделе Л4ШП = 9,3 кГм. Сравни-
вая момент сопротивления резанию с наибольшим допустимым крутящим момен-
том на шпинделе, видим, что мощность станка при выбранном числе оборотов
достаточна.
И Определяем по формуле (22) основное машинное время
т L 1 + у 303 1
7 °- sn “ sn - 0,4-800 ~ 1 мин'
Контрольные-в опросы
1. Как определить мощность, потребляемую на резание?
2. Что называется коэффициентом полезного действия станка?
3. По какой формуле определяют момент сопротивления резанию?
4. По какой формуле определяют крутящий момент на шпинделе?
5. Как выбрать наивыгоднейший для заданных условий режим резания?
6. Как подсчитывают основное (машинное) время?
РАЗДЕЛ ШЕСТОЙ
СЛОЖНЫЕ ТОКАРНЫЕ РАБОТЫ
Глава XXIII
НАРЕЗАНИЕ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ И ТРАПЕЦЕИДАЛЬНОЙ РЕЗЬБ
Кроме метрической, дюймовой и трубной резьб, являющихся
крепежными, применяют также прямоугольную и трапецеидаль-
ную резьбы, предназначенные для передачи движения. Такие
резьбы используются на ходовых винтах станков, винтах дом-
кратов, тисков, прессов и др.
§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РЕЗЬБАХ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДВИЖЕНИЯ
Профили резьб. Прямоугольная резьба (рис.
317, а) имеет профиль в виде прямоугольника с глубиной резь-
бы, равной половине шага.
Трапецеидальная резьба (рис. 317, б) имеет про-
филь в виде равнобокой трапеции с углом профиля 30 и реже 29°.
Упорная резьба (рис. 318) имеет профиль в виде нерав-
Рис. 317. Профили резьб:
а — прямоугольный, б — трапецеидальный
нобокой трапеции; угол профиля такой резьбы равен 33°; рабо-
чая (упорная) сторона имеет угол 3°, а нерабочая — 30°. Упор-
ную резьбу обычно применяют в тех случаях, когда требуется
передавать большие осевые усилия в одном и том же направ-
лении (винты домкратов, гидравлических прессов и др.). На-
337
правление профиля выбирают так, чтобы действующее усилие
воспринималось сторонами профиля с углом 3°.
Модульная резьба. В машиностроении часто применяют чер-
вячную передачу, состоящую из червяка и червячного колеса
(рис. 319). Червяк 1 представляет собой винт с крупной резь-
бой трапецеидального профиля, витки которой сопрягаются с
зубьями червячного колеса 2.
Рис. 318. Профиль упорной
резьбы
Рис. 319. Червячная передача
Шаг червяка, как и шаг червячного колеса, с которым червяк
находится в зацеплении, принято выражать в миллиметрах,
кратно числу л. Число, которое надо умножить на л, т. е. на
3,14, чтобы получить шаг, называется модулем, а сама такая
резьба — модульной резьбой.
Следовательно, можно написать
t = к-т = 3,14-т, (29)
где t — модульный шаг, мм;
т — модуль, мм.
Для нормального зацепления червяка и червячного колеса
необходимо, чтобы они имели одинаковый шаг (см. рис. 319)«
Одно- и многозаходная резьбы. Если резьба нарезана в виде
одного витка, то такую резьбу называют однозаходной. Встреча-
ются резьбы, нарезанные в виде двух, трех и более отдельных
витков, идущих на равных расстояниях один от другого; та-
кие резьбы называют соответственно двухзаходными, трехзаход-
ными, а вообще многозаходными. На рис. 320 показаны одно-,
двух- и трехзаходная резьбы.
Ходом резьбы называют расстояние, измеренное вдоль оси,
между одноименными точками одного и того же витка. Не сле-
дует смешивать два понятия — шаг резьбы S и ход резьбы L.
Как видно из рис. 320, а, у однозаходной резьбы шаг и ход оди-
наковы, но у многозаходных резьб (рис. 320, бив) шаг и ход
различны.
338
Ход резьбы всегда равен шагу, помноженному на число за-
ходов резьбы, т. е.
L = S-zmm, (30)
где z — число заходов резьбы.
Рис. 320. Одно- и многозаходная резьбы:
а — однозаходная, б — двухзаходня?» в — трехзахоДная
Чтобы узнать, сколько заходов имеет резьба, нужно сосчи-
тать число витков на торце винта или гайки.
§ 2. НАРЕЗАНИЕ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ И ТРАПЕЦЕИДАЛЬНОЙ РЕЗЬБ
Нарезание прямоугольной и трапецеидальной резьб счита-
ется одной из наиболее сложных, токарных работ. Эти резьбы
изготовляют однозаходными и многозаходными.
Резец для нарезания прямоугольной резьбы (рис. 321). Ре-
зец должен быть заточен по шаблону, профиль которого соот-
ветствует профилю резьбы (рис. 322). Передний угол у резца
обычно равен 0°, главный задний угол а=6—8°. Вспомогатель-
ные задние углы резца си и а2 назначаются для устранения тре-
ния резца о боковые поверхности резьбы.
Чем больше угол подъема резьбы, тем больше должен быть
задний вспомогательный угол си. Этот угол берется обычно на
2—3е больше угла т подъема резьбы (см. рис. 323); задний вспо-
могательный угол «2 равен— 3° независимо от угла подъема
резьбы.
Установка резца. Существует два способа установки резьбо-
вого резца при нарезании прямоугольной резьбы.
Первый способ. Главная режущая кромка резца аб мо-
жет быть установлена параллельно оси детали (рис. 323, сле-
ва), точно по линии центров станка; в этом случае получаемый
профиль резьбы будет точно совпадать с профилем режущей
части резца и винт получит правильную форму. Однако углы ре-
зания у правой и левой боковых режущих кромок будут различ-
339
ны: у правой кромки угол резания di тупой и резец в этом месте
будет не резать металл, а скоблить его; у левой кромки условия
резания более благоприятны, так как угол резания д2 будет
значительно меньше 90°, зато эта кромка будет сильно ослабле-
на и быстро затупится.
Второй способ.
4-4
Главную режущую кромку а' б' уста-
навливают перпендикулярно боковым
стенкам резьбы, как показано на рис.
323, справа. В этом случае обе боко-
вые режущие кромки будут резать
одинаково хорошо, но профиль резьбы
не будет точно совпадать с профилем
резца,— дно канавки получится не
плоским, а вогнутым. По этой причине
такой установкой обычно пользуются
только для чернового нарезания ка-
навки. При чистовых проходах резец
должен быть установлен согласно рис.
323, слева. В этом случае необходимо
следить, чтобы вершина резца нахо-
дилась точно на высоте центров.
Токари-новаторы для установки
резцов при нарезании резьб, прямо-
угольного и трапецеидального профи-
лей пользуются специальными дер-
жавками (рис. 324). Эти державки
удобны тем, что при изменении угла
подъема резьбы для них не требуется
специальной заточки резца. Кроме то-
го, устраняется частая переточка рез-
цов, когда меняется диаметр или чис-
ло заходов резьбы.
Рис. 321. Резец для наре-
зания прямоугольной
резьбы
Державка, показанная на рис. 324, состоит из трех частей: по-
воротной части 2, корпуса 5 и гайки 6. В поворотной части име-
ется гнездо для резца /, закрепляемого винтом 3, и буртик 4.
На буртике нанесена шкала с градусными делениями, с по-
мощью которой можно отсчитывать поворот согласно углу
подъема резьбы т, не производя специальной заточки резца.
Токарю достаточно иметь несколько заготовленных резцов
для основных профилей, которые при наличии такой державки
будут годны для различных диаметров резьбы и различных за-
ходов (двух, трех, четырех и т. д.).
Приемы нарезания прямоугольной резьбы. Приступая к на-
резанию прямоугольной резьбы, необходимо прежде всего пра-
вильно установить резьбовой резец. Правильное положение рез-
ца относительно детали и профиль резца проверяют шаблона-
ми (см. рис. 322).
340
Нарезают прямоугольную резьбу сразу одним резцом, шири-
на которого равна ширине канавки, или несколькими резцами.
Резьбу с шагом до 3—4 мм можно нарезать одним резцом с
мерной шириной режущей кромки. Крупную (с шагом больше
Рис. 322. Шаблоны для за- Рис. 323. Установка резцов при наре-
точки резца (а) и проверки зании прямоугольной резьбы
профиля прямоугольной
резьбы (б)
4 мм) и точную резьбу лучше прорезать сначала черновым рез-
цом шириной, равной 3/4 ширины полного профиля резьбы, а за-
тем окончательно пройти ее чистовым резцом во всю ширину
канавки (рис. 325, а). Можно поступить и так: прорезать резь-
бу тем же черновым резцом, а затем каждую боковую поверх-
ность канавки обработать отдельным подрезным резцом (рис.
Рис. 324 Державка для установки и закрепления
резца для нарезания прямоугольной и трапецеидаль-
ной резьб
325, б). Второй способ дает более чистую и точную резьбу, но
требует большей затраты времени; такая операция, кроме того,
требует высокой квалификации токаря.
Нарезание наружной трапецеидальной резьбы. Трапецеидаль-
ная резьба имеет профиль трапеции с углом при вершине 30°
(см. рис. 317, б). Наклон боковых сторон профиля трапецеидаль-
341
ной резьбы облегчает сход стружки и позволяет нарезать ее бо«
лее чисто и точно-, чем прямоугольную.
Углы заточки и способы установки резцов такие же, как-и
при нарезании прямоугольных резьб (см. рис. 323).
В зависимости от размеров, точности и чистоты трапецеи-
дальную резьбу можно нарезать одним, двумя, тремя и четырь-
мя резцами. Мелкая трапецеидаль-
ная резьба нарезается одним рез-
цом с режущей частью, соответству-
ющей профилю резьбы; крупная
резьба нарезается двумя, тремя или
четырьмя резцами.
Нарезание трапецеидальной ре-
зьбы четырьмя резцами показано
на рис. 326.
Прорезным резцом, имеющим
ширину, равную ширине канавки на
внутреннем диаметре, предваритель-
но прорезают впадину (канавку) на
глубину до внутреннего диаметра
резьбы (рис. 326, а). После этого
устанавливают трапецеидальный
резец с кромкой, несколько мень-
шей ширины профиля нарезаемой
резьбы, и нарезают им сначала пра-
вую, а потом левую сторону резьбы
(рис. 326,6, в). Окончательная от-
делка профиля производится резь-
бовым резцом (рис. 326, г), профиль
режущей части которого соответст-
вует профилю резьбы.
На рис. 327 показаны более про- .
Рис 325 Приемы нарезания
прямоугольной резьбы:
а — двумя резцами, б — тремя
резцами
изводительные приемы нарезания
трапецеидальной резьбы прорезным
и двумя подрезными резцами. Сначала прорезным резцом, име-
ющим ширину, равную полной ширине канавки у дна, прореза-
ют канавку до внутреннего диаметра (рис. 327, а). Далее приме-
няют два подрезных резца — левый и правый. Левым подрезным
резцом срезают левый боковой уступ (рис. 327, 6), а правым под-
резным резцом — правый уступ (рис. 327, в). Хотя этот способ
и проще предыдущего, однако он доступен лишь токарям высо-
кой квалификации.
На рис. 328 показаны приемы нарезания трапецеидальной
резьбы последовательно тремя резцами. Предварительно наре-
зают резьбу прорезными резцами 1 и 2 и окончательно — про-
фильным резцом 3. Прорезным резцом /, имеющим ширину, рав-
ную ширине канавки по среднему диаметру резьбы минус
342
0,2 мм, прорезают канавку до середи-
ны профиля резьбы (рис. 328, а). Пос-
ле этого прорезным резцом 2, имею-
щим ширину, равную ширине дна ка-
навки, прорезают канавку до внутрен-
него диаметра резьбы (рис. 328,6).
Затем профильным резцом 3 (рис.
328,в) резьба нарезается оконча-
тельно.
Для нарезания трапецеидальной
резьбы применяют резцы с пластинка-
ми из твердого сплава Т15К6. Нареза-
ние производится двумя резцами —
черновым и чистовым (рис. 329). Чер-
новой резец (а) имеет угол профиля
50°, передний угол у = —3° и задний угол
а = 3—5° (для повышения прочности
резца). Чистовой резец (6) имеет угол
профиля, равный углу профиля резь-
бы (в данном случае 40°).
Нарезают резьбу за 6—7 проходов
с глубиной врезания 0,6—0,7 мм, при-
чем последний проход — зачистной;
при этом скорость резания — от 155 до
450 м/мин при обработке стали резца-
ми, оснащенными твердым сплавом
Т15К6.
Проверка профиля резьбы. Для
проверки профиля впадины трапецеи-
дальной и прямоугольной резьб при-
меняют шаблоны, изготовляемые для
каждого профиля и каждого шага
резьбы. На рис. 330 показана провер-
ка шаблоном профиля трапецеидаль-
ной резьбы. Шаблон устанавливают
перпендикулярно к винтовой линии
резьбы и по его прилеганию к боковым
стенкам резьбы (отсутствие просвета)
определяют правильность профиля
впадины.
Нарезание внутренней трапецеи-
дальной резьбы. Нарезают внутрен-
нюю резьбу так же, как и наружную
того же профиля. Резьба с шагом до
3 мм нарезается сразу одним резцом
с профилем режущей части, соответст-
Рис. 326. Приемы нарезания
трапецеидальной резьбы че-
тырьмя резцами:
а — прорезание впадины резьбы,
б — нарезание правой стороны
резьбы, в — нарезание левой сто-
роны резьбы, а —отделка профиля
резьбы
343
вующей профилю резьбы. Резец в резцедержателе устанавлива-
ется точно по шаблону.
Трапецеидальная резьба с шагом больше 3 мм нарезается
двумя резцами (рис. 331). Вначале начерно резьбу нарезают
Рис. 327. Приемы нарезания трапецеидальной
резьбы прорезным и двумя подрезными резцами
Рис. 328. Приемы нарезания трапецеидальной
резьбы тремя резцами
Рис. 329. Черновой (а) и чистовой (6) резцы для нарезания тра-
пецеидальной резьбы
344
прорезным резцом, ширина которого немного меньше ширины
канавки на внутреннем диаметре (рис. 331, а), а затем начис-
то — трапецеидальным резцом, устанавливаемым строго по
шаблону (рис. 331, б). Резец должен иметь передний угол
Рис. 330. Проверка про-
филя трапецеидальной
резьбы шаблоном
Рис. 331. Нарезание внутренней трапецеидальной
резьбы двумя резцами:
а — прорезным, б — трапецеидальным
у = 0°; задний вспомогательный угол си берется на 2—3° боль-
ше угла т подъема резьбы; задний вспомогательный угол
а2 = 8-10°.
§ 3. СПОСОБЫ НАРЕЗАНИЯ МНОГОЗАХОДНЫХ РЕЗЬБ
У однозаходной резьбы шаг и ход резьбы одинаковы (см. рис.
320, а), при этом за один оборот винта гайка перемещается на
величину шага. Если перемещение гайки за один оборот должно
быть большим, то ход, а следовательно, и шаг однозаходного
винта должны быть большими. Чем больше шаг, тем глубже по-
лучается резьба (высота резьбы зависит от шага) и тем меньше
будет внутренний диаметр винта. Винт с малым внутренним
диаметром недостаточно прочен и не может передавать боль-
ших усилий.
Для усиления прочности винта применяют многозаходную
резьбу. В этом случае шаг, высота резьбы и ее внутренний диа-
метр соответствуют однозаходной, а ход резьбы во столько раз
больше шага, сколько имеется заходов; например^ у двухзаход-
ной резьбы ход вдвое больше ее шага (см. рис. 320, б), у трех-
заходной (см. рис. 320, в) — втрое больше и т. д.
Нарезание многозаходной резьбы любого профиля начинают
так, как если бы требовалось нарезать однозаходную резьбу с
шагом, равным длине хода. Нарезав первый виток на полный
профиль, отводят резец поперечной подачей на себя и, давая хо-
довому винту обратный ход, возвращают суппорт в начальное
345
положение. Затем при неподвижном ходовом винте поворачи-
вают деталь при двухзаходной резьбе—на половину оборота,
при трехзаходной — на треть оборота и только после этого наре-
зают второй виток и т. д.
§ 4. ДЕЛЕНИЕ МНОГОЗАХОДНЫХ РЕЗЬБ НА ЗАХОДЫ
Делить многозаходные резьбы на заходы можно нескольки-
ми способами: с помощью сменных зубчатых колес; посредст-
вом специального поводкового (делительного) патрона; разбив-
кой по шагу с помощью винта верхних салазок суппорта и др.
При делении с помощью сменных зубчатых
колес необходимо, чтобы первое ведущее сменное колесо име-
ло число зубьев, которое делится без остатка на число за-
ходов резьбы, например, на три при трехзаходной резьбе. На-
резав первый виток резьбы, проводят мелом риски (рис. 332):
риску 3 посредине зуба первого ведущего колеса Z\ и риску 4
Рис. 332. Метки на сменных колесах
доля нарезания трехзаходной резьбы
Рис. 333. Делительный патрон для
нарезания многозаходной резьбы
против соответствующей впадины зуба второго колеса г2. Отсчи-
тывают от риски 3 требуемое число зубьев первого колеса (при
двухзаходной резьбе половину, при трехзаходной треть и т. д.)
Соответствующий зуб отмечают риской 2. После этого снимают
первое сменное ведущее колесо с валика и поворачивают шпин-
дель до тех пор, пока при надевании колеса Z\ зуб с риской 2
не совпадет с риской 4 (колеса z2, z3 и г4 при этом остаются
неподвижными). После этого снова сцепляют колеса и нарезают
второй виток резьбы. Перед нарезанием третьего витка повто-
346
ряют описанный прием деления; риска 1 должна совпадать с
риской 4.
Деление многозаходной резьбы на заходы значительно об-
легчается, если применить специальный делительный
патрон (рис. 333.) Патрон состоит из двух дисков 2 и 3, сое-
диненных двумя болтами 1 и 5; на одном диске 2 имеется риска,
а на втором 3 нанесена шкала в градусах. Нарезав один виток
резьбы, поворачивают диск 3 с поводком 4 и деталь отно-
сительно неподвижной риски на 180° при нарезании двухзаход-
ной резьбы, на 120°—при нарезании трехзаходной резьбы и т. д.
Этот способ деления применяют для деталей, которые можно
обрабатывать в центрах; для работ в кулачковом патроне он
не пригоден.
Наиболее простым и быстрым способом деления многозаход-
ных резьб, доступным в условиях единичного производства,
является деление по шагу.
Этот способ заключается в следующем. Вначале нарезают
первый виток резьбы. Нарезав его, выводят резец из канавки по-
перечной подачей на себя и дают ходовому винту обратный
ход, возвращая резец в начальное положение.
Для захода на второй виток перемещают резец в продольном
направлении на ш а г резьбы, но уже не ходовым винтом, а вин-
том верхних салазок суппорта. Отсчет продольного перемеще-
ния резца ведут при этом по лимбу винта верхних салазок. К
этому способу деления можно прибегать лишь в том случае,
если винт и гайки верхних салазок вполне исправны.
§ 5. ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ НАРЕЗАНИЯ
МНОГОЗАХОДНЫХ РЕЗЬБ
Чтобы сократить время нарезания многозаходной резьбы,
часто производят нарезание не обычным методом — по одному
витку с последующим делением, а одновременно по два (у
двухзаходных) и по три витка (у трехзаходных), используя спе-
циальные державки соответственно для двух или трех резцов.
Резцы должны отстоять друг от друга на расстоянии шага S
резьбы и быть правильно закреплены по отношению к нарезае-
мой детали (рис. 334). Устанавливают резцы по шаблону. Час-
то такую установку резцов используют для предварительного
прорезания многозаходной (двух- и трехзаходной) резьбы, окон-
чательную отделку резьбы по профилю производят обычным спо-
собом — каждый заход нарезают в отдельности.
Для нарезания двухзаходных винтов применяют специаль-
ное приспособление, устанавливаемое на суппорте станка (рис.
335). Это приспособление состоит из переднего 1 и заднего 2
резцедержателей, соединенных поперечным винтом, с правой и
левой резьбой. Поэтому при повороте ручки маховичка 3 резце-
347
держатели / и 2 либо сходятся, либо расходятся. Резец в зад
нем резцедержателе устанавливают точно против резца в перед
нем резцедержателе, но повертывают, его передней поверх
ностью вниз.
При работе с этим приспособлением одновременно наре
заются два витка и отпадает надобность в люнете при нареза
нии длинных винтов, так
как давления обоих рез-
цов, точно установленных
друг против друга, урав-
новешиваются. Произво-
дительность возрастает
до двух раз и увеличива-
ется точность нарезаемо-
го винта.
