Обработка наружных поверхностей тел вращения

Наружные поверхности заготовок валов, осей, втулок и т. п., представляющих тела вращения, обрабатывают на станках различных групп и типов: токарных, револь­верных, лобовых, карусельных, токарных автоматах и др. Окончательная обработка наружных поверхностей вы­полняется на шлифовальных и иных станках, предназна­ченных для чистовой обработки. Детали, представляю­щие тела вращения, можно изготовлять непосредственно из проката (прутков) или отдельных заготовок - отливок, поковок, штамповок или заготовок, полученных рез­кой или разрубкой прутков.

Наружные поверхности обрабатывают на токарных и токарно-винторезных станках, устанавливая заготовки в трех- или четырехкулачковых патронах шиг центрах, проходными резцами (рис. 18.41, а). Перед установкой за­готовок в центрах их предварительно центруют с двух торцов. В крупносерийном производстве центровку вы­полняют на специальных станках комбинированными сверлами и получают отверстия для установки в них центров станка.

Для повышения производительности труда осуществ­ляют многорезцовое обтачивание наружных поверхно­стей с продольной подачей без поперечного врезания (рис. 18.41,6) и реже с продольной подачей и поперечным врезанием (рис. 18.41, в).

На токарных станках обрабатывают торцовые по­верхности заготовок подрезными резцами. При этом суп­порт станка с резцом осуществляет поперечную подачу S_u к центру (рис. 18.41, г) или от центра заготовки.

Наружные поверхности в виде канавки обрабатывают прорезными резцами с поперечной подачей S_п (рис. 18.41, д).

Основными частями токарно-винторезного станка (рис. 18.42) являются станина 3, устанавливаемая на двух тумбах — передней 2 и задней 1; передняя бабка 5, пред­назначенная для установки заготовки и сообщения ей главного рабочего (вращательного) движения. В передней бабке расположены коробка скоростей и шпиндель. Шпин­дель станка пустотелый и монтируется в подшипниках. Коробка подач 4, в которой установлены механизмы, передающие движения к ходовому валику и ходовому винту. Механизм фартука 9 преобразует вращение ходо­вого винта или ходового валика в поступательное движе­ние каретки 6. Суппорт 8 передает резцу, установленному в резцедержателе 7, продольную или поперечную подачу. В задней бабке 10 устанавливается задний центр для под­держания заготовки (при обработке в центрах) или от­дельные инструменты - сверла, развертки и др.

Норма времени, потребная для выполнения процесса обработки заготовки, является одним из основных фак­торов, влияющих на себестоимость изделия.

Заработную плату, входящую в себестоимость еди­ницы продукции, рассчитывают исходя из значения штуч­но-калькуляционного времени t_штк, которое определяют по формуле

где t_штк — норма штучного времени, мин; Т_п-з — подгото­вительно-заключительное время на партию, мин; п — ко­личество обрабатываемых заготовок в партии. Норма штучного времени рассчитывается по формуле

где t_o — основное технологическое время, связанное не­посредственно со снятием стружки, мин; t_ВСП — неперекрываемое вспомогательное время, затрачиваемое на уста­новку и снятие заготовки со станка и на управление

станком, например время подвода резца к заготовке, включения подачи, переключения рукояток частоты вра­щения и т. д., мин; t_o6c — время технологического и орга­низационного обслуживания рабочего места, значение ко­торого составляет определенную часть оперативного времени t_oп = t_o + t_всп; t_nep — время перерывов на отдых, которое берется как часть оперативного времени. Тогда

где а и Ь — нормы времени обслуживания и перерывов в процентах от нормы оперативного времени.

Все элементы штучно-калькуляционного времени, за исключением основного технологического времени, опре­деляются по нормативам.

Основное технологическое время рассчитывается по формуле

где L - расчетная длина пути инструмента (или заготов­ки) в направлении подачи, мм (см. рис. 18.41,a); S_M - ми­нутная подача инструмента, мм/мин, S_M = S_on; S_o - подача инструмента, мм/об; п — частота вращения заготовки, об/мин; / — длина обработки по чертежу, мм (см. рис. 18.41,a); i — число проходов, i = h/t; h — припуск на обработку, мм; t — глубина резания, мм; х — размер перебега инструмента, мм; у — размер врезания, мм,

где ф — главный угол в плане резца.

