Способы получения конических поверхностей на токарном станке. Способы получения конических поверхностей. Брак при обработке конических поверхностей и меры его предупреждения

1. Широким резцом

При обработке валов часто встречаются переходы между обрабатываемыми поверхностями, имеющие коническую форму, а на торцах обычно снимают фаску. Если длина конуса не превышает 25 мм, то его обработку можно производить широким резцом (рис. 2).

Угол наклона режущей кромки резца в плане должен соответствовать углу уклона конуса на обрабатываемой детали. Резцу сообщают подачу в поперечном или продольном направлении.

Следует учитывать, что при обработке конуса резцом с режущей кромкой длиной более 10-15 мм могут возникнуть вибрации, уровень которых тем выше, чем больше длина обрабатываемой детали, меньше ее диаметр, меньше угол наклона конуса. В результате вибраций на обрабатываемой поверхности появляются следы, и ухудшается ее качество. Это объясняется ограниченностью жесткости системы: станок – приспособление – инструмент – деталь (СПИД). При обработке широким резцом жестких деталей вибрации могут отсутствовать, но при этом возможно смещение резца под действием радиальной составляющей силы резания, что приводит к нарушению настройки резца на требуемый угол уклона.

Достоинства метода:

1. Простота настройки.

2. Независимость угла уклона a от габаритов заготовки.

3. Возможность обработки как наружных, так и внутренних конических поверхностей.

Недостатки метода:

1. Ручная подача.

2. Ограниченность длины образующей конуса длиной режущей кромки резца (10–12 мм). При увеличении длины режущей кромки резца возникают вибрации, приводящие к формированию волнистости поверхности.

2. Поворотом верхних салазок суппорта

Конические поверхности с большими уклонами можно обрабатывать при повороте верхних салазок суппорта с резцедержателем на угол a , равный углу уклона обрабатываемого конуса
(рис. 3).

Поворотная плита суппорта вместе с верхними салазками может поворачиваться относительно поперечных салазок, для этого освобождают гайку винтов крепления плиты. Контроль угла поворота с точностью до одного градуса осуществляется по делениям поворотной плиты. Положение суппорта фиксируют зажимными гайками. Подача производится вручную рукояткой перемещения верхних салазок.

Указанным способом обрабатывают конические поверхности, длина которых соизмерима с длиной хода верхних салазок (до 200 мм).

Достоинства метода:

1. Простота настройки.

2. Независимость угла уклона a от габаритов заготовки.

3. Обработка конуса с любым углом уклона.

4. Возможность обработки как наружных, так и внутренних конических поверхностей.

Недостатки метода:

1. Ограничение длины образующей конуса.

2. Ручная подача.

Примечание: Некоторые токарные станки (16К20, 16А30) имеют механизм передачи вращения на винт верхних салазок суппорта. На таком станке независимо от угла поворота можно получить автоматическую подачу верхних салазок.

3. Смещением корпуса задней бабки станка

Конические поверхности большой длины с
a = 8-10° можно обрабатывать при смещении задней бабки, величина которого определяется следующим образом (рис. 4):

H = L ×sin a ,

где Н – величина смещения задней бабки;

L – расстояние между опорными поверхностями центровых отверстий.

Из тригонометрии известно, что для малых углов синус практически равен тангенсу угла. Например, для угла 7º синус равен 0,120, а тангенс – 0,123. Способом смещения задней бабки обрабатывают заготовки с малым углом уклона, поэтому можно считать, что sin a = tg a . Тогда

H = L ×tg a = L ×(D –d )/2l .

Заготовку устанавливают в центрах. Корпус задней бабки при помощи винта смещают в поперечном направлении так, что заготовка становится «на перекос». При включении подачи каретки суппорта резец, перемещаясь параллельно оси шпинделя, будет обтачивать коническую поверхность.

Величину смещения задней бабки определяют по шкале, нанесенной на торце опорной плиты со стороны маховика, и риске на торце корпуса задней бабки. Цена деления на шкале обычно 1 мм. При отсутствии шкалы на опорной плите величину смещения задней бабки отсчитывают по линейке, приставленной к опорной плите. Положение задней бабки для обработки конической поверхности можно определить по готовой детали. Готовую деталь (или образец) устанавливают в центрах станка и заднюю бабку смещают до тех пор, пока образующая конической поверхности не окажется параллельной направлению продольного перемещения суппорта.

Для обеспечения одинаковой конусности партии деталей, обрабатываемых этим способом, необходимо, чтобы размеры заготовок и их центровых отверстий имели незначительные отклонения. Поскольку смещение центров станка вызывает износ центровых отверстий заготовок, рекомендуется обработать конические поверхности предварительно, затем исправить центровые отверстия и после этого произвести окончательную чистовую обработку. Для уменьшения разбивки центровых отверстий целесообразно использовать шариковые центры. Вращение заготовке передается поводковым патроном и хомутиками.