Рис 335. Нарезание двухзаход-
ной резьбы с применением спе-
циального приспособления
Рис. 334. Нарезание двухзаход-
ной резьбы двумя резцами
+ +
Данный способ можно применять также для нарезания одноза-
ходной резьбы. В этом случае черновой и чистовой резцы должны
быть установлены очень точно друг от друга на расстоянии, равном
половине шага нарезаемой резьбы, т. е. мм.
§ 6. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О НАРЕЗАНИИ РЕЗЬБЫ
ВРАЩАЮЩИМИСЯ РЕЗЦАМИ
В последнее время находит применение высокопроизводитель*
ный метод нарезания наружных и внутренних резьб вращаю*
щимися резцами, так называемый вихревой метод. Сущ*
348
ность этого метода заключается в следующем. На каретке то-
карно-винторезного станка вместо суппорта с резцедержателем
устанавливают особое приспособление (рис. 336), состоящее из
быстро вращающегося шпинделя 5 и резцовой головки 4, в ко-
торой закрепляется резьбовой резец 6, оснащенный пластинкой
из твердого сплава. Резцовая головка 4 получает вращение от
электродвигателя 1, установленного на каретке, через клиноре-
менную передачу 3 и ступенчатый шкив 2, Резцовая головка
вращается со скоростью 1000—3000 об!мин.
Деталь 7, на которой нарезается резьба, крепят в патроне 8,
а при большой длине ее устанавливают в центрах станка. Деталь
получает от шпинделя станка сравнительно медленное враще-
ние (3—30 об!мин). Резец устанавливают на полную глубину
резьбы, резцовую головку 4 приводят во вращение в направле-
нии, обратном направлению вращения детали. Одновременно
головка 4 вместе с суппортом получает движение продольной
подачи: за один оборот детали она перемещается на величину,
равную шагу резьбы.
Схема нарезания наружной резьбы вращающейся резцовой
головкой показана на рис. 337. Как видно из схемы, ось резцовой
головки смещена относительно оси детали на величину Ь.
Благодаря этому резец в течение одного оборота головки со-
прикасается с деталью не по всей окружности, а только на не-
большой ее части, срезая тонкую короткую стружку. Так как
за один оборот детали резец делает от 100 до 300 оборотов, то
за это время он срезает несколько сот коротких стружек. Эти
349
мелкие стружки вихрем отлетают от резца. На рис. 338 приве-
дена схема вихревого нарезания внутренней резьбы.
Вихревой метод нарезания резьбы по сравнению с обычным
имеет следующие преимущества:
Рис. 337. Схема нарезания наружной резьбы вращающейся
резцовой головкой
а) благодаря высоким скоростям резания и производитель-
ности, машинное время уменьшается в 5—7 раз;
б) повышается точность нарезаемой резьбы и чистота обра-
ботанной поверхности;
в) работа производится без охлаждения.
Рис. 338. Схема нарезания внутренней резьбы вращающейся
резцовой головкой
Ось вращения
резцовой
головни
Ось вращения
детали
Использование твердых сплавов позволяет вести обработку
стальных и чугунных деталей со скоростями резания 150—
300 м!мин и круговыми подачами детали на один оборот резца
от 0,6 до 1 мм/об.
Кроме однорезцовых головок, для вихревого нарезания
резьбы применяют двух-, трех- и четырехрезцовые головки. Та-
кие головки более производительны, чем однорезцовые. Если,
например, вместо однорезцовой головки применить двухрезцо-
вую, то машинное время уменьшится в два раза,
350
Вращающимися резцовыми головками можно нарезать
также и многозаходные резьбы. Например, для нарезания двух-
заходной резьбы в головке устанавливают два резца под углом
180°, а для трехзаходной резьбы —три резца под углом 120°,
Контрольные вопросы
1. Какие виды резьб применяют для передачи движения?
2. Как правильно установить резец при нарезании прямоугольных и
трапецеидальных резьб?
3. Какая резьба называется многозаходной? Когда она применяется?
4. В чем различие между шагом и ходом многозаходной резьбы?
5. Почему задний боковой угол резца для нарезания многозаходной
резьбы делают больше, чем для нарезания однозаходной?
6. Как производится деление многозаходной резьбы на заходы при по-
мощи верхней части суппорта?
7. Как проверить профиль прямоугольной (трапецеидальной) резьбы?
8. В чем заключается сущность вихревого метода нарезания резьбы?
Глава XXIV
ТОКАРНАЯ ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ СО СЛОЖНОЙ
УСТАНОВКОЙ
§ 1. ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ В ЛЮНЕТАХ
Длинные и тонкие детали, длина которых в 10—12 раз
больше диаметра, при обтачивании прогибаются под действием
собственного веса и сил реза-
ния, в результате чего они по-
лучают бочкообразную фор-
му — в середине толще, а по
концам тоньше. Избежать это-
го можно, применив особое
поддерживающее приспособле-
ние — люнеты. При приме-
нении люнетов можно обтачи-
вать детали, снимая стружку
большего сечения, не опасаясь
прогиба их.
Люнеты бывают неподвиж-
ные и подвижные. Неподвиж-
ный люнет (рис. 339) состоит
из чугунного корпуса /, с кото-
рым посредством болта 7
скрепляется откидная крышка
6, что облегчает установку де-
тали. Основание корпуса лю-
Рис. 339. Неподвижный люнет
нета имеет форму соответственно направляющим станины, на
которых он закрепляется планкой 9 и болтом 8. В корпусе при
помощи регулировочных болтов 2 перемещаются два кулачка 4,
351
а в крышке— один кулачок 5. Для закрепления кулачков в тре-
буемом положении служат винты 3. Такое устройство позволяет
устанавливать в люнет валы различных диаметров.
Прежде чем установить заготовку в люнет, нужно прото-
Рис 340. Обтачивание детали с применением неподвижного
люнета
чить у нее посредине канавку под кулачки шириной немного
больше ширины кулачка (рис. 340). Если заготовка имеет боль-
шую длину и небольшой диаметр, то при протачивании такой
канавки неизбежен прогиб самой заготовки. Во избежание
этого вначале протачивают дополнительную канавку ближе
к концу заготовки и, установив в ней люнет, протачивают основ-
ную канавку посредине.
Иногда заготовка может оказаться настолько длинной и
тонкой, что одной основной канавки не хватит. В подобных слу-
чаях протачивают еще две или больше' дополнительных
канавок.
Обработку в люнете ведут так: обтачивают деталь до ка-
навки, т. е. до места, где находится люнет, затем переверты-
вают деталь, устанавливают ее опять в центрах и, снова закре-
пив в люнете, обтачивают остальную часть вала.
В некоторых случаях нецелесообразно точить дополнитель-
ные канавки; тогда применяют способ, показанный на рис. 341
и 342. Цилиндрическую втулку 2 (рис. 342) надевают на сред-
нюю часть заготовки 1 и с помощью болтов 4 устанавливают
концентрично с осью заготовки. Концентричность втулки про-
веряют индикатором 3, как показано на рис. 342.
Заготовку с надетой втулкой устанавливают в люнет
(рис. 341), а торцами — в центры и обтачивают до люнета. После
этого открывают люнет, снимают заготовку с центров и удаляют
втулку. Затем заготовку перевертывают и, установив кулачки
352
люнета по диаметру обточенной части, обтачивают оставшийся
участок заготовки.
Неподвижные люнеты применяют также для отрезания кон-
цов и подрезания торцов у длинных деталей. На рис. 343 пока-
зано использование неподвижного люнета при подрезании
торца: деталь закреплена одним концом в трехкулачковом пат-
роне, а другим установлена в люнете.
Таким же образом можно обработать точные отверстия
с торца длинной детали, например расточить коническое отвер-
Рис 341. Обтачивание детали со втулкой в неподвижном
люнете
Рис. 342. Проверка концентричности установки втулки
для обработки детали в неподвижном люнете
стие в шпинделе токарного станка или просверлить такую де-
таль по всей ее длине.
Кулачки неподвижного люнета должны быть установлены
точно по диаметру детали с центром на оси шпинделя; их не
следует зажимать туго. Поверхность детали, поддерживаемую
12 Зак, 529 353
Рис. 343. Подрезание торца детали, уста-
новленной в патроне и неподвижном
люнете
Рис. 344. Неподвижный люнет с шарикопод-
шипниками для скоростной обработки
кулачками, необходимо смазать маслом, чтобы уменьшить тре-
ние и предотвратить образование задиров.
Люнеты с жесткими кулачками не пригодны для скоростной
обработки вследствие быстрого износа кулачков.
Рис. 345 Обтачивание детали с при-
менением подвижного люнета
При скоростной обработке применяют люнеты с роликовыми
или шариковыми подшипниками (рис. 344). В этом случае тре-
ние скольжения заменяется трением Качения, благодаря чему
уменьшается нагрев обрабатываемой детали, что важно при
работе на больших скоростях резания.
Подвижный люнет (рис. 345) закрепляют на каретке суп-
порта. Вместе с ней он, следуя за резцом, перемещается вдоль
обтачиваемой детали и поддерживает ее в месте приложения
усилия, предохраняя от прогибов. Подвижный люнет приме-
няют при чистовом обтачивании длинных деталей. Он имеет
только два кулачка. Их выдвигают и закрепляют так же, как
кулачки неподвижного люнета.
§ 2. ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ НА ПЛАНШАЙБЕ
В простом четырехкулачковом патроне можно устанавли-
вать и закреплять самые различные по форме детали. Однако
встречаются такие детали, устанавливать и закреплять которые
более удобно на планшайбе или на угольнике.
Обработка на планшайбе. Планшайба представляет собой
чугунный диск, снабженный ступицей для навинчивания на ко-
нец шпинделя; на передней плоскости имеются 4—6 канавок
Т-образного профиля и несколько сквозных отверстий.
12* 355
Детали крепят на планшайбе планками, прижимаемыми
болтами, или болтами, ввернутыми в кулачки (солдатики), ко-
торые передвигают вручную и закрепляют в пазах.
На рис. 346 показана установка и закрепление шатуна на
планшайбе для обработки в нем отверстия. Нижняя головка
шатуна 4 центрируется винтами 6 угольников 5, установлен-
ных в Т-образных пазах. Стержень шатуна закрепляется
Рис. 346. Установка и закреп-
ление шатуна на планшайбе
Рис. 347. Установка и закрепление кор-
пусной детали на планшайбе
двумя планками 2 с подкладками /; планки зажаты болтами 3,
вставленными в продолговатые отверстия планшайбы. Так как
центр тяжести планшайбы после закрепления на ней шатуна
смещен относительно оси ее вращения, на планшайбу с проти-
воположной к верхней головке стороны привернут груз — проти-
вовес 7 для уравновешивания планшайбы с деталью, иначе
планшайба при вращении будет бить и разбалтывать шпиндель
станка в подшипниках.
На рис. 347 показаны установка и закрепление на план-
шайбе корпусной детали / при помощи планок 4, упорных
стоек 2 и болтов 3.
Необходимо следить за тем, чтобы стойки под зажимными
планками были такой же высоты, как и стенки детали в месте
крепления. Зажимные болты следует располагать как можно
ближе к детали. Планки должны лежать ровно, без перекоса,
а болты быть равномерно (но не слишком туго) затянуты,
иначе можно изогнуть зажимаемую деталь.
Установку детали на планшайбе проверяют рейсмусом, а
более точно индикатором.
356
§ 3. ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ НА УГОЛЬНИКАХ
Иногда приходится обрабатывать детали, форма которых не
позволяет устанавливать их в четырехкулачковом патроне или
непосредственно на планшайбе. В подобных случаях приме-
няют дополнительно угольник. На рис. 348 показаны уста-
новка и закрепление на угольнике патрубка для подрезания
торца у фланцев. Угольник 1 с точными взаимно перпендику-
лярными плоскостями прикреплен болтами 2 к планшайбе 5.
Патрубок 5 устанавливают на угольнике так, чтобы обрабаты-
ваемая плоскость была расположена параллельно планшайбе
и не била при вращении детали. Правильность установки про-
веряют рейсмусом или индикатором.
Чтобы обрабатываемая деталь и угольник при вращении не
били и не разбалтывали шпиндель станка в подшипниках, их
уравновешивают. Для этого на противоположной части план-
шайбы закрепляют груз — противовес 4.
На рис. 349 показаны установка и закрепление на уголь-
нике собранного подшипника 4 для растачивания в нем отвер-
стия, находящегося на точном расстоянии от нижней плоскости
Рис. 348. Установка и закрепление
патрубка на угольнике
Рис. 349. Установка и закрепление
подшипника на угольнике
основной плиты. Подшипник 4 прикрепляют к угольнику 5
двумя планками 3. Верхнюю плоскость горизонтальной полки
угольника устанавливают относительно центра станка на рас-
стоянии, равном высоте отверстия от нижней плоскости основ-
ной плиты. Правильность установки подшипника проверяют
рейсмусом по линии разъема крышки подшипника и по отвер-
стию. Для выверки угольника слегка отвинчивают болты 1 и
357
Рис 350. Установка и закрепление па-
трубка на угольнике
легкими ударами молотка поднимают или опускают угольник
вместе с подшипником, отыскивая его правильное положение.
Найдя это положение, угольник снова закрепляют. Для уравно-
вешивания подшипника и угольника на планшайбе закрепляют
противовес 2.
На рис. 350 показан угольник, на котором устанавливают
патрубок для подрезания
торца у фланца. Патру-
бок 7 через отверстие на-
девают на палец 6, за-
крепленный в угольнике
8 так, чтобы ‘второй (об-
работанный) фланец сел
на горизонтальную пли-
ту угольника, а обраба-
тываемая плоскость бы-
ла параллельна диску 4*
Правильность установки
патрубка проверяют рей-
смусом или индикато-
ром. Затем патрубок за-
крепляют болтом.
Угольник 8 отлит за-
одно с диском 4 и грузом
3. Диск центрируют при
помощи пальца 5, кони-
ческий хвостовик 1 которого вставлен в коническое отверстие
шпинделя. Привертывают диск болтами к планшайбе 2, навер-
нутой на резьбу шпинделя.
§ 4. ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ НА ОПРАВКАХ
Часто токарю приходится обтачивать детали, имеющие уже
точно обработанное отверстие, причем наружные поверхности
этих деталей должны быть концентричны (соосны) этим обра-
ботанным отверстиям. В таких случаях для установки и закреп-
ления этих деталей применяют особые приспособления —
оправки.
Применяются различные конструкции оправок. Одна из
них была показана на рис. 36. На рис. 351, а и 352, а изобра-
жены цельные оправки, а на рис. 351, б и 352, б — разжимные.
Для обтачивания наружных поверхностей у детали, которая
имеет отверстие с резьбой, применяется резьбовая оправка
(см. рис. 352, а).
Цельные оправки с пологим конусом (его конусность равна
примерно 0,001) пригодны только для закрепления деталей,
отверстия которых изготовлены в пределах допуска* Эти
358
б)
Рис. 351. Центровые оправки:
а — цельная, б — разжимная
оправки с посаженной деталью устанавливаются в центрах, для
чего они имеют на торцах центровые отверстия (рис. 351, а).
Деталь 2 насаживают на оправку 1 и снимают с нее при по-
мощи ручного пресса. При отсутствии пресса можно пользо-
ваться деревянным или свинцовым молотком. При насажива-
нии детали необходимо избегать перекоса оправки в отверстии.
Разжимные оправки
широко применяют для
закрепления деталей, у
которых разница в раз-
мерах отверстия может
доходить до 0,5—2 мм.
Разжимная оправка, по-
казанная на рис. 351, б,
состоит из конического
стержня 1 с двумя резь-
бами, втулки 2 с проре-
зями и гаек 3 и 4. Деталь
закрепляется благодаря
разжиму втулки 2 при пе-
ремещении ее вдоль ко-
нуса гайкой 3. Для сня-
тия детали с оправки
служит гайка 4. Для пе-
редачи оправке вращения
на ней закрепляют хому-
тик; на левом конце
стержня 1 имеется лыска
5 для винта хомутика.
Для чистового обтачи-
вания зубчатых колес, ди-
сков, втулок и др. токари
- используют разжимные
оправки (рис. 352, б). Деталь надевают на правую часть 1 оправ-
ки, снабженную тремя продольными разрезами 3. Конусную
пробку 2 вгоняют в корпус оправки легкими ударами ручника.
Оправка разжимается и прочно закрепляет насаженную на нее
деталь. Оправку устанавливают в коническое отверстие шпин-
деля, благодаря чему обрабатываемая деталь располагается
близко к правому подшипнику шпинделя. Такое расположение
детали обеспечивает жесткое ее закрепление и повышает точ-
ность и чистоту обработанной поверхности.
Когда деталь обточена, останавливают станок, на квадрат-
ную головку пробки надевают гаечный ключ и легким ударом
по его рукоятке проворачивают пробку 2, которая должна
легко выходить из конического отверстия, после чего деталь
легко снимается с оправки.
359
На рис. 353 показана специальная конусная рифленая
оправка для черновой обработки деталей типа зубчатых колес,
муфт и втулок, разработанная токарем-новатором В. Семин-
ским. Оправка снабжена конусными зубьями 1 и 3, которые
с)
Рис. 352. Консольные оправки:
а — резьбовая, б — разжимная
при закреплении детали 2 легко врезаются в металл. Возмож*
ность проворачивания закрепляемой детали исключается за*
тяжной гайкой 4 и трением между деталью и зубьями оправки.
Закрепляемая деталь обрабатывается снаружи и по торцам
(подрезаются правый и левый торцы).
Рис. 353. Оправка конструкции В. Семинского для закрепле-
ния деталей типа зубчатых колес, муфт и втулок
При обработке на токарных станках деталей типа втулок,,
когда приходится срезать стружки большого сечения, а также
при обработке на многорезцовых станках, целесообразно при*
менять быстродейавующие самозажимные оправки, схемы ко*
торых показаны на рис. 354. На корпусе оправки 1 образован
один или несколько вырезов, имеющих профиль в виде пло*
360
скости (рис. 354, а, б) или криволинейной поверхности (рис.
354, в, г). Между опорным профилем оправки и отверстием
обрабатываемой детали 2 установлены- закаленные ролики (по
схеме а, б и в) или кулачки 3 (по схеме г), заключенные
в обойму 4. Принцип действия самозажимных оправок основан
на заклинивании обрабатываемой детали роликами или ку-
Рис 354. Схемы быстродействующих самозажимных
оправок с роликами (а, б, в) и кулачками (г)
лачками в результате совместного действия крутящих момен-
тов на оправке и резце, направленных в противоположные
стороны. Чем больше сила резания, а следовательно, и крутя-
щий момент на резце, тем сильнее заклинивается обрабатывае-
мая деталь на оправке.
При установке детали на оправку обойму поворачивают
против часовой стрелки, пока ролики или кулачки, перемещаясь
в радиальном направлении, не будут утоплены в обойме ниже
посадочного диаметра отверстия. После установки детали под
действием имеющихся пружин производится поворот в обрат-
ную сторону, причем ролики или кулачки предварительно за-
клинивают деталь. При врезании резца происходит дальнейшее
заклинивание детали.
Чтобы снять обработанную деталь с оправки, достаточно
немного повернуть обойму, которая отведет ролики или кулач-
ки, утапливая их.
361
Самозажимные роликовые оправки рекомендуется приме-
нять для установки заготовки по обработанному отверстию, а
оправки с кулачками — по необработанному. Однороликовые
оправки в связи с неизбежным односторонним зазором между
ними и деталью не обеспечивают точного центрирования
детали и могут применяться только при получистовой обра-
ботке.
§ 5. ОБРАБОТКА ЭКСЦЕНТРИКОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
Если цилиндрическая часть какой-либо детали имеет ось,
параллельную главной оси детали, но не совпадающую с ней,
то говорят, что поверхность этой части эксцентрична, а деталь
в этом случае называют эксцентриковой.
Рис. 355. Эксцентриковые детали
На рис 355, а показана эксцентриковая деталь, у которой
главная ось обозначена буквами АА, а ось эксцентричной по-
верхности — буквами ББ. К эксцентриковым деталям отно-
сятся также коленчатые валы (рис. 355, б), так как у них ось
ББ кривошипной шейки В смещена относительно главной оси
АА коренных шеек.
Чтобы обточить коренные и кривошипные шейки у детали,
показанной на рис. 355, в, нужно засверлить центровые отвер-
стия на оси АА и на осях 5i5i и Б2Б2 эксцентричных поверх-
362
ностей. Для обтачивания коренных шеек устанавливают деталь
центровыми отверстиями на оси АА, а для обтачивания эксцент-
ричных шеек диаметров dx и d2 — центровыми отверстиями со-
ответственно по осям Б\Б\ и Б2Б2.
