Схемы обтачивания ступенчатых валов (7 видео)

Валы, имеющие несколько участков различного диаметра и длины, называются ступенчатыми. Для обработки ступенчатых валов резец настраивают с помощью пробных проходов, отдельно для каждой ступени. Деления лимба, соответствующие диаметрам каждой ступени, запоминают или записывают. По этим данным ведут обработку всей, партии заготовок без пробных проходов.

Длины ступеней контролируют штангенциркулем с выдвижным глубиномером (типа ШЦТ ), штангенглубиномером, линейкой или шаблоном. Токарные станки 16К20, 1К62, 1К625, 1И611 и другие имеют лимб продольной подачи. Повороту лимба на одно деление соответствует перемещение суппорта на один миллиметр. По лимбу продольной подачи можно контролировать продольное перемещение резца и отводить резец в тот момент, когда получена нужная длина ступени. Высокая производительность при обработке ступенчатых валов достигается за счет правильного выбора схемы обработки. Наиболее производительной является такая схема обтачивания, при которой весь припуск снимают за один проход резца. Общий путь перемещения резца при этом равен сумме длин ступеней, т. е. общей длине заготовки.

Работа по второй схеме менее производительна, чем по первой.

Большую партию ступенчатых заготовок целесообразно обрабатывать, пользуясь продольным упором, закрепляемым на направляющей станины и ограничивающим перемещение суппорта. Проточив первую пробную заготовку на нужную длину, выключают станок и, не отводя суппорта, закрепляют упор так, чтобы он прикоснулся к левой боковой грани каретки суппорта. Теперь все последующие заготовки, обрабатываемые при перемещении суппорта до упора, будут иметь одинаковый размер. Механическую подачу выключают при подходе суппорта к упору на расстоянии 1 — 2 мм и доводят его до упора ручной подачей.

Заготовки с несколькими ступенями обрабатывают по упору с мерными длиноограничите-лями, в качестве которых можно использовать наборы мерных плиток (обычно потерявших исходную точность) или специальные шаблоны.

Центровые отверстия в заготовках не могут иметь абсолютно одинаковую глубину, поэтому при установке в центрах заготовки смещаются, заготовки с более глубоким центровым отверстием устанавливаются ближе к передней бабке, а с более мелким — дальше. При обработке по упору вследствие различной глубины отверстий получаются различные длины ступеней на различных деталях партии. Чтобы обеспечить одинаковые длины ступеней для всех деталей партии ступенчатых валов, закрепляемых в центрах, применяют передний плавающий центр. Он состоит из конического корпуса, который устанавливается в конической расточке шпинделя; собственно центра, свободно перемещающегося в осевом отверстии корпуса; пружины и упорного винта. Винт играет роль шпонки, а винт — роль стопора.

Когда обрабатывается партия коротких заготовок в патроне по продольным упорам, то для предотвращения ее продольного смещения заготовка должна упираться в уступы кулачков патронов или в торец внутреннего (шпиндельного) упора. Рабочий торец винта внутреннего упора подрезают непосредственно на станке при затянутой контргайке: это обеспечивает его перпендикулярность к оси шпинделя.

Постоянство диаметров ступенчатых валов партии достигается при помощи поперечных упоров: неподвижный поперечный упор закрепляют на каретке суппорта, а подвижный — на поперечных салазках.

Если брак исправим, т. е. на поверхности заготовки осталась часть металла припуска, то после соответствующей регулировки повторяют чистовой проход. При обработке партии заготовок после обработки пробной детали ее контролируют, устанавливают и устраняют причины брака, затем приступают к обработке всей партии.

Содержание

Токарная обработка валов
Общие сведения
Обработка гладких валов
Изготовление ступенчатых валов
Обработка ступенчатых валов
Работа по упорам
💡 Видео

Видео:Изготовление валаСкачать

Токарная обработка валов

Токарной обработкой металлических деталей называется процесс удаления припуска с поверхности заготовки за счет стружкообразования. При этом возникают механические деформации, сопровождаемые трением и, как следствие, нагреванием изделия и рабочего инструмента. Одним из видов токарной обработки является точение валов.