Достоинства метода:

1. Возможность автоматической подачи.

2. Получение заготовок, соизмеримых по длине с габаритами станка.

Недостатки метода:

1. Невозможность обработки внутренних конических поверхностей.

2. Невозможность обработки конусов с большим углом (a ³10º). Допускается смещение задней бабки на ±15мм.

3. Невозможность использования центровых отверстий в качестве базовых поверхностей.

4. Зависимость угла a от габаритов заготовки.

4. С помощью копировальной (конусной) линейки

Распространенной является обработка конических поверхностей с применением копировальных устройств (рис. 5).

К станине станка крепится плита 1, с копировальной линейкой 2, по которой перемещается ползун 4, соединенный с поперечной кареткой верхнего суппорта 5 станка тягой 6. Для свободного перемещения суппорта в поперечном направлении необходимо отсоединить винт поперечной подачи. При перемещении продольного суппорта 8 по направляющим станины 7 резец получает два движения: продольное от суппорта и поперечное от копировальной линейки 2. Величина поперечного перемещения зависит от угла поворота копировальной линейки 2. Угол поворота линейки определяют по делениям на плите 1, фиксируют линейку болтами 3. Подачу резца на глубину резания производят рукояткой перемещения верхних салазок суппорта.

Способ обеспечивает высокопроизводительную и точную обработку наружных и внутренних конусов с углом уклона до 20º.

Достоинства метода:

1. Механическая подача.

2. Независимость угла уклона конуса a от габаритов заготовки.

3. Возможность обработки как наружных, так и внутренних поверхностей.

Недостатки метода:

1. Ограничение длины образующей конуса длиной конусной линейки (на станках средней мощности – до 500 мм).

2. Ограничение угла уклона шкалой копировальной линейки.

Для обработки конусов с большими углами уклона сочетают смещение задней бабки и наладку по конусной линейке. Для этого линейку поворачивают на максимально допустимый угол поворота a ´, а смещение задней бабки рассчитывают как при обточке конуса, у которого угол уклона равен разности между заданным углом a и углом поворота линейки a ´, т.е.

H = L ×tg (a – a ´) .

Похожая информация.

В наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

Общие сведения о конусах

Коническая поверхность характеризуется следующими параметрами (рис. 4.31): меньшим d и большим D диаметрами и расстоянием l между плоскостями, в которых расположены окружности диаметрами D и d. Угол а называется углом наклона конуса, а угол 2α - углом конуса.

Отношение K= (D - d)/l называется конусностью и обычно обозначается со знаком деления (например, 1:20 или 1:50), а в некоторых случаях - десятичной дробью (например, 0,05 или 0,02).

Отношение Y= (D - d)/(2l) = tgα называется уклоном.

Способы обработки конических поверхностей

При обработке валов часто встречаются переходы между поверхностями, имеющие коническую форму. Если длина конуса не превышает 50 мм, то его обработку можно производить врезанием широким резцом. Угол наклона режущей кромки резца в плане должен соответствовать углу наклона конуса на обработанной детали. Резцу сообщают поперечное движение подачи.

Для уменьшения искажения образующей конической поверхности и уменьшения отклонения угла наклона конуса необходимо устанавливать режущую кромку резца по оси вращения обрабатываемой детали.

Следует учитывать, что при обработке конуса резцом с режущей кромкой длиной более 15 мм могут возникнуть вибрации, уровень которых тем выше, чем больше длина обрабатываемой детали, меньше ее диаметр, меньше угол наклона конуса, чем ближе расположен конус к середине детали, чем больше вылет резца и меньше прочность его закрепления. В результате вибраций на обрабатываемой поверхности появляются следы и ухудшается ее качество. При обработке широким резцом жестких деталей вибрации могут отсутствовать, но при этом возможно смещение резца под действием радиальной составляющей силы резания, что приводит к нарушению настройки резца на требуемый угол наклона. (Смещение резца зависит от режима обработки и направления движения подачи.)

Конические поверхности с большими уклонами можно обрабатывать при повороте верхних салазок суппорта с резцедержателем (рис. 4.32) на угол α, равный углу наклона обрабатываемого конуса. Подача резца производится вручную (рукояткой перемещения верхних салазок), что является недостатком этого метода, поскольку неравномерность ручной подачи приводит к увеличению шероховатости обработанной поверхности. Указанным способом обрабатывают конические поверхности, длина которых соизмерима с длиной хода верхних салазок.

Коническую поверхность большой длины с углом α= 8... 10° можно обрабатывать при смещении задней бабки (рис. 4.33)

При малых углах sinα ≈ tgα

h≈L(D-d)/(2l),

где L - расстояние между центрами; D - больший диаметр; d - меньший диаметр; l - расстояние между плоскостями.

Если L = l, то h = (D-d)/2.

