Правка, резка и обдирка проката

Правка проката диаметром свыше 50 мм осуществляется на прессах пластическим знакопеременным изгибом. Прутки меньшего диаметра правят на роликовых машинах с продольной подачей проката без его вращения (рис. 2.37, а) или с винтовой подачей проката (рис. 2.37, б). В последнем случае правка производится роликами глобоидальной формы, которые расположены под углом к оси проката. При вращении роликов заготовка получает поступательное и вращательное (винтовое движение).

Обдирка проката (грубое точение) производится с целью удаления дефектного слоя. Обдирка производится на бесцентрово-токарных станках. Схема станка представлена на рис. 2.38. Станок работает следующим образом. Заготовка без вращения подается роликами 1 в резцовые головки с резцами 2, 4 и сухарями 5, которые исключают прогиб заготовки от силы резания. Головки установлены на планшайбе на входе и на выходе для черновой и чистовой обдирки. Планшайба вращается вместе с зубчатым колесом 3. Процесс резания осуществляется за счет вращения резцов вокруг заготовки.

Резку проката осуществляют на приводных ножовках; пилах: дисковых, ленточных, фрикционных, электрофрикционных, с абразивным кругом; на токарно-отрезных станках; ножницах, прессах. Приводные ножовки разрезают прокат ножовочным полотном, которое прижимается режущей частью к прокату и совершает возвратно-поступательные движения от механического привода. Схемы резки проката дисковой и ленточными пилами представлены на рис. 2.39. Ленточная пила представляет собой бесконечную ленту с зубьями, натянутую на диски, один из которых является приводным. Резка фрикционной пилой производится за счет сил трения. Пила представляет собой тонкий стальной диск, который вращается со скоростью до 150 м/сек. При контакте с металлом он от трения нагревается и плавится. Резка электро-фрикционной пилой осуществляется за счет совместного действия трения и вольтовой дуги, которая зажигается при подключении пилы и проката к разным полюсам источника электрического тока. Схема резки проката на токарном сверлильно-отрезном станке представлена на рис. 2.39, г.

Обработка центровых отверстий

При изготовлении валов центровые отверстия являются базой для ряда операций: обтачивания, нарезания резьбы, шлифования, нарезания шлицев, контроля и пр. Типы центровых отверстий и инструмент для обработки этих отверстий показаны на рис. 2.40 и 2.41.

В мелкосерийном производстве при отсутствии специального оборудования центровые отверстия обрабатывают на токарных станках за два установа. Сначала подрезают торец и сверлят отверстие с одной стороны, затем заготовку переустанавливают и переходы повторяют. При смене баз за счет переустановки возникает погрешность расположения осей центровых отверстий, что может оказать влияние на точность последующей обработки.

В крупносерийном и массовом производстве для обработки центровых отверстий применяют фрезерно-центровальные полуавтоматы. Схема обработки на этих станках представлена на рис.2.42, а. Вал закрепляется в призмах. В первой позиции торцевыми фрезами обрабатываются торцы заготовки, во второй позиции сверлят центровые отверстия. Применяются также станки, оснащенные торцеподрезным инструментом которым одновременно производится подрезка торца и сверление отверстия (рис.2.42, б).

Токарная обработка

В мелкосерийном производстве токарную обработку осуществляют на универсальных токарно-винторезных станках. При черновом точении один конец вала закрепляют в кулачковом патроне, который установлен на планшайбе шпинделя станка. Опорой другого конца вала является вращающийся задний центр, установленный в пиноль задней бабки.

При чистовом точении валы обрабатывают в центрах. Для передачи крутящего момента левый конец вала закрепляют в поводковом патроне. При обработке нежестких валов применяются люнеты, которые являются дополнительной опорой. Люнеты бывают неподвижными или подвижными (рис. 2.43). Неподвижный люнет устанавливается на направляющих продольного суппорта. Подвижный люнет устанавливается на продольном суппорте и перемещается в процессе обработки вместе с суппортом. Подвижным люнетом создается дополнительная опора, всегда расположенная напротив резца. Поэтому деформации вала под действием силы резания меньше, чем при использовании неподвижного люнета.

В серийном производстве для токарной обработки применяются токарно-винторезные станки с ЧПУ. Станки оснащаются 6- и 8- позиционными инструментальными головками с горизонтальной осью (рис. 2.44). Головка устанавливается на суппорте станка. Установка резцов, закрепленных в головке в рабочую позицию, производится за счет поворота головки. Токарные станки с ЧПУ применяются для обработки валов со сложным ступенчатым и криволинейным профилем, включая нарезание резьбы. Схема обработки вала на станке с ЧПУ приведена на рис. 2.45. На этой схеме показаны траектории движения резцов по заданной программе при чистовом точении и нарезании резьбы. В помеченных точках траектории резец по заданной программе меняет направление движения.

В крупносерийном производстве для обработки валов применяются токарные многорезцовые полуавтоматы и токарные гидрокопировальные полуавтоматы. На рис. 2.46 представлена схема обработки вала на многорезцовом полуавтомате. Точность обработки в значительной степени зависит от числа резцов. При большом количестве резцов возникают большие деформации системы ДИПС. Поэтому точность обработки на этих станках невелика и достигает 10 – 11 квалитета. Применение многорезцовой обработки сокращает машинное время т. к. длина перемещения суппорта уменьшается. В то же время увеличиваются затраты времени на наладку станка, т.к. возрастает доля подготовительно-заключительного времени и времени технического обслуживания.

Схема обработки вала на гидрокопировальном полуавтомате представлена на рис. 2.47. Станок имеет два суппорта – верхний и нижний. Верхний суппорт является гидрокопировальным и предназначен для продольной обточки вала. В нем закрепляется один резец. Нижний суппорт многорезцовый. Он имеет только поперечную подачу и предназначен для поперечной обточки уступов широкими резцами, подрезки торцев и обработки канавок. Так как при продольном точении в резании принимает участие один резец, то деформации системы ДИПС меньше, а точность обработки выше примерно на один квалитет, чем при многорезцовой обработке. Кроме того, время на наладку станка из-за обработки детали одним резцом и простоты установки копира меньше, чем на многорезцовых полуавтоматах.

В массовом производстве применяются шести или восьми шпиндельные токарные полуавтоматы вертикального типа. Схема обработки вала на этих станках представлена на рис. 2.48. Станок имеет поворотный стол, в центре которого расположена шести или восьмигранная колонна. На гранях колонны установлены суппорта трех типов: продольного, поперечного и продольно-поперечного точения. Последний суппорт имеет салазки для продольного и поперечного перемещения резцов. Напротив каждой грани колонны размещены вращающиеся шпиндели с поводковыми патронами для закрепления валов в центрах. Согласно рис. 2.48 обработка на станке ведется по следующей схеме. В позициях I производится загрузка станка. В этих же позициях вал обрабатывается с одной стороны. В позиции II валы переустанавливаются, обрабатываются с другой стороны и снимаются со станка. Таким образом, на станке одновременно ведется обточка шести деталей. Поэтому за один оборот стола обтачивается 18 валов с обеих сторон.

Станок может быть настроен на другую схему работы, когда одна из позиций поворотного стола является загрузочно-разгрузочной, а на других ведется последовательная обработка вала с одной стороны. Для обработки вала с другой стороны меняется станок или его настройка.