Обробка деталей на токарно-револьверних верстатах

1. Загальні відомості. Токарно-револьверні верстати призначені для обробки досить великих партій деталей, що мають порівняно складну фор­му, для обробки якої треба застосовувати різні інструменти: різці, сверд-

ла, зенкери, розвертки, мітчики, плашки та ін. Типовими деталями, які обробляють на револьверних верстатах, є болти, гвинти, гайки, шайби, втулки, валики тощо.

Револьверні верстати відрізняються від токарних в основному тим, що в них немає задньої бабки і ходового гвинта, а на поздовжньому супорті особливої конструкції встановлено багатопозиційну револьверну голов­ку. Всі потрібні інструменти встановлюють заздалегідь у певній послідов­ності в револьверній головці та в поперечних супортах і під час обробки заготовки їх по черзі швидко вводять у роботу.

Розрізняють револьверні верстати з вертикальною і горизонтальною осями револьверної головки. Верстати першого типу, крім револьверно-

Рис. VI.23. Токарно-револьверний верстат з вертикальною віссю револьверної головки: а - загальний вигляд; б - схема налагодження верстата для обробки втулки

го супорта, мають один або два поперечних супорти для обробки загото­вок відрізними, канавковими, фасонними різцями та іншими інструмен­тами, що працюють з поперечною подачею.

Верстати другого типу мають тільки один поздовжній супорт із круг­лою револьверною головкою, який дає змогу здійснити два рухи подачі: поздовжній - при переміщенні супорта по напрямних верстата і круго­вий - повільне обертання головки при нерухомому супорті.

Залежно від виду заготовки розрізняють також револьверні верстати для пруткових і патронних робіт.

2. Токарно-револьверний верстат із вертикальною віссю револьверної головки(рис. VI.23, а) складається з станини 1, передньої бабки 4 з короб­кою швидкостей 3, коробки подач 2, револьверного супорта 7 з револьвер­ною головкою 6, поперечного супорта 5, барабанів задніх 8 і передніх 9 упорів. Кожна грань револьверної головки має отвір для встановлення рі­зального інструмента. При відведенні супорта в крайнє праве положення револьверна головка автоматично повертається на 1/6 частину оберта і стає в наступну позицію. Разом з револьверною головкою повертається на одну позицію і барабан упорів 8. При поздовжній обробці заготовки встановле­ний на кожній позиції на певну довжину обробки упор відключає автома­тичну подачу, що забезпечує однакову довжину обробки партії деталей.

Поперечний супорт 5 з чотирирізцевим різцетримачем переміщується в поздовжньому і поперечному напрямах.

Для патронних робіт на передньому кінці шпинделя встановлюють само-центруючий патрон. При обробці деталей із прутка його пропускають крізь отвір у шпинделі і закріплюють найчастіше у цанговому патроні. У цьому випадку розкріплення прутка, подача його на потрібну довжину і закріп­лення здійснюються автоматично за допомогою спеціального механізму!

На рис. VI.23, б наведено схему налагодження револьверного верстата для обробки з прутка втулки і показано послідовність операцій: 1 - пода­ча прутка до упора; 2 - зацентрування; 3 - свердління отвору на половину глибини з одночасним точінням двох циліндричних поверхонь і фаски; 4 - свердління отвору на потрібну глибину; 5 - розвертання отвору; 6 -нарізання зовнішньої різьби; 7- точіння фасонним різцем; 8 - накатуван­ня втулки; 9 - відрізання готової деталі.

22. Токарні автомати і напівавтомати

1. Особливості роботи і основні типи токарних автоматів і напівавтома­тів.Автоматами називають верстати, на яких після налагодження оброб­ка здійснюється автоматично. Напівавтоматами називають верстати, в яких увесь цикл обробки і зупинення верстата після її закінчення здійсню­ються автоматично, а зміна заготовок і пуск верстата - вручну. На токар­них автоматах обробляють кріпильні деталі, валики, втулки, кільця тощо в масовому і великосерійному виробництві. На напівавтоматах обробляють осі, фланці, зубчасті колеса та інші деталі у серійному виробництві.

За видом заготовки розрізняють автомати пруткові і патронні для оброб­ки штучних заготовок. За кількістю шпинделів є автомати і напівавтомати одношпиндельні і багатошпиндельні, а за їх розміщенням - горизонтальні і вертикальні. Одношпиндельні автомати за характером роботи поділяють на фасонно-відрізні, поздовжньо-фасонні і токарно-револьверні.