Смещение задней бабки определяют по шкале, нанесенной на торце опорной плиты со стороны маховика, и риске на торце корпуса задней бабки. Цена деления на шкале обычно 1 мм. При отсутствии шкалы на опорной плите смещение задней бабки отсчитывают по линейке, приставленной к опорной плите.

Для обеспечения одинаковой конусности партии деталей, обрабатываемых этим способом, необходимо, чтобы размеры заготовок и их центровых отверстий имели незначительные отклонения. Поскольку смещение центров станка вызывает износ центровых отверстий заготовок, рекомендуется обработать конические поверхности предварительно, затем исправить центровые отверстия и после этого произвести окончательную чистовую обработку. Для уменьшения разбивки центровых отверстий и износа центров целесообразно последние выполнять со скругленными вершинами.

Достаточно распространенной является обработка конических поверхностей с применением копирных устройств. К станине станка крепится плита 7 (рис. 4.34, а) с копирной линейкой 6, по которой перемещается ползун 4, соединенный с суппортом 1 станка тягой 2 с помощью зажима 5. Для свободного перемещения суппорта в поперечном направлении необходимо отсоединить винт поперечного движения подачи. При продольном перемещении суппорта 1 резец получает два движения: продольное от суппорта и поперечное от копирной линейки 6. Поперечное перемещение зависит от угла поворота копирной линейки 6 относительно оси 5 поворота. Угол поворота линейки определяют по делениям на плите 7, фиксируя линейку болтами 8. Движение подачи резца на глубину резания производят рукояткой перемещения верхних салазок суппорта. Наружные конические поверхности обрабатывают проходными резцами.

Способы обработки внутренних конических поверхностей

Обработку внутренней конической поверхности 4 заготовки (рис. 4.34, б) производят по копиру 2, установленному в пиноли задней бабки или в револьверной головке станка. В резцедержателе поперечного суппорта устанавливают приспособление 1 с копирным роликом 3 и остроконечным проходным резцом. При поперечном перемещении суппорта копирный ролик 3 в соответствии с профилем копира 2 получает продольное перемещение, которое через приспособление 1 передается резцу. Внутренние конические поверхности обрабатывают расточными резцами.

Для получения конического отверстия в сплошном материале заготовку сначала обрабатывают предварительно (сверлят, растачивают), а затем окончательно (развертывают). Развертывание выполняют последовательно комплектом конических разверток. Диаметр предварительно просверленного отверстия на 0,5... 1 мм меньше заходного диаметра развертки.

Если требуется коническое отверстие высокой точности, то его перед развертыванием обрабатывают коническим зенкером, для чего в сплошном материале сверлят отверстие диаметром на 0,5 мм меньше, чем диаметр конуса, а затем применяют зенкер. Для уменьшения припуска под зенкерование иногда применяют ступенчатые сверла разного диаметра.

Обработка центровых отверстий

В деталях типа валов часто выполняют центровые отверстия, которые используют для последующей токарной и шлифовальной обработки детали и для восстановления ее в процессе эксплуатации. На основании этого центровку выполняют особенно тщательно.

Центровые отверстия вала должны находиться на одной оси и иметь одинаковые конусные отверстия на обоих торцах независимо от диаметров концевых шеек вала. При невыполнении этих требований снижается точность обработки и увеличивается износ центров и центровых отверстий.

Конструкции центровых отверстий приведены на рис. 4.35. Наибольшее распространение имеют центровые отверстия с углом конуса 60°. Иногда в тяжелых валах этот угол увеличивают до 75 или 90°. Для того чтобы вершина центра не упиралась в заготовку, в центровых отверстиях выполняют цилиндрические углубления диаметром d.

Для защиты от повреждений центровые отверстия многократного использования выполняют с предохранительной фаской под углом 120° (рис. 4.35, б).

Для обработки центровых отверстий в небольших заготовках применяют различные методы. Заготовку закрепляют в самоцентрирующем патроне, а в пиноль задней бабки вставляют сверлильный патрон с центровочным инструментом. Центровые отверстия больших размеров обрабатывают сначала цилиндрическим сверлом (рис. 4.36, а), а затем однозубой (рис. 4.36, б) или многозубой (рис. 4.36, в) зенковкой. Центровые отверстия диаметром 1,5... 5 мм обрабатывают комбинированными сверлами без предохранительной фаски (рис. 4.36, г) и с предохранительной фаской (рис. 4.36, д).

Центровые отверстия обрабатывают при вращающейся заготовке; движение подачи центровочного инструмента осуществляют вручную (от маховика задней бабки). Торец, в котором обрабатывают центровое отверстие, предварительно подрезают резцом.

Необходимый размер центрового отверстия определяют по углублению центровочного инструмента, используя лимб маховика задней бабки или шкалу пиноли. Для обеспечения соосности центровых отверстий деталь предварительно размечают, а длинные детали при зацентровке поддерживают люнетом.