Эксцентриковые валики обычно обтачивают в центрах. При
величине эксцентриситета более 8—10 мм сверлят на торцах
заготовки валика по два центровых отверстия (см. рис. 355, а),
смещенных по отношению друг друга на величину эксцентрик
ситета е. Отверстия А—А служат для .обтачивания поверхно-
стей ф d и ф di, а отверстия Б—Б — для эксцентрично распо-
ложенной поверхности 0 D.' Особое внимание следует обра-
щать на точность расположения центровых отверстий Б—Б на
торцах заготовки эксцентрикового валика.
<9
Рис 356. Разметка центровых отверстий эксцентрикового
валика (а и 6); кондуктор (в) для сверления центровых
отверстий эксцентрикового валика
В индивидуальном и мелкосерийном производстве заго-
товку из прутка обтачивают по наружной поверхности и под-
резают обе торцовые поверхности. Затем размечают места рас-
положения центровых отверстий, для чего заготовку кладут на
363
две призмы 3 на разметочной плите и рейсмусом 4 проводят
на обоих торцах центровые риски (рис. 356, а). Потом зато-
товку повертывают на призмах на 90°, проверяют ее положение
по угольнику и проводят центровые риски, перпендикулярные
первым (рис. 356, б). Пересечение этих рисок определит поло-
жение центровых отверстий 1. Откладывая от горизонтальных
рисок по вертикали величину эксцентриситета е, проводят
третью риску на каждом торце. Пересечение их с вертикальной
риской определит расположение центровых отверстий 2. Затем
сверлят четыре центровых отверстия и приступают к обтачи-
ванию поверхностей с диаметрами d, d\ и D (см. рис. 355, а).
Для нахождения места расположения центровых отверстий
без разметки в эксцентриковых валиках используют специаль-
ное приспособление — кондуктор (рис. 356, в). Этот кон-
дуктор представляет собой стакан 1, который устанавливается
сначала на один конец заготовки вала 5, а после сверления по
его двум втулкам 2 и 3 двух центровых отверстий устанавли-
вается на другой конец. Кондуктор закрепляется на заготовке
5 винтом 6, стягивающим пружинную часть стакана. Перед
сверлением центровых отверстий концы и торцы заготовки об-
тачиваются. На концах обточенных цилиндрических поверхно-
стей размечается по одной риске вдоль оси заготовки. На ста-
кане кондуктора имеются две риски 4, с помощью которых
устанавливают его на концы заготовки, совмещая риску 4 кон-
дуктора с риской заготовки.
При эксцентриситете вала меньше 10 мм два центровых
отверстия не могут расположиться на торце заготовки. В этом
случае заготовку берут длиннее на две длины центровых отвер-
стий и сверлят центровые отверстия в центре каждого торца.
Затем заготовку устанавливают в центры и обтачивают все ци-
линдрические поверхности, расположенные на одной оси. Потом
срезают на обоих торцах участки с центровыми отверстиями и
сверлят смещенные на величину эксцентриситета центровые от-
верстия по кондуктору или по разметке. Установив заготовку
в эти отверстия, обтачивают все поверхности, эксцентрично
расположенные относительно оси заготовки.
Когда к точности эксцентриситета предъявляются высокие
требования, то устанавливают и выверяют заготовку в четы-
рехкулачковом патроне с помощью индикатора, как показано на
рис. 357, а. Наибольшее отклонение стрелки индикатора должно
равняться двойной величине эксцентриситета. При установке
заготовки по индикатору наконечник ёго необходимо подводить
к обточенной поверхности около кулачков.
Эксцентрическую поверхность можно обтачивать достаточно
точно, устанавливая заготовку в трехкулачковом самоцентрирую-
щем патроне и подкладывая под один из кулачков (рис. 357, б)
пластину, толщина которой вычисляется по формуле
364
6=1.5» (1+ ^),
где е — величина эксцентриситета, мм\
D — диаметр поверхности заготовки, которой ее устанавливают
и закрепляют в патрон.
Если эксцентриковая деталь имеет отверстие, то для обта-
чивания ее насаживают на центровую оправку с пологоконичес-
кой поверхностью (рис. 358, а). Оправка имеет по два центро-
Рис. 357. Установка эксцентриковой детали в четырех-
кулачковом патроне с помощью индикатора (а) и в
самоцентрирующем трехкулачковом патроне с помощью
мерной пластины (б)
вых отверстия на каждом торце. Поверхность В обтачивают,
установив оправку центровыми отверстиями по оси ББ, а эксцен-
тричную поверхность Г обтачивают, установив оправку центро-
выми отверстиями по оси АА.
Центровая оправка (рис. 358, б) предназначена для обтачи-
вания эксцентриковой детали 1, которую насаживают и закрепля-
ют гайкой 2. Консольную оправку (рис. 358, в) также используют
для обтачивания эксцентриковой детали.
Если расстояние между осями АА и ББ настолько велико,
что центровые отверстия не размещаются на торцах детали
(рис. 359), то на концах детали закрепляют специальные флан-
цы, предварительно зацентрованные так, чтобы их оси совпада-
ли с осью эксцентричной поверхности. Таким образом обтачи-
вают шатунные шейки длинных коленчатых валов. Сначала
устанавливают вал 1 центровыми отверстиями, расположенными
на оси АА, и обтачивают основную часть и коренные шейки,
а после этого плотно закрепляют на конечных коренных шей-
ках фланцы 2 центровыми отверстиями по осям ББ, совпада-
365
ющим с осями шатунных шеек 3. Установив деталь с фланцами
при помощи отверстий по одной из осей ББ, обтачивают одну из
шатунных шеек 3, затем, сделав такую же установку отвер-
стиями по оси ВБ, обтачивают вторую шейку 4. Для предот-
вращения прогиба и пружинения вала применяют распорные
стержни 5 и 6, для уравновешивания вала при обтачивании ша*
тунных шеек прикрепляют на планшайбе груз 7.
б)
Рис. 358. Оправки для обтачивания
а и б — центровые, в —
эксцентриковых деталей:
консольная
Рис. 359. Установка
вала при. обтачивании
коленчатого
шатунных шеек
Проверить величину эксцентриситета обработанной детали
можно индикатором, как показано на рис. 360, а и б. Устанав-
ливают деталь в центры и определяют нижнюю точку эксцент-
366
ричной поверхности (рис. 360, а). Затем ставят циферблат инди-
катора на нуль и повертывают деталь примерно на 180° до полу*
чения максимального отклонения стрелки индикатора . (рис.
360, б). В этом случае эксцентриситет детали будет равен поло-
вине отсчета, показываемого стрелкой индикатора. При отсутст-
вии центровых отверстий эксцентриситет
можно определить на
Рис. 360. Методы контроля эксцентрикового валика:
а и б — с помощью индикатора, в — с помощью мерной пластины
разметочной плите с помощью плоскопараллельных меритель-
ных плиток (рис. 360, в). Сумма толщин подложенных плиток
м=4+е-4-
Контрольные вопросы
1. Для чего применяют люнеты? Когда пользуются неподвижным люне-
том, а когда — подвижным?
2. В каких случаях обрабатывают детали на планшайбе?
' 3. В каких случаях обрабатывают детали на угольнике?
4. Когда для закрепления деталей применяют оправки?
5. Какие конструкции оправок вам известны?
6. Какие детали называются эксцентриковыми?
7. Как закрепляют и обрабатывают эксцентриковые детали?
8. Как проверяют величину эксцентриситета у валика?
РАЗДЕЛ СЕДЬМОЙ
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА
И ТРУДА ТОКАРЯ. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ
Глава XXV
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА И ТРУДА ТОКАРЯ
§ 1. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА ТОКАРЯ
Рабочим местом токаря называется участок производствен-
ной площади, закрепленный за данным рабочим и предназна-
ченный для выполнения токарной работы. Рабочее место осна-
щается в соответствии с характером выполняемых работ на
токарном станке, применяемых приспособлений, режущего и из-
мерительного инструмента.
На рабочем месте токаря находятся: станок, шкафчик с ре-
жущими и измерительными инструментами и принадлежностями
к станку (патрон, планшайба, закаленные и сырые кулачки,
люнет, ключи, центры и т. д.), заготовки и готовые детали.
Рациональная организация рабочего места токаря предус-
матривает наиболее удобные для производительной работы
планировку и размещение заготовок, приспособлений и инстру-
ментов, обеспечение безопасности работы, установление и поддер-
жание чистоты, порядка и нормальных условий труда на рабо-
чем месте, организацию бесперебойного обслуживания его всем
необходимым.
Рациональная организация рабочего места, постоянное со-
вершенствование и поддержание его в должном порядке сос-
тавляют характерную особенность передовых методов работы..
§ 2. ПЛАНИРОВКА РАБОЧЕГО МЕСТА ТОКАРЯ
При планировке рабочего места токаря (рис. 361) надо ру-
ководствоваться следующими правилами.
1. Все должно быть сосредоточено вокруг рабочего на воз-
можно близком расстоянии, но так, чтобы не мешало его свобод-
ным движениям.
2. Все, что во время работы употребляется часто, распола-
гать ближе; все, что употребляется редко, укладывать дальше,
368
Рис. 361 Рабочее место токаря-универсала
] _ электролампа, 2 — планшет для измерительного инструмента и чертежей,
3 — станок. 4 — иструментальный шкафчик, 5 — подножная решетка, 6 — ящики
для деталей и заготовок
369
3. Класть заготовки и инструменты необходимо таким обра-
зом, чтобы место их расположения соответствовало естествен-
ным движениям рук рабочего. Например, заготовки, которые
берутся левой рукой, должны быть уложены в ящики 6 слева.
Если же заготовку трудно поднять одной рукой, надо ее класть
так, чтобы можно было удобно взять обеими руками.
4. Чертежи и операционные карты располагают на планшете
2, а рабочие наряды кладут в один из ящиков инструменталь-
ного шкафчика 4.
5. Заготовки и готовые детали не должны загромождать ра-
бочее место токаря и должны быть расположены так, чтобы от
начала взятия заготовки с места, где она лежит, и до момента
складывания ее как уже готовой детали направление всех дви-
жений рабочего совпадало с направлением технологического
потока. Это особенно важно при обработке крупных деталей.
Мелкие заготовки, обрабатываемые в больших количествах,
следует хранить в ящиках^ расположенных у станка на уровне
рук рабочего. Готовые детали нужно складывать в такие же
ящики, расположенные вблизи рабочего места.
Для расположения крупных заготовок и приспособле-
ний, а также и обработанных деталей на рабочем месте должны
быть предусмотрены стеллажи.
Инструменты, мелкие приспособления и документы следует
хранить в инструментальном ящике 4.
§ 3. ПОРЯДОК И ЧИСТОТА НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ
Поддерживание порядка и чистоты является частью рацио-
нальной организации рабочего места. Необходимо соблюдать
правила ухода за рабочим местом. В условиях массового произ-
водства, а также во всех случаях, когда выполняется узко огра-
ниченный круг работ, составляются специальные инструкции по
обслуживанию каждого рабочего места. Эти инструкции могут
быть оформлены в виде карт организации труда и рабочего мес-
та. Такие правила инструкции вывешиваются на рабочих мес-
тах.
Организация условий труда предусматривает рациональное
освещение, борьбу с производственным шумом, создание нор-
мальной температуры, влажности и чистоты воздуха, обеспече-
ние безопасности работы.
§ 4. ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ
Экономия рабочего времени обеспечивает повышение произ-
водительности труда и является основным правилом токаря.
До начала работы токарь обязан:
проверить исправность станка, работу, всех механизмов, сис-
370
темы охлаждения, наличие ограждений; если станок неисправен,
надо немедленно сообщить дежурному слесарю;
смазать станок, осмотреть все масленки, заполнить маслом и
закрыть их отверстия; хорошая и своевременная смазка соот-
ветствующим маслом сохраняет точность и удлиняет долговеч-
ность станка;
ознакомиться с предстоящей работой; хранить чертеж и тех-
нологическую карту в удобном для работы положении; прове-
рить наличие и исправность инструмента и приспособлений;
осмотреть заготовки и проверить их соответствие чертежу в
отношении припусков, отсутствия внешних и других дефектов
(литейной корки, кузнечной окалины, коррозии и т. д.), влияю-
щих на качество детали или стойкость инструмента;
удалить с рабочего места все, что не нужно для предстоящей
работы.
Во время работы токарь должен:
строго выполнять установленный технологический процесс;
экономить смазочные и обтирочные материалы, а также элек-
троэнергию, не допуская работы станка вхолостую;
не уходить от станка без разрешения мастера;
каждую заготовку, обработанную деталь, приспособление и
инструмент (режущий и измерительный) класть только на пре-
дусмотренные для них места, а не бросать куда попало;
пользоваться каждым предметом только по прямому назна-
чению, т. е. не применять резец вместо молотка, не пользоваться
случайными обрезками вместо подкладок для резца и т. д.;
беречь рабочие поверхности станка от ударов и грязи, не
класть режущие и измерительные инструменты, ключи и детали
на рабочие поверхности станка;
работать только острым, хорошо заточенным инструментом,
так как тупой резец сильно увеличивает нагрузку станка, дает
нечистую поверхность детали и ведет к поломке станка и инстру-
мента.
По окончании работы токарь должен:
разложить все инструменты и пр. по своим местам; протереть
все инструменты и рабочие поверхности приспособлений промас-
ленной тряпкой;
предъявить обработанные детали контролеру вместе с рабо-
чим нарядом;
сдать в кладовую ненужные больше инструменты и приспо-
собления;
смести щеткой стружку со станка, протереть станок обти-
рочным материалом, тщательно удалив всю грязь;
бросить промасленные тряпки в отведенные для этого ящики;
получить задание на следующий день, чтобы заранее озна-
комиться с чертежом и технологическим процессом и подгото-
вить инструмент и приспособления.
371
§ 5. МНОГОСТАНОЧНАЯ РАБОТА
Существует много способов улучшения организации труда.
Одним из наиболее эффективных способов повышения произво-
дительности труда и снижения себестоимости продукции явля-
ется многостаночная работа. Она нашла широкое применение в
нашей промышленности и, в частности, в машиностроении.
Многостаночная работа заключается в одновремен-
ной работе одного рабочего на нескольких станках: ручные прие-
мы на каждом станке производятся в период машинной работы
всех остальных станков, т. е. установка и закрепление заготовки,
пуск и остановка станка, снятие обработанной детали и т. д.
производятся в то время, когда на остальных станках обрабаты-
ваются детали.
Число станков, которое может обслужить один рабочий,
определяется из следующего условия: время машинной работы
одного станка должно быть равно или больше суммы времени
ручных приемов на всех остальных обслуживаемых станках.
Если время машинной работы одного станка больше суммы вре-
мени ручных приемов на всех остальных обслуживаемых стан-
ках, то разница будет представлять свободное, т. е. незагружен-
ное время рабочего.
Допустим, что на трех токарных станках обрабатывают дета-
ли с одинаковым штучным временем, равным 12 мин, причем на
ручные приемы затрачивается 3 мин. Следовательно, на непо-
средственную работу станка, т. е. на машинную работу, расхо-
дуется 9 мин. Изобразим это на графике (рис. 362), отложив по
верхней горизонтальной линии время работы станков и время
работы токаря в минутах.
Далее отложим на графике для первого станка ручное время,
равное 3 мин, и машинное время, равное 9 мин. После 3 мин,
затраченных на ручные приемы, токарь, пустив первый станок,
переходит ко второму станку и выполняет ручные приемы тоже
в течение 3 мин. После пуска второй станок, работает, как и
первый, в течение 9 мин, что и откладываем на графике.
Запустив второй станок, рабочий переходит к третьему стан-
ку, где снова затрачивает 3 мин на ручные приемы. Он пус-
кает станок и возвращается к первому станку, который еще не
закончил обработку детали. Так как во время машинной рабо-
ты первого станка, равной 9 мин, рабочий выполнил ручные
приемы на втором и третьем станках в течение 6 мин, то у не-
го остается свободное время, равное 3 мин. Это показано на рис.
362, в нижней графе.
Приведенный пример наглядно показывает, что одновремен-
ная работа одного токаря на трех станках вполне возможна.
Больше того, для полной загрузки токаря можно было бы доба-
вить еще один станок для другой операции, у которой ручное
372
время не превышает 3 мин, а машинное время равно 9 мин или
кратно 9 (например, 18 или 27 мин).
Чтобы достигнуть хороших результатов в многостаночной ра-
боте, требуются определенные условия:
1) должно быть установлено расчетом, что во время машин-
ной работы одного станка токарь свободно будет управляться
со всеми ручными приемами на остальных станках;
Время в минутах | Of 23 В 5 6 7 8 9 101112 131В1516 /7 18 19202122232В.
1-й станок 'ШЛ
1
2-й станок жш,
3-й станок 1
Токарь
Условные обозначения
WfflfyBpeMH выполнения мошин' I \Свобод-
ручных приемов нои работы ное время
Рис. 362. График многостаночного обслуживания для токарных станков
2) чтобы исключить возможные поломки станка, необходимо
обеспечить их автоматическими выключателями;
3) многостаночник должен быть освобожден от выполнения
вспомогательных работ по обслуживанию рабочего места — до-
ставки заготовок и инструмента на рабочее место, заточки инст-
румента, получения нарядов на работу, сдачи деталей контро-
леру и др;
4) подъем и установка на станке тяжелых деталей, требую-
щие значительного физического напряжения, должны быть пол-
ностью механизированы;
5) расстановка станков должна быть сделана с таким рас-
четом, чтобы максимально сократить время на переходы рабоче-
го от станка к станку.
Многостаночная работа позволяет многим станочникам вы-
полнять по нескольку норм. В результате их заработная плата
возрастает, а себестоимость выпускаемой продукции вследствие
повышения производительности труда значительно снижается.
Контрольные вопросы
1. В чем заключается организация рабочего места токаря?
2. Как надо организовать труд токаря на рабочем месте для достижения
лучших результатов работы?
3. Что такое многостаночная работа?
4. Какие необходимы условия для перехода на многостаночное обслу-
живание?
373
Глава XXVI
РАЦИОНАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ
В нашей промышленности широко развернулось движение
новаторов производства. Токари-передовики, применяя все более
рациональные методы труда, добиваются значительного сокра-
щения нормы времени и тем самым увеличивают производи-
тельность труда. Лучшие технологические приемы и методы ра-
боты, применяемые токарями-новаторами, описаны в настоя-
щей главе.
§ 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ
ТОКАРЯМИ-НОВАТОРАМИ
Сверление и прорезание. При изготовлении коротких дета-
лей с отверстиями часто применяют следующий технологичес-
кий прием. Заготовку на несколько деталей, закрепленную од-
ним концом в патрон и упирающуюся другим концом в центр
задней бабки, обтачивают по наружной цилиндрической поверх-
ности (рис. 363, а). Затем по всей заготовке прорезают канавки
на расстоянии, равном длине обрабатываемой детали плюс при-
пуск на подрезание торцовой поверхности. Канавки прорезают
на такую глубину, чтобы диаметр перемычки был на 0,1—0,2 мм
меньше диаметра сверла, которым намечено сверлить отверстие
в заготовке. После этого отводят задний центр, заменяют его
сверлом и сверлят отверстие. Сверло, углубляясь в заготовку,
высверливает последовательно одну перемычку за другой, от-
Рис 363 Изготовление коротких втулок:
а — обтачивание и прорезание, б — сверление
деляя друг от друга отдельные заготовки втулок (рис. 363, б)'.
Такой прием создает следующие удобства:
1) значительно сокращается время на подвод и отвод сверла
и резца, так как за одну установку обрабатывается несколько
деталей;
374
б)
Рис. 364 Обработка
детали:
а — по обычному способу,
б — комбинированным резцом
по способу Бушина
2) отрезной резец — наименее прочный из всех режущих ин-
струментов, участвующих в обработке, работает с малыми пода-
чами и выполняет небольшую часть работы.
В результате время на выполнение операции сверления,
отрезания и обтачивания значитель-
но сокращается.
Применение комбинированных
резцов. Токари-новаторы широко
применяют комбинированные
резцы, т. е. резцы, имеющие до-
полнительные режущие кромки. Та-
кие резцы предназначены для по-
следовательной обработки несколь-
ких поверхностей или для совмеще-
ния нескольких переходов при од-
ном проходе инструмента.
На рис. 364 приведен пример ис-
пользования комбинированного рез-
ца при обработке цилиндрического
штифта. До применения этого резца
штифт обрабатывался тремя резца-
ми в следующем порядке: сначала
пруток 2 (рис. 364, а) зажимали в
цанговом патроне 1 и обтачивали
конус резцом 3. Далее резцом 4 от-
резали деталь;- перевернув ее, снова
закрепляли в патроне и фасонным
резцом 5 обтачивали закругленный
конец.
Токарь Бушин, применив специ-
альный фасонный резец 6 (рис.