Читайте также: Крышка первичного вала кпп мтз 80

Вал — это круглая цилиндрическая деталь, длина которой намного больше ее диаметра. Форма валов подразделяется на гладкую и ступенчатую. При обработке гладких валов должны выдерживаться заданные размеры и показатели шероховатости. К ступенчатым валам предъявляются дополнительные требования: соосность отдельных цилиндрических участков и соблюдение перпендикулярности уступов к оси вращения.

Видео:Изготовление валаСкачать

Общие сведения

Для изготовления валов используются заготовки с большим припуском, которые зажимаются в патроне и поджимаются задним центром. При черновой обработке необходимо максимально снять припуск, используя наибольшую глубину резания, определяемую мощностью станка. Оставшиеся припуски для окончательной обработки высчитываются исходя из конфигурации и размеров детали, методов последующей обработки.

При соотношении диаметра вала к его длине более чем 1:15 применяются подвижные и неподвижные люнеты. Эти поддерживающие устройства принимают на себя реакцию сил резания, не допуская деформаций заготовки. Этим повышается жесткость режущей системы и уменьшается вероятность возникновения нежелательных вибраций.

Чистовая обработка валов проводится в центрах, при этом конец вала закрепляется в поводковом патроне или используется хомутик. При обработке единичных изделий одна сторона вала проходится за одну установку с использованием всех необходимых инструментов. Крупные партии изделий изготавливаются на различных станках с использованием минимального набора инструментов.

Чистовая обработка проводится на высокоточном оборудовании. При этом обработка начинается с наибольшего диаметра, последовательно переходя на следующий меньший размер.

Обработка гладких валов

Изготовление гладкого вала заключается в обтачивании наружной цилиндрической поверхности. Работа выполняется проходным резцом с использованием продольной подачи. При этом заготовка устанавливается в центрах.

Центровые отверстия выполняются на различных станках: токарных, сверлильных, револьверных. На специальных двухсторонних центровальных станках проводится одновременное протачивание противоположных центров. В любом случае для этой операции применяются спиральные сверла, зенковки или комбинированный центровочный инструмент.

От точности выполнения центровочных отверстий, называемых установочными базами, зависит качество изготовления всей детали.

При изготовлении гладкого вала выполняются следующие операции:

Отрезание заготовки от общего прутка.
Обработка торцовой поверхности с последующим центрованием
Изготовление противоположной торцовой плоскости и ее центрование.
Черновая обработка одной половины заготовки, находящейся в центрах.
Черновая обработка второй части заготовки.
Последовательная чистовая обработка первой и второй части заготовки.

Надо сказать, что самым экономичным способом изготовления гладкого вала является применение калиброванной стали. При этом отпадает необходимость в обработке внешней цилиндрической поверхности. Но в большинстве случаев применяется сортовой прокат. Поэтому, выбирая заготовку, нужно брать наружный размер прутка с диаметром, наиболее близким к максимальному сечению будущего вала.

Изготовление ступенчатых валов

Ступенчатые валы изготавливают по двум схемам:

Деление припуска на части.
Деление длины заготовки на несколько отрезков.

Первая схема предполагает обработку заготовки с небольшой глубиной резания. При этом общее расстояние проходимое резцом получается больше. Во втором случае снятие припуска происходит за один проход с большой глубиной резания. При таком подходе необходим более мощный электропривод станка.

Перед обработкой цилиндрической поверхности подрезаются торцы. Операция проводится подрезным резцом с подачей в двух направлениях. Подрезание от центра к поверхности вала отличается менее шероховатым качеством плоскости.

Галтели (скругления между ступенями) выполняют проходным резцом с одновременной поперечной и продольной подачей. Радиус галтели зависит от диаметра ступени.

Канавки проходятся поперечной подачей фасонного резца с режущей частью равной ширине канавки. Широкие канавки выполняют в два приема: поперечной и продольной подачей.