Центровые отверстия размечают с помощью угольника.

После разметки производят накернивание центрового отверстия. Если диаметр шейки вала не превышает 40 мм, то можно производить накернивание центрового отверстия без предварительной разметки с помощью приспособления, показанного на рис. 4.37. Корпус 1 приспособления устанавливают левой рукой на торце вала 3 и ударом молотка по кернеру 2 намечают центр отверстия.

Если в процессе работы конические поверхности центровых отверстий были повреждены или неравномерно изношены, то допускается их исправление резцом. В этом случае верхнюю каретку суппорта поворачивают на угол конуса.

Контроль конических поверхностей

Конусность наружных поверхностей измеряют шаблоном или универсальным угломером. Для более точных измерений применяют калибры-втулки (рис. 4.38), с помощью которых проверяют не только угол конуса, но и его диаметры. На обработанную поверхность конуса карандашом наносят две-три риски, затем на измеряемый конус надевают калибр-втулку, слегка нажимая на нее и поворачивая ее вдоль оси. При правильно выполненном конусе все риски стираются, а конец конической детали находится между метками А и В.

При измерении конических отверстий применяют калибр-пробку. Правильность обработки конического отверстия определяется (как и при измерении наружных конусов) взаимным прилеганием поверхностей детали и калибра-пробки. Если тонкий слой краски, нанесенный на калибр-пробку, сотрется у малого диаметра, то угол конуса в детали велик, а если у большого диаметра - угол мал.

8.1. Способы обработки

При обработке валов часто встречаются переходы между обрабатываемыми поверхностями, которые имеют коническую форму. Если длина конуса не превышает 50 мм, то его обрабатывают широким резцом (8.2). При этом режущая кромка резца должна быть установлена в плане относительно оси центров на угол, соответствующий углу наклона конуса на обрабатываемой детали. Резцу сообщают подачу в поперечном или продольном направлении. Чтобы уменьшить искажение образующей конической поверхности и отклонение угла наклона конуса, режущую кромку резца устанавливают по оси вращения детали.

Следует учитывать, что при обработке конуса резцом с режущей кромкой длиной более 10-15 мм могут возникнуть вибрации. Уровень вибраций растет с увеличением длины обрабатываемой детали и с уменьшением ее диаметра, а также с уменьшением угла наклона конуса, с приближением расположения конуса к середине детали и с увеличением вылета резца и при недостаточно прочном его закреплении. При вибрациях появляются следы и ухудшается качество обработанной поверхности. При обработке широким резцом жестких деталей вибрации могут не возникать, но при этом возможно смещение резца под действием радиальной составляющей силы резания, что может привести к нарушению настройки резца на требуемый угол наклона. Смещение резца зависит также от режима обработки и направления подачи.

Конические поверхности с большими уклонами можно обрабатывать при повернутых верхних салазках суппорта с резцедержателем (8.3) на угол а, равный углу наклона обрабатываемого конуса. Подача резца производится вручную (рукояткой верхних салазок), что является недостатком этого способа, так как неравномерность подачи приводит к увеличению шероховатости обработанной поверхности. По этому способу обрабатывают конические поверхности, длина которых соизмерима с длиной хода верхних салазок.

Конические поверхности большой длины с углом наклона сс = 84-Ю° можно обрабатывать при смещении заднего центра (8.4), величина которого й = = L sin а. При малых углах sin a«tg a, а h = L{D-d)/2l. Если L = /, то /i = (D - -d)/2. Величину смещения задней бабки определяют по шкале, нанесенной на торце опорной плиты со стороны маховика, и риске на торце корпуса задней бабки. Цена деления на шкале 1 мм. При отсутствии шкалы на опорной плите величину смещения задней бабки отсчитывают по линейке, приставленной к опорной плите. Контроль величины смещения задней бабки производят с помощью упора (8.5, а) или индикатора (8.5, б). В качестве упора может быть использована тыльная сторона резца. Упор или индикатор подводят к пиноли задней бабки, фиксируют их исходное положение по лимбу рукоятки поперечной подачи или по стрелке индикатора. Заднюю бабку смещают на величину, большую h (см. 8.4), а упор или индикатор передвигают (рукояткой поперечной подачи) на величину h от исходного положения. Затем заднюю бабку смещают в сторону упора или индикатора, проверяя ее положение по стрелке индикатора или по тому, насколько плотно зажата полоска бумаги между упором и пи-нолью. Положение задней бабки можно определить по готовой детали или образцу, которые устанавливают в центрах станка.