364, б) стал обтачивать за одну ус-
тановку штифт Б на конус и штифт
А по радиусу. Одновременно отре-
зался штифт А с ранее обточенным
конусом. В результате производи-
тельность труда увеличилась в три
раза.
Как видно из рис. 364, б, резец 6
является комбинированным: его ле-
вая режущая кромка служит для обтачивания детали на ко-
нус, правая — по радиусу.
Многорезцовая наладка. Многорезцовые наладки применяют
для одновременной обработки заготовок несколькими режущими
инструментами.
Для многорезцовой обработки таких деталей, как шпиндели
станков, многоступенчатые валики и т. п. применяют специаль-
375
ные многорезцовые станки большой мощности, характеризующи-
еся также и большой жесткостью. Однако в ряде случаев целе-
сообразно обработку вести на обычных токарных станках с при-
менением многорезцовой наладки.
Многорезцовые наладки позволяют уменьшить как машин-
ное, так и вспомогательное время.
На рис. 365, а показана схема окончательной обработки сту-
пенчатой детали двумя резцами одновременно. Многорезцовая
наладка для этого случая позволяет снизить машинное время
вдвое. Кроме того, экономится время на подвод и отвод одного
резца, а также на один поворот резцовой головки.
На рис. 365, б приведена схема вытачивания трех канавок
одновременно тремя резцами. В этом случае машинное время
сокращается втрое. Кроме того, экономится время на подвод
и отвод канавочных резцов, а также повороты резцовой головки.
На рис. 365, в показана схема одновременного сверления и
обтачивания (до упора) цилиндрической поверхности. Здесь
машинное время сокращается почти вдвое.
Использование дополнительного резцедержателя. В цехах
многих заводов получили широкое распространение дополни-
Рис. 365 Многорезцовая наладка:
а — обтачивание двух уступов одновременно, б — вытачивание трех кана-
вок одновременно, в — сверление и обтачивание, производимое одновременно
тельные резцедержатели, устанавливаемые на поперечных салаз-
ках суппорта, по другую сторону от оси станка. Такие резце-
держатели позволяют значительно расширить возможности стан-
ка, так как в них можно устанавливать дополнительные резцы
и тем самым уменьшйть машинное время. Но не только в этом
заключается удобство дополнительного резцедержателя. При-
менение такого резцедержателя позволяет сокращать во мно-
гих случаях время на вспомогательные ручные операции.
Пусть требуется обточить у заготовки цилиндрическую по-
верхность ф 28 мм на длину 52 мм, выточить канавку и снять фас-
ку 3X45° (рис. 366, а).
376
При обычном методе обработки на токарном станке в рез-
цовую головку устанавливают три резца: проходной упорный 1
для обтачивания цилиндрической поверхности с подрезанием
уступа 0 32 мм; прорезной 2 для вытачивания канавки и фасоч-
ный 3 для снятия фаски. В этом случае необходимо при углуб-
Рис. 366. Обработка валика:
а — при работе с одним резцедержателем, б — при работе
с дополнительным резцедержателем
лении каждого резца ориентироваться по различным делениям
лимба поперечной подачи; после выполнения каждого перехода
поворачивать резцедержатель на новую позицию; при работе по
упорам иметь либо двухпозиционный упор, либо упор с ограни-
чителем длины.
При наличии дополнительного резцедержателя 4 можно в
обычную резцовую головку установить проходной упорный резец
1 (рис. 366, б) и обточить цилиндрическую поверхность 0 28 мм
на длину 52 мм с подрезанием уступа 0 32 мм; после этого нуж-
но установить продольный упор и отвести резец на себя. Затем
установить в задний дополнительный резцедержатель два повер-
нутых лезвиями вниз резца — прорезной 2 и фасочный 3. При
такой установке резцов обработка будет протекать следующим
образом. После обтачивания цилиндрической поверхности до
упора резец 1 отводится в поперечном направлении, как указа-
377
но стрелкой А на рис. 366, б. По мере отвода резца 1 резцы 2 и 3
дополнительного резцедержателя 4 приближаются к поверх-
ности заготовки и, врезаясь в нее, вытачивают канавку и сни-
мают фаску.
При этом способе обработки резцы углубляют по двум раз-
личным делениям лимба вместо трех, отпадает надобность в
поворотах резцедержателя, улучшаются условия работы резцов,
установленных в дополнительный резцедержатель (так как силы,
резания направлены вниз).
§ 2. СОКРАЩЕНИЕ ОСНОВНОГО (МАШИННОГО) ВРЕМЕНИ
Сокращение основного (машинного) времени достигается за
счет увеличения элементов режима резания — скорости резания
и подачи — и уменьшения числа проходов.
Рис 367. Многорезцовая дер-
жавка для обтачивания сту-
пенчатого шкива
Рис. 368. Специальный резце-
держатель для двух резцов
Мн огорезцовая наладка, которую применяют для
одновременной обработки заготовки несколькими инструментами,
позволяет значительно сократить машинное время.
На рис. 367 показана многорезцовая державка для одновре-
менного обтачивания всех ступеней четырехступенчатого шкива.
Обтачивание сначала делают начерно, после этого поворачивают
державку на 180°, подрезают четыре торца и производят чисто-
378
вое обтачивание. Применение таких многорезцовых державок
повышает производительность примерно в 4 раза.
На рис. 368 показан специальный резцедержатель 2, закреп-
ленный в резцовой головке суппорта 3 станка. В резцедержателе
установлены два резца: резец 1 подрезает торец пустотелого
прутка, а резец 4 отрезает часть прутка после того, как резец
1 подрежет торец. Применение такого резцедержателя сокра-
щает время обработки в 2 — 3 раза. При старом способе нужно
сначала подрезать торец, затем повернуть резцовую головку
суппорта, подвести отрезной резец и только после этого сделать
отрезку.
§ 3. СОКРАЩЕНИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ВРЕМЕНИ
При резком снижении машинного времени, достигнутом тока*
рями-скоростниками, становятся совершенно нетерпимыми боль-
шие затраты вспомогательного времени при обработке деталей.
Токари-новаторы для сокращения вспомогательного времени
на закрепление детали, на подвод и отвод инструмента, на изме-
рения детали, на холостые ходы инструмента и др. применяют
различные приспособления и используют рациональные приемы
работы.
Сокращение вспомогательного времени на
закрепление деталей при установке в центрах может
быть достигнуто при применении самозажимного хомутика (см.
рис. 308).
На рис. 307 был рассмотрен способ закрепления детали с по-
мощью рифленого переднего центра, установленного в шпин-
дель передней бабки, и вращающегося центра, установленного в
заднюю бабку. Такой способ закрепления позволяет обрабаты-
вать втулки по всей длине без перестановки. При этом процесс
установки значительно сокращается.
Сокращение времени на подвод и отвод ин-
струмента и на холостые ходы резца также умень-
шает вспомогательное время. По окончании каждого прохода
токарь должен отвести режущий инструмент от обработанной
поверхности детали, чтобы потом путем продольного перемеще-
ния суппорта перевести его в исходное положение для второго
прохода. Для этого достаточно отвести резец от детали на рас-
стояние 5—6 мм. Однако неопытные токари часто отводят резец
на 20—30 мм от обработанной поверхности, теряя непроизво-
дительно вспомогательное время.
Г. Борткевич установил, что при обработке ступенчатых де-
талей вспомогательное время на холостые перемещения резца
зависит от того, в какой последовательности чередовать обра-
ботку ступеней. На рис. 369 показан пример сокращения време-
ни холостых ходов при наружном обтачивании и подрезании
379
торцов детали с небольшими ступенями и широкими торцами.
По старому способу обработка начиналась с подрезания малого
торца и заканчивалась обтачиванием цилиндрической поверх-
ности наибольшей ступени. При этом подача резца при обтачи-
резца
Рис. 369. Пример сокращения времени холостых
ходов:
а — старый способ, б — способ Г. Борткевича
---_ Холостой ход
резца
вании как цилиндрических, так и торцовых поверхностей произ-
водилась механически, а холостые ходы резца — преимуществен-
но вручную поперечной подачей. Поперечная ручная подача уто^
мительна и требует значительной затраты времени. По предло-
жению Г. Борткевича обработка начинается с обтачивания
ступени большого диаметра /, а заканчивается подрезанием ма-
лого торца 6. При таком порядке обработки резец обтачивает как
цилиндрические, так и торцовые поверхности механической по-
дачей, а холостые ходы резца производятся вручную в основном
только в продольном направлении при помощи маховичка про-
дольной подачи. Такая подача менее утомительна и произво-
дится значительно быстрее, чем поперечная ручная подача.
На рис. 369, а показан путь прохождения резца при обработ-
ке по старому способу, а на рис. 369, б — путь прохождения
резца по способу Г. Борткевича. Сплошными линиями показаны
рабочие ходы резца, а пунктирными — холостые.
Сокращения времени на холостые ходы тока-
ри-новаторы достигают часто за счет применения комбинирован-
380
ного инструмента. Токарь-скоростник тов. Малышев вместо
двух-трех резцов, применяемых другими токарями, подрезает
торец, снимает правую фаску, растачивает отверстие и снимает
левую фаску одним отогнутым проходным резцом *(рис. 370),
что значительно уменьшает холостые ходы резца.
Сокращение вспомогательного времени
н а
измерение деталей
достигается за счет приме-
нения лимбов продольной и
поперечной подач, жестких
упоров и ограничителей
длины и применения авто-
матических измерительных
устройств.
Рис. 371. Применение откидного упора
при отрезании заготовки:
а — откидной упор установлен в пиноль
задней бабки, б — откидной упор установлен
в резцедержатель
Рис. 370. Использование
отогнутого проходного
резца для подрезания
торца, растачивания отвер-
стия и снятия фасок
Заслуживает внимания применение новаторами ограничи-
телей длины в виде откидных упоров. На рис. 371, а показан
откидной упор, установленный в пиноль задней бабки. Пруток,
который необходимо разрезать на части определенной длины,
подается через отверстие в шпинделе до откидного упора, а за-
тем закрепляется. Все отрезаемые части прутка получаются рав-
ными по длине, и это достигается без всяких измерений.
На рис. 371, б показан откидной упор, установленный в рез-
цедержатель, позволяющий отрезать одновременно две детали
точно по длине без каких-либо измерений.
381
§ 4. КОМПЛЕКСНЫЙ МЕТОД СОКРАЩЕНИЯ ШТУЧНОГО ВРЕМЕНИ
Токари-новаторы сокращают штучное время путем умень-
шения основного, вспомогательного и подготовительно-заклю-
чительного времени. Такое сокращение штучного времени полу-
чило название комплексного метода.
Применение комплексного метода часто приводит к измене-
нию части или всего технологического процесса обработки. При-
мером является изменение порядка обработки детали по спосо-
бу, предложенному токарем II. Быковым. На рис. 372, а пока-
2-я операция
а)
Рис. 372. Установка и закрепление детали:
а — до предложения П. Быкова, б — после предложения
П. Быкова
заны существовавшие установка и закрепление детали, а на рис,
372, б — установка и закрепление той же детали по методу то-
каря Быкова.
Первая операция обработки детали (рис. 372, а) произво-
дилась в четырехкулачковом патроне с выверкой ее по поверх-
ности Д; эта поверхность протачивалась в размер, а торец Б
подрезался. Для второй операции применялся трехкулачковый
патрон, при этом обрабатывались торец В и отверстие детали.
Основной недостаток данного способа обработки заключался в
382
большой затрате времени на выверку детали в четырехкулачко-
вом патроне.
П. Быков предложил другой способ обработки, а именно:
для первой операции (рис. 372, б) зажать деталь в трехкулач-
ковом патроне за поверхность Д, подрезать торец В, сверлить и
расточить отверстие. Вторую операцию П. Быков осуществ-
ляет, устанавливая деталь на гладкой оправке 2, вместе с кото-
рой деталь вращается непосредственно от поводка 1 патрона 5,
при этом обтачивает поверхность А и второй торец Б. Благода-
ря такому способу обработки отпала необходимость в установ-
ке и выверке детали в четырехкулачковом патроне, что отни-
мало значительное время; повысилась также точность располо-
жения наружной поверхности по отношению к отверстию.
Рассмотренные примеры сокращения штучного времени по-
казывают лишь основные направления в работе новаторов
производства. Однако эти примеры далеко не исчерпывают всех
методов рациональной работы. С каждым днем возникают всё
новые и новые методы обработки, которые часто в корне меняют
старые методы, как не соответствующие современному состоя-
нию техники.
Контрольные вопросы
1. Какие вы знаете пути сокращения основного (машинного) времени?
Приведите примеры сокращения машинного времени.
2. Почему при многорезцовой наладке сокращается машинное время?
3. За счет каких элементов новаторы сокращают вспомогательное время?
4. Каким образом сокращают новаторы время на измерение деталей в
процессе обработки?
5. Какими средствами новаторы сокращают время на установку, закреп-
ление и съем детали?
6. Какими способами можно сократить время на подвод и отвод режущих
инструментов?
7. В чем заключается комплексный метод сокращения штучного времени?
Глава XXVII
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
НА СТАНКАХ
§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЗРАБОТКЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
В зависимости от требуемых точности размеров и чистоты поверх-
ностей детали могут обрабатываться в один, два или три этапа.
Неточные детали с чистотой поверхностей V 2—V3 обычно об-
рабатываются в один этап; точные детали или детали с чистотой
поверхностей V 4 и выше — в два, а иногда в три этапа: первый
383
этап — предварительная или черновая обработка, второй — чисто-
вая и третий — отделочная обработка.
На первом этапе снимают большую часть припуска( ~ 70%);
вследствие возникающих при этом значительных сил резания и
деформаций детали точность ее размеров получается низкой, а
чистота поверхностей обычно соответствует V2—V3. На втором
этапе снимают значительно меньшую часть припуска ( — 25—
30%), благодаря чему форма детали исправляется, а точность
размеров и чистота обработанных поверхностей повышается. На
третьем этапе окончательно обрабатывают точные или очень
чистые поверхности (в соответствии с заданными техническими
требованиями), снимая оставшийся припуск ( ~ 5%).
Большинство поверхностей, особенно у мелких деталей
(/ = 30—50 лии), -невысокой точности (4—5-го классов), напри-
мер болтов, штырей, мелких валиков и др., изготовляемых из
сортового материала, часто обрабатывают сразу начисто в од-
ну — две операции.
Обработка деталей с точностью размеров 3—4-го классов
обычно разделяется на два этапа — черновой и чистовой, выпол-
няемых, как правило, на разных станках. Обдирочные и черно-
вые операции рекомендуется выполнять на более мощных, но
менее точных станках, чем чистовые операции. Выполнение чер-
новых операций на точных станках влечет за собой снижение их
точности вследствие повышенного износа при больших нагруз-
ках, неизбежно возникающих при черновой обработке.
Отдельные поверхности детали могут быть обработаны раз-
личными способами. Например, обработку отверстий можно вы-
полнить сверлом; сверлом и резцом; сверлом и зенкером; свер-
лом, зенкером и разверткой. При этом обработка сверлом яв-
ляется наиболее производительным способом, но наименее
точным; обработка сверлом, зенкером и разверткой — наиболее
точным, но менее производительным и не всегда экономичным.
Отделочные операции целесообразно относить к концу тех-
нологического процесса.
§ 2. ПОРЯДОК СОСТАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
Для составления технологического процесса обработки дета-
ли необходимо иметь чертеж ее и заготовки с техническими
условиями, сборочный чертеж узла, в который входит данная
деталь, производственную программу и паспорта станков, ка-
талоги режущих и измерительных инструментов, альбомы нор-
мальных приспособлений, материалы по режимам резания и по
нормированию времени обработки.
Составление технологического процесса ведется в следую-
щем порядке:
384
1. Знакомство с машиной в целом и с назначением данной
детали. Изучение чертежа детали и технических условий ее из-
готовления.
2. Выбор вида заготовки, определение размеров припусков
на обработку и размеров заготовки.
3. Выбор черновой и чистовой баз и способов закрепления за-
готовки на станках.
4. Составление технологического маршрута, в котором ука-
зывается перечень и содержание операций, установок и перехо-
дов и схематическое их изображение (см. классификатор пере-
ходов, приложение II).
5. Выбор для каждой операции типа и модели станка, а
также приспособлений, режущего и измерительного инструмен-
тов.
6. Определение расчетных размеров обрабатываемых поверх-
ностей для каждого перехода.
7. Выбор режимов резания и расчет основного (машинного)
времени обработки для каждого перехода, а при необходимости
и штучного времени для каждой операции.
Технологический процесс следует строить на базе передовых
методов труда, с учетом опыта новаторов производства и сов-
ременной технологии; он должен обеспечить возможно высокую
производительность и экономичность при условии соблюдения
требуемой и достаточной точности размеров и чистоты обрабо-
танных поверхностей.
§ 3. МЕТОД ГРУППОВОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
На разных заводах близкие по форме и размерам детали об-
рабатываются по различным технологическим процессам. Мно-
гообразие этих процессов можно значительно сократить, если
обрабатывать однотипные детали по групповым технологичес-
ким процессам.
В настоящее время при разработке технологических процес-
сов обработки деталей на станках применяется метод груп-
повой обработки деталей, при котором детали класси-
фицируются по видам обработки (токарная, револьверная, фре-
зерная и др.) После этого детали каждого класса разделяются
на группы деталей, сходных по форме и размерам и общности
процесса их обработки. Затем разрабатывается технологический
процесс не на отдельную деталь, а на группу деталей, технологи-
чески сходных и характеризующихся общей последователь-
ностью обработки, одинаковым станком, приспособлением, ре-
жущим инструментом и наладкой.
Для составления группового технологического процесса об-
работки принятых деталей в каждой группе выбирается наибо-
лее характерная деталь. Эта деталь состоит из ряда элементар-
13 Зак. 529
385
ных поверхностей (наружных и внутренних, цилиндрических и
конических, наружных и внутренних канавок и резьб и др.)»
имеющихся в других деталях той же группы. Выбранная деталь
должна иметь полный комплекс поверхностей, которые имеются
в других деталях группы, и поэтому ее называют комплексной
деталью данной группы. Все другие детали этой группы должны
иметь полный комплекс поверхностей или только часть их. По-
верхности могут быть расположены в той же или другой после-
довательности, чем у комплексной детали.
На рис. 373, а и б показаны детали, обрабатываемые по
групповому методу. Одинаковые (по своему виду) поверхности
б)
Рис. 373. Детали, обрабатываемые по групповому методу
этих деталей обозначены одними и теми же цифрами: / — на-
ружная резьба; 2 — наружная канавка; 3 — цилиндрическая
наружная поверхность; 4 — коническая наружная поверхность;
5 — отверстие с уступом; 6 — отверстие сквозное; 7 — внутрен-
няя резьба; 8 — внутренняя канавка.
Деталь, показанная на рис. 373, а, является комплексной для
данной группы деталей. Для обработки каждой детали, входя-
щей в данную группу, кроме комплексной, все запроектирован-
ные инструменты могут не потребоваться.
Применение групповой обработки деталей делает целесооб-
разным оснащение токарных станков специальными сменными
резцедержателями, закрепляемыми в резцовой головке и про*
386
дольными и поперечными упорами, что в целом обеспечивает
значительное повышение производительности труда и сокраще-
ние затрат на приспособления и инструменты.
§ 4. КАРТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ
ДЕТАЛЕЙ НА СТАНКАХ
Для наиболее рациональной и экономичной обработки дета-
лей машин рекомендуется предварительно разработать техноло-
гические процессы обработки их. Обычно такие процессы разра-
батываются технологами и записываются в специальные техно-
логические карты механической обработки деталей (см. прило-
жения IV—V). В картах приводятся данные об обрабатываемой
детали: ее наименование и номер, материал, вид и размер заго-
товки, размер партии деталей (для серийного производства) и
эскиз деталей. В этих картах фиксируется также процесс обра-
ботки детали с расчленением его на операции, установки и пе-
реходы, указывается их содержание.
Операции в картах технологического процесса обозначаются
обычно римскими цифрами I, II, III и т. д., установки — боль-
шими буквами А, Б, В и т. д. и переходы—арабскими цифрами
/, 2, 3 и т. д.
Содержание операций, установок и переходов иллюстриру-
ется эскизами обработки с условным изображением способа
крепления обрабатываемой заготовки на станке, приспособле-
ния и режущего инструмента. Затем в картах указываются ти-
пы и модели станков, наименование приспособлений, режущего
и измерительного инструментов, режимы резания, время обра-
ботки, квалификация станочника.
В карте приводятся также подписи технолога, составлявшего
карту и проверявшего ее.
На многих заводах в дополнение к технологическим картам
обработки составляются также и операционные карты. На каж-
дую операцию разрабатывается операционная карта. В ней по-
дробно указывается, как надо обработать деталь по каждому
переходу (см. приложение III).
