Изготовление конуса на токарном станке

Внутренний и внешний конус на токарном станке по металлу — это просто

На сегодняшний день, при помощи современных токарных станков, возможно создавать разнообразные детали даже очень сложных форм. Для выполнения этих работ, кроме токарного агрегата необходим квалифицированный и опытный токарь и различные резцы, которыми мастер и осуществляет обработку заготовки.

На токарном станке удобно вытачивать и геометрические тела вращения цилиндрической или конической форм. Конус является телом вращения, которое образовано путем вращения прямоугольного треугольника вокруг одной из своих сторон. Для того, чтобы создать конус на токарной машине существует несколько методов.

Как выточить методом поворота верхних салазок суппорта?

Для этой процедуры можно использовать такой алгоритм действий:

• необходимо взять заготовку и зафиксировать её шпинделем и задней бабкой;
• необходимо установить оптимальную скорость вращения заготовки для её обтачивания. Этот параметр зависит от твердости металла обтачиваемой детали и стойкости режущей кромки резца. Если нет возможности установить оптимальную скорость резания, необходимо идти эмпирическим путем – изменяя скорость от меньших оборотов шпинделя к большим;
• первым делом ведется черновая обработка. С помощью проходного резца болванке вначале нужно придать форму цилиндра. Обрабатывать болванку возле кулачков лучше при помощи отогнутого резца;
• на следующем этапе полученной цилиндрической заготовке необходимо придать форму конуса. Для этого нужно разворачивать верхние салазки суппорта на угол равный половине угла конуса при вершине.

Данным способом возможно изготовление различных конусов на рассматриваемом агрегате, не используя специальные сложные приспособления. Если заготовка сделана из твердого материала, то для её обработки необходимо использовать качественные резцы, изготовленные из твердосплавных металлов. Данные производственные работы необходимо производить при соблюдении правил техники безопасности.

Как точить методом смещения относительно оси центров?

Данный метод позволяет производить вытачивание на токарном агрегате только внешних конических поверхностей. В процессе изготовления конуса при помощи этой методики возникает перекос центровых отверстий. Этот метод не отличается особой точностью, с которой можно создать коническую поверхность.

Конусная линейка

Для придания металлическим изделиям конической формы небольших углов некоторые токарные машины комплектуются конусными линейками.

Использование широкого углового резца

Для работы с заготовками на токарном станке существует широкий угловой резец. С эго помощью очень удобно вытачивать конусообразные поверхности небольшой длины. Используя эту методику возможно создать конусы с различными углами. Заданный угол конической поверхности корректируется заточкой кромки резца, либо установкой резца под необходимым углом к заготовке.

Все рассмотренные методы изготовления конуса обладают своими преимуществами и недостатками. И выбор метода для создания конических поверхностей зависит от оборудования, характеристик, которыми должна обладать полученная деталь и навыков мастера.

Обработка конических поверхностей на токарных станках

Способы получения конических поверхностей на токарном станке

На токарном станке обработка конических поверхностей производится одним из следующих способов:

а) поворотом верхней части суппорта;

б) поперечным смещением корпуса задней бабки;

в) с помощью конусной линейки;

г) с помощью широкого резца.

Обработка конических поверхностей поворотом верхней части суппорта

При изготовлении на токарном станке коротких наружных и внутренних конических поверхностей с большим углом уклона нужно повернуть верхнюю часть суппорта относительно оси станка под углом α уклона конуса. При таком способе работы подачу можно производить только от руки, вращая рукоятку ходового винта верхней части суппорта, и лишь в наиболее современных токарных станках имеется механическая подача верхней части суппорта.

Обработка конических поверхностей способом поперечного смещения корпуса задней бабки

Для получения конической поверхности на токарном станке необходимо при вращении заготовки вершину резца перемещать не параллельно, а под некоторым углом к оси центров. Этот угол должен равняться углу α уклона конуса. Наиболее простой способ получения угла между осью центров и направлением подачи — сместить линию центров, сдвинув задний центр в поперечном направлении. Путем смещения заднего центра в сторону резца (на себя) в результате обтачивания получают конус, у которого большее основание направлено в сторону передней бабки; при смещении заднего центра в противоположную сторону, т. е. от резца (от себя), большее основание конуса окажется со стороны задней бабки

. Обработка конических поверхностей с применением конусной линейки

Для обработки конических поверхностей с углом уклона а до 10—12° современные токарные станки обычно имеют особое приспособление, называемое конусной линейкой. Схема обработки конуса с применением конусной линейки приводится.

К станине станка прикреплена плита 11, на которой установлена конусная линейка 9. Линейку можно поворачивать вокруг пальца 8 под требуемым углом а к оси обрабатываемой детали. Для закрепления линейки в требуемом положении служат два болта 4 и 10. По линейке свободно скользит ползун 7, соединяющийся с нижней поперечной частью 12 суппорта при помощи тяги 5 и зажима 6. Чтобы эта часть суппорта могла свободно скользить по направляющим, ее отсоединяют от каретки 3, вывинчивая поперечный винт или отсоединяя от суппорта его гайку.

Если сообщить каретке продольную подачу, то ползун 7, захватываемый тягой 5, начнет перемещаться вдоль линейки 9. Так как ползун скреплен с поперечными салазками суппорта, то они вместе с резцом будут перемещаться параллельно линейке 9. Благодаря этому резец будет обрабатывать коническую поверхность с углом уклона, равным углу α поворота конусной линейки.

После каждого прохода резец устанавливают на глубину резания с помощью рукоятки 1 верхней части 2 суппорта. Эта часть суппорта должна быть повернута на 90° относительно нормального положения, т. е. так, как это показано на рис. 209.

Обработка конических поверхностей широким резцом

Обработку конических поверхностей (наружных и внутренних) с небольшой длиной конуса можно производить широким резцом с углом в плане, соответствующим углу α уклона конуса (рис. 210). Подача резца может быть продольная и поперечная.

Деталь в форме конус на токарном станке

Порой необходимо выточить конус на токарном станке. Формообразование конических поверхностей на токарном станке осуществляется одним из следующих способов: 1) поперечным смещением задней бабки; 2) поворотом резцовой каретки суппорта; 3) с помощью конусной линейки; 4) методом двух подач.

Точение конуса на токарном станке поперечным смещением задней бабки

При точении конуса на токарном станке этим способом, корпус задней бабки смещают в поперечном направлении относительно ее основной плиты на величину h (рис. 1), благодаря чему ось заготовки, установленной в центрах, образует некоторый угол α с направлением продольной подачи суппорта. Из схемы на рис. 1 следует h/Lcos α = (D-d)/2l = k/2, где отношение k=(D-d)/l – конусность поверхности. Следовательно, величина смещения задней бабки, необходимого для получения конусности k = 2 tg α,

Пользуясь этим способом, можно обрабатывать поверхности с небольшой конусностью (примерно до 1: 4) и не слишком высокой точности, так как неправильное положение центров в центровых отверстиях приводит к их быстрому износу и потере точности базирования.

Рис. 1. Обработка конусной поверхности за счет поперечного смещения задней бабки

Как сделать конус на токарном станке поворотом резцовой каретки суппорта

Для того что бы сделать конус на токарном станке этим способом, резцовую каретку суппорта устанавливают под углом α к линии центров станка и сообщают ей ручное либо механическое, в тяжелых станках, перемещение. Пользуясь этим способом, можно обрабатывать точные наружные и внутренние конусы небольшой длины, определяемой длиной хода резцовой каретки.

Как точить конус на токарном станке с помощью конусной линейки

Чтобы точить конус на токарном станке подобным способом требуется установка на станке специального приспособления – конусной или копирной линейки. Простейшая конструкция конусной линейки показана на рис. 2. На кронштейнах 1, привернутых с задней стороны станины, укрепляется линейка 2, которую можно устанавливать под требуемым углом наклона α к линии центров станка. Вдоль линейки перемещается ползушка 3, соединенная с поперечными салазками суппорта, предварительно отсоединенными от нижней каретки путем вывинчивания поперечного ходового винта.

Если сообщить суппорту продольную подачу, то резец получит, одновременно с продольным, также и поперечное перемещение, обусловленное движением ползушки 3 по линейке 2. Результирующее движение резца будет направлено под углом α к оси обрабатываемой заготовки, равным углу установки конусной линейки. Применяются и более универсальные линейки, позволяющие автоматически переходить от обработки цилиндрической части поверхности заготовки к обработке конуса.

Применение конусных линеек позволяет обрабатывать точные конусы на токарном станке с углом α до 15 – 18°, длина которых не превышает длины линейки.

Рис. 2. Конусная линейка.

Как выточить конус на токарном станке методом двух подач

Использование метода, который позволяет выточить конус на токарном станке с помощью двух подач, ограничено оборудованием, в котором предусмотрена механическая подача верхней резцовой каретки и одновременное включение ее подачи и продольной подачи суппорта. В основном это – тяжелые станки, например мод. 163, 1660, 1660Г и др.

Результирующая подача резца (рис. 3) относительно линии центров в данном случае будет геометрической суммой продольной подачи суппорта Snp и подачи резцовой каретки Sk, установленной под углом β к линии центров

Для указанного направления подач по теореме синусов следует

Snp/sin(β-α)=S/sin β=Sk/sin α,

откуда угол установки суппорта

β = α + arc sin (Snp/Sk sin α).

Обычно для станков Snp/Sk = ∆ = const, поэтому угол установки резцовой каретки

β = α + arc sin (∆ sin α).

Если S – требуемая подача вдоль образующей конуса, то величина продольной подачи Snp должна быть равна

Snp = S * sin (β-α)/sin β

Применение метода двух подач позволяет обрабатывать конусы на токарном станке, у которых длина образующей больше длины хода резцовой каретки.

Рис. 3. Обработка конуса методом двух подач

Как выточить конус на токарном станке

Токарные станки применяются для точения заготовок во время ее точения путем использования специальных резцов. При наличии определенного опыта выточить можно не только детали обычной формы, но и, к примеру, коническую поверхность. Для создания конуса следует иметь определенные навыки работы на токарном станке.

Поворот верхних салазок суппорта

Провести процесс точения конуса можно, воспользовавшись следующей рекомендацией:

1. Берем заготовку и закрепляем ее в шпинделе, а также задней бабкой. Учитывая то, что изготовление конуса проводится с высокой точностью, диаметральный размер и угол могут иметь незначительно отклонение. Если заготовка изготовлена из твердого материала, следует подбирать твердосплавные резцы.
2. Обработка может проводиться только при соблюдении техники безопасности путем использования средств индивидуальной защиты.
3. Выбираем скорость резания на токарном станке. Обработка конических поверхностей может проводиться со скоростью, которая выбирается в зависимости от стойкости режущей кромки и твердости материала. Если точных данных, которые позволяют рассчитать скорость резания нет, следует идти испытательным путем – от меньших значений к большим.
4. Установленной заготовке нужно придать цилиндрическую форму. Для этого используется проходной резец, сначала ведется черновая обработка для снятия большого количества ненужного металла. Обработка возле кулачков проводится отогнутым резцом.
5. Изготовление точных деталей происходит в два прохода: черновая и чистовая обработка. На токарном станке чистовое точение проводится специальным режущим инструментом при определенной скорости и подачи.
6. Для создания небольших конических поверхностей верхняя часть суппорта поворачивается на определенный угол, который должен быть равен половине угла конуса у вершины.

Подобным образом можно провести создание конических поверхностей без использования специального приспособления.

Метод смещения относительно оси центров

Смещение центров позволяет также получить на токарном станке конус морзе. Однако в этом случае провести точение можно исключительно наружных конических поверхностей. К достоинствам рассматриваемого способа можно отнести:

1. Есть возможность сделать длинный конус морзе.
2. Используется механическая подача суппорта, что обуславливает возможность применения обычных моделей токарных станков.

Смещение оси центров

К существенным недостаткам можно отнести:

1. Невысокую точность, с которой можно сделать деталь.
2. В процессе получения конуса происходит перекос центровых отверстий.

Показатель величины смещения задней бабки во время создании конических поверхностей определяется при помощи прямоугольного треугольника.

Конусная линейка

Некоторые токарные станки оснащаются специальными конусными линейками. Подобное приспособление позволяет проводить обработку наружных и внутренних поверхностей, когда угол наклона не превышает 12 градусов. Сделать конусную форму в этом случае можно путем сочетания продольной и поперечной передачи.

При использовании линейки можно подобрать угол, который будет создан при одновременном движении суппорта в продольном и поперечном направлении. Правильный угол выдерживать на протяжении всего времени позволяет специальная линейка.

Использование широкого углового резца

Довольно простым способом, при помощи которого на токарном станке можно получить конусную поверхность, является использование углового резца. При его помощи можно создать конус небольшой длины, режущая кромка должна быть прямой. Угол конуса можно корректировать путем заточки кромки или установки его под определенным углом к заготовке.

Точение конуса резцом

Все вышеприведенные способы требуют наличия определенных навыков работы на токарном станке. В некоторых случаях, для крупносерийного производства, изготавливают специальные копиры. Для мелкосерийного производства подойдет способ, в котором используется линейка или поворот салазок токарного станка, смещение бабки.