Обработка конических и цилиндрических поверхностей
Обработка конических поверхностей – это технически сложный процесс, который выполняется на токарном оборудовании.
Кроме специального инструмента необходима высокая квалификация (разряд) оператора. Обработка конических поверхностей на токарных станках делится на две категории:
- работа с наружными конусами;
- работа с коническими отверстиями.
Каждый вид обработки обладает своими техническими особенностями и нюансами, которые должны учитываться токарем.
Особенности обработки наружного конических поверхностей
В силу своей специфической формы, работа с наружными коническими поверхностями обладает своей спецификой.
При несоответствии инструмента, дины фигуры и ее физических характеристик поверхность детали приобретает волнистую форму, что негативно сказывается на качестве заготовки и ее дальнейшей пригодности в эксплуатации.
Причины возникновения волнистости:
- длина конуса более 15 мм;
- большой вылет резца или плохое крепление детали;
- увеличение длины заготовки с пропорциональным уменьшением ее диаметра (толщины).
Обработка конических поверхностей на токарном станке без эффекта волн производится при соблюдении таких условий:
- не нужно достигать высокого класса обработки;
- при закреплении деталей должен быть большой угол наклона конуса относительно стационарного резца;
- длина конуса не превышает 15 мм;
- заготовка конической формы изготовлена из твердого сплава.
Способы обработки конических поверхностей выбираются исходя из указанных критериев.
Конические отверстия
Для обработки конических отверстий в сплошном материале существует два этапа:
- сверление;
- развертывание;
В первом случае используют сверло с диаметром равным или меньшим на 2-3 мм чем предполагаемое отверстие.
Размерную дельту уменьшают за счет финальной расточки. Сначала выбирается крупное сверло, которым пробивается отверстие, на глубину, меньше заданной. Затем тонкими сверлами производится каскадное сверление отверстия и доведение глубины до заданной.
При использовании нескольких сверл, внутренний конус соответствует заданным размерам и не имеет ступенчатых переходов.
При развертке отверстий используются сверла с тремя видами рабочей поверхности:
- первичные (обдирочные). Поверхность сверла имеет редкие грубые зубья, расположенные по винтовой спирали. При работе с этим сверлом снимается большой слой материала и формируется профиль отверстия;
- вторичное. У этого сверла больше канавок и зубьев, что позволяет добиться более четкого профиля отверстия и убрать излишки металла внутри;
- третье (чистовое). Поверхность этого сверла имеет прямые зубья, которые позволяют сделать «чистую» проходку и убрать ступенчатый эффект после двух предыдущих разверток.
Глубину и диаметр полученных отверстий проверяют при помощи пробок-калибров.
Обработка цилиндрических поверхностей
Обработка цилиндрических поверхностей на токарном станке – это две разные технологии, одна из которых позволяет работать с внешней поверхностью (валы, втулки, диски), а другая – с внутренней (отверстия).
Для работы используются резцы, сверла, развертки.
Использование определенного типа инструмента зависит от диаметра отверстия (толщины вала), класса чистоты обработки и шероховатости поверхности.
Детали с цилиндрической формой широко используются в машиностроении и тяжелой промышленности, а качество отверстий в сплошном материале определяет степень стыковки элементов конструкции, общую механическую прочность узла и длительность эксплуатации изделия.
Обработка наружных цилиндрических поверхностей заключается в доведении заготовки до заданной толщины путем снятия стружки при помощи резца. Для этого деталь располагается параллельно полу и закрепляется на токарном станке.
Проходом резца вдоль поверхности вращения позволяет достигнуть необходимого класса обработки и толщины детали.
Обработка цилиндрических поверхностей наружного типа делается в три этапа:
- черновая обточка. При таком методе получают шероховатость до 3-го класса и точность поверхности до 5-го;
- чистовая обработка. Класс точности возрастает до 4-го, а шероховатость до 6-го;
- чистовая тонкая (сверхточная). Степень шероховатости на уровне 9-го класса, а точность до 2-го.
В зависимости от желаемых показателей мастер использует одну или несколько стадий обработки.
Ввиду того, что при изготовлении многоступенчатых валов из цельной заготовки значительная часть материала становится стружкой, в современном производстве заготовки получают методом литья, а на станке проводится доводка детали до заданных параметров.
Обработка внутренних цилиндрических поверхностей – это достижение заданного класса точности при работе с отверстиями.
По своему типу отверстия делятся на категории:
- сквозные;
- глухие (досверленные до определенной глубины);
- глубокие со ступенчатой структурой (несколько диаметров на разных глубинах).
Исходя из типа отверстия и его габаритных размеров, применяются сверла определенной формы и диаметра.
Для достижения заданного класса точности мастера используют несколько разновидностей инструментов и производят обработку внутренней поверхности в три этапа, так же, как и с внешним цилиндром (черновое сверление, чистовое и высокоточное).
Тип инструмента зависит от твердости материала и заданных технических характеристик отверстия.
Современные технологии обработки конических и цилиндрических поверхностей демонстрируются на ежегодной выставке «Металлообработка».
Способы обработки конических поверхностей
Обработка конических поверхностей на токарных станках