Читайте также: Примеры решения по кручению валов

Сверлят отверстия закрепленным в пиноли инструментом. Расточные резцы, закрепленные в резцедержателе, служат для прохода внутренних цилиндрических поверхностей.

Проходные резцы

Для гладких сквозных отверстий применяются проходные резцы. Упорные расточные резцы используются для изготовления глухих и ступенчатых отверстий.

Для отрезки готовой детали устанавливают отрезной резец и применяют поперечную подачу. При этом, для получения чистого среза лучше использовать резец с наклонной режущей кромкой. Прямая кромка разрушает срез и требуется дальнейшая подрезка торца.

Массовое производство ступенчатых валов организуется следующими методами:

Обработка на обычных станках без использования специальной оснастки.
Обработка с применением дополнительных приспособлений на специально настроенных станках.
Работа на станках с копировальными устройствами.

Для изготовления валов обычной точности необходимо не более двух установок заготовки. Токарная обработка за три-четыре установки требуется для изготовления валов высокой точности и в случаях, когда заготовка имеет неравномерные припуски.

Черновые и чистовые операции должны быть разделены по времени. Это необходимо для снятия внутренних механических напряжений металла, возникших при первичной обработке.

Видео:Как сделать вал (токарная операция)Скачать

Обработка ступенчатых валов

Валы, имеющие несколько участков различного диаметра и длины, называются ступенчатыми. Обработка ступенчатых валов выполняется на токарном станке, который налаживают с помощью пробных рабочих ходов, отдельно для каждой ступени. Деления лимба, соответствующие диаметрам каждой ступени, запоминают или записывают. По этим данным производится токарная обработка всей партии заготовок без пробных рабочих ходов.

Длины ступеней контролируют штангенциркулем с выдвижным глубиномером (типа ШЦ-1), штангенглубиномером, линейкой или шаблоном. Токарные станки 16К20, 1К62, 1К625, 1И611 и другие имеют лимб продольной подачи. Повороту лимба на одно деление соответствует перемещение суппорта на один миллиметр. По лимбу продольной подачи можно контролировать продольное перемещение резца и отводить резец в тот момент, когда получена нужная длина ступени.

Детали со ступенчатыми поверхностями могут иметь одностороннюю или двухстороннюю ступенчатость (рис. 34).

Характерными требованиями, предъявляемыми к точности их обработки, являются соосность отдельных цилиндрических участков и перпендикулярность уступов к оси детали.

Соосность поверхностей с односторонней ступенчатостью может быть обеспечена обработкой их за одну установку в патроне или с поддержкой задним центром. Этим исключается влияние погрешностей установки на точность расположения поверхностей. Детали с двухсторонней ступенчатостью обтачивают за две установки и окончательно обрабатывают, как правило, в центрах. Если разность диаметров ступеней значительная, черновую обработку их рекомендуется осуществлять с более жесткой установкой — в патроне и заднем центре.

Для достижения перпендикулярности уступов к оси детали обработка ступенчатых валов выполняется проходными упорными резцами. Ими можно в конце обтачивания подрезать продольной подачей уступ небольшой высоты, примерно до 5 мм (рис. 35, а). Резец в этом случае устанавливают на станке так, чтобы главная режущая кромка располагалась перпендикулярно к оси детали по угольнику (рис. 35, б). Более высокие уступы подрезают поперечной подачей. Резец при этом устанавливают так, чтобы угол между главной режущей кромкой и плоскостью уступа составлял 5—10° (рис. 35, в).

Чтобы сократить время обработки ступенчатых валов, нужно соблюдать рациональную последовательность их обтачивания и постоянное продольное положение заготовок на станке.