Затем индикатор устанавливают в резцедержатель, подводят к детали до соприкосновения у задней бабки и перемещают (суппортом) вдоль образующей детали. Заднюю бабку смещают до тех пор, пока отклонение стрелки индикатора не будет минимальным на длине образующей конической поверхности, после чего бабку закрепляют. Одинаковая конусность деталей в партии, обрабатываемых этим способом, обеспечивается при минимальных отклонениях заготовок по длине и центровых отверстий по размеру (глубине). Поскольку смещение центров станка вызывает изнашивание центровых отверстий запотовок, конические поверхности обрабатывают предварительно, а затем, исправив центровые отверстия, производят окончательную чистовую обработку. Для уменьшения разбивки центровых отверстий и износа центров целесообразно применять центры со скругленными вершинами.

Конические поверхности с a = 0-j-12° обрабатывают с использованием копирных устройств. К станине станка-крепится плита / (8.6, а) с копирной линейкой 2, по которой перемещается ползун 5, соединенный с суппортом 6 станка тягой 7 с помощью зажима 8. Для свободного перемещения суппорта в поперечном направлении необходимо отсоединить винт поперечной подачи. При продольном перемещении суппорта 6 резец получает два движения: продольное от суппорта и поперечное от копирной линейки 2. Угол поворота линейки относительно оси 3 определяют по делениям на плите /. Закрепляют линейку болтами 4. Подачу резца на глубину резания производят рукояткой перемещения верхних салазок суппорта.

Обработку наружных и торцовых конических поверхностей 9 (8.6, б) производят по копиру 10, который устанавливают в пиноли задней бабки или в револьверной головке станка. В резцедержателе поперечного суппорта закрепляют приспособление 11 с копирным роликом 12 и остроконечным проходным резцом. При поперечном перемещении суппорта копирный палец в соответствии с профилем копира 10 получает продольное перемещение на определенную величину, которая передается резцу. Наружные конические поверхности обрабатывают проходными резцами, а внутренние - расточными резцами.

Для получения конического отверстия в сплошном материале (8.7, а-г) заготовку обрабатывают предварительно (сверлят, зенкеруют, растачивают), а затем окончательно (развертывают, растачивают). Развертывание выполняют последовательно комплектом конических разверток (8.8, а-в). Предварительно в заготовке сверлят отверстие диаметром на 0,5- 1,0 мм меньше диаметра направляющего конуса развертки. Затем отверстие обрабатывают последовательно тремя развертками: режущие кромки черновой развертки (первой) имеют форму уступов; вторая, получистовая развертка снимает неровности, оставленные черновой разветкой; третья, чистовая развертка имеет сплошные режущие кромки по всей длине и калибрует отверстие.

Конические отверстия высокой точности предварительно обрабатывают коническим зенкером, а затем конической разверткой. Для уменьшения съема металла зенкером отверстие иногда обрабатывают ступенчато сверлами разного диаметра.

8.2. Обработка центровых отверстий

В деталях типа валов часто приходится выполнять центровые отверстия, которые используют для дальнейшей обработки детали и для восстановления ее при эксплуатации.

Центровые отверстия вала должны находиться на одной оси и иметь одинаковые размеры на обоих торцах вала независимо от диаметров концевых шеек вала. При

невыполнении этих требований снижается точность обработки и увеличивается износ центров и центровых отверстий.

Наиболее распространены центровые отверстия с углом конуса 60° (8.9, а; табл. 8.1). Иногда при обработке крупных тяжелых заготовок этот угол увеличивают до 75 или до 90°. Вершина рабочей части центра не должна упираться в заготовку, поэтому центровые отверстия всегда имеют при вершине цилиндрическое углубление малого диаметра d. Для защиты центровых отверстий от повреждений при многократной установке заготовки в центрах предусмотрены центровые отверстия с предохранительной фаской с углом 120° (8.9, б).

На 8.10 показано, как изнашивается задний центр станка при неправильно выполненном центровом отверстии в заготовке. При несоосности а центровых отверстий и несоосности b центров (8.11) заготовка базируется с перекосом, что вызывает значительные погрешности формы наружной поверхности детали.

Центровые отверстия в заготовках обрабатывают различными способами. Заготовку закрепляют в самоцентрирующем

патроне, а в пиноль задней бабки вставляют сверлильный патрон с центровочным инструментом.

Центровые отверстия диаметром 1,5- 5 мм обрабатывают комбинированными центровыми сверлами без предохранительной (8.12, г) и с предохранительной фаской (8.12, д). Центровые отверстия других размеров обрабатывают раздельно, сначала цилиндрическим сверлом (8.12, а), а затем однозубой (8.12, б) или многозубой (8.12, е) зенковкой. Центровые отверстия обрабатывают при вращающейся заготовке и ручной подаче центровочного инструмента. Торец заготовки предварительно подрезают резцом. Необходимый размер центрового отверстия определяют по углублению центровочного инструмента, пользуясь лимбом маховика задней бабки или шкалой (упором) пиноли. Для обеспечения соосности центровых отверстий заготовку предварительно размечают, а при зацентровке поддерживают люнетом. Центровые отверстия размечают с помощью разметочного угольника (8.13). Пересечение нескольких рисок определяет положение центрового отверстия на торце вала. После разметки производят накер-нивание центрового отверстия.

