Токарная обработка: Точное управление конусом внешней окружности

1. Преамбула

Конусы широко используются в механических соединениях и сборках. Когда конструктор задает размер конуса внутреннего отверстия и требует обработать внешний конус в соответствии с ним, задача может оказаться сложной для операторов, поскольку конус внешнего конуса трудно контролировать и измерять.

На предприятии Panzhihua Iron and Steel Co., Ltd. основная производственная площадка оснащена обрабатывающим оборудованием C6120 и CA6140. При токарной обработке конуса с небольшой скользящей плитой минимальная точность отклонения токарного станка составляет 1 градус, что затрудняет выполнение высоких требований к точности обработки наружного конуса.

Для обеспечения соответствия требованиям используются другие измерительные приборы, позволяющие контролировать конусность конуса с помощью метода относительных измерений.

2. Ручное вращение короткой конической пластины скольжения малого размера

Детали, показанные на рис. 1, состоят в основном из конуса и резьбы.

Ручное точение короткой конической пластины с малым скольжением

Рис. 1 детали

Размеры конуса показаны на рисунке 2, в основном он состоит из:

Ручное точение короткой конической пластины с малым скольжением

Рис. 2 Основные размеры конической части

  • Угол конуса α, который является углом между двумя радиальными линиями.
  • Конический полуугол α/2, который является углом поворота меньшей пластины скольжения во время поворота.
  • Максимальный диаметр конца D, обычно называемый большим диаметром конца.
  • Минимальный диаметр конца d, обычно называемый малым диаметром конца.
  • Длина конуса L, которая представляет собой расстояние между большим и малым торцевыми диаметрами вдоль оси.

При обточке конуса угол поворота меньшей скользящей пластины равен α/2, как показано на рисунке 3.

Схематическое изображение угла поворота небольшой скользящей пластины

Рис. 3 Схематическое изображение угла поворота небольшой скользящей пластины

Угол поворота меньшей скользящей пластины, α/2, можно рассчитать с помощью зависимости тригонометрической функции: tan(α/2) = (D - d)/(2L) = (40 - 20)/(2 x 50) = 0,2, в результате чего α/2 = 11°20′.

Угол поворота меньшей подвижной пластины составляет 11°20′, при этом угол поворота делится с шагом в 1°, без деления на 20′. Измерение угла с помощью универсальной угловой линейки - трудоемкий и длительный процесс, к тому же он приводит к неточному значению угла конуса. Это приводит к низкой точности заготовки, что затрудняет выполнение требований по согласованию.

Для решения этой проблемы был проанализирован заштрихованный правый треугольник на рисунке 2 (см. рисунок 4).

Рис. 4 Заштрихованный прямоугольный треугольник

Во время поворота конуса траектория движения токарный инструмент из точки C в точку B. Длину этого пути можно вычислить с помощью теоремы Пифагора (см. рисунок 5).

Рис. 5 Длина токарный инструмент путь следования

Во время вращения положение наконечника инструмента относительно точек B и C можно регулировать с помощью циферблата на маленькой подвижной пластине.

Когда инструмент перемещается на расстояние 50,99 мм, расстояние между кончиком инструмента и осью токарного станка должно составлять 10 мм, что указывает на то, что конический угол поворота правильный. Если это не так, то угол поворота малой подвижной пластины неверен.

Перед обработкой конуса рекомендуется смоделировать процесс обработки.

Чтобы определить, правильно ли установлен угол поворота малой подвижной плиты, сначала отрегулируйте малую подвижную плиту так, чтобы инструмент перемещался на расстояние 50,99 мм, затем с помощью измерительного инструмента проверьте, составляет ли расстояние между кончиком инструмента и осью токарного станка 10 мм.

Этот процесс можно повторять до тех пор, пока не будет достигнут правильный угол конуса. Шаги проиллюстрированы на рисунке 6.

Схема конкретного метода работы

Рис. 6 Схема специфического метода работы

(1) Начните с поворота части внешнего круга. Сайт шероховатость поверхности должна иметь низкое значение и не иметь сужения по длине цилиндра.

Чтобы убедиться в отсутствии конусности, измерьте два конца цилиндра микрометром и сравните размеры. Если они равны, значит, цилиндр не имеет конусности.

(2) Рассчитайте перемещение циферблатного индикатора и определите длину стороны BC по теореме Пифагора - это точное расстояние, на которое должна переместиться маленькая подвижная пластина при конической форме машины (BC = 50,99 мм).

(3) Поверните малую подвижную пластину против часовой стрелки на 11°-12°, закрепите ее винтом, а затем прикрепите основание циферблатного индикатора к держателю инструмента на малой подвижной пластине. Прижмите контакт циферблатного индикатора к внешней окружности (см. рис. 6).

(4) Совместите малую подвижную пластину с нулевой позицией и направьте циферблатный индикатор на позицию шкалы 10 мм. Передвиньте малую подвижную пластину вперед, и контакт циферблатного индикатора постепенно удлинится.

Если малая подвижная пластина перемещается на 50,99 мм, а циферблатный индикатор - менее чем на 10 мм, это свидетельствует о малой конусности. В этом случае ослабьте стопорный винт, чтобы увеличить конусность.

Если малая подвижная пластина перемещается на 50,99 мм, а циферблатный индикатор - более чем на 10 мм, это свидетельствует о большом конусе. В этом случае уменьшите конусность.

Если малая подвижная пластина перемещается на 50,99 мм, а циферблатный индикатор - на 10 мм, значит, конусность правильная, и можно приступать к токарной обработке.

При регулировке следует соблюдать следующие меры предосторожности:

(1) Важно отметить, что внешняя окружность, используемая для определения конусности, не должна иметь конусности, так как это приведет к неточности измерений.

Если обточенный внешний круг имеет конусность, выровняйте его, прижав циферблатный индикатор к втулке задней бабки.

(2) Для обеспечения точности показаний убедитесь, что магнитное основание циферблатного манометра надежно закреплено, а винт соединительной тяги на раме манометра затянут без ослабления.

(3) Измерительный стержень циферблатного индикатора должен быть перпендикулярен оси внешнего круга. При необходимости используйте маленький квадрат для корректировки перпендикулярность, и установите контакт циферблатного индикатора как можно ближе к