§ 5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДИСЦИПЛИНА
Строгое соблюдение технологического процесса, оформлен-
ного в виде технологических карт, т. е. соблюдение технологи-
ческой дисциплины,— основной закон производства. Где не соб-
людается технологический процесс, там обычно не выполняется
программа и почти всегда возможен брак деталей.
В нашей стране токари активно участвуют в рационализа-
торской работе, и имена лучших токарей-передовиков широко
известны и пользуются заслуженным авторитетом. Лучшие то-
13*
387
кари нашей страны П. Быков, В. Семинский, В. Колесов и др.
внесли много нового в технологию токарного дела.
В социалистическом производстве методы рационализации
технологического процесса должны являться основным условием
усовершенствования обработки, удешевления себестоимости про-
дукции, ускорения производства и повышения качества изделия.
Поэтому для инициативного рабочего-новатора открыты широ-
кие возможности рационализации технологического процесса.
Но это не значит, что можно изменять технологию самостоя-
тельно, без разрешения работников, занимающихся технологией
на заводе. Самостоятельное изменение технологии может при-
нести ущерб производству.
Всякое усовершенствование технологического процесса, пред-
ложенное рабочим, должно быть оформлено в виде рационали-
заторского предложения, которое после рассмотрения и одобре-
ния вносится в технологическую документацию.
На заводах существуют отделы рабочего изобретательства
(БРИЗ), которые имеют своей задачей привлекать рабочих к со-
вершенствованию технологических процессов путем подачи ра-
ционализаторских предложений. За каждое реализованное пред-
ложение автору выплачивают денежную премию, величина ко-
торой зависит от суммы полученной экономии.
Контрольные вопросы
1. Расскажите о порядке составления технологического процесса обработ-
ки детали.
2. В чем заключается сущность метода групповой обработки деталей?
3. Каковы преимущества применения групповой обработки деталей?
4. Какие сведения записывают в технологическую карту?
5. В чем различие между операционной и технологической картами?
6. Какое значение имеет технологическая дисциплина?
7. Может ли токарь сам изменить технологический процесс обработки
детали?
8. Какой порядок оформления изменений в технологическом процессе?
Глава XXVIII
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ
§ 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ВТУЛОК
Общие сведения о токарной обработке втулок. К классу вту-
лок относятся детали со сквозным отверстием и с наружной
гладкой или ступенчатой поверхностью. Втулки широко исполь-
зуются в машинах. Основным техническим требованием боль-
388
шинства втулок является концентричность наружных и внут-
ренних поверхностей и перпендикулярность одной или обеих
торцовых поверхностей втулки ее оси.
По форме втулки можно разделить на следующие четыре
группы:
1) гладкие;
2) с гладким отверстием и ступенчатой наружной поверх-
ностью;
3) с гладкой наружной поверхностью и ступенчатым от-
верстием;
4) со ступенчатыми отверстием и наружной поверхностью.
Втулки изготовляют из пруткового материала и заготовок,
отлитых из чугуна и цветных металлов и реже кованых и штам-
пованных. За последнее время стали применять втулки из пласт-
масс.
Токарная обработка гладких втулок из прутка. Рассмотрим
наиболее характерные примеры обработки гладких втулок. Та-
кие втулки диаметром до 160—180 мм обычно изготовляются из
прутка.
Обработка единичной гладкой втулки (рис. 374, а) произво-
дится из отрезанной от прутка 0 45 мм заготовки длиной 80 мм
в патроне за одну операцию. В первой установке подрезается
торцовая поверхность заготовки (рис. 374, б), затем она обта-
чивается на 0 40 мм (рис. 374 в), сверлится 0 22 мм на длине
58 мм (рис. 374, г), растачивается на 0 24 мм на длине 56 мм
(рис. 374, д) и отрезается на длину 51 мм (рис. 374, е). Во
второй установке подрезается другой торец (рис. 374, ж) и вы-
держивается длина 50 мм.
Если наружная поверхность должна быть обработана по
3-му или 4-му классу точности, то ее необходимо обтачивать от
двух до трех раз. То же относится и к отверстию. Если отвер-
стие втулки должно быть изготовлено по 2, 2а, 3 или За клас-
сам точности, то растачивать его потребуется два-три раза. При
растачивании отверстия расточным резцом достигают строгой
концентричности наружной поверхности втулки к ее отверстию
при обработке их с одной установки. При партии втулок 10,
20 шт. и более, т. е. при серийном производстве, такие гладкие
втулки обрабатываются за несколько операций с применением
упоров и лимбов. В этом случае целесообразно обрабатывать
втулки из длинного прутка, если его диаметр меньше диаметра
отверстия в шпинделе.
Неточное отверстие с чистотой поверхности —v3 можно об-
работать сверлом. При повышенных требованиях к точности и
чистоте поверхности отверстия используют расточный резец
при небольшой партии втулок (5—10 шт.). При большой партии
рекомендуется после сверла применять резец или зенкер и одну
или две развертки.
389
Если точное отверстие втулки обрабатывается начисто одной
или двумя развертками, то для получения строгой концентрич-
ности наружной поверхности к отверстию необходимо вводить
дополнительное обтачивание при установке втулки на точную
центровую или консольную оправку (см. рис. 351 и 352).
При чистовом обтачивании малой партии гладких втулок
иногда токари применяют самоцентрирующий патрон с расто-
ченными сырыми кулачками. Растачивают кулачки строго по
наружному диаметру закрепляемой втулки. Время обработки
Ч Округом
W7///77777777A
77777777/7777
50
а)
О) 0)
Рис. 374. Последовательность токарной обработки одной гладкой
втулки
втулки можно уменьшить, если совместить черновое обтачивание
наружной поверхности со сверлением отверстия (см. рис. 365, в).
Отрезать втулку от прутка рекомендуется отрезным резцом»
390
установленным в заднем резцедержателе на поперечных са-
лазках.
Токарная обработка гладких втулок из штучных заготовок.
При серийном производстве гладкие втулки с наружным диа-
метром более 30—40 мм обрабатывают обычно из штучных за-
готовок, так как пруток не проходит сквозь отверстие в шпинде-
Рис 375. Последовательность токарной обработки партии гладких
втулок
391
ле станка. В этом случае пруток предварительно разрезается на
мерные заготовки. Например, необходимо обработать 50 втулок
(чертеж втулки показан на рис. 375, а).
В операции I пруток диаметром 85 мм на дисковой пиле раз-
резают на заготовки длиной 95 мм.
В операции II заготовку устанавливают в кулачки самоцен-
трирующего патрона, в котором обтачивают наружную поверх-
ность начерно до Ф 82 мм на длине 50 мм (рис. 375, б), подреза-
ют торец, снимая припуск 2 мм (рис. 375, в) и сверлят отверстие
сверлом Ф 28 мм (рис. 375, г) на всю длину заготовки.
В операции III заготовку устанавливают в патрон обрабо-
танной поверхностью и обтачивают оставшуюся необработанной
наружную поверхность то же до 0 82 мм (рис. 375, д). Затем
подрезают другую торцовую поверхность в размер 90 мм по дли-
не (рис. 375, е) и начисто растачивают просверленное отверстие
до Ф 30 мм (рис. 375, ж).
При большей точности отверстия после растачивания приме-
няют развертывание или зенкерование и развертывание, или до-
полнительно растачивают резцом.
В операции IV заготовку устанавливают на оправке и обта-
чивают начисто наружную поверхность Ф 80 мм (рис. 375, з).
Для обработки втулок диаметром более 80 мм часто исполь-
зуют заготовки в виде отливок и реже в виде поковок. Заго-
товки для таких втулок обычно изготовляют с отверстиями.
При обработке единичных втулок заготовку обычно прини-
мают на 20—30 мм длиннее требуемой длины, чтобы ее можно
было установить и закрепить в кулачках патрона за эту удли-
ненную часть, которую затем отрезают. На рис. 376 показаны
эскизы технологического процесса обработки втулки (см. рис.
375, а) из отлитой заготовки. Начинается обработка с подреза-
ния торца (рис. 376, а), затем производятся обтачивание (рис.
376, б), растачивание (рис. 376, в) и отрезание (рис. 376, г). Так
как втулка обрабатывается за одну установку, концентричность
наружной поверхности ее к отверстию достигается достаточно
высокая (0,03—0,05 мм).
При изготовлении партии аналогичных втулок (диаметром
более 100 мм) заготовки отливают с отверстием, но без увеличе-
ния их длины на 20—30 мм, и обработку производят так, как
показано на рис. 375 (сверление отверстия в этом случае не тре-
буется).
Токарная обработка ступенчатых втулок с гладким отвер-
стием. У ступенчатых втулок наружная поверхность состоит из
отдельных участков разных диаметров, а иногда разных разме-
ров по ширине. При повышенных требованиях к концентрично-
сти наружных поверхностей ступеней втулки к ее отверстию ре-
комендуется чистовое обтачивание производить на оправке при
базировании ее по отверстию.
392
Ступени втулки рекомендуется обтачивать подрезным рез-
цом, несмотря на то, что его стойкость меньше, чем у проходно-
го резца. Следует применять вместо двух резцов один как для
обтачивания, так и для подрезания уступов ступеней, так как в
этом случае не требуется дополнительно повертывать резцедер-
жатель. Для ступенчатых втулок при средне- и крупносерийном
Рис. 376. Последовательность токарной обработки одной втулки из
заготовки
литой
производстве заготовки обычно изготовляют отливкой и реже
ковкой и лишь при малых перепадах ступеней — из проката-
При обработке ступенчатых втулок мелкими партиями ши-
роко используют продольные и поперечные лимбы и упоры.
Рассмотрим пример токарной обработки втулки, показанной
на рис. 377, а. При обработке 5—10 втулок следует принимать
заготовку, отрезанную от прутка 0 105 мм и длиной 124 мм.
В операции I заготовку устанавливают в самоцентрирующий
патрон и в первом переходе проходным отогнутым резцом под-
резают торец на длину 122 мм (рис. 377, б). Во втором перехо-
де подрезным резцом обтачивают предварительно наружную
поверхность на 0 82 мм за 2—3 прохода на длине 89 мм, остав-
ляя 1 мм припуска для чистового подрезания уступа (рис.
377, в). В третьем переходе обтачивают предварительно мень-
шую ступень втулки на 0 62 мм на длине 49 мм (рис. 377, г).
После этого в четвертом переходе сверлят отверстие 0 36 мм на
всю длину втулки (рис. 377, д) и в пятом переходе растачивают
его на 0 38 мм (рис. 377, е).
В операции II заготовку устанавливают обработанной по-
верхностью 0 62 мм в самоцентрирующем патроне и в первом
переходе подрезают торец на длину 120 мм (рис. 377, ж). Во вто-
ром переходе предварительно обтачивают большую ступень
втулки на 0 102 мм (рис. 377, з) и в третьем переходе растачи-
вают отверстие окончательно на 0 40А3 мм (рис. 377,и). При на-
393
V Округой
личин развертки соответствующего диаметра целесообразно от-
верстие развертывать с предварительным растачиванием его на
</) 39,7—39,8 мм резцом или зенкером.
В операции III заготовку устанавливают на оправке и обта-
Рис. 378. Последовательность токарной обработки гладкого диска в индиви-
дуальном производстве
чивают начисто все три ступени втулки и подрезают два уступа
(рис. 377, к, л, м).
Приведенная технология применяется тогда, когда к концен-
тричности наружных поверхностей втулки и„ее отверстию предъ-
является высокая точность (0,03—0,08 мм).
§ 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ
ДИСКОВ
К дискам относятся детали, представляющие собой тела
вращения с наружным диаметром, превышающим их *длину
|(или толщину) в несколько раз. К этой группе деталей от-
носятся также заготовки многих зубчатых колес, неширокие
шкивы, кольца и др.
Диски могут быть: гладкие и с отверстиями; с наружными
поверхностями — гладкими и ступенчатыми; с торцовыми по-
верхностями — гладкими, ступенчатыми и фасонными. Заготов-
кой диска может быть поковка, штамповка, отливка, а иногда
отрезок из листового проката или прутка.
Гладкий диск небольшого диаметра может быть изготовлен
из круглого прутка. На рис. 378, а показан гладкий диск, а на
рис. 378, б — ж— эскизы его обработки. В индивидуальном и
мелкосерийном производстве заготовкой для диска может быть
395
принят отрезок прутка 0 105 мм и длиной 40 мм. Заготовку за-
жимают в трехкулачковый патрон; подрезают начисто торец
(рис. 378, б), обтачивают на 0 100 мм на длине 25 мм (рис.
378, в) и снимают фаску (рис. 378, г). Затем отрезают диск тол-
щиной 21 мм (рис. 378, д), оставляя 1 мм для чистового подре-
зания торца. Последними переходами являются чистовое подре-
зание второго торца (рис. 378, е) и снятие фаски 2X45° с этого
же торца (рис. 378, ж). Отрезание диска от куска прутка (рис.
378, д) требует значительного времени ввиду малой подачи, до-
пускаемой резцом, работающим в тяжелых условиях. В связи с
этим, значительно целесообразнее от прутка отрезать заранее
заготовку длиной 24 мм с припусками по 2 мм на обработку тор-
цов. Зажимая заготовку в патрон, подрезают первый торец (рис.
379, а) и обтачивают примерно на половину ее длины (рис.
379, б). Затем заготовку зажимают за обточенную часть, подре-
зают второй торец (рис. 379, в) и обтачивают оставшуюся часть
наружной поверхности (рис. 379, г).
Недостатком этого процесса является появление на наруж-
ной поверхности риски, которая образуется от стыка двух
цилиндрических участков, обработанных раздельно. Если требу-
ется получить наружную поверхность без риски, применяют
.чистовое обтачивание этой поверхности с одной установки, исполь*
Рис. 379. Последовательность токарной обработки гладкого
диска при серийном производстве
зуя прижимы трения. Такой способ крепления заготовки диска
заключается в следующем (рис. 380, а): заготовку 2 подносят
к торцовым поверхностям кулачков 1 и поджимают к ним при-
жимом 3 с помощью вращающегося центра 4 и задней бабки, а
затем выверяют ее положение рейсмусом или индикатором и
окончательно прижимают.
Тонкие диски часто изготовляют из заготовок круглой или
396
квадратной формы, полученных из листового проката. При
квадратной форме заготовки (рис. 380, б) целесообразно диск 2
вырезать отрезным резцом 3, для чего используют планшайбу 4
с тремя закаленными штифтами 5 с острыми головками. Эти
Рис. 380. Обработка тонкого диска
штифты располагаются по окружности, диаметр которой немно-
го меньше диаметра обрабатываемого диска. Планшайба 4 со
штифтами 5 устанавливается и закрепляется в самоцентрирую-
щем трехкулачковом патроне 1 (рис. 380, б) или с помощью ко-
нуса 1 (рис. 380, в), вставленного в коническое отверстие шпин-
деля. •>
На рис. 381 показан производительный способ обработки
дисков с отверстием, применяемый в серийном производстве.
В этом случае заготовку на несколько дисков обычно берут
из прутка. У заготовки подрезают оба торца и сверлят в них
центровые отверстия. Затем заготовку устанавливают в центры,
закрепив предварительно хомутик на конце, обтачивают ее в
размер наружного диаметра диска (рис. 381, а) и отрезным
резцом протачивают канавки через промежутки, равные толщи-
не детали (рис. 381, б).
Если торцовые поверхности диска должны обрабатываться
потом начисто, то канавки протачивают через промежутки, пре-
вышающие толщину детали на 2—3 мм, т. е/на величину сум-
мы припусков на чистовое протачивание обеих торцовых поверх-
ностей. Канавки протачивают на такую глубину, чтобы диа-
метр d получившихся перемычек равнялся диаметру отверстия
детали D, уменьшенному на две ширины отрезного резца, т. е.
d=D — 2b,
где Ь — ширина отрезного резца, мм. В крупносерийном произ-
водстве при вырезании дисков с отверстием более 80 мм целесо-
397
Рис. 381. Эскиз токарной обработки дисков с отверстием в серийном производстве
образно применять вместо отрезного резца кольцевое сверло.
В этом случае заготовку следует закреплять в трехкулачковом са-
моцентрирующем патроне (рис. 381, г).
Если диаметр отверстия диска небольшой, то перемычки це-
лесообразно высверлить спиральным сверлом (рис. 381, д).
В этом случае диаметр перемычек должен быть равен диаметру
отверстия диска, а следовательно, и диаметру сверла.
Заготовку на несколько деталей обтачивают в центрах с
обоих концов, протачивают канавки по всей ее длине, зажимают
ее в самоцентрирующий патрон и сверлят отверстие. По мере
углубления сверла в заготовку от нее будут отделяться пооче-
редно диски и оставаться на сверле.
Для чистового протачивания торцов диски закрепляются по
одной штуке в сырых кулачках патрона, расточенных по диамет-
ру диска. После протачивания одного торца деталь перестав-
ляют другой стороной и подрезают второй торец. Если требуется
получить точное отверстие диска (3—4-го классов), то после
подрезания торцовой поверхности оно растачивается. Если
предъявляются высокие требования к наружной поверхности
диска, то несколько заготовок 2 насаживают на центровую оп-
равку 1 (рис. 381, е), зажимают их шайбой 3 с гайкой 4 и обта-
чивают в центрах.
§ 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ
СТАКАНОВ
Стаканами называют цилиндрические детали удлинен-
ной формы со сплошным дном или с отверстием в нем и имею-
щие иногда фланец. На
рис. 382 показаны конст-
рукции стаканов: два из
них а и б — с гладкой на-
ружной поверхностью и
два виг — с фланцами.
Приведем примеры обра-
ботки стаканов.
Обработка гладкого
стакана. При изготовле-
нии стакана из прутка
круглого сечения сначала
обтачивают наружную по-
верхность на требуемый
размер и сверлят отвер-
стие (рис. 383, а), затем
растачивают отверстие, подрезают его дно и отрезают заготовку
(рис. 383, б).
Если требуется выдержать достаточно высокую точность на
399
толщину дна, то обработку можно производить по двум вари-
антам.
Первый вариант. При подрезании дна отверстия точно
выдерживают размер I (рис. 383, б) и отрезают заготовку, ос-
Рис. 383. Последовательность токарной обработки гладкого стакана
тавляя припуск 1—2 мм на подрезание внешней торцовой по-
верхности. Далее, приняв за базу эту поверхность стакана (рис.
383, в), подрезают внешний торец дна в размер L, тогда размер
толщины дна получится как разность размеров L—I.
Второй вариант. Значительно проще и точнее можно
получить толщину дна, используя упорную оправку с кониче-
ским хвостовиком (рис. 384). Перед установкой и закреплением
заготовки стакана в патрон эту оправку вставляют в кониче-
ское отверстие шпинделя 1, В торцовую поверхность коническо-
го хвостовика 2 оправки ввертывают болт, которым регули-
руют длину упора для установки обрабатываемой детали.
Заготовку стакана устанавливают в патрон, упирая дном в упор
(см. рис. 383, г), и подрезают наружный торец, выдерживая тол-
щину дна /ь Подрезают торцовые поверхности с помощью лим-
бов или упоров.
Обработка стакана с фланцем. Рассмотрим пример обработ-
ки стакана с фланцем, показанного на рис. 385, а, в серийном
производстве.
400
Рис 384. Упорная справка с ко-
ническим хвостовиком
Заготовку принимаем из круглого прутка. Задаваясь припу-
ском на обработку 2,5 лш на сторону и 5 мм на длину, получим
размеры заготовки: 0 85 мм и длина 105 мм.
В операции I устанавливаем и закрепляем заготовку в само-
центрирующем трехкулачковом патроне. Принимая за черновую
базу наружную поверхность 0 85 мм, обрабатываем торцовую
поверхность (рис. 385, б) и наружную поверхность 0 60 мм на
длине 80 мм (рис. 385, в), явля-
ющиеся в дальнейших операциях
чистовыми установочными база-
ми.
При припуске 12,5 мм на сто-
рону поверхность 0 60 мм при-
ходится обтачивать за три про-
хода.
В операции II заготовку уста-
навливаем чистовой базовой по-
верхностью 0 60 мм в самоцент-
рирующем трехкулачковом пат-
роне. В первом переходе подре-
заем торец в размер 20 мм от ус-
тупа 0 60 мм (рис/ 385,г). Во втором переходе обтачиваем на-»
ружную поверхность заготовки на 0 80 мм за один проход; в
третьем переходе наружную поверхность 0 60 мм на длине
14 мм обтачиваем за три прохода.
В операции III сверлим отверстие 0 20 мм на всю длину за-
готовки (рис. 385, ж), а затем рассверливаем это отверстие на
0 38 мм на длину 85 мм (рис. 385, з). Сверление и рассверлива-
ние осуществляем с механической подачей с установкой инстру-
ментов в пиноль задней бабки (см. рис. 102) или в резцовую
головку станка (см. рис. 101). Растачивать отверстие и подре-
зать его уступ следует расточным резцом за два перехода, вы-
держивая размер 85 мм (рис. 385, и).