Измерение конусности наружных конических поверхностей может выполняться шаблоном или универсальным угломером. Для более точных измерений конусов применяют калибры-втулки. С помощью калибра-втулки проверяют не только угол конуса, но и его диаметры (8.14). На обработанную поверхность конуса наносят

8.14. Калибр-втулка для проверки наружных конусов (а) и пример ее применения (б)

2-3 риски карандашом, затем надевают калибр-втулку на измеряемый конус детали, слегка нажимая вдоль оси и поворачивая ее. При правильно выполненном конусе все риски стираются, а конец конической детали находится между метками А и В калибра-втулки.

При измерении конических отверстий применяют калибр-пробку. Правильность обработки конического отверстия определяют так же, как и при измерении наружных конусов по взаимному прилеганию поверхностей детали и калибра-пробки.

8.1. Способы обработки При обработке валов часто встречаются переходы между обрабатываемыми поверхностями, которые имеют коническую форму. Если длина конуса не превышает 50 мм, то его обрабатывают широким резцом (8.2). При этом режущая кромка резца должна быть установлена в плане относительно оси центров на угол, соответствующий углу наклона конуса на обрабатываемой детали. Резцу сообщают подачу в поперечном или продольном направлении. Чтобы уменьшить искажение образующей конической поверхности и отклонение угла наклона конуса, режущую кромку резца устанавливают по оси вращения детали.
Следует учитывать, что при обработке конуса резцом с режущей кромкой длиной более 10-15 мм могут возникнуть вибрации. Уровень вибраций растет с увеличением длины обрабатываемой детали и с уменьшением ее диаметра, а также с уменьшением угла наклона конуса, с приближением расположения конуса к середине детали и с увеличением вылета резца и при недостаточно прочном его закреплении. При вибрациях появляются следы и ухудшается качество обработанной поверхности. При обработке широким резцом жестких деталей вибрации могут не возникать, но при этом возможно смещение резца под действием радиальной составляющей силы резания, что может привести к нарушению настройки резца на требуемый угол наклона. Смещение резца зависит также от режима обработки и направления подачи.
Конические поверхности с большими уклонами можно обрабатывать при повернутых верхних салазках суппорта с резцедержателем (8.3) на угол а, равный углу наклона обрабатываемого конуса. Подача резца производится вручную (рукояткой верхних салазок), что является недостатком этого способа, так как неравномерность подачи приводит к увеличению шероховатости обработанной поверхности. По этому способу обрабатывают конические поверхности, длина которых соизмерима с длиной хода верхних салазок.