За принципом дії розрізняють багатошпиндельні автомати і напівав­томати паралельної і послідовної дії.

2. Одношпиндельні токарні автомати.Фасонно-відрізні автомати призначені для обробки коротких деталей різцями, які встановлюють на кількох поперечних супортах. Схему роботи такого верстата показано на рис. VI.24, а. У деяких моделях автоматів є поздовжній супорт для сверд­лильних і різьбонарізних робіт.

На поздовжньо-фасонних автоматах обробляють точні деталі типу ва­ликів, довжина яких значно перевищує діаметр. Схему роботи такого ав­томата показано на рис. VI.24, б. Шпиндельна бабка 1 разом з прутком 6, що проходить крізь шпиндель 2, який отримує обертання від шківа 3, може здійснювати поздовжній рух, під час якого пруток переміщується всере­дині люнета 4, закріпленого в нерухомому стояку 8. Встановлені в супор­тах 5 і 7 (яких може бути 4...6) різці можуть залишатися нерухомими або

Рис. VI.24. Схеми обробки на одношпиндельних токарних автоматах

здійснювати радіальну подачу. Обробка різцями безпосередньо на вихо­ді прутка із люнетної втулки запобігає деформації деталей. Сукупність зупинок і подач супортів і прутка дає змогу обробляти деталі досить склад­ної форми. На деяких верстатах за допомогою спеціальних пристроїв мож­ливе свердління центральних отворів і нарізання в них різьби.

Поширені токарно-револьверні автомати, які, по суті, є автоматизова­ними токарно-револьверними верстатами і призначені для виготовлення порівняно складних за формою деталей з прутків 0 8...40 мм (кріпильні деталі, втулки, пальці, ролики тощо). Як правило, ці автомати, крім револь­верного супорта з револьверною головкою, що здійснює поздовжню пода­чу, мають два або, рідше, три поперечних супорти. В них закріплюють різ­ці для прорізання канавок, відрізання, точіння фасонних поверхонь.

Керування рухом супортів, зміною позицій револьверної головки, ме­ханізмами подачі і закріплення прутка, обертанням шпинделя здійсню­ється за допомого!® кулачків, встановлених на розподільному валу. Весь цикл обробки деталі виконується за один оберт розподільного вала.

3. Багатошпиндельні токарні автомати і напівавтоматинайчастіше ма­ють 4...6 одночасно працюючих шпинделів із заготовками.

У верстатах паралельної дії на всіх шпинделях виконуються однакові операції. Вони становлять кілька одношпиндельних фасонно-відрізних автоматів, які поєднані в один, їх використовують для обробки деталей нескладної форми, яка потребує не більше 2-3 інструментів.

На верстатах послідовної дії кожний шпиндель разом з заготовкою при повороті шпиндельного блока займає ряд позицій, на кожній з яких ви­конується певна частина технологічного процесу виготовлення деталі. Кожна заготовка послідовно проходить усі позиції і за один оберт шпин­дельного блока здійснюється повний цикл обробки деталі.

На рис. VI.25 показано принцип послідовної обробки деталі на такому верстаті. В шпиндельному блоці 1 змонтовані шпинделі 5 із заготовками 3. Проти кожного шпинделя встановлено поперечний супорт 2, а на гранях призматичного поздовжнього супорта 4 закріплюються потрібні для оброб­ки у кожній з позицій інструменти. При періодичному повороті блока кож­ний шпиндель послідовно займає позиції I-IV. В позиції І пруток подається до упора і закріплюється, а потім різцем, який закріплено в поперечному супорті, прорізується канавка. На позиції II встановленим на другому попе­речному супорті різцем обробляється зовнішня поверхня. Після чергового повороту шпиндельного блока шпиндель із заготовкою займає позицію III, де встановленим у поздовжньому супорті свердлом свердлиться отвір. В по­зиції IV відрізається готова деталь. Продуктивність чотиришпиндельних автоматів в 2,5...З рази перевищує продуктивність близьких до них за мож­ливостями одношпиндельних токарно-револьверних автоматів.

Рис. VI.25. Схеми обробки на багатошпиндельному токарному автоматі послідовної дії

Запитання і завдання для самоконтролю

1. Які види робіт виконують на токарних верстатах?

2. Основні частини токарно-гвинторізного верстата і їх призначення.

3. Основні типи токарних різців.

4. Приладдя токарних верстатів.

5. Основні методи обробки конічних і фасонних поверхонь на токарних вер­ статах.

6. Які роботи виконують на карусельних верстатах?