В операции IV заготовку устанавливаем так, чтобы внут-
ренний торец дна упирался в конец оправки (рис. 385, к), бла-
годаря чему при подрезании наружного торца точно выдержи-
вается размер толщины дна.
401
^3 кругом
о)
Операция I Операция Я
09 Ф
Рис. 385. Последовательность токарной обработки стакана с фланцем в се-
рийном производстве
Глава XXIX
ПРИМЕРЫ СОСТАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ
Для ознакомления с составлением карт технологического
процесса обработки деталей на токарных станках рассмотрим
процессы обработки ступенчатого валика и нажимной гайки,
§ 1. ОБРАБОТКА СТУПЕНЧАТОГО ВАЛИКА*
Для составления карты технологического процесса на обра-
ботку валика * насоса из стали марки 20Х (ов=65 кГ1мм2 при го-
довой программе 5000 шт., а с учетом запасных частей 5200 шт.)
принимаем количество деталей в партии 220 шт.** и, учитывая
конфигурацию детали (с малым перепадом ступеней), выбираем
заготовку из проката. При выбранном припуске 1,5 мм на сто-
рону на наибольший диаметр 25 мм получим диаметр прут-
ка 28 мм.
Задаваясь припуском 2 мм на каждую торцовую поверхность
детали, будем иметь длину заготовки 204 мм. При заданной
программе производство будет крупносерийным, и технологиче-
ский процесс следует разрабатывать по принципу дифференци-
рованных операций. Детали типа валов обрабатывают, как пра-
вило, в центрах. Ввиду того, что прутки в цех поступают обычно
длиной 2—3 м, то в операции I необходимо разрезать их. Для
этой цели выбираем токарный станок, у которого отверстие в
шпинделе больше диаметра вставляемого в него прутка и мощ-
ность электродвигателя и числа оборота шпинделя позволяют
применять отрезной резец с твердосплавной пластинкой. Токар-
ный станок средневолжского завода модели 1А616 отвечает вы-
шеуказанным требованиям (см. табл. 8, стр. 207), а именно: на-
ибольший диаметр обрабатываемого прутка 34 мм (диаметр от-
верстия шпинделя 35 мм)\ главный электродвигатель станка
мощностью 4,5 квт\ пределы оборотов в минуту от 11 до 2240.
Необходимым приспособлением к станку для данной операции
является самоцентрирующий трехкулачковый патрон. При вы-
двигании прутка из шпинделя на требуемую длину для отреза-
ния устанавливают заднюю бабку с центром, являющимся как
бы упором для прутка или специальным откидным упором (см.
рис. 371, а и б)- Отрезается заготовка длиной 204 мм отрезным
резцом шириной 3 мм, а измерительным инструментом служит
линейка. Подачу выбираем s = 0,07 мм!об и скорость резания
* Чертеж детали и эскизы переходов см. в технологической карте, при-
ложение IV.
** Партия 220 шт. выбрана из расчета двухнедельного задела.
403
t>=180 м/мин (cm. rip. 82), тогда число оборотов шпинделя
будет равно
1000-v 1000-180 опоп ,,
п = = 2020 об/мин.
Принимаем по паспорту станка ближайшее меньшее число
оборотов шпинделя п=1800 об!мин.
Определяем действительную скорость резания:
_____Tt-D п ____
v* = 1000 “
3,14-28-1800
1000
= 158 м/мин.
По формуле (21) определяем силу резания
P2 = K-f кГ.
Берем по паспорту станка поперечную подачу
s = 0,07 мм/об,
определяем сечение среза
f = t-s = 3-0,07 = 0,21 мм2.
По табл. 13 находим значение К=178 кГ/мм2.
Следовательно,
= Х-/ = 178-0,21 = 38 кГ.
Определяем эффективную мощность
\j __ pzv _ 38-158 _ <
60-75-1,36 ” 60-75-1,36 “ 1 КвГП*
Задаваясь коэффициентом полезного действия станка т| = 0,75,
определяем мощность на шпинделе станка:
JVct Л/зд-т, — 4,5-0,75 = 3,38 квт.
Как видно, мощность на шпинделе станка значительно больше
необходимой (3,38 квт>1 кет); следовательно, данную опера-
цию можно выполнить на выбранном станке.
Определим основное (машинное) время для отрезания заго-
товки от прутка 0 = 28 мм по формуле
Т = ——
° s-n ’
г d 28 о
где L = + у = у + 2 = 16 мм,
откуда
0,07-1800 = О’ MUH'
Итак, первая операция состоит из одной установки А и одного
перехода.
В операции II подрезаются обе торцовые поверхности заго-
товки за две установки и сверлятся центровые отверстия, яв-
ляющиеся вспомогательной базой детали. Как в I, так и во II
операциях базами являются наружная,,необработанная поверх-
ность заготовки (черновая база) и один из торцов.
404
Заготовку устанавливаем (установка Л) одним концом до
упора (см. рис. 384), вставленным в конусное отверстие шпинде-
ля, что обеспечивает быстрое и точное расположение подрезае-
мого торца каждой заготовки. Заготовку закрепляем в самоцен-
трирующем патроне. Подрезаем торцовую поверхность на
глубину 2 мм проходным отогнутым резцом с твердосплавной
пластиной Т15К6 с подачей $ = 0,3 мм/об. Из табл. 15, стр. 298.
принимаем следующие данные резания при стойкости резца
Т = 90 мин:
гл = 191 м/мин\ Рг — 157 кГ и = 4,9 квт.
При коэффициенте полезного действия станка ц —0,75 полу-
чим мощность электродвигателя
N9A = — = = 6,6 квт.
А т) 0,75
Число оборотов шпинделя при v=191 mImuh
1000-о 1000-191 о._л ,,
П - ~^D~ = "ЗДГ28- = 2170
В связи с принятыми режимами резания приходится выбрать
мощный, скоростной токарный станок 1К62 (характеристику его
см. в табл. 8, стр. 207).
Для подрезания торца принимаем по паспорту станка число
оборотов шпинделя п = 2000 об) мин и поперечную подачу
$ — 0,3 мм/об.
Определим основное время подрезания торца
Т — L — _Hi 2__ о 03 мин
s-n “ s-n — 0,3-2000 0,03 MUHt
Измерительным инструментом служит линейка.
После подрезания торца сверлим в нем центровое отверстие
комбинированным центровочным сверлом из стали Р18. Прини-
маем режимы резания (см. стр. 103): $ = 0,05 мм!об и
v=12 м!мин. Число оборотов шпинделя при этом будет равно
1000-о 1000-12
П = ------рг- = —= 638 об мин
пи 3,14-6 1
(0=6 мм, см. табл. 2, стр. 99).
Принимаем по паспорту ближайшее число оборотов шпинде-
ля, равное л=630 об/мин. Определим основное время сверления
центрового отверстия
Т = L — 6 2 — 0 25 мин
1q sn sn 0,05 630 MUH'
где / = 6 мм согласно табл. 2, стр. 99;
у=2 мм — подход и врезание сверла.
Затем вынимаем заготовку из патрона и вставляем (уста-
новка Б) ее другим концом до того же упора и снова закреп-
405
ляем. Затем подрезаем второй торец и сверлим в нем центровое
отверстие. Резец перемещаем на 2 мм.
Следовательно, операция П состоит из двух установок
А и Б и четырех переходов.
При невысоких требованиях к чистоте торцовых поверхнос-
тей валика ( V3) подрезать их следует за один проход.
В операции III обтачивают две ступени валика 0 20
и 18 мм и протачивают канавку 6 = 3 мм на 0 14 мм и фаску
2X45° на конце заготовки.
Устанавливают заготовку в центрах, а вращают ее — с по-
мощью самозажимного хомутика. Выбираем для этой операции
токарно-винторезный станок 1К62.
Учитывая заданную программу, целесообразно применять на
переднем суппорте специальную двухрезцовую державку для
одновременного обтачивания двух ступеней валика, а на зад-
нем дополнительном резцедержателе специальную двухрезцо-
вую державку для одновременного протачивания канавки
6 = 3 мм и фаски 2X45°.
Для одновременного протачивания резцами переднего суп-
порта двух шеек валика 0 20 и 18 необходимо предваритель-
но дать врезание с поперечной подачей левому резцу с 0 28 на
0 20 мм, установив его на расстоянии 30 мм от правого конца
валика. После чего включается продольная подача и происхо-
дит обтачивание левым резцом шейки 0 20 мм на длину 30 мм
и одновременно правым резцом — шейки 0 18 мм на ту же длину.
Применение многорезцовых державок значительно повысит
производительность труда. Резцы в заднем резцедержателе
устанавливают режущими кромками книзу.
Принимая продольную подачу s=0,3 мм/об и глубину реза-
ния для левого резца (см. эскиз в карте, приложение IV)
/ = 4 мм и для правого резца / = 5 мм, определим суммарную
силу резания при обтачивании:
= + = 178-0,3(4 + 5) — 480 кГ
(коэффициент К принимаем по табл. 13).
Затем подсчитаем максимально возможную скорость резания
для обтачивания на выбранном станке, зная мощность главного
электродвигателя его МЭд= Ю кет и Р2 = 480 кГ и взяв к. п. д.
станка по паспорту т] = 0,72
/Уэд.60-75-1,36 7] __ 10-60-75-1,36-0,72
^макс = рг — 480
= 92 м/ман.
Число оборотов шпинделя при v = 92 м/мин будет равно
1000-v 1000 92 1п,с
п = = ^1^28- = 1045 об/мин.
406
По паспорту станка (приложение I) ближайшее число оборо-
тов шпинделя /1=1000 об!мин, что обеспечит скорость резания
л-D п 3,14-281000 _ ЙЯ ,
va~ юоо — woo 88 м/мин.
Определяем основное (машинное) время на врезание лево-
го резца переднего суппорта с 0 28 на0 20 мм
То — h Д Дл = 0,1 мин.
° s-n s-n 0,05-1000
Определяем основное (машинное) время обтачивания двух
ступеней
То = — = Цг = = 0)1 мин‘
° sn sn 0,3-1000
Основное время протачивания канавки 3 мм и фаски 2X45°
при поперечной подаче snon=0,05 мм!об.
= Тп“ = 0,05-1000 = 0,08 миН'
Суммарное основное время равно 0,1 +0,1 +0,08=0,28 мин.
Обработка производится по упорам и лимбам. Измеритель-
ными инструментами служат штангенциркуль и линейка.
Таким образом, операция III состоит из одной установки А
и трех переходов.
В операции IV так же, как и в операции III обтачиваются од-
новременно две ступени валика 0 20 и 018 проходными упор-
ными резцами, а затем протачиваются одновременно канавка
/> = 3 мм на 0 14 мм и фаска 2X45° канавочным и фасочным
резцами. Все резцы оснащены твердосплавными пластинами
Т15К6 и располагаются по два в специальных резцедержавках.
Одна из резцедержавок закрепляется в резцовой головке перед-
него суппорта, а другая — в заднем дополнительном резцедер-
жателе. Токарный станок и измерительные инструменты те же,
что и в предыдущей операции III.
В операции V обтачиваем ступень 0 25 на длину 80 мм про-
ходным резцом с пластиной Т15К6. Заготовку устанавливаем
в центры и вращаем самозажимным хомутиком. При глубине
резания /=1,5 мм (величина припуска) и подаче s=0,3 мм)об
из табл. 15 на стр. 298 принимаем и = 200 м)мин, Рг=117 кГ
и 7Ve=3,9 квт. Мощность электродвигателя станка при т)=0,75
3,9 г* л
ЛЭД = — = п-ТЕ- = 5»2 Квт-
эд q 0,75 ’
Берем станок модели 1К62. Число оборотов шпинделя
п = 2000 об!мин. Определяем основное время
Т — L — 1 + у — 80 + 6 — 0 14 мин
J°~~ sn ~ sn ~~ 0,3-2000 ~и’14 мин-
407
В операции VI за две установки А и Б нарезается резьба на
обоих концах заготовки плашкой с закреплением заготовки в са-
моцентрирующем патроне. Для этой обработки требуется то-
карный станок небольшой мощности. Из этих соображений вы-
бираем станок модели 1А616 Средневолжского завода
(см.~ табл. 8, стр. 207). Для нарезания резьбы принимаем
0 = 3,0 м/мин (см. стр. 182). Число оборотов шпинделя
1000-0
П = -----FT-
1000-3,0
3,14-18
= 53 об/мин.
Принимаем по паспорту п = 45 об/мин. Подача равна шагу резь-
бы Sp = 2,5 мм. Длина нарезания резьбы
Л = / 4- г/ = 27 Н З = 30 мм.
Плашку устанавливаем и закрепляем в плашкодержателе
и производим нарезание, как показано на рис. 209, при вра-
щении детали. В качестве смазочно-охлаждающей жидкости ре-
комендуется применять осерненное или вареное масло. Измери-
тельным инструментом является резьбовое кольцо М18
(см. рис. 200).
Все данные технологического процесса вносятся в соответ-
ствующие графы технологической карты (см. приложение IV).
§ 2. ОБРАБОТКА НАЖИМНОЙ ГАЙКИ
Рассмотрим технологический процесс обработки детали —
нажимной гайки из стали 40Х оа = 75 кГ/мм2. Годовая програм-
ма 5200 шт., а размер партии 220 шт. В качестве заготовки для
заданной программы целесообразно принять штамповку с при-
пуском 3 мм на сторону. Основным техническим условием обра-
ботки данной детали является допускаемое биение 0,05 мм внут-
ренней торцовой поверхности 0 180 мм по отношению к оси от-
верстия 0 100 Аз*.
В качестве черновой базы для операции I принимаем цилин-
дрическую поверхность заготовки 0 136 мм (в обработанном
виде 0 М130Х2) и торец 0 186 мм. Этими поверхностями уста-
навливаем и зажимаем заготовку в трехкулачковом самоцентри-
рующем патроне. Подрезаем торцовую поверхность заготовки
в размер 60 мм начисто, а затем обтачиваем начисто цилиндри-
ческую, наружную поверхность 0 186 мм в размер 0 180 мм
и начерно растачиваем отверстие 0 90 мм на всю длину за-
готовки.
Подрезаем торцовую поверхность проходным отогнутым рез-
цом с твердосплавной пластиной Т15К6. Учитывая величину
припуска 3 мм и снятие его при подрезании торца за один при-
ход (при требуемой чистоте V 3), устанавливаем глубину реза-
* Чертеж детали и эскизы обработки с-м. в технологической карте, при-
ложение V.
408
ния /=3 мМ; остальные данные по режимам резания выбираем
из табл. 15: s=0,5 мм/об; v = 146 м/мин; Р2=340 кГ и М>=8,2 квт.
Определяем число оборотов шпинделя, соответствующее приня-
той скорости резания при стойкости резца Г = 90 мин, и мощ-
ность электродвигателя станка при коэффициенте полезного
действия г) = 0,75 соответственно
1000-v
it-D
1000-146
3,14-186
= 250 об/мин
и
= V = таг = 'О’9 ««'"
В соответствии с полученными данными выбираем токарно-
винторезный станок 1К62. Главный электродвигатель этого
станка Л/Эд=Ю квт будет работать с допустимой кратковремен-
ной перегрузкой или потребуется уменьшить v или <$. На станке
1К62 имеется число оборотов шпинделя м=250 об/мин. Опреде-
лим основное машинное время То для подрезания торцовой по-
„ « t D — d 186 — 84 г 1 г,
верхности длиной I — —-----------2---Вреза-
ние и перебег резца z/=6 мм, общая длина L = 57 мм.
То = — = = П-Лп’ = °’46 мин-
° s-л s-n 0,5-250 0,5-250
Затем обтачиваем тем же резцом наружную поверхность
0 186 мм (длина 7 = 57 мм, припуск на торце 3 мм, врезание
и перебег z/=6 мм, общая длина 1 = 66 мм). Определяем основ-
ное время
0,5-250 “ 0,53 мин'
Черновое растачивание отверстия 0 90 мм производим рас-
точным резцом с пластиной Т15К6 с подачей s=0,43 мм/об.
Длина отверстия /=125 мм, припуск на торце — 3 мм, врезание
и перебег у = 6 мм\ общая длина 1=134 мм. В связи с уменьше-
нием диаметра обработки с 186 мм до 90 мм, т. е. более чем
в два раза, увеличиваем обороты шпинделя до 500 об/мин, при
которых скорость резания будет равна
3,14 90-500
V ~~ 1000
т 134
J °~ 0,43-500
= 141 м/мин,
= 0,62 мин.
Измерительные инструменты — штангенциркуль и линейка.
Обработка производится с использованием упоров и лимбов.
В операции II заготовку устанавливаем и закрепляем в ку-
лачках самоцентрирующего патрона поверхностями, обработан-
ными в предыдущей операции — цилиндрической наружной
409
0 180 мм и ее торцом. Обе поверхности будут являться основ-
ными базами. Станок принимаем тот же, что и в операции I,.
т. е. 1К62.
Обработку в этой операции начинают, с перехода — подреза-
ния торца 0136 мм в размер 125 мм проходным отогнутым рез-
цом с твердосплавной пластиной Т15К6, установленным в рез-
цовой головке станка. Требуемое положение резца при подре-
зании обеспечивается продольным упором, установленным на
станине станка. Режимы резания выбираем те же, что и в опе-
рации I при подрезании, т. е. / = 3,0 мм (величина припуска),
<s = 0,5 мм/об, v = 146 м/мин. Определим
1000-V
it-D
1000-146
3,14-136
= 342 об/мин.
По паспорту станка принимаем ближайшее число оборотов
315 об/мин, тогда скорость резания будет
__ п-D п _ 3,14 136-315
“ 1000 “ 1000
= 135 м/мин
и
L, I 4~ У 23 -f- 6 Л 1 q
---- ~ —— = а е оТе = 0-19 MUH,
sn 0,5-315 ’
Т =
° s-л
где
D — d
2
136 - 90 по а
----2---= 23 мм\ у = 6 мм.
Во 2-м переходе проходным упорным резцом с пластиной Т15К6
обтачивают начисто 0 130 мм под резьбу с продольной подачей,
а в 3-м переходе тем же резцом с поперечной подачей подрезают
торец 0 180 мм на длину 67,8 мм (0,2 мм на подрезание).
Определяем основное время для обтачивания 0 130 мм при
5 = 0,5 мм/об и п = 315 об!мин.
m L 67,8 + 2 69,8 п . г
sn 0,5-315 “ 0,5 315 0,45 MUH*
Основное время подрезания торца 0 180 мм при s = 0,5 мм/об
и и = 250 об/мин.
Т° = Тп = 0,5-250 = 0,22 МиН"
В 4-м переходе одновременно протачивают канавку 6 = 5 мм на
0 122 мм и фаску 3X45° двумя резцами с твердосплавными
пластинами Т15К6, установленными в специальной державке
заднего резцедержателя. Обработка происходит с использова-
нием продольного упора и лимба поперечной подачи.
Измерительный инструмент — штангенциркуль и линейка.
Операция II состоит из одной установки А и четырех пере-
ходов.
410
В операции III, принимая за основную базу наружную по-
верхность 0 130 мм и торец 0 180 мм, устанавливают заготовку
в кулачки самоцентрирующего патрона и вытачивают в отвер-
стии 0 90 мм канавку 6=10 мм на 0 120 мм и обтачивают на-
ружную фаску 8X45°. Внутреннюю канавку вытачивают кана-
вочным резцом Т15К6, установленным в резцовой головке стан-
ка. Фаску 8X45° обтачивают проходным резцом Т15К6 с углом
<р = 45°, установленным в заднем резцедержателе. Принимаем
токарный станок модели 1А62, имеющий мощность электродви-
гателя N3JS>= 7 квт и число оборотов от 11,5 до 1200 об/мин, что
вполне обеспечивает выполнение этой обработки.
В операции IV растачивают отверстие 0 100А3 расточным
резцом за два прохода до размера 99,7 мм на длину 104 мм с
последующим развертыванием его до требуемого размера
0 100А3. Устанавливают и закрепляют заготовку в самоцентри-
рующем патроне по цилиндрической поверхности 0 180 мм с
упором в торец ее. Расточный резец устанавливают в резцедер-
жатель станка, а развертку с качающейся оправкой — в пиноль
задней бабки. Выбираем станок 1К62. Измерительный инстру-
мент— калибр-пробка 0 100А3
Чтобы допускаемое биение торцовой поверхности 0 180 мм
по отношению к оси отверстия 0 100А3 было не более 0,05 мм,
необходимо на центровой оправке подрезать эту торцовую по-
верхность, что и осуществляется в операции V. Так как на под-
резание торца припуск 0,2 мм, глубина резания будет тоже
t=0,2 мм. Для получения высокой точности на биение торцовой
поверхности принимают поперечную подачу s = 0,1 мм/об. Следо-
вательно, сечение стружки будет f = s • / = 0,1 • 0,2 = 0,02 лии2, и
поэтому станок выбирают скоростной, небольшой мощности, мо-
дели 1А616 Средневолжского станкозавода. Резец выбираем
подрезной Т30К4.