Конические поверхности большой длины с углом наклона сс = 84-Ю° можно обрабатывать при смещении заднего центра (8.4), величина которого й = = L sin а. При малых углах sin a«tg a, а h = L{D-d)/2l. Если L = /, то /i = (D - -d)/2. Величину смещения задней бабки определяют по шкале, нанесенной на торце опорной плиты со стороны маховика, и риске на торце корпуса задней бабки. Цена деления на шкале 1 мм. При отсутствии шкалы на опорной плите величину смещения задней бабки отсчитывают по линейке, приставленной к опорной плите. Контроль величины смещения задней бабки производят с помощью упора (8.5, а) или индикатора (8.5, б). В качестве упора может быть использована тыльная сторона резца. Упор или индикатор подводят к пиноли задней бабки, фиксируют их исходное положение по лимбу рукоятки поперечной подачи или по стрелке индикатора. Заднюю бабку смещают на величину, большую h (см. 8.4), а упор или индикатор передвигают (рукояткой поперечной подачи) на величину h от исходного положения. Затем заднюю бабку смещают в сторону упора или индикатора, проверяя ее положение по стрелке индикатора или по тому, насколько плотно зажата полоска бумаги между упором и пи-нолью. Положение задней бабки можно определить по готовой детали или образцу, которые устанавливают в центрах станка.
Затем индикатор устанавливают в резцедержатель, подводят к детали до соприкосновения у задней бабки и перемещают (суппортом) вдоль образующей детали. Заднюю бабку смещают до тех пор, пока отклонение стрелки индикатора не будет минимальным на длине образующей конической поверхности, после чего бабку закрепляют. Одинаковая конусность деталей в партии, обрабатываемых этим способом, обеспечивается при минимальных отклонениях заготовок по длине и центровых отверстий по размеру (глубине). Поскольку смещение центров станка вызывает изнашивание центровых отверстий запотовок, конические поверхности обрабатывают предварительно, а затем, исправив центровые отверстия, производят окончательную чистовую обработку. Для уменьшения разбивки центровых отверстий и износа центров целесообразно применять центры со скругленными вершинами.
Конические поверхности с a = 0-j-12° обрабатывают с использованием копирных устройств. К станине станка-крепится плита / (8.6, а) с копирной линейкой 2, по которой перемещается ползун 5, соединенный с суппортом 6 станка тягой 7 с помощью зажима 8. Для свободного перемещения суппорта в поперечном направлении необходимо отсоединить винт поперечной подачи. При продольном перемещении суппорта 6 резец получает два движения: продольное от суппорта и поперечное от копирной линейки 2. Угол поворота линейки относительно оси 3 определяют по делениям на плите /. Закрепляют линейку болтами 4. Подачу резца на глубину резания производят рукояткой перемещения верхних салазок суппорта.
Обработку наружных и торцовых конических поверхностей 9 (8.6, б) производят по копиру 10, который устанавливают в пиноли задней бабки или в револьверной головке станка. В резцедержателе поперечного суппорта закрепляют приспособление 11 с копирным роликом 12 и остроконечным проходным резцом. При поперечном перемещении суппорта копирный палец в соответствии с профилем копира 10 получает продольное перемещение на определенную величину, которая передается резцу. Наружные конические поверхности обрабатывают проходными резцами, а внутренние - расточными резцами.
Для получения конического отверстия в сплошном материале (8.7, а-г) заготовку обрабатывают предварительно (сверлят, зенкеруют, растачивают), а затем окончательно (развертывают, растачивают). Развертывание выполняют последовательно комплектом конических разверток (8.8, а-в). Предварительно в заготовке сверлят отверстие диаметром на 0,5- 1,0 мм меньше диаметра направляющего конуса развертки. Затем отверстие обрабатывают последовательно тремя развертками: режущие кромки черновой развертки (первой) имеют форму уступов; вторая, получистовая развертка снимает неровности, оставленные черновой разветкой; третья, чистовая развертка имеет сплошные режущие кромки по всей длине и калибрует отверстие.
Конические отверстия высокой точности предварительно обрабатывают коническим зенкером, а затем конической разверткой. Для уменьшения съема металла зенкером отверстие иногда обрабатывают ступенчато сверлами разного диаметра. 8.2. Обработка центровых отверстий В деталях типа валов часто приходится выполнять центровые отверстия, которые используют для дальнейшей обработки детали и для восстановления ее при эксплуатации.
Центровые отверстия вала должны находиться на одной оси и иметь одинаковые размеры на обоих торцах вала независимо от диаметров концевых шеек вала. При невыполнении этих требований снижается точность обработки и увеличивается износ центров и центровых отверстий.
Наиболее распространены центровые отверстия с углом конуса 60° (8.9, а; табл. 8.1). Иногда при обработке крупных тяжелых заготовок этот угол увеличивают до 75 или до 90°. Вершина рабочей части центра не должна упираться в заготовку, поэтому центровые отверстия всегда имеют при вершине цилиндрическое углубление малого диаметра d. Для защиты центровых отверстий от повреждений при многократной установке заготовки в центрах предусмотрены центровые отверстия с предохранительной фаской с углом 120° (8.9, б).
На 8.10 показано, как изнашивается задний центр станка при неправильно выполненном центровом отверстии в заготовке. При несоосности а центровых отверстий и несоосности b центров (8.11) заготовка базируется с перекосом, что вызывает значительные погрешности формы наружной поверхности детали.
Центровые отверстия в заготовках обрабатывают различными способами. Заготовку закрепляют в самоцентрирующем патроне, а в пиноль задней бабки вставляют сверлильный патрон с центровочным инструментом.
Центровые отверстия диаметром 1,5- 5 мм обрабатывают комбинированными центровыми сверлами без предохранительной (8.12, г) и с предохранительной фаской (8.12, д). Центровые отверстия других размеров обрабатывают раздельно, сначала цилиндрическим сверлом (8.12, а), а затем однозубой (8.12, б) или многозубой (8.12, е) зенковкой. Центровые отверстия обрабатывают при вращающейся заготовке и ручной подаче центровочного инструмента. Торец заготовки предварительно подрезают резцом. Необходимый размер центрового отверстия определяют по углублению центровочного инструмента, пользуясь лимбом маховика задней бабки или шкалой (упором) пиноли. Для обеспечения соосности центровых отверстий заготовку предварительно размечают, а при зацентровке поддерживают люнетом. Центровые отверстия размечают с помощью разметочного угольника (8.13). Пересечение нескольких рисок определяет положение центрового отверстия на торце вала. После разметки производят накер-нивание центрового отверстия.
Измерение конусности наружных конических поверхностей может выполняться шаблоном или универсальным угломером. Для более точных измерений конусов применяют калибры-втулки. С помощью калибра-втулки проверяют не только угол конуса, но и его диаметры (8.14). На обработанную поверхность конуса наносят 8.14. Калибр-втулка для проверки наружных конусов (а) и пример ее применения (б) 2-3 риски карандашом, затем надевают калибр-втулку на измеряемый конус детали, слегка нажимая вдоль оси и поворачивая ее. При правильно выполненном конусе все риски стираются, а конец конической детали находится между метками А и В калибра-втулки.
При измерении конических отверстий применяют калибр-пробку. Правильность обработки конического отверстия определяют так же, как и при измерении наружных конусов по взаимному прилеганию поверхностей детали и калибра-пробки.

