Обработка на токарно- карусельных станках

На универсальных токарно-карусельных станках обрабатывают заготовки разнообраз­ной формы, больших диаметров (до 10000 мм) при относительно малой длине (L/D ^ 1); на станках специального исполнения обра­батывают заготовки диаметром до 20000 мм и более.

Основными типами токарно-карусельных станков, выпускаемых отечественной станко­строительной промышленностью, являются: а) одностоечные (1508, 1510, 1512, 1516 и др.) с одним вертикальным суппортом с пятипози- ционной револьверной головкой и боковым суппортом с четырехрезцовым поворотным резцедержателем; б) двухстоечные (1520, 1525, 1Л532, 1540, 1550 и др.) с двумя вертикальны­ми и одним боковым суппортами.

Данные станки с устройством цифровой индикации (исполнение Ф1) или без него по­зволяют выполнять обтачивание и растачива­ние цилиндрических, конических и фасонных поверхностей тел вращения; обтачивание тор­цовых поверхностей; подрезание уступов; про- резание кольцевых канавок и отрезание; свер­ление и рассверливание, зенкерование и раз­вертывание отверстий.

Применяя специальные приспособления, можно выполнять и такие операции, как наре­зание резьбы, фрезерование, растачивание глу­боких отверстий, шлифование, суперфиниши­рование, обкатывание роликами и притирку.

При чистовой обработке на данных стан­ках достигается точность 7 —8-го квалитета и параметр шероховатости поверхности Ra = 3,2-6,3 мкм по ГОСТ 2789-73.

Токарно-карусельные станки с ЧПУ позво­ляют автоматизировать процесс обработки и в 2 — 2,5 раза повысить производительность труда.

Токарно-карусельные станки с ЧПУ (1512ФЗ, 1516ФЗ, 1525ФЗ, 1А525МФЗ, 1532ФЗ, 1А532ПМФЗ) оснащены контурными система­ми управления и предназначены для обработ­ки заготовок с цилиндрическими, торцовыми, коническими и криволинейными поверхностя­ми. Двухкоординатные одностоечные станки (1512ФЗ и 1516ФЗ) оснащены пятипозицион- ной револьверной головкой, обеспечивающей автоматическую смену инструмента в процессе обработки.

Четырехкоординатные двухстоечные стан­ки (1525ФЗ и 1532ФЗ) имеют по два верти­кальных суппорта, каждый из которых может управляться одновременно по двум координа­там: по X, Z — левый; по В, W — правый. Си­стема ЧПУ допускает как последовательную, так и параллельную работу суппортов. Станки 1А525МФЗ и 1А532ПМФЗ оснащены инстру­ментальными магазинами для автоматической смены инструмента и обеспечивают возмож­ность одновременной работы обоих суппор­тов.

При обработке деталей диаметром до 2000 мм станки с ЧПУ обеспечивают точность 8 —9-го квалитета, а диаметром свыше 2000 мм —6 —7-го квалитета.

Схемы обработки элементарных поверхно­стей. Наружные цилиндрические поверхности (рис. 35) обтачивают с помощью вертикально­го (рис. 35, а) или бокового суппорта (рис. 35, б). Предпочтение отдается первому спосо­бу, так как второй способ применяют только при сравнительно небольшом вылете / ползу­на бокового суппорта. Однако большую точ­ность при обработке сравнительно высоких за­готовок обеспечивает боковой суппорт из-за постоянства сил отжатий. Черновую обработ­ку двумя резцами и более по методу деления припуска (рис. 35, в) применяют для заготовок

Рис. 35. Схемы обтачивания цилиндрических по­верхностей

 

с большими припусками, а черновую и полу­чистовую обработку по методу деления длины (рис. 35, г) — для заготовок с небольшими при­пусками, а также ступенчатыми цилиндриче­скими поверхностями.

Торцовые поверхности (рис. 36) обрабаты­вают как вертикальным (рис. 36, а), так и бо­ковым (рис. 36,б) суппортом. Вертикальный суппорт позволяет обрабатывать поверхности любых размеров с направлением подачи от периферии к центру. Подачу от центра приме­няют при обработке закрытых поверхностей. Боковым суппортом обрабатывают неширо­кие торцовые поверхности, расположенные в зоне действия суппорта. Точность обработки снижается с увеличением вылета /. Обтачива­ние несколькими резцами по методу деления длины с увеличенной подачей применяют при

 

Рис. 37. Схемы подрезания уступов

 

черновой и нолучистовой обработке широких кольцеобразных торцовых поверхностей (рис. 36, в). Резцы размещают со сдвигом относи­тельно друг друга. Обтачивание несколькими резцами по методу деления припуска приме­няют при черновой обработке торцовых по­верхностей с большими припусками (рис.

36, г).

Небольшие кольцеобразные торцы шири­ной до 50 мм подрезают специальными плас­тинами или торцовыми зенкерами при осевой подаче.