В операции VI для нарезания наружной резьбы М130Х2
быстрорежущим резцом устанавливают заготовку на центровую
оправку для достижения концентричности резьбы к отверстию
,0 100А3. Выбираем станок модели 1А616. Резьбу нарезают за
четыре черновых и четыре чистовых прохода. Основное время
нарезания резьбы резцом при скорости резания у=18,5 м/мин
и л = 45 об/мин
гр £> 68 4- 4 q 72 о с. л
То=-----1 = -о '-е~-8 = ™-8 = 6,4 мин.
0 s-n 2-45 90 ’
Измерительный инструмент — резьбовой шаблон 60° и резьбовое
кольцо Ml30X2*
411
Приложение I
Паспорт токарно-винторезного станка
Министерство Паспорт то к арно - в инторезно г о станка Инвентарный №
Тип Токарно-винторезный Год выпуска 1965 Завод
Завод-изготовитель «Красный пролетарий* им. А. И. Ефремова Время пуска станка в эксплуатацию 1966 Цех
Модель 1К62 Класс точности н Место установки
Заводской № Станок особо пригоден или приспособлен Универсальный токарно- винторез- ный станок
Вес станка 2080, 2140, 2222 кг. Габариты: длина 2522, 2812, '3212 мм\ ширина 1166 мм, высота 1324 мм
Примечание. Обозначения рукояток в разделе «Механика станка» настоящего паспорта соответствуют обозначениям на рис. 244.
Приложение Т (продолжение)
Основные данные станка
Основные размеры
Суппорт
Наибольший диаметр обрабатываемой детали над станиной, мм 400
Расстояние между центрами, мм 710 1000 1400
Длина выемки, мм до планшайбы нет
общая нет
Высота центров, мм 215
Размеры обрабатываемых деталей
Наибольший диаметр, мм прутка 45
над верхней частью суппорта —
над нижней частью суппорта 220
в выемке нет
Наибольшая длина обточки, мм 640 930 1330
Шаг нарезаемой резьбы метрической, мм найм. наиб.
0.87 192
дюймовой (число ниток на 1") 24 2
модульной, мм питчевой, в питчах 0,5 7С. 48tz 1
Число резцов в резцовой головке 4
Наибольшие размеры державки рез- ца, мм ширина 25
высота 25
Высота от опорной поверхности рез- ца до линии центров, мм 25
Наибольшее расстояние от оси цент- ров до кромки резцовой головки, мм 240
Число суппортов передних задних
1 нет
Число резцовых головок в суппорте 1 нет
Наибольшее пере- мещение, мм продоль- ное попереч- ное
от руки 640\ 930; 1330 250
по валику 640\ 930; 1330 250
по винту 640; 930; 1330 250
Выключающие упоры есть нет
Быстрое перемещение, м/мин 3,4 1,7
Цена одного деления лимба, мм 1 0,05 на диаметр
414
Суппорт
Перемещение на один оборот лимба, мм продоль- ное 200 попереч- ное 5
Резцовые салазки Наибольший угол поворота, град 65^90
Цена одного деления шкалы поворота, град 1
Наибольшее перемещение, мм 140
Цена одного деления лимба, мм 0,05
Перемещение на один оборот лимба, мм 5
Резьбоуказатель нет
Предохранение от перегрузки есть
Блокировка есть
Эскиз
суппорта
Приложение I (продолжение)
Шпиндель
Конус: система Морзе № 6
Диаметр отверстия шпинделя, мм
Эскиз концов шпинделя
Торможение шпинделя 1 \есть
Блокировка рукояток 1 -
Задняя бабка
Конус: система Морзе № 5
Наибольшее перемещение пиноли, мм 200
Цена одного деления шкалы перемещения пино- ли, мм линейки —
нониуса 1ц)5
Поперечное смещение, мм вперед 15
назад 15
Цена одного деления шкалы поперечного смещения, мм нет
Приложение 1 (продолжение)
Принадлежности и приспособления
Для закрепления детали
Для настройки и обслуживания станка
Патроны Тип Вес, кг Диаметр зажима, мм Съемные рукоятки | нет
Сменные зубчатые колеса
найм. наиб. Модуль Число зубьев Материал Термическая обработка Твердость HRC
Кулачковые 4-х, 3-х самоцентри- рующий
1,75 мм 42; 64\ 50; 97\ 95 Ширина обода, мм Ст. 45 т. в. ч. 45—50
планшайба поводковая
Люнеты 1 п°Движный открытый | неподвижный закрытый — — —
15 14,5 18
415
Привод
Род привода | Индивидуальный электродвигатель Число оборотов приемного шкива в минуту | 810
электродвигатели Ремни и цепи
Назначение Привод станка Привод быстрых перемещений суп- порта Привод насоса охлаждающей жидкости Местонахождение Главный привод Привод быстрых перемещений суппорта
Число оборотов в минуту Ступени Нормальные размеры ремней, цепей, № стан- дарта и завод-изготови- тель Ремни клино- вые Б2240, ГОСТ 1284—57 Ремни клиновые Б710, ГОСТ 1284—57
1 2 | 1 2 1 1 2
1450 | 1410 2800 |
Мощность, квт 10 I 1 > 0.125 | Число- рядов ремней 5 1
Инвентарный № 1 1 1 1 1 Материал
Приложение 1( продолжение)
Механика станка
Механизм главного движения
№ сту- пеней Положение рукояток Обозначение рукояток (рис. 244) 2 | 1 Число оборотов шпинделя в минуту Наибольший допустимый крутящий мо- мент на шпин- деле, кГ м Мощность на шпинделе, квт. К- п. д. Наиболее слабое звено
прямое вращение обратное вращение по при- воду по наиболее слабому звену
1 12,5 4- 40 n,s-iio 12,5 19 130 8 1,67 0,8 Зубчатое ко- лесо Кг 19; z == 22, т — 2,5
2 16 130 8 2,14
3 20 30 130 8 2 67
4 25 130 8 3,34
5 31,5 48 130 8 4,2
6 40 130 8 5,35
7 50 160 50-160 § 50 75 130 8 6,7 0,8 Клиноремен- ная передача
8 63 124 8 8
9 80 121 97,5 8 8
10 100 78 8 8
11 125 190 62 8 8
12 160 49 8 8
Зак. 529 417
№ сту- пеней Положение рукояток Число оборотов шпинделя в минуту
Обозначение рукояток (рис. 244)
прямое вращение обратное вращение
2 | 1
13 2001630 200 302
14 250
15 315 475
16 400
17 500 755
18 630
19 -0 S30-.2000 630 950
20 800
21 1000 1510
22 1250
23 1600 2420
24 2000
К- п. д. дан на основании замеров.
Приложение I (продолжение)
Наибольший допустимый крутящий мо- мент на шпин- деле, кГм Мощность на шпинделе, кет К. п. д. Наиболее слабое звено
по при- воду по наиболее слабому звену
39 8 8 0,8 Клиноремен- ная пере- дача
31 8 8 0,8
26 8,5 8,5 0,85*
20,2 8,3 8,3 0,83*
15,4 7,9 7,9 0,79*
11,9 7,7 7,7 0,77*
12,5 8,1 8,1 0,81*
9,3 7,6 7,6 0,76*
7 7,2 7,2 0,72*
5,45 7 7 0,7*
4.2 6,9 6,9 0,69*
3 6,2 6,2 0,62*
Приложение I (продолжение)
Механизм подач
№ ступеней 1 Сменные зубчатые колеса приклона Положение рукояток на передней бабке (рис. 244) Положение рукояток коробки подач (рис. 244) Величины подач шпинделя шл/об
А Б 3 4 2 6 5 продоль- ных попереч- ных
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 42 50 Б Г 12,5-2000 Подача 0,0704-0,13 0,070 0,035
0,074 0,037
0,084 0,042
0,097 0 048
0,11 0,12 0,055 0,06
0,13 0,065 0,07
0,14-4-0,26 0,14
0,15 0,17 0,074 0,084
0,195 0,097
0,21 0,23 0,11 0,12
0,26 0,13
0,28-40,52 0,28 0,14
0,30 0,15
0,34 0,17
0,39 0,195
0,43 0,21
0,47 0,23
0,52 0,26
22 23 24 0,57-4-1,04 0,57 0,28
0,61 0,7 0,30 0,34
418
Приложение I (продолжение)
[ № ступеней | Сменные зубчатые колеса приклона Положение рукояток на передней бабке (рис. 244) Положение рукояток коробки подач (рис. 244) Величины подач шпинделя мм/об
А Б 3 4 2 6 5 продоль- ных попереч- ных
0,57т 1,04 0,78 0,36
0,87 0,43
0,95 0,47
1,04 0,52
1,14 0,57
1,21 0,6
1,4 0,7
1,144-2,08 1,56 0,78
1,74 0,87
1,9 0,95
2,08 1,04
2,28 1,14
2,42 1,21
2,8 1,4
3,12 1,56
3,48 1,74
3,8 1,9
4,16 2,08
2,284-4,16 2,28 1,14
2,42 1,21
2,8 1,4
3,12 1,56
3,48 1,74
3,8 1,9
4,16 2,08
Наибольшая сила, допускаемая механизмом
подачи, кГ
При продоль-
ном точении
При попереч-
ном точении
1000
360
14*
<41?
Приложение I (продолжение)
420
Настройка станка для нарезания резьб
Сменные зубчатые колеса приклона Положение рукояток коробки подач (рис. 244) Положение рукояток на передней бабке (рис. 244) Положение рукоятки коробки подач (рис. 244) > Рукоятка 4 показана в положениях нарезания правой резьбы метрическая резьба ДЛЯ
А Б 6 3 1 4 1 2 5 шаг, мм
Нормальный шаг Нормальный шаг правый 12,5-у 2000 0,87—1,5 1,75-3 3,5 —6 7 —12 0,87 1,75 3,5 7 1 2 4 8 4,5 9 1,25 2,5 5 10 5,5 11 1.5 3 6 12
42 50 Резьба мет- рическая 50160 14—24 28-48 14 28 16 32 18 36 20 40 22 44 24 48
увеличенный шаг увеличенный шаг правый 12,5-40 28—48 56—96 112—192 28 56 112 32 64 128 36 72 114 40 80 160 44 88 176 48 96 192
Примечание. Для нарезания резьб на оборотах 12,5-^40 метрических с шагом 14; 16; 18; 22; 24 мм ставить сменные зубчатые
42 95
колеса -9Г Ло-
Приложение II
Классификатор перехода
Наименование переходов
Схема переходов
Обточить цилиндр до 0 D на длину L
начерно
Обточить фасонную поверхность на-
черно (начисто)
Обточить конус до 0 D под углом а°
под шлифование (начисто)
Подрезать торцовую поверхность 0 D в
размер В (в размер L) начерно (на-
чисто)
Отрезать заготовку на............шт.
0 D X L
Центровать 0 d с одной стороны (с двух
сторон одновременно)
о
421
Приложение II (продолжение)
Наименование переходов Схема переходов
Сверлить отверстие 0 D на глубину L -г| У, К
Расточить отверстие 0 D на глубину L начерно (начисто) V//////S7///A
Нарезать резьбу d X S резцом начерно (начисто) pal ь •*—
Нарезать резьбу d X S плашкой
Нарезать резьбу d X S метчиком начерно
(начисто)
Приложение III
Операционная карта механической обработки
Завод Маш иностроите л ьн ый имени М. И. Калинина Деталь Штырь № детали М4—21
Изделие Насос М 4 Операция Токарная № операции 1
Количество деталей в партии 10 шт.
Заготовка Наименование и марка материала пруток ст. 20 Размер, мм 0 24 мм
2*^ кругом 7° zws' Станок и его марка Токарно-винторезный 1615М
02Ф Приспособление Самоцентрирующий трехкулачковый патрон
25 ~
IX Профессия станочника токарь разряд //
Составил Иванов Проверил Петров 1/VI-1966 г.
Приложение III (продолжение)
Инструмент Режим обработки основное время TQ, мин
режущий измери- тельный число прохо- дов i глубина реза- ния t, мм подача мм/об скорость ре- зания V, м/мин число оборо- тов в мин., п
- Проходной отогнутый резец Р18 Линейка 1 1 0,25 36 480 0,12
Проходной упорный ре- зец Р18 Штан- генцир- куль 2 2 0,25 36 480 0,45
425
| Установки Переходы Содержание установок и переходов Эскизы переходов
3 Обточить пруток, на 0 20 мм на длину 20 мм 20 1 + ^1 ъ)
4 Обточить фаску 2^45° на 0 16 мм 2X459
J 1
5 Отрезать деталь от прутка длиной 41 мм ^7 41 Г-
Приложение III (продолжение)
Инструмент Режим обработки основное время ГЛ, мин
режущий измери- тельный число прохо- Дов 1 глубина реза- ния t, мм подача 5, мм/об скорость ре- зания V, м/мин число оборо- тов в мин., п
проходной резец Р18 Штанген- циркуль 1 2 0,25 36 480 0,2
» » 1 2 0,10 24 480 0,0
Отрезной резец Р18 » 1 3 0,10 20 320 0,3
Технологическая карта механической
кругом
Наименование изделия
Насос
Материал
Сталь 20Х; аи = 65Л£
в мм*
Годовой выпуск изделий
5000
Составил Иванов Дата
№ операций 1 Установка № переходов Содержание установок и переходов Эскизы переходов Наимено- вание и модель „ о За вод-из- н готови- со тель ж 1 о ж Характе- ристика
1 А 1 Установить пруток в само- центрирующий патрон до упо- ра в задний центр и закре- пить Отрезать за- готовку 204 мм от прутка То- карно- винто- рез- ный 1А616 Сред- не- волж- ский ВЦ—165, РМЦ— 710, N — = 4,5 кет
+ + 4 1_ 4-
11 А Установить заготовку в патрон до упо- ра и закрепить То- карно- ви нто- рез- ный 1К62 «Крас- ный проле- та- рий» ВЦ—200, РМЦ— 710, N = = 10 кет
1 Подрезать торцовую по- верхность с од- ной стороны 4^^
2 Зацентро- вать заготовку с одной сторо- ны
426
Приложение IV
обработки ступенчатого валика
Наименование детали № детали
Ступенчатый валик 45-26
Род заготовки и ее размер Черный вес Чистый вес
Прокат 0 28 X 204 мм 1,0 кг 0,6 кг
Годовой выпуск деталей Количество деталей в партии, шт.
5200 220
15/V-1966 г. Проверил Петров | Дата 20/V-1966 г.
Приспособление Инструмент Размеры обра- батываемой поверхности Режим работы Основное время Т , мин
режущий измери- тельный диаметр D длина или ширина 1 глубина резания t, мм подача 5, мм/об скорость резания v, м/мин число обо- ротов в мин., п число про- ходов i
Т рехкулачковый самоцентрирующий патрон; центр или откидной упор От- резной резец Т15К6 Ли- нейка 0 28 14 3 0,07 158 1800 1 0,13
Т рехкулачковый самоцентрирующий патрон; упор на станине; упорная оправка с кониче- ским хвостовиком
Про- ходной отог- нутый резец Т15К6 Ли- нейка 0 28 14 2 0,3 175 2000 1 0,03
Сверлильный патрон Ком- бини- рован- ное цент- ровоч- ное сверло Р18 0 6 6 3 0,05 12 630 1 0,25
427
1 № операций j Установка № переходов I Содержание установок и переходов Эскизы переходов Станок
о _ я я л 5 ф Ч £ s £ я я ►S а о X и S Завод-из- готови- тель Характе- ристика
Б Установить заготовку в патрон до упо- ра другим кон- цом и закре- пить
3 Подрезать торцовую по- верхность с другой стороны г -bj Кг
4 Зацентро- вать заготовку с другой сто- роны Сч 1
III А Установить заготовку в центрах и за- крепить То- карно- винто- рез- ный 1К62 «Крас- ный проле- та- рий» ВЦ—200, РМЦ— 710, N = == 10 квт
1 Предвари- тельно врезать с поперечной подачей резец в переднем суп- порте с 0 28 до 20 мм 1 * у 41
2 Обточить с 0 28 до 0 20 на длину 30 мм и с 0 28 до 0 18 на длину 30 мм -4' □г ♦ — J
О S*f>pO> ^ПО. Uu д Л1
428
Приложение IV (продолжение)
Приспособление Инструмент Размеры обра- батываемой поверхности Режим работы Основное время Го, мин
режущий измери- тельный диаметр D длина или ширина 1 глубина резания t, мм подача s, мм/об скорость резания v, м/мин число обо- ротов в мин., п число про- ходов i
0 28 14 2 0,3 175 2000 1 0,03
0 6 6 3 0,05 12 630 1 0,25
Центры; самоза- жимной хомутик; упор на станине, специальный резце- держатель—2 шт.
Резцы Т15К6 про- ходи. упорн. 2 шт. Штан- генцир- куль и линейка 0 28 4 5 0,05 88 1000 1 0,10
0 28 30 4 и 5 0,3 88 1000 1 0,10
429
[ № операций I Установка № переходов Содержание установок и переходов Эскизы переходов Наимено- вание и модель О Завод-из- н готови- ® тель х о ж Характе- ристика
3 Проточить канавку b = = 3 мм на 0 14 мм и фас- ку 2 X 45°
IV А Установить заготовку в центрах и за- крепить То- карно- винто- рез- ный 1К62 «Крас- ный проле- та- рий» ВЦ—200, РМЦ— 710, 2V = — 10 кет
1 Предвари- тельно врезать с поперечной подачей резец с 0 28 на 0 20 $прод к 0S
2 Обточить с 028 до 020мм на длину 30 мм с 0 28 до 0 18 на длину 30 мм
3 Проточить канавку b = = 3 мм на 0 14 мм и фас- ку 2 X 45°
430
Приложение IV (продолжение)
Приспособление Инструмент Размеры обра- батываемой поверхности Режим работы Основное время TQt мин
режущий измери- тельный диаметр D [ длина или ширина 1 глубина резания t, мм подача s, мм/об i скорость резания V, м/мин число оборотов в мин., п, число про- ходов i
Резцы: кана- вочный Т15К6 Ь = 3 мм,— 1 шт.; фасоч- ный Т15К6 45°— 1 шт. 0 20 3 3 0,05 63 1000 1 0,08
Центры; самоза- жимной хомутик; упор на станине; специальный резце- держатель—2 шт.