§ 1. Общие сведения
1. Область применения конусов. Наряду с цилиндрическими деталями в машиностроении получили довольно широкое распространение детали с коническими поверхностями. Примерами их могут служить конусы центров, хвостовиков сверл, зенкеров, разверток. Для крепления этих инструментов передние участки отверстий шпинделя и пиноли токарного станка имеют также коническую форму.
Однако область использования конусов не ограничивается режущими инструментами. Конические поверхности имеют многие детали машин.
Широкое использование конических соединений объясняется рядом их преимуществ.
1. Они обеспечивают высокую точность центрирования деталей.
2. При плотном соприкосновении пологих конусов получается неподвижное соединение.
3. Изменяя осевое положение деталей конического соединения, можно регулировать величину зазора между ними.
2. Конус и его элементы. Конус представляет собой геометрическое тело, поверхность которого получается вращением прямой линии (образующей), наклонно расположенной к оси вращения (рис. 129, а).
Точка пересечения образующей с осью называется вершиной конуса.
Плоскости, перпендикулярные к оси конуса, называются, основаниями.
Различают полный и усеченный конусы. Первый расположен между основанием и вершиной, второй - между двумя основаниями (большим и меньшим).
Конус характеризуется следующими элементами: диаметром большего основания D; диаметром меньшего основания d; длиной l; углом уклона а между образующей и осью конуса; углом конуса 2а между противоположными образующими.
Кроме этого, на рабочих чертежах конических деталей часто употребляют понятия конусность и уклон.
Конусностью называется отношение разности диаметров двух перечных сечений конуса к расстоянию между ними. Она опреляется по формуле

Уклоном называется отношение разности радиусов двух поперечных сечений конуса к расстоянию между ними. Его определяют по формуле

Из формул (9) и (10) видно, что уклон равен половине конусности.


Тригонометрически уклон равен тангенсу угла уклона (см. рис. 129, б, треугольник ABC), т. е.

На чертеже (рис. 130) конусность обозначают знаком <, а уклон -, острие которых направляется в сторону вершины конуса. После знака указывается отношение двух цифр. Первая из них соответствует разности диаметров в двух принятых сечениях конуса, вторая для конусности- расстояние между сечениями, для уклона - удвоенной величине этого расстояния.
Конусность и уклон иногда записываются числами десятичной дроби: 6,02; 0,04; 0,1 и т. д. Для конусности эти цифры соответствуют разности диаметров конуса на длине 1 мм, для уклона - разности радиусов на этой же длине.
Для обработки полного конуса достаточно знать два элемента: диаметр основания и длину; для усеченного конуса - три элемента: диаметры большего и меньшего оснований и длину. Вместо одного из указанных элементов может быть задан угол наклона а, уклон или конусность. В этом случае для определения недостающих размеров пользуются вышеприведенными формулами (9), (10) и (11).


Пример 1. Дан конус, у которого d=30 мм, /=500 мм, К=1: 20. Определить больший диаметр конуса.
Решение. Из формулы (9)

Пример 2. Дан конус, у которого D=40 мм, l = 100 мм, а=5 , Определить меньший диаметр конуса.
Решение. Из формулы (11)

По таблице тангенсов находим tg5°=0,087. Следовательно, d=40-2*100Х Х0,87=22,6 мм.
Пример 3. Определить угол уклона а, если на чертеже указаны размеры конуса: D-50 мм, d=30 мм, /=200 мм.
Решение. По формуле (11)

Из таблицы тангенсов находим а=2 50 .
Пример 4. Дан конус, у которого D=60 мм, /=150 мм, К=1: 50. Определить угол уклона а.
Решение. Так как уклон равен половине конусности, можно записать:

По таблице тангенсов находим а=0 30 .
3. Нормальные конусы. Конусы, размеры которых стандартизованы, называются нормальными. К ним относятся конусы Морзе, метрические, конусы для насадных разверток и зенкеров с конусностью 1:50 0, под конические штифты - с конусностью 1:50, для конических резьб с конусностью 1: 16 и др.
Наибольшее распространение в машиностроении получили инструментальные конусы Морзе и метрические, основные размеры которых приведены в табл. 13.

Размеры конусов Морзе выражаются дробными числами. Это объясняется тем, что впервые стандарт на них был принят в дюймовой системе измерения, которая сохранилась до настоящего времени. Конусы Морзе имеют различную конусность (примерно 1 20), метрические конусы одинаковую - 1:20.