7. Особливості будови і роботи на токарно-револьверних верстатах.

8. Основні типи токарних автоматів.

Глава 3. ОБРОБКА ЗАГОТОВОК НА СВЕРДЛИЛЬНИХ І РОЗТОЧУВАЛЬНИХ ВЕРСТАТАХ

23. Обробка отворів на свердлильних верстатах

На свердлильних верстатах виконують такі основні операції: свердлін­ня, розсвердлювання, зенкерування (рис. VI.26, а) - процес обробки цилінд­ричних литих, штампованих або попередньо просвердлених отворів зен­кером для надання їм правильної геометричної форми, потрібних розмірів і необхідної шорсткості по­верхні; розточування отворів (рис. VI.26, б) - здійснюєть­ся різцями у тих випадках, коли осі отворів мають бути розташовані за точними ко­ординатами; розвертання (рис. VI.26, в) - точна оброб­ка отворів з метою надання їм точних розмірів і малої шорсткості поверхні; зенку­вання (рис. VI.26, г) - процес утворення циліндричних або конічних заглиблень у попе­редньо просвердлених отво­рах під головки болтів, гвин­тів та інших деталей за допомогою циліндричних і конічних зенкерів (зенківок); цекування - обробка торцевих поверхонь під гайки, шайби і кільця пластинками або торцеви­ми зенкерами (рис. VI.26, д, е); нарізання різьби в отворах можна здійсни­ти на свердлильних верстатах мітчиками. При свердлінні глибоких отво­рів (l/d > 5) обертального руху надають заготовці (головний рух), а по­ступального - свердлу (рух подачі). При цьому відхилення осі отвору вбік значно зменшується.

Свердла

1. Типи свердел.Розрізняють такі основні типи свердел: а) перові (рис. VI.27, а), що становлять стрижень або закріплювану в оправці пла­стинку з різальними кромками, заточеними під кутом 2φ = 80... 150°. За­стосовують ці свердла в основному для свердління отворів у твердих поковках і виливках та для обробки ступінчастих отворів; б) спіральні (рис. VI.27, б); в) свердла для глибокого свердління (рис. VI.27, в); г) цен­трувальні (рис. VI.27, г), призначені для утворення центрових отворів у заготовках, що обробляються в центрах; д) свердла для кільцевого сверд­ління (рис. VI.27, д), які застосовують для глибоких отворів, діаметр яких перевищує 75 мм.

2. Спіральні свердла- найбільш поширений тип свердел. Виготовля­ють їх діаметром 0,1...80 мм.

Спіральне свердло (рис. VI.28, а) складається з різальної частини 1, напрямної 2, шийки 3, хвостовика 4 і лапки 5. Різальна частина виконує основну роботу різання. Напрямна частина спрямовує свердло в отворі і забезпечує виготовлення отвору потрібного діаметра. Хвостовик може бути циліндричним або конічним. У свердел з циліндричним хвостови­ком (рис. VI.28, б) поводок 5 запобігає провертанню свердла в патроні.

Різальна частина включає передню 6 і задню 7 поверхні, головні 8 і допоміжні 9 різальні кромки, а також поперечну кромку 10 (рис. VI.28, в). Передньою поверхнею 6 свердла є гвинтова поверхня канавки, якою схо­дить стружка. Задня поверхня 7 - це поверхня, обернена до поверхні рі­зання. Головні різальні кромки 8 свердла утворюються перетином перед­ніх і задніх його поверхонь. Кут між ними у свердел для обробки сталі і чавуну 2φ = 118°, для свердління м'яких і в'язких матеріалів (алюмінію,

Рис. VI.27. Типи свердел

Рис. VI.28. Основні елементи і геометричні параметри спірального свердла

силуміну) - 2φ = 80...90°, для свердління твердих і крихких матеріалів -2φ= 130...140°.

Кут нахилу поперечної кромки (перемички) 10 свердла ψ = 50...55° (рис. VI.28, в, г). Поперечна кромка працює у важких умовах, оскільки на ній передній кут має від'ємне значення. Внаслідок цього при свердлінні виникають значні зусилля, спрямовані вздовж осі свердла.

У головній січній площині N-N (рис. VI.28, г), нормальній до головної різальної кромки, свердло має форму різця з властивими йому геометрич­ними параметрами. Передній кут свердла у вимірюється в цій площині. В міру наближення до осі свердла передній кут зменшується, а задній, навпаки, збільшується. Передній кут поперечної кромки може набувати від'ємних значень.

