Обработка внутрених цилиндрических поверхностей.

Наиболее распространенным методом получения отверстий в сплошном материале является сверление. Движение резания при сверлении — вращательное, движение подачи — поступательное. Перед началом работы проверяют совпадение вершин переднего и заднего центров станка. Заготовку устанавливают в патрон и проверяют, чтобы ее биение (эксцентричность) относительно оси вращения не превышала припуска, снимаемого при наружном обтачивании. Проверяют также биение торца заготовки, в котором будет обрабатываться отверстие, и выверяют заготовку по торцу. Перпендикулярность торца к оси вращения можно обеспечить подрезкой, при этом в центре заготовки можно выполнить углубление для нужного направления сверла и предотвращения его увода и поломки.

Для обработки штучных заготовок устанавливают трехкулачковый патрон и производят расточку сырых кулачков, а для обработки деталей из прутка зажимную цангу и соответствующие размеру прутка вкладыши, подающую цангу и направляющую втулку. Сверла с коническими хвостовиками устанавливают непосредственно в конусное отверстие пиноли задней бабки. Если размеры конусов не совпадают, то сверла устанавливают посредством переходных втулок

 

Для крепления сверл с цилиндрическими хвостовиками (диаметром до 16 мм) применяют сверлильные кулачковые патроны (7.2), которые устанавливают в пиноли задней бабки/ Сверло закрепляется кулачками 5,~Т<бторые могут сводиться и разводиться,(перемещаясь в пазах корпуса 2. На концах кулачков выполнены рейки, которые находятся в зацеплении с резьбой, имеющейся на внутренней поверхности кольца 4. От ключа 5 приводится во вращение втулка 3 с кольцом'/, по резьбе которого кулачки 6 перемещаются вверх или вниз в радиальном направлении. Для установки в пиноли задней бабки патроны имеют конические хвостовики /. Перед сверлением отверстий заднюю бабку перемещают по станине на такое расстояние от обрабатываемой заготовки, чтобы сверление можно было производить на требуемую глубину при минимальном выдвижении пиноли из корпуса задней бабки. Сверление начинают при вращающейся заготовке. Сверло плавно (без удара) подводят вручную (вращением маховика задней бабки) к торцу заготовки и производят сверление на небольшую глубину. Затем отводят Инструмент, останавливают заготовку и проверяют точность центрирования отверстия. Чтобы сверло не сместилось, в начале сверления производят зацентровку заготовки коротким спиральным сверлом большого диаметра или специальным центровочным сверлом с углом при вершине 90°. При этом в начале сверления поперечная кромка сверла не работает, что уменьшает смещение сверла относительно оси вращения заготовки. Для замены сверла маховик задней бабки поворачивают до тех пор, пока пиноль не займет в корпусе бабки крайнее правое положение, в результате чего сверло выталкивается винтом из пиноли. Затем в пиноль устанавливают нужное сверло. При сверлении отверстия, глубина которого больше его диаметра, сверло периодически выводят из отверстия и очищают его канавки и отверстие заготовки от накопившейся стружки.

Для уменьшения трения сверла о стенки отверстия подводят охлаждающую, жидкость, особенно при обработке стальных и алюминиевых заготовок. Чугунные, латунные и бронзовые заготовки можно сверлить без -охлаждения. Применение СОЖ позволяет повысить скорость резания в 1,4—1,5 раза. В качестве СОЖ рекомендуется применять раствор эмульсии (для сталей), компаундированные масла (для легированных сталей), раствор эмульсии и керосин (для чугуна и алюминиевых сплавов). Если на станке охлаждение не предусмотрено, то инструмент охлаждают смесью машинного масла с керосином. Применение СОЖ позволяет снизить осевую и тангенциальную силу резания при сверлении сталей на 10— 35 %, чугуна и цветных сплавов на 10— 18 %, алюминиевых сплавов на 30—40 %.

При сверлении напроход в момент выхода сверла из заготовки необходимо резко снизить подачу сверла. При выходе сверла из заготовки срезаемый слой металла неравномерно нагружают режущие кромки сверла, что может привести к поломке сверла. Поломка сверла происходит также из-за увеличения подачи и малой скорости резания, поэтому следует работать с возможно большими допустимыми скоростями резания и с возможно меньшими подачами.

Просверленное отверстие имеет минимальные погрешности, если ось сверла совпадает с осью вращения шпинделя станка, сверло правильно заточено и жестко закреплено. У правильно заточенного сверла работают обе режущие кромки и стружка сходит по двум спиральным канавкам.

Размеры отверстия при сверлении получаются больше заданных в следующих случаях: режущие кромки сверла имеют разную длину, хотя и заточены под одинаковыми углами; режущие кромки имеют разную длину и заточены под разными углами; режущие кромки имеют равную длину, но заточены под разными углами. При неправильно заточенном и затупленном сверле получается косое отверстие с низким качеством поверхности. Затупленные сверла служат причиной образования заусенцев у выходной части отверстия.