Резцы про- ход- ные упор- ные Т15К6 2 шт. Штан- генцир- куль и линейка 0 28 4 - 5 0,05 88 1000 1 0,10
0 28 30 4 и 5 0,3 88 1000 1 0,10
Резцы: кана- вочный Т15К6 Ь = 3 мм — 1 шт. фасоч- ный Т15К6 45°— 1 шт. 0 20 3 3 0,05 63 1000 1 0,08
431
| № операций Установка № переходов Содержание установок и переходов Эскизы переходов Станок
Наимено- вание и модель Заврд-из- готови- тель Характе- ристика
V А Установить заготовку в центры и за- крепить То- карно- вин- торез- ный 1К62 «Крас- ный проле- , та- рий» ВЦ—200, РМЦ— 710, N = = 10 кет
1 Обточить с 028 на 025 мм на длине 80 мм во
№ 1
VI А Установить заготовку в патрон и за- крепить То- карно- вин- торез- ный 1А616 Сред- не- волж- ский ВЦ—165 РМЦ— 710, N = = 4,5 кет
1 Нарезать резьбу М18 на длину 27 мм —
—
Б 2 Установить заготовку дру- гим концом Нарезать резьбу Ml8 на длину 27 мм на другом кон- це 1
U 0
"О- S?? £»
<*>$ °0 £
Резь- бовое ' кольцо MIS
Q Q
Ь--А
00 СО
27 NO
1 |
NO NO
СП СП
NO NO
СП СП
сп 45
—
о о
NO 27
\ная оправка патрон; плашко- держатель; упор- самоцентрирующий Т рехкулачковый жимной хомутик Центры; самоза- Приспособление
зец — 1 шт. Т15К6 Про- ходной ре- режущий Инстр
Штан- генцир- куль измери- тельный Z я
0 28 диаметр D Размерь батыв поверх
00 О длина или ширина 1 >1 обра- щаемой сности
СП глубина резания /, мм
1 0,3 подача s, мм/об *0 *
175 скорость резания V, м/мин :им раб
2000 число оборотов в мин., п, о Е
— число про- ходов i
р Основное 1 Т мин время
Приложение IV (продолжение)
Технологическая карта механичес-
Наименование изделия
Насос
। Материал | Род заготовки и ее размер
Сталь 40Х; ^—75 кГ/мм2 Штамповка
Годовой выпуск изделий Годовой выпуск детали
5000 5200
Составил Иванов Дата 16/V - 1 1966 е. 1 Проверил
1 № операции Установка № переходов Содержание устано- вок и переходов Эскизы переходов наименова ние и модель
А Установить за- готовку в самоцен- трирующий пат- рон и закрепить по 0 136 мм Токарно- винторез- ный 1К62
Подрезать тор-
цовую поверхность
0 186 мм в размер
60 мм начисто
2
Обточить 0186 мм
до 0180 мм на-
чисто
3
Расточить от-
верстие до 090 мм
на всю длину за-
готовки
434
Приложение V
кой обработки нажимной гайки
Наименование детали
Нажимная гайка
Черный вес | Чистый вес
15 кг | 9,6 кг
Количество деталей в партии
220
Петров | \ Дата 21/V-1966 г
н О к Приспособле- ние Инструмент Размеры обрабаты- ваемой по- верхности Режим работы Основное время TQ, мин 1
завод- изготови- тель характеристика i режущий измерительный глубина резания t, мм подача 5, мм/об скорость резания у, м/мин число оборотов в мин., п, число проходов i
диаметр длина или ширина
„Красный пролетарий" ВЦ—200, РМЦ—710, N=10 кет Трехкулач- ковый само- центирую- щий патрон; упор на ста- нине
Резец про- ходной ото- гнутый Т15К6 1 шт. штанген- циркуль и линейка 186 51 3 0,5 146 250 1 0,46
186 57 3 0,5 146 250 1 0,53
Расточной резец Т15К6— 1 шт. 90 128 3 0,43 141 500 1 0,62
435
№ операции Установка № переходов Содержание уста- новок и переходов Эскизы переходов Ста-
наименова- ние и модель
11 А Установить за- готовку обточен- ной поверхностью 0 180 мм в патрон и закрепить Токарно- винторез - ный 1К62
I Подрезать тор- цовую поверхность с другой стороны в размер 125 мм 1 .. _L —
— / 25
2 Обточить 0 136 мм до 0 130 мм на дли- ну 67,8 мм — 1
1 1
—
3 Подрезать тор- цовую поверхность (£180 мм в размер 67,8 мм
4 Проточить ка- навку 5 мм на 0 122 мм и фаску 3'X45Q резцами, установленными в заднем резцедер- жателе
436
Резцы Т15Кб кана- вочный Ь=5 мм —1 шт, и фасочный 45*— 1 шт. То же Проходной упорный резец Т15К6— 1 шт.
437
130 180 136
25 67,8
5 и 3 0,8 со
0,05 0,5 0,5
135 140 135
315 250 315
— — >—
0,38 0,22 0,45
«Красный про- летарий» завод-изготови- тель ж о z
ВЦ—200, РМЦ—710, N—10 квт характеристика
трехкулачков ый самоцентриру- ющий патрон; упор на стани- не; специальный резцедержатель Поиспособле- ние
Проходной отогнутый резец Т15К6- 1 шт. режущий 1 Инструмент
Штангенциркуль и линейка измерительный
СО диаметр Размеры обрабаты- ваемой по- верхности
ьо 00 длина или ширина
оо глубина резания t, мм 1 Режим работы
р СЛ подача 5, мм/об
СО СЛ скорость резания V, м/мин
со СЛ число проходов /
— число оборотов в мин., п
0 19 Основное время TQ, 1 мин 1
Прил о ж е н и е V (продолжение)
I № операции 1 Установка № переходов Содержание уста- новок и переходов Эскизы переходов наименование О и модель н
III А Установить за- готовку в патрон и закрепить 0 130 мм в упор 0 180 мм Т окарно-винторез- ный 1А62
1 Выточить канав- ку b = 10 мм на 0 120 мм «o' 1 ьЦ—1—
2 Обточить фаску 8x45°
IV А Установить за- готовку в патрон и закрепить 0 180 мм Токарно-винторез- ный 1К62
438
ВЦ —200, РМЦ—710, N—10 кет
Трехкулачковый само- центрирующий патрон; качающаяся оправка
Проходной резец с углом ср = 45° Т15К6— 1 шт.
g
СП
00
р
ОО
315
439 0,25
«Красный пролетарий» завод-изготови- тель I н о к
ВЦ—200, РМЦ—750, N=27 кет характеристика
Трехкулайковый само- центрирующий патрон; упор на станине; спе- циальный резцедержатель Приспособле- ние
Резец Т15К6 канавоч- ный b = 10 мм 1 шт. режущий 1 Инструмент 1
шаблон b = 10 мм измерительный
ьо о диаметр Размеры об- рабатыва- емой по- верхности
сл длина или ширина
о глубина резания t, мм I Режим работы
р подача 5, мм}об
Го о скорость резания V, м/мин
315 число оборотов в мин., п
число проходов i
о Си Основное время TQ, мин
При л о ж е н и е V (продолжение)
Содержание уста-
новок и переходов
Эскизы переходов
наимено-
вание
и модель
Расточить от-
- верстие в размер
0 99,7 мм на дли-
ну 104 мм
। 8-
^10<f
Ф
Развернуть от-
верстие
0 100А3 мм
Установить за-
готовку на центро-
вую оправку по
0 100А3 мм
Т окарно-
винторез-
ный
1А616
Подрезать на-
1 чисто торец внут-
ренний 0 180 мм
Установить за-
готовку на цент-
ровую оправку по
0 100А3 мм
440
4^
4^
** Средневолж- ский
ВЦ—165, РМЦ—710. N=4,5 кет ВЦ—165 мм РМЦ—710 .мм N~4,5 кет
Центровая оправка 01ООА3 мм и хомутик Центровая оправка 01ООА3 мм
Подрезной резец Т30К4
Линей- ка
00 О
Ю сл
р ьо
р
СП О о
о
—
о со
завод-изготови- тель I н о к
характеристика
S
S (Т> о о
S' л>
Развертка Р18 0 100 А3 мм Расточной резец Т15К6— 1 шт. режущий | Инструме
н
Калибр-пробка 0 100А3 мм Ш тангенциркулъ измерительный
о 99,7 диаметр Размеры обрабаты- ваемой по- верхности
о ф- о длина или ширина
G! ‘0 3 и 1,85 глубина резания /, мм
to о 0,34 подача 5, мм/об Реж
12,6 го сл скорость резания V, м/мин 2 “О
о 400 число оборотов в мин., п, и o'
со число проходов i
‘ 4^ О) Основное время Т , мин
иложение V (продолжение)
Ста
Содержание установок
и переходов
Эскизы переходов
наименова-
ние и мо-
дель
Нарезать резьбу
Ml30x2 резьбовым
резцом начисто
завод-изготови- тель | Н 0 к
характеристика
Приспособ- ление
Рябовой резец Р18 режущий 1 Инструмент
Резьбовой шаблон 60° и резьбовое коль- цо Ml 30X2 измерительный
130 диаметр в ® о Го й 0*0 •О со X 2 к ц Я О Og О ® ф S § ? Е
8 длина или ширина
1 глубина резания t, мм I Режим работы
ND О подача 5, мм/об
18,5 скорость резания о, м/мин
СП число оборотов в мин., п
4+ 4 число проходов 1
СП Основное время TQ, мин ]
Приложение V (продолжение)
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к шестому изданию..................................... 3
Введение .......................................................... 4
Раздел первый,
Краткие сведения о токарном деле
Глава I Основные понятия об устройстве токарно-винторезного станка 7
§ 1. Назначение токарных станков................................. 7
§ 2. Типы токарных станков...................................... 7'
§ 3. Основные узлы токарно-винторезного станка................... 8
§ 4. Станина ....................................................10
§ 5. Передняя бабка..............................................10
§ 6. Механизмы подачи........................................... 12
§ 7. Суппорт.................................................... 15
§ 8. Фартук.................................................... 17
§ 9. Задняя бабка................................................19
§ 10. Правила ухода за токарным станком..........................20
Глава II Основы процесса резания металлов............................22
§ 1. Элементы резания при обработке на токарных станках . . 22
§ 2. Процесс образования стружки ,...............................25
§ 3. Смазочно-охлаждающие жидкости...............................26
§ 4. Материалы, применяемые для изготовления резцов и других ре-
жущих инструментов...............................................27
§ 5. Токарные резцы......................................30
§ 6. Заточка резцов......................................35
Глава III. Краткие сведения о технике безопасности .... 38
§ 1. Значение техники безопасности.......................38
§ 2. Техника безопасности в механических цехах...........39
§ 3. Правила пожарной безопасности.......................41
Глава IV Обтачивание наружных цилиндрических поверхностей . 41
§ 1. Резцы для продольного обтачивания...................42
§ 2. Установка и закрепление резца.......................43
§ 3. Установка и закрепление деталей в центрах .......... 45
§ 4. Установка и закрепление деталей в патронах .......... 49
§ 5. Навинчивание и свинчивание кулачковых патронов ... 52
§ 6. Приемы обтачивания гладких цилиндрических поверхностей . 53
§ 7. Приемы обтачивания цилиндрических поверхностей с уступами 56
§ 8. Элементы режима резания при обтачивании ..... 59
§ 9. Уход за резцом......................................60
§ 10. Измерение деталей при обтачивании цилиндрических поверхно-
стей .............................................................60
§ 11. Брак при обтачивании цилиндрических поверхностей и меры
его предупреждения...............................................64
§ 12. Техника безопасности при обтачивании цилиндрических по-
верхностей ......................................................65
Глава V Обработка торцовых поверхностей и уступов .... 68
§ 1. Резцы, применяемые при обработке торцовых поверхностей и
уступов, и их установка........................................ 68
444
§ 2. Приемы подрезания торцовых поверхностей и уступов . . 70
§ 3. Приемы измерения торцовых поверхностей и уступов ... 73
§ 4. Техника безопасности при подрезании торцовых поверхностей
и уступов.............................................. . . 73
§ 5. Брак при подрезании торцовых поверхностей и уступов и меры
его предупреждения............................................. 75
Г л а в а V I. Вытачивание наружных канавок и отрезание .... 76
§ 1. Резцы для вытачивания канавок и отрезания, их установка 76
§ 2. Приемы вытачивания канавок и отрезания.....................................79
§ 3. Измерение канавок..........................................................83
§ 4. Брак при вытачивании канавок и отрезании и меры его
предупреждения.........................................< . 84
Глава VII Сверление и рассверливание цилиндрических отверстий 85
§ 1. Сверла.....................................................................85
§ 2. Затачивание спиральных сверл ..............................................88
§ 3. Закрепление сверл ...................................................... 89
§ 4. Приемы сверления . . 90
§ 5 Элементы режима резания при сверлении......................................91
§ 6. Рассверливание........................................................... 92
§ 7. Особенности конструкций некоторых типов сверл . 93
§ 8. Замена ручной подачи механической..........................................96
§ 9. Брак при сверлении и меры его предупреждения ... 97
Глава VIII. Центрование ............................................................98
§ 1. Назначение и формы центровых отверстий . ... 98
§ 2. Разметка центровых отверстий..............................................100
§ 3. Приемы центрования.......................... ... 101
§ 4. Брак при центровании и меры его предупреждения . . . 103
Глава IX. Зенкерование, развертывание и растачивание цилиндри-
ческих отверстий. Вытачивание внутренних канавок . . 103
§ 1. Зенкерование цилиндрических отверстий.....................................103
§ 2. Развертывание цилиндрических отверстий....................................106
§ 3. Растачивание цилиндрических отверстий.....................................109
§ 4. Приемы растачивания сквозных и глухих цилиндрических от-
верстий ........................................................113
§ 5. Брак при обработке цилиндрических отверстий и меры его пре-
дупреждения ....................................................115
§ 6. Приемы подрезания внутренних торцовых поверхностей и выта-
чивания внутренних канавок .............................. 116
§ 7. Измерение цилиндрических отверстий, внутренних канавок
и выточек ......................................................117
Глава X. Токарная обработка несложных деталей...................................121
§ 1. Токарная обработка штыря ...............................121
§ 2. Токарная обработка гладких и ступенчатых валов . . . 125
Глава XI. Основные принципы построения технологических процес-
сов обработки деталей на токарных станках . . 130
§ 1. Понятие о технологическом и производственном процессах . 130
§ 2. Элементы технологического процесса........................................131
§ 3. Типы производств в машиностроении.........................................132
§ 4. Принципы разработки технологического процесса механической
обработки ......................................................134
§ 5. Понятие об установочных базах и их выбор.................................134
Раздел второй
Обработка конических поверхностей. Обтачивание фасонных поверхностей.
Отделка поверхностей. Нарезание треугольной резьбы
Глава XII. Обработка конических поверхностей.......................................138
§ 1. Понятие о конусе и его элементах..........................................138
445
§ 2. Способы получения конических поверхностей ...........
§ 3. Обтачивание конических поверхностей поперечным смещением
корпуса задней бабки .....................................
§ 4. Обтачивание конических поверхностей поворотом верхней ча-
сти суппорта .............................................
§ 5. Обработка конических поверхностей с применением конусной
линейки ..................................................
§ 6. Обработка конических поверхностей широким резцом
§ 7. Растачивание и развертывание конических отверстий '
§ 8. Измерение конических поверхностей ...................
§ 9. Брак при обработке конических поверхностей и меры его
предупреждения............................................
Глава XIII. Обтачиванйе фасонных поверхностей.................
§ 1. Фасонные резцы, их установка и работа ими............
§ 2. Обтачивание фасонных поверхностей проходными резцами .
§ 3. Обработка фасонных поверхностей по копиру............
§ 4. Брак при обтачивании фасонных поверхностей и меры его
предупреждения ...........................................
Глава XIV. Отделка поверхностей................. . . . .
§ 1. Шероховатость обработанной поверхности ..............
§ 2. Тонкое точение ......................................
§ 3. Доводка или притирка ................................
§ 4. Обкатывание поверхности роликом......................
§ 5. Накатывание...........................................
Глава XV. Нарезание резьбы....................................
§ 1. Общее сведения о резьбах.............................
§ 2. Типы резьб и их назначение ..........................
§ 3. Измерение и контроль резьбы .........................
§ 4. Нарезание треугольной резьбы плашками...............
§ 5. Нарезание треугольной резьбы метчиками...............
§ 6. Нарезание резьбы резцами.............................
§ 7. Резьбовые гребенки . ............................
§ 8. Настройка токарно-винторезного станка для нарезания резьбы
§ 9. Примеры подсчета сменных зубчатых колес..............
§ 10. Приемы нарезания резьбы резцами.....................
§ И. Высокопроизводительные методы нарезания резьбы .
§ 12. Брак при нарезании резьбы резцами и меры его предупреж-
дения . . . .............
141
141
144
145
148
148
150
154
155
155
159
160
162
163
163
165
169
170
173
176
178
181
182
185
188
190
193
196
198
200
Раздел третий
Токарные станки. Механизация и автоматизация процессов
обработки деталей на токарных станках
Глава XVI. Устройство токарных станков.......................202
§ 1. Краткий исторический обзор развития токарного станка . . 202
§ 2. Основные типы станков токарной группы ..............205
§ 3. Условное обозначение токарных станков ............. 206
§ 4. Основные характеристики токарно-винторезных станков оте-
чественного производства . .........................206
§ 5. Приводы токарных станков ......... 207
§ 6. Кинематическая схема станка........................208
§ 7. Механизмы коробок скоростей и подач.............. 208
§ 8. Суппорт токарно-винторезного станка ...............215
§ 9. Фартук.............................................217
§ 10. Токарно-винторезный станок модели 1К62 ..... 222
§ 11. Станки токарной группы..............................232
Глава XVII. Проверка токарно-винторезного станка на точность . . 238
§ 1. Инструмент для проверки станков на точность .... 239
§ 2. Основные методы проверки токарного станка............240
446
Глава XVIII. Механизация и автоматизация процессов обработки
деталей на токарных станках..................................... 244
§ 1. Устройства, механизирующие процесс обработки на токар-
ных станках ..................................................245
§ 2. Устройства, автоматизирующие процесс обработки на токар-
ных станках.............................................* 248
§ 3. Станки с программным управлением..................... 256
§ 4. Автоматические линии.....................................263
Раздел четвертый
Основы учения о резании металлов
Глава XIX. Общие сведения о резании...............................268
§ 1. Краткий исторический обзор ..............................268
§ 2. Материалы, применяемые для изготовления режущих инстру-
ментов .......................................................269
§ 3. Углы резца...............................................274
§ 4. Установка резца.............................*. . . . 279
Глава XX. Основные процессы резания...........................282
§ 1. Процесс образования стружки............................282
§ 2. Основные сведения о силах, действующих на резец . . . 287
§ 3. Теплота резания........................................291
§ 4. Стойкость резца........................................291
§ 5. Охлаждение инструмента ..................................293
§ 6. Влияние различных факторов на выбор скорости резания . . 293
Раздел пятый
Высокопроизводительное резание металлов. Выбор наивыгоднейших
режимов резания
Глава XXI. Высокопроизводительное резание металлов .... 303
§ 1. Сущность скоростного резания металлов ...... 303
§ 2. Геометрия резцов для скоростного резания ...... 303
§ 3. Современные конструкции высокопроизводительных резцов . 308
§ 4. Требования, предъявляемые к станкам для скоростного точения 313
§ 5. Приспособления, применяемые при скоростном резании . . 314
§ 6. Приспособления для отвода стружки ....... 321
§ 7. Неполадки при скоростном точении ....................... 323
§ 8. Основные правила работы резцами, оснащенными пластинками
.из твердых сплавов . . ..............................325
Глава XXII. Выбор наивыгоднейших режимов резания .... 326
§ 1. Понятие о производительности труда.......................326
§ 2. Понятие о мощности при точении...........................328
§ 3. Крутящий момент..........................................330
§ 4. Паспорт токарного станка.................................332
§ 5. Выбор наивыгоднейших режимов резания.....................332
Раздел шестой
Сложные токарные работы
Глава XXIII. Нарезание прямоугольной и трапецеидальной резьб . 337
§ 1. Общие сведения о резьбах для передачи движения . . . 337
§ 2. Нарезание прямоугольной и трапецеидальной резьб . . . 339
§ 3. Способы нарезания многозаходных резьб..................345
§ 4. Деление многозаходных резьб на заходы..................346
§ 5. Высокопроизводительные методы нарезания многозаходных
резьб.........................................................347
§ 6. Основные сведения о нарезании резьбы вращающимися
резцами.......................................................348
Глава XXIV. Токарная обработка деталей со сложной установкой . 351
447
§ 1. Обработка деталей в люнетах..................................351
§ 2. Обработка деталей на планшайбе...............................355
§ 3. Обработка деталей на угольниках ............................ 357
§ 4. Обработка деталей на оправках...............................358
§ 5. Обработка эксцентриковых деталей............................362
Раздел седьмой
Организация рабочего места и труда токаря. Технологический процесс
обработки деталей на токарных станках
Глава XXV. Организация рабочего места и труда токаря .... 368
§ 1. Организация рабочего места токаря............................368
§ 2. Планировка рабочего места токаря.............................368
§ 3. Порядок и чистота на рабочем месте...........................370
§ 4. Организация труда на рабочем месте...........................370
§ 5. Многостаночная работа........................................372
Глава XXVI. Рациональные методы токарной обработки .... 374
§ 1. Технологические приемы, применяемые токарями-новаторами . 374
§ 2. Сокращение основного (машинного) времени.....................378
§ 3. Сокращение вспомогательного времени..........................379
§ 4. Комплексный метод сокращения штучного времени . . . 382
Глава XXVII. Технологический процесс обработки деталей на станках 383
§ 1. Общие сведения о разработке технологического процесса обра-
ботки деталей 383
§ 2. Порядок составления технологического процесса обработки де-
талей ..........................................................384
§ 3. Метод групповой обработки деталей.....................385
§ 4. Карты технологического процесса обработки деталей на станках 387
§ 5. Технологическая дисциплина ..................................387
Глава XXVIII. Технологические процессы обработки деталей на токар-
ных станках....................................................388
§ 1. Технологический процесс токарной обработки втулок . . . 388
§ 2. Технологический процесс токарной обработки дисков . . . 394
§ 3. Технологический процесс токарной обработки стаканов . . 399
Глава XXIX. Примеры составления технологических процессов обра-
ботки деталей на токарных станках...................................403
§ 1. Обработка ступенчатого валика .............................. 403
§ 2. Обработка нажимной гайки.....................................408
Приложение I. Паспорт токарно-винторезного станка модели 1К12 . 412
Приложение II. Классификатор переходов................................421
Приложение III. Операционная карта механической обработки . . . 423
Приложение IV. Технологическая карта механической обработки сту-
пенчатого валика....................................................426
Приложение V. Технологическая карта механической обработки на-
жимной гайки...................................................434