Для зменшення тертя свердла об стінки отвору на напрямній частині його залишаються дві вузькі гвинтові стрічки завширшки 0,2...2,6 мм, а решту її роблять меншого діаметра. З цією ж метою діаметр свердла зменшують у напрямі до хвостовика на 0,03...0,1 мм на кожних 100 мм довжини. Глибина різання при свердлінні дорівнює половині діаметра свердла.

Зенкери

1. Типи зенкерів.Залежно від призначення розрізняють такі основ­ні типи зенкерів: а) спіральні (рис. VI.29, а, б), що застосовують для оброб­ки наскрізних циліндричних отворів; б) циліндричні з напрямною цапфою (рис. VI.29, в), призначені для обробки торцевих площин або отворів під циліндричні головки гвинтів; в) конічні - зенківки (рис. VI.29, г), що засто­совують для зенкування конічних заглиблень під головки гвинтів, центро­вих отворів, зняття фасок тощо.

За способом кріплення розрізняють зенкери: хвостові (рис. VI.29, а, г) і насадні (рис. VI.29, б, в).

Рис. VI.29. Основні типи зенкерів

Зенкери виготовляють суцільними, з напаяними пластинками з твер­дих сплавів і збірними з вставними ножами.

2. Елементи і геометричні параметри зенкерів.Спіральний хвостовий зенкер (рис. VI.29, д) складається з робочої частини 1, шийки 2, хвостови­ка 3, лапки 4, Робоча частина, у свою чергу, складається з різальної 6 і напрямної 5 частин. Різальна частина різальними кромками, розташова­ними щодо осі зенкера під кутом φ = 45...60°, виконує основну роботу різання, а напрямна - спрямовує зенкер у отворі і забезпечує виготовлен­ня отвору потрібного діаметра.

Спіральні зенкери виготовляють діаметром 10...100 мм з числом зуб­ців 3...6.

Передній кут зубців зенкера у вимірюють у площині, нормальній до різальної кромки (рис. VI.29, е). Задній кут вимірюють у цій самій площи­ні. Величина його змінна і в міру наближення до осі зенкера а збільшуєть­ся. Напрямна частина зенкера, як і у свердел, має напрямні стрічечки зав­ширшки 0,8...2,0 мм. Наявність більшого числа зубців порівняно з сверд­лом підвищує стійкість і продуктивність зенкерів, а також точність отво­рів і якість їхньої поверхні.

Розвертки

Залежно від способу застосування розвертки поділяють на ручні і ма­шинні. За конструктивними особливостями розвертки, як і зенкери, бувають хвостові і насадні, суцільні і з вставними ножами. За формою оброблюва­ного отвору розрізняють розвертки циліндричні, конічні і ступінчасті.

Поряд з розверстками з швидкорізальних сталей (Р9, Р6М5) широко застосовують розвертки, оснащені твердими сплавами (ВК6, Т15К6).

Розвертка складається з робочої частини 1, шийки 2 і хвостовика 3 (рис. VI.30). В робочу частину входять різальна 6 і калібрувальна 5 части-

Рис. VI.30. Елементи і геометричні пара­метри розвертки

ни. Кут φ у ручних розверток дорівнює 1...2⁰, а в машинних - для оброб­лення крихких і твердих матеріалів φ = 3...5⁰ і для в'язких матеріалів φ = 12...15°.

Передній і задній кути розверток вимірюють у площині, нормальній до різальної кромки. У чорнових розверток передній кут γ = 5...10°, задній α = 7...12°; у чистових у γ = 0°, α = 3...5⁰.

Калібрувальна частина спрямовує розвертку в отворі, надає йому по­трібної точності і шорсткості поверхні. На зубцях калібрувальної части­ни залишають стрічку завширшки 0,05...0,5 мм, яка забезпечує напрям розвертки в отворі і "вигладжує" оброблену поверхню. Хвостовик при­значений для кріплення машинних розверток у шпинделі верстата, а руч­них - у воротку. Залежно від методу кріплення він може бути конічним або циліндричним з квадратом 4 під вороток на кінці. Розвертки хвостові виготовляють діаметром 3...50 мм, а насадні -до 100 мм.

Число зубців розверток для полегшення вимірювання їх діаметра парне і залежно від його величини становить близько 6... 12. Для зменшення огранки отворів розвертки мають нерівномірний крок зубців по обводу.

Розвертками роблять отвори 7...10 квалітетів точності.

Глибина різання при розвертанні і зенкеруванні

,

де D і d - діаметри отворів відповідно до і після обробки.

27. Свердлильні верстати

1. Основні типи свердлильних верстатів такі: 1. Вертикально-свердлильні - найпоширеніші верстати цієї групи; застосовують їх в одиничному і серійному виробництві. 2. Радіально-свердлильні верстати призначені для

Рис. VI.31. Загальний вигляд вертикально-свердлильно-го верстата

обробки отворів у великих важких деталях. 3. Ба­гатошпиндельні свердлильні верстати мають кіль­ка шпинделів, взаємне розміщення яких може бути постійним або змінюється залежно від об­роблюваної деталі. Ці верстати широко засто­совують у серійному і масовому виробництві. 4. Горизонтально-свердлильні - застосовують для свердління глибоких отворів. 5. Центрувальні -призначені для виготовлення центрових отворів. 6. Агрегатні - найпоширеніші у великосерійному і масовому виробництві при обробці отворів.

2. Вертикально-свердлильні верстати.На рис. VI.31 подано загальний вигляд вертикаль­но-свердлильного верстата. Верстат складаєть­ся з фундаментної плити 1, станини 2, коробки швидкостей 6 зі шпинделем, коробки подач 5, розташованої в кронштейні 4, і стола 3, на якому встановлюється оброблювана деталь.

Вертикально-свердлильні верстати застосовують для обробки отворів у деталях масою до 25 кг. Основною характеристикою їх є найбільший отвір, який можна свердлити на них у сталі середньої твердості.

3. Радіально-свердлильні верстатизастосовують в умовах одиничного і серійного виробництва.

На фундаментній плиті 1 верстата (рис. VI.32) нерухомо встановлена колона 2, на якій розміщена і може повертатися на 360° гільза 3. Встановле-

Рис. VI.32. Загальний вигляд радіально-свердлильного верстата

Рис. VI.33. Компонування агрегатних верстатів

на на гільзі траверса 4 може переміщатися по ній уздовж осі за допомогою механізму 5 і закріплюватися на певній висоті. Траверса має напрямні, по яких може переміщатися і разом з нею повертатися шпиндельна головка 6 з коробкою^ швидкостей 7, шпинделем 9 і коробкою подач 8. Заготовка може бути встановлена і закріплена на столі 10 або на фундаментній плиті 1.

Поворотом гільзи з траверсою навколо осі колони і переміщенням шпин­дельної головки по напрямних траверси досягається суміщення осей ін­струмента і отвору деталі.

4. Агрегатні верстати- це спеціальні верстати, змонтовані з норма­лізованих вузлів (агрегатів). Здебільшого вони складаються з станини 1 (рис. VI.33), силових головок 2, шпиндельних головок 3, колони 4 і стола 5. Різним компонуванням цих вузлів можна складати різноманітні вер­стати для обробки певних деталей. Основним вузлом верстата є силова головка, яка надає обертання інструменту (головний рух) і поступальний рух подачі. На агрегатних верстатах виконують свердління, зенкеруван­ня, розточування, розвертання отворів, нарізання різьби та інші операції.

Агрегатні верстати є напівавтоматами і часто входять до складу авто­матичних ліній.

28. Допоміжні інструменти і пристрої до свердлильних верстатів

1. Допоміжний інструмент для закріплення різального інструмента.Рі­зальний інструмент, що має конічний хвостовик, закріплюється безпосе­редньо в конічному отворі шпинделя верстата (рис. VI.34, а) або за допо-

Рис. VI.34. Кріплення інструмента і заготовок на свердлильних верстатах

могою перехідних втулок (рис. VI.34, б) в тому випадку, якщо розмір ко­нуса шпинделя більший за розмір конуса інструмента.

Інструмент з циліндричним хвостовиком закріплюють у трикулачкових або цангових патронах. При послідовній обробці отворів на свердлильних верстатах кількома інструментами, коли інструменти треба міняти, не зу­пиняючи верстата, застосовують так звані швидкозмінні патрони.

2. Пристрої для встановлення і закріплення деталей.Для закріплен­ня деталей на столі верстата застосовують універсальні і спеціальні при­строї. До універсальних затискних пристроїв належать притискні планки (рис. VI.34, в), призми (рис. VI.34, г), машинні лещата (рис. VI.34, д), кут­ники (рис. VI.34, е).

Щоб забезпечити правильне положення інструмента відносно осі об­роблюваного отвору і спрямовування його під час роботи, застосовують спеціальні пристрої - кондуктори, які усувають необхідність розмітки деталей.