Выбор оборудования и оснастки

Механическую обработку заготовок валов начинают с операции подготовки технологических баз - подрезания торцов и их зацентровки. В зависимости от вида производства эту операцию можно проводить как на токарных и револьверных, так и на центровальных и фрезерно-центровальных станках. Большинство фрезерно-центровальных станков можно встраивать в автоматическую линию. Двухсторонний фрезерно-центровальный станок 73С1 имеет две позиции для крепления заготовки, на которых проводится последовательно фрезерование и центрование.

Фрезерно-центровальные станки МР77 и МР78 барабанного типа одновременно фрезеруют и центруют две заготовки без съема их со станка. Эти станки производительные, но громоздкие; наладка их сложна. В действующих автоматических линиях применяют станки А981 для фрезерования торцов и А982 для центрования.

В условиях крупносерийного и массового производства используют также фрезерно-центровальные-обточные двухсторонние полуавтоматы 2Г942Ф2 с ЧПУ, позволяющие выполнять кроме фрезерования торцов и центрования, обтачивание торцов, резьбонарезание, зенкование, цекование. В условиях гибких производственных систем применяют фрезерно-центровальные станки МР179, КЛ-171, МА, 2235МФ4. В перечисленных станках используются стационарные станочные приспособления, базирующие заготовки по наружной цилиндрической поверхности с помощью самоцентрирующих призм и торцу по откидным или жестким упорам.

Наружные поверхности ступенчатых валов обтачивают на токарных, токарно-копировальных, горизонтальных многорезцовых станках, вертикальных, одношпиндельных и многошпиндельных автоматах, токарных станках с копировальными устройствами (гидравлический суппорт КСТ-1), а также на токарных станках с ЧПУ и гибких производственных модулях. При обработке валов в центрах для выдерживания линейных размеров от постоянной базы рекомендуется применять плавающие передние центры с упором торца заготовки в упорное кольцо. Это позволяет предотвращать погрешности по глубине зацентровки. При обработке валов с одной установки на проход по всей длине заготовки применяют торцовые поводковые центры, что повышает точность и производительность. Передние центры токарных станков объединяют с поводковыми устройствами, вращающими обрабатываемую заготовку с помощью зубьев или штырей, внедряемых в торец заготовки.

Разработано большое количество эффективных конструкций поводковых центров, в том числе широкодиапазонные (регулируемые на различные диаметры торцов валов) и самонастраивающиеся на передачу требуемого крутящего момента. Конструкция самонастраивающегося поводкового центра приведена на рис. 3.17.. В корпусе 1 размещен центр 3, подпружиненный пружиной 2, и оси 4, расположенные перпендикулярно оси центра, на которых размещены поводковые элементы 5, выполненные в виде зубчатых дисков, рабочая поверхность которых спрофилирована на архимедовой спирали.

Устройство работает следующим образом. Обрабатываемая заготовка, перемещаемая центром задней бабки, надвигается центровым отверстием на центр 3 и, сжимая пружину 2, утапливает его. При этом выступы зубчатой поверхности поводковых элементов 5 внедряются в торец заготовки. Во время обработки сила резания воспринимается поводковыми элементами 5, которые, поворачиваясь вокруг осей 4, автоматически обеспечивают необходимый для предотвращения проворота заготовки крутящий момент, чем обеспечивается высокая надёжность не только при
чистовой, но и черновой обработке.

В серийном, и особенно в крупносерийном производстве, широкое распространение находят многорезцовые и токарно-копировальные станки, полуавтоматы и автоматы.

Рисунок 3.18 Типовые детали, обрабатываемые на фасонно-отрезных автоматах

Рисунок 3.19 Типовые детали, обрабатываемые на автоматах фасонно-продольного точения

Рисунок3.20 Типовые детали, обрабатываемые на токарно-револьверных автоматах

Рисунок 3.21. Технологическая схема наладки токарно-револьверного автомата для обработки детали из прутка.

Рисунок 3.22. Токарный одношпиндельный полуавтомат модели 1Е713

1- станина; 2- передняя бабка; 3 – заготовка; 4 – верхний суппорт; 5 – задняя бабка; 6 – пиноль задней бабки; 7 – педаль для управления гидроцилиндром; 8 – нижний суппорт

Рисунок 3.23. Технологические схемы обработки на одношпиндельном полуавтомате а)центровом; б)патронном.

1 – нижний суппорт; 2, 3, 5, 6 – резцы, 4 – нижний суппорт, 7 – копир.

Рисунок 3.24. Токарный вертикальный многошпиндельный полуавтомат последовательного действия (1 – карусель; 2 – шпиндели с патронами; 3 – суппорты (5 штук); 4 – шестигранная колонна).

Рисунок 3.25. Технологическая схема обработки заготовки на вертикальном многошпиндельном полуавтомате последовательного действия

На горизонтальных многошпиндельных токарных автоматах обрабатывают в основном детали из прутков. Такие автоматы чаще всего имеют четыре или шесть шпинделей, реже - пять или восемь.

Рисунок 3.26. Технологическая схема обработки заготовки на горизонтальном четырехшпиндельном автомате а) параллельному методу б)последовательному методу в)параллельно-последовательная обработка двух заготовок одновременно

Однопроходная копировальная и однопроходная многорезцовая обработка жестких валов (с отношением длины к диаметру наибольшей ступени 0/15) обеспечивает точность 9-11 квалитета. Многорезцовая обработка может оказаться эффективнее копировальной для валов, имеющих большие длину и диаметры и большие перепады ступеней, так как в продольном суппорте можно установить большое число резцов. Однако чрезмерное увеличение сил резания может привести к деформированию обрабатываемого вала, а это вынуждает снижать подачу по сравнению с подачей на копировальном станке. Поэтому окончательный выбор метода обработки и станочного оборудования должен сопровождаться расчетом на точность и экономическую целесообразность.

Контрольные вопросы:

1. От каких факторов зависит выбор материала для валов?

2. От каких факторов зависит выбор метода получения заготовки для валов?

3. Что используют в качестве технологических баз при обработке валов?

4. Чем характеризуется черновое точение?

5. В чем отличие бесцентрового шлифования от центрового?

6. Какими методами осуществляется отделочная обработка?

7. От каких факторов зависит выбор оборудования для обработки валов?