Неодинаковая длина режущих кромок и несимметричная их заточка, а также эксцентричное расположение перемычки и различная ширина ленточек при сверлении вызывают по мере углубления сверла в заготовку неравномерное действие на ленточку радиальных составляющих сил резания, увеличение сил трения, защемление сверла в отверстии и, следовательно, его поломку.

Если глубина отверстий превышает пять диаметров, то такие отверстия принято называть глубокими. При сверлении глубоких отверстий применяют длинные спиральные сверла с обычными геометрическими параметрами. При сверлении детали периодически выводят сверло из глубокого отверстия для охлаждения его. и удаления накопившейся в канавках стружки. Для повышения производительности применяют сверла с принудительным отводом стружки, который осуществляется жидкостью (реже воздухом), подводимой в зону резания под давлением. С увеличением глубины сверления ухудшаются условия работы сверла, отвод теплоты, повышается трение стружки о стенки канавок сверла, затрудняется подвод СОЖ к режущим кромкам сверла и др. Поэтому при глубине сверления более трех диаметров отверстия скорость резания уменьшают.

Спиральные сверла изготовляют из сталей: углеродистой марки У12А, легированной марки 9ХС, быстрорежущей марки Р6М5, а также из твердых сплавов марок ВК6М, ВК8 и ВК15 и др.

Для сверл из быстрорежущей стали скорость резания y = 25-f-35 м/мин. Причем большие значения принимают при увеличении диаметра сверла и уменьшении подачи.

При ручной подаче сверла трудно обеспечить ее постоянное (стабильное) значение.

Резание при сверлении по сравнению с точением имеет ряд отличительных особенностей. Спиральное сверло является многолезвийным инструментом и совершает работу резания пятью режущими кромками (двумя главными, двумя вспомогательными и поперечной). На каждую точку А на режущей кромке сверла (7.4) действует сила Р, которая может быть разложена на составляющие силы Рх, Ру и Pz по осям X, Y и Z.

Основную работу сверления выполняют две режущие кромки, а поперечная кромка (угол резания ее более 90°) под действием осевой силы резания Ро сминает металл с силой Рпк-хО,5Ро-

Для повышения эффективности работы спиральных сверл производят подточку поперечной кромки, изменение угла при вершине, подточку ленточки, двойную заточку и др.

Сверление сверлами повышенной жесткости (при большой глубине сверления) с утолщенной сердцевиной сопровождается большими осевыми усилиями. Для снижения осевых усилий применяют различные формы подточки поперечной режущей кромки (7.5, а—д). Следует стремиться к возможно большей симметрии заточки. Асимметричная заточка инструмента вызывает разбивку отверстия и ускоренное изнашивание режущих кромок. Подточка поперечной кромки увеличивает передний угол на участках вблизи

поперечной кромки и уменьшает ее длину, а также снижает деформации металла заготовки и повышает стойкость сверла в 1,5—2 раза.

Стандартные сверла имеют угол при вершине 118°, однако для обработки более твердых материалов (и более глубоких отверстий) рекомендуется применять сверла с углом при вершине 135°. Увеличение угла при вершине приводит к образованию более толстых и узких стружек при той же подаче на оборот. Это облегчает сверление материалов, склонных упрочняться при обработке. Сверление мягких цветных металлов, пластмасс и мягкого чугуна осуществляют сверлами с углами при вершине 60—90е. Уменьшение угла при вершине приводит к образованию более тонких стружек и уменьшению абразивного изнашивания по уголкам.

5. Обработка конических поверхностей на токарных станках

Обработка конических поверхностей на токарных станках производится тремя способами. Первый способ заключается в том, что корпус задней бабки смещают в поперечном направлении на величину h (рис. 6, а). Вследствие этого ось заготовки образует определенный угол а с осью центров, а резец при своем движении обтачивает коническую поверхность. Из схем видно, что

h = L sin a; (14)

tgα=(D-d)/2l; (15)

 

Решая совместно оба уравнения, получим

h=L((D-d)/2l)cosα. (16)

 

Для изготовления точных конусов этот способ непригоден вследствие неправильного положения центровых отверстий относительно центров.

Рисунок 6

 

Второй способ (рис. 6, б) заключается в том, что резцовые салазки поворачивают на угол а, определяемый уравнением (15). Так как подача в этом случае осуществляется обычно вручную, данный способ используют при обработке конусов небольшой длины. Третий способ основан на применении специальных приспособлений, имеющих копировальную линейку 1, укрепленную на задней стороне станины на кронштейнах 2 (рис. 6, в). Ее можно устанавливать под требуемым углом к линии центров. По линейке скользит ползун 3, соединенный через палец 4 и кронштейн 5 с поперечной кареткой 6 суппорта. Винт поперечной подачи каретки разобщен с гайкой. При продольном перемещении всего суппорта ползун 3 будет двигаться по неподвижной линейке 1, сообщая одновременно поперечное смещение каретке 6 суппорта. В результате двух движений резец образует коническую поверхность, конусность которой будет зависеть от угла установки копировальной линейки, определяемого уравнением (15). Этот способ обеспечивает получение точных конусов любой длины.