Первое условие обеспечивается, если общая длина рабочих ходов резца будет наименьшей. Так, например, при черновом обтачивании ступенчатого вала (рис. 36) наименьшая длина рабочего хода резца получается при обработке по схеме 1, наибольшая — по схеме 4. Однако применение более выгодной последовательности обтачивания (по схеме 1) часто ограничивается резким перепадом глубины резаиия (в данном примере от 11 до 3,5 мм), который можно уменьшить, если воспользоваться схемами 2 или 3. Токарная обработка по схеме 4 применяется только в том случае, когда ступенчатые участки детали значительно отличаются по диаметру или ее жесткость не позволяет вести обработку с большой глубиной резания.

Читайте также: Шум подшипников первичного вала кпп

Постоянное продольное положение заготовок на стайке позволяет намного сократить время, расходуемое на пробные отсчеты и замеры длины при изготовлении деталей партиями. Для этого левый торец заготовки поджимают к регулируемому упору 4 (рис. 37, а), ввернутому во втулку 2 и зафиксированному контргайкой 3. Упор в собранном виде устанавливается в коническое отверстие шпинделя 1. Для этой же цели могут быть использованы торец, уступы или выточка кулачков токарного патрона.

Высокая точность продольного положения заготовок, устанавливаемых в центрах, достигается применением упорно-плавающего переднего центра (рис. 37, б). Такой центр состоит из корпуса 2, плавающего центра 5, поджатого пружиной 1 к закаленному упору 4, и стопорного винта 3 для зажима центра на время обработки данной детали.

Работа по упорам

При изготовлении деталей со ступенчатыми поверхностями крупными партиями заметное повышение производительности труда может быть достигнуто настройкой токарного станка по продольным и поперечным упорам.

Продольный упор (рис. 38, а) закрепляется на передней направляющей станины. Его положение устанавливают при изготовлении первой обрабатываемой детали, у которой линейные размеры выдерживают по разметке или лимбу. Для обработки нескольких ступеней на детали между упором и кареткой суппорта на направляющую станины укладывают мерные плитки. Короткие ступенчатые поверхности обрабатывают с помощью многопозиционных регулируемых упоров барабанного типа.

Пример обтачивания ступенчатого вала с помощью продольного упора и мерных плиток показан на рис. 38, б. Ступень а1 обтачивают до подхода суппорта к плитке 1. Сняв ее, обтачивают ступень а2 до момента, когда суппорт упрется в плитку 2. После этого удаляют плитку 2 и обтачивают ступень аз непосредственно до упора 3.

Автоматическое выключение механической подачи суппорта при подходе до упора осуществляется предохранительным механизмом фартука, рассчитанным на определенное усилие подачи. На станках, не имеющих такого механизма, подачу следует выключать за несколько миллиметров до подхода суппорта к упору. Оставшуюся длину обрабатывают перемещением суппорта вручную. Если ие выполнить это условие — поломка станка неизбежна.

Поперечные упоры (рис. 39) располагаются на суппорте. Их неподвижная часть 3 закрепляется на каретке, подвижная 2 с регулируемым стержнем 1 — на поперечных салазках. Для обработки нескольких ступеней разных диаметров между частями упора устанавливают мерные плитки соответственно высоте уступов. При пользовании такими упорами следует маховичок поперечного перемещения суппорта поворачивать плавно без приложения значительных усилий, иначе вследствие прогиба деталей упора установленный размер будет сбиваться.

Наша компания принимает заказы на токарную обработку, чтобы сделать заказ или получить информацию по интересующим вопросам, свяжитесь с менеджерами нашей компании по телефонам +7 967 780 43 30, +7 917 856 82 24, по электронной почте info@inmet16.ru или отправьте сообщение через форму обратной связи.

Рис. 34. Деталь с односторонней (а) и двухсторонней (б) ступенчатостью

Рис. 35. Положение резцов при обработке ступенчатых поверхностей

Рис. 36. Схемы обтачивания ступенчатого вала

Рис 37. Шпиндельный упор (а) и упорно-плавающий центр (б)

Рис. 38. Продольный упор (а) и обтачивание ступенчатого вала с его помощью (б)

Рис. 39. Поперечный упор стайка 16К20

источники:

https://evakuatorinfo.ru/shemy-obtachivaniya-stupenchatyh-valov