Основное технологическое время можно уменьшать, в основном повышая скорость резания v, находящуюся в прямой зависимости от частоты вращения п заготовки или инструмента, и подачу S, а также ведя обработку за­готовки одновременно несколькими инструментами (см. рис. 18.41, б, в).

Увеличение скорости резания ограничивается стой­костью инструмента Т, зависящей от материала инстру­мента и заготовки, наличия искусственного охлаждения инструмента (эмульсией, веретенным маслом и другими охлаждающими средствами). Под стойкостью инстру­мента понимается период времени его работы между двумя переточками. Для проходных резцов из быстроре­жущей стали принимают Г = 60 мин; для резцов, осна­щенных пластинками из твердых сплавов, Т = 90 мин. Вспомогательное время можно сократить, применяя различные механизмы, позволяющие автоматизировать процессы установки и снятия заготовок, а также приемы управления станком (включение, подвод инструментов и др.), например упоры и конечные выключатели, бункера для подачи штучных заготовок, копиры, шаблоны (для единичного и мелкосерийного производств), другие устройства, относящиеся к системе механического ввода программного управления.

На лобовых станках, относящихся к группе то­карных, обрабатываются заготовки большой массы при отношении диаметра к их длине, равном 8 — 10. В этих станках отсутствует задняя бабка. Заготовки закрепляют­ся на шпинделе станка с помощью чугунных планшайб, имеющих диаметр 800, 1000 и 1200 мм и представляю­щих собой двухступенчатые диски с внутренней резьбой для закрепления их на шпинделе станка. Установка заго­товок на лобовых станках трудоемка, а размеры загото­вок ограничиваются прочностью, жесткостью шпинделя и других конструктивных элементов станка.

На карусельный станок, имеющий горизон­тальный стол с планшайбой, можно устанавливать заго­товки большой массы. Предельные размеры планшайб карусельных станков 0,8 — 25 м. Такие станки снабжены вертикальными и лобовыми суппортами (от 2 до 10), что позволяет снижать трудоемкость обработки заготовок, применяя одновременно несколько резцов.

Обтачивание наружных поверхностей можно осуще­ствлять на специальных многорезцовых станках, снаб­женных 2 — 4 суппортами, на которые можно устанавли­вать по нескольку резцов. Суппорты могут осуществлять продольную и поперечную подачи. Такие станки обла­дают повышенной прочностью, жесткостью, имеют боль­шую мощность. Они требуют сложной наладки инстру­ментов по эталонной детали или шаблонам.

Многорезцовые токарные станки применяют для обработки заготовок гладких и ступенчатых валов в се­рийном и массовом производствах. Эффективность при­менения их возрастает с увеличением объема выпуска изделий (годовой программы).

Револьверные станки применяют в серийном и массовом производствах для обработки заготовок с использованием большого числа режущих инструментов, уста­новленных на суппорте и ре­вольверной головке. Револь­верные головки могут быть сменными, что позволяет хра­нить их с инструментами, на­строенными для обработки раз­личных заготовок.

Револьверные станки обыч­но выпускаются двух типов: с круглой револьверной головкой, имеющей горизонтальную ось вращения; с многогранной (чаще шестигранной) револьверной го­ловкой, имеющей вертикальную ось вращения.

Последний тип станков снабжается одним или двумя суппортами, благодаря чему их часто называют токарно-револьверными.

Режущие инструменты устанавливают и закрепляют в цилиндрических гнездах револьверных головок, число которых равно от 6 (в шестигранных головках) до 16 (в круглых головках).

В процессе обработки револьверную головку повора­чивают, и инструмент поочередно вступает в работу. Иногда в одно гнездо головки устанавливают державку, несущую несколько инструментов (рис. 18.43).

Предварительной наладкой револьверных станков и исключением замены инструмента в процессе работы обеспечивают высокую производительность труда.