Уступы шириной не более 20 мм можно подрезать резцом с ср = 90° при вертикаль­ной подаче (рис. 37, а). Путь резания опреде­ляется припуском h на обработку. Затраты времени минимальны. Однако возможно воз­никновение вибраций. При подрезании уступа с горизонтальной подачей инструмента (рис.

37, б) путь резания равен ширине уступа /, и трудоемкость обработки соответственно возрастает.

Обработку уступов большой ширины и вы­соты осуществляют за несколько рабочих хо­дов при сочетании вертикальной и горизон­тальной подач (рис. 37, в и г); чистовой переход проводят подрезным резцом при го­ризонтальной подаче.

Цилиндрические отверстия диаметром d < 40 мм сверлят одним сверлом; при d > 40 мм применяют сверление с рассверливанием; диаметр первого сверла 20 мм. Кольцевое сверление используют для образования отвер­стий диаметром 60 — 200 мм и длиной до 500 мм в сплошном материале. Зенкерование применяют при обработке отверстий диаме­тром до 100 мм вместо рассверливания или как метод предварительной обработки отвер­стий в отливках и штампованных заготовках. Развертыванием окончательно обрабатывают отверстия диаметром до 100 мм. Растачива­ние — наиболее распространенный способ обработки отверстий, получаемых при литье, штамповке или сверлении. При глубине реза­ния t > 10 мм растачивание выполняют двумя резцами. Чистовое растачивание осущест­вляют одним резцом.

Конические поверхности с длиной обра­зующей /до 100 мм обрабатывают широким резцом (рис. 38, а). Способ весьма производи­телен. Точность и качество обработанной по­верхности невысокие из-за вибрации при обра­ботке. Путем поворота вертикального суппор­та обычным резцом обрабатывают конические поверхности любой длины с углами уклонов в пределах 0 — 45° (рис. 38,6 и в). Способ производителен.

Подбирая сменные зубчатые колеса на станках, имеющих гитару, конические поверх­ности обрабатывают резцами. Способ сложный, требует предварительного расчета и наладки станка. С помощью конусной ли­нейки или копирных приспособлений с отклю­чением салазок суппорта от ходового винта обрабатывают конические поверхности с угла­ми уклонов 0—12°. Способ удобен и произво­дителен.

При использовании конусной линейки (рис. 38, г), закрепляемой на поперечине стан­ка, вертикальным суппортом с вертикальной подачей инструмента обрабатывают кониче­ские поверхности. Конусы обтачивают с ис­пользованием копирных приспособлений (рис. 38, д) при вертикальной подаче бокового суп­порта сверху вниз (для наружного конуса) или горизонтальной подаче в направлении к цен­тру планшайбы (для внутреннего конуса) при соответствующем расположении копира.

о

С помощью специальных суппортов обра­батывают конические поверхности с любым углом уклона (обратная конусность не более 30°). Способ обеспечивает высокую произво­дительность и точность. На рис. 38, е показан универсальный суппорт, жестко закрепленный неподвижной частью 1 в резцедержателе вер­тикального суппорта. Поворотную часть суп­порта устанавливают по шкале на соответ­ствующий угол конуса и закрепляют. Каретке с резцедержателем 2, соединенной с боковым суппортом тягой 4, сообщают подачу ог ко­робки подач бокового суппорта. При переме­щении каретки резец обрабатывает кониче­скую поверхность под углом, соответствую­щим углу установки поворотной части. В случае невозможности соединения каретки с боковым cynnojpTOM предусмотрена ручная подача суппорта с помощью рукоятки 6 и вин­та 5. Ручную подачу включают и выключают рукояткой 5, связанной с гайкой винта.

При обработке с помощью гидрокопиро­вального суппорта (рис. 38, ж) управление перемещениями резца по заданной траектории осуществляется следящим устройством, щуп 1 которого скользит по копиру 5. При этом вертикальный суппорт имеет горизонтальную подачу. Гидроцилиндр 4 следящего устройства помещен позади вертикальных салазок верти­кального суппорта. На связанной с этими са­лазками поперечине 6 размещают направляю­щий распределитель 2 с маховичком 3, ко­торым регулируют положение щупа 1. Копир 5 закрепляют в державке 7, установленной на траверсе станка. Боковой суппорт в этом слу­чае можно использовать для обработки дру­гих поверхностей заготовки.

Канавки шириной до 25 мм, к которым не предъявляют высоких требований по точности размеров и расположению, прорезают одним или несколькими резцами за один рабочий ход (рис. 39, а). При повышенных требованиях к точности обработку осуществляют за два рабочих хода: черновой и чистовой тем же ре­зцом. Канавки шириной более 25 мм (рис. 39,6) и фасонные канавки (рис. 39, в) проре­зают за несколько рабочих ходов одним или несколькими резцами.

90-ос

Рис. 38. Схемы обработки конических поверхностей

С применением специальных оправок ка­навки прорезают на налаженных станках,
когда смещение суппорта нежелательно (рис. 39, г). Оправка с резцами для растачивания трех канавок при движении револьверной го­ловки вниз доводится до осевого упора. При дальнейшем движении головки канавочные ре­зцы (с помощью внутреннего механизма с клиновыми элементами) выдвигаются в ра­диальном направлении и прорезают канавки. При отводе оправки от осевого упора резцы возвращаются в исходное положение, и оправ­ка выводится из отверстия заготовки.

Операции отрезки осуществляют одним или несколькими отрезными резцами (рис. 40).

1-й переход

2-й переход 3-й переход h-a

Сферические поверхности при длине дуги / ^ 100 мм обрабатывают фасонными резца­ми. При больших размерах поверхностей ис­пользуют обычный резец с подачей по дуге окружности. Сферические поверхности обра­батывают также обычным резцом с помощью различных рычажных и копировальных устройств.

Револьверная головка

Рис. 39. Схемы прорезания канавок

Используя рычажные приспособления и оба вертикальных суппорта (рис. 41, а) или один вертикальный суппорт и специаль­ную стойку (рис. 41,6), обрабатывают поверх­ности в виде сфер; угол поворота резца вокруг оси поворотного резцедержателя не более 45°. Такие поверхности можно обрабатывать резцом с помощью тяг с использованием вер­тикального суппорта (рис. 41, в) или с по­мощью копировальных приспособлений с ис­пользованием вертикального (рис.41, г) или бокового суппорта (рис. 41, д). При мини­мальных зазорах в сопряжениях обеспечи­ваются высокие производительность, точность и качество обработанной поверхности.

Отделочную обработку выполняют широ­ким резцом (ширина режущей кромки 60 — 80 мм) с достижением параметра шероховато­сти Ка = 2,5ч-1,25 мкм; при обкатке ролика­ми Ra = 1,25-г- 0,32 мкм; при шлифовании с помощью приспособления, закрепленного в суппорте, Ra = 1,25 — 0,63 мкм; при супер­финишировании с помощью пневматического приспособления Ra = 0,16 — 0,08 мкм.

Эффективна обработка конических и криво­линейных поверхностей на станках с ЧПУ. Наличие линейной и круговой интерполяции в системах числового программного управле­ния обеспечивает обработку этих поверхностей по программе, исключая специальную оснаст­ку и фасонный инструмент. На этих станках можно обрабатывать поверхности (например, резьбы с переменным шагом или глубиной), обработка которых на обычных станках прак­тически невозможна.

Установка заготовок и применяемые приспо­собления. При установке заготовок (литых, сварных или обработанных давлением) на станке необходимо точно совместить ось сим­метрии заготовки с осью вращения план­шайбы станка. Выбор метода установки и кре­пления заготовки на станке определяется конфигурацией заготовки, серийностью изго­товления и принятым методом обработки. Методы установки и крепления заготовок на станке существенно влияют на точность, каче­ство обрабатываемых поверхностей и на об­щую продолжительность обработки.

б)

ш

о-

а)

Рис. 41. Схемы обработки сферических и фасонных поверхностей

			УЬ— У
-------- гГ-
1
Г1	1 ' >

|| Vя 1 J   - ____   S

Заготовки типа тел вращения устанавли­вают на станке по отверстию и торцу или по наружному диаметру и торцу. Установку заго­товок в зависимости от их конфигурации и размеров и от состояния опорных поверхно­стей производят на подкладки, опорные по­верхности кулачков или непосредственно на

планшайбу станка. Закрепляют заготовки с помощью универсальных крепежно-за- жимных приспособлений или кулачков (рис. 42, а). Тонкостенные заготовки закрепляют ку­лачками двустороннего действия (рис. 42,6). При закреплении корпусных деталей кулачки располагают на планшайбе станка в соответ­ствии с конфигурацией заготовки.

Для правильного и надежного закрепления заготовок различных конфигураций приме­няют специальные съемные губки, приспособ­ленные к конфигурации и размерам обрабаты­ваемых заготовок (рис. 43). Для обеспечения концентричности поверхностей заготовок, обрабатываемых при разных установках, целе­сообразно применять специальные центрирую­щие приспособления (рис. 44): оправки, шайбы и планки, устанавливаемые на план­шайбе станка с базированием по центрирую­щему отверстию в планшайбе диаметром 150Н7 мм (1512, 1516) и 260Н7 мм (1525, 1532 и др.) или Т-образному пазу шириной 28Н13 мм по ГОСТ 1574-75.

Рис. 42. Зажимные кулачки

Установка заготовки с выверкой проводит­ся по разметочным рискам с помощью иглы, закрепленной в суппорте станка, или непосред­ственно по обработанным поверхностям с по­мощью индикатора (табл. 4). Выверяют заго­товку при медленном вращении планшайбы