Этому виду обработки подвергаются детали типа валов, втулок, фланцев (фланцы обрабатывают на оправках, которые устанавливаются в центрах).
В состав таких приспособлений входит комплект из двух центров (переднего и заднего), поводковое устройство и люнет (при обработке нежестких заготовок).
Центры по конструкции могут быть неподвижными или вращающимися, жесткими или плавающими, гладкими или рифлеными, прямыми или обратными. Посадочные поверхности центров выполняются по конусу Морзе.
На рис. 7.1 приведены конструкции упорных центров, применяемых для токарных и круглошлифовальных работ. При выполнении токарных работ, центры типа, показанного на рис. 7.1а, применяют главным образом в качестве передних, устанавливаемых непосредственно в шпинделе станка. При выполнении шлифовальных работ, а также токарных с особо высокой точностью деталь устанавливают на два таких центра. Угол при вершине рабочей части центра (рис. 7.1а), как правило равен 600. Диаметр опорной части 3 имеет величину меньшую, чем меньший диаметр хвостовой части конуса, что позволяет выбивать центр из гнезда без повреждения конической поверхности хвостовой части.
В процессе обработки детали в центрах передний центр вращается вместе с ней и служит только опорой, а задний центр при этом неподвижен. Вследствие значительного нагрева при вращении он теряет твердость и интенсивно изнашивается. Поэтому задний центр изготавливают из углеродистой стали с твердосплавной рабочей частью.
Срезанные центры (рис. 7.1б) применяют при необходимости подрезания торцов заготовки, когда подрезной резец должен дойти почти до оси вращения заготовки. Шариковые центры (рис. 7.1в) используют при обтачивании конических поверхностей заготовки способом сдвига задней бабки в поперечном направлении. Рифленые центы (рис. 7.1г) используют при обработке заготовок с большим центровым отверстием без поводкового патрона, т.е., они служат в качестве установочно-поводковых устройств. Захват детали и одновременное центрирование осуществляются путем вдавливания детали в рифленую поверхность центра при перемещении пиноли задней бабки вместе с задним центром. Недостатком установки с помощью рифленого центра является повреждение отверстия на торце детали, что взывает необходимость его подрезки или расточки отверстия после обтачивания наружной поверхности. Обратные центра (рис. 7.1д) применяют для установки заготовок небольших диаметров, имеющих прямую коническую заточку.
Рис. 7.1. Основные конструкции центров: а – упорный (нормальный) центр;
б – срезанный центр; в- шариковый центр; г – рифленый центр; д – обратный центр;
1 – рабочая часть; 2 0 хвостовая часть; 3 – опорная часть; 4 – устанавливаемая заготовка.
Вращающиеся задние центры (рис. 7.2) позволяют производить обработку на высоких скоростях и обеспечивают среднюю экономическую точность обработки на токарных станках. В зависимости от размеров и формы обрабатываемой детали, а также от величины радиальной нагрузки применяют вращающиеся центры I, II и III типов.
Рис. 7.2. Конструкции вращающихся центров: тип I и II – для установки заготовок по центровым отверстиям; тип III – для установки полых деталей.
Типы I и II применяют для обработки валов. Конструктивно они различаются размерами и расположением подшипников качения, позволяющих воспринимать различные радиальные нагрузки. Тип III, так называемый грибковый вращающийся центр, предназначенный для обработки деталей, имеющих большие отверстия, по конструкции отличается от типа II только измененной формой конической части.
Поводковое устройство это механизм, связывающий деталь, установленную в центрах, со шпинделем станка.
Они предназначены для передачи вращения от шпинделя станка к обрабатываемой заготовке, установленной в центрах. В качестве таких устройств применяются поводковые патроны с хомутиками, которые могут быть с отогнутым или прямым хвостиком. В первом случае отогнутый конец хомутика входит в паз планшайбы, навернутой на конец шпинделя, а во втором захватывается пальцем, закрепленным на планшайбе. Для предотвращения вибраций в процессе работы планшайба с пазом или планшайбы в сборе с пальцем должны быть сбалансированы.
На рис. 7.3 показана схема обтачивания заготовки 1, установленной н центрах 2 и 3 с приводом от поводкового патрона. Передача вращения осуществляется поводковым патроном 4, установленным на шпинделе станка, через палец-поводок 5 к хвостовику 6 хомутика, закрепленного на заготовке.
Рис. 7.3. Схема обтачивания при установке заготовки в центрах с приводом вращения от поводкового патрона: 1 – обрабатываемая заготовка; 2 и 3 – центры;
4 – поводковый патрон; 5 – палец-поводок; 6 – хомутик.
Хомутик надевают на обрабатываемую деталь и, как правило, закрепляют винтом (рис. 7.4а). Более удобны в работе самостягивающиеся хомутики (рис. 7.4б). В конструкции такого хомутика хвостовик 2 закреплен в корпусе 5 подвижно на оси 4. Нижняя часть хвостовика 2, обращенная к детали, выполнена эксцентрично по отношению к оси 4 и имеет по поверхности насечку. Для установки хомутика на деталь хвостовик 2 наклоняют в сторону пружины 3, которая создает предварительную затяжку детали хвостовиком. Окончательную затяжку в процессе обработки обеспечивает палец-поводок 1 поводкового патрона
Рис. 7.4. Конструкции хомутиков: а – обычный; б – самозатягивающийся;
1 – корпус; 2 – обрабатываемая заготовка; 3 – зажимной болт; 4 – ось;
5 – пружина; 6 – хвостовик; 7 – палец поводкового патрона.
К недостаткам поводковых хомутиков, применяемых при обработке валов относятся: значительные затраты времени на установ, зажим и снятие хомутика; невозможность осуществления обработки по всей длине вала.
Для устранения указанных недостатков существует большое число разнообразных поводковых устройств, применение которых определяется формой и размерами вала, требуемой точностью обработки и типом производства. Например, при обработке пустотелых валов в качестве центрирующе-поводкового устройства можно использовать рифленый передний центр (рис. 7.1г).
В процессе обработки ступенчатых валов по упорам или копиру невозможно выдержать точные размеры по длине ступеней, так как заготовка может иметь различные положения вдоль своей оси из-за разной глубины центрового отверстия, обращенного к переднему центру. В этом случае в качестве поводково-центрирующего устройства применяют конструкцию с плавающим центром.
Конструкция поводкового плавающего переднего центра показана на рис. 7.5. Устройство представляет собой корпус1, устанавливаемый в коническое отверстие шпинделя станка. В корпусе по скользящей посадке перемещается плавающий центр 2, постоянно поджимаемый к сменному зубчатому диску 4 пружиной3. Установку и закрепление детали производят с помощью задней бабки, которая перемещает деталь вместе с центром до тех пор, пока она не врежется в имеющиеся на торце диска 4 зубья. В данном случае зубья выполняют функцию поводка и передаваемый ими крутящий момент вполне достаточен для многих видов обработки. Образующиеся на торце обрабатываемой детали вмятины удаляются при последующей обработке путем подрезки или зачистки торца.
Рис. 7.5. Конструкция поводкового плавающего переднего центра: 1 – корпус;
2 – плавающий центр; 3 – пружина; 4 – сменный зубчатый диск.
Оправки. Они представляют устройства для установки деталей по имеющейся в них каким-либо отверстиям: цилиндрическим, коническим, резьбовым и т.д.
Рассмотрим оригинальную конструкцию пневматической оправки с гидропластом, приведенную
Оправка состоит из планшайбы 1, к которой винтами прикреплен точно сцентрированный корпус оправки 2. На корпусе установлены упорное кольцо 3 и тонкостенная втулка 5, закрепленная гайкой 6. При перемещении штока 9 пневмопривода давление через плунжер 8 передается на гидропласт 4, при этом происходит деформация втулки 5 и закрепление за счет этого детали. Винт 7 предназначен для удаления воздуха в процессе заливки гидропласта.
При обработке деталей, установленных на оправки, часто в качестве поводкового устройства применяют поводковые скобы. Эти поводки имеют форму скобы или диска с прямоугольным отверстием, в которое вставляется оправка своим концом с лысками.
Люнеты применяются главным образом при обработке длинных деталей (l =12…15 d) для предотвращения их прогиба под действием сил резания и свободного веса детали. Люнеты бывают подвижные и неподвижные.
Неподвижный люнет (рис. 7.7, а) устанавливают на направляющих станины станка и крепят прижимной планкой 5 с помощью болта и гайки 6. Верхняя часть 1 неподвижного люнета откидная, что позволяет снимать и устанавливать заготовки на кулачки или ролики 4 люнета, которые служат опорой для обрабатываемой заготовки и поджимаются к детали винтами 2. После установки и выверки положения заготовки с помощью винтов 2, они фиксируются болтами 3. На обрабатываемой заготовке в месте установки роликов люнета, протачивают канавку, выполняя ее посередине заготовки.
Подвижный люнет (рис. 7.7, б) крепится на каретке суппорта и в процессе обработки перемещается вдоль обрабатываемой заготовки. Подвижный люнет имеет два кулачка, которые служат опорами для заготовки, а роль третьей опоры выполняет резец.
Люнеты также бывают универсальными с раздвижными опорными кулачками, пригодными для обработки различных деталей, и специальными, предназначенными для обработки деталей одного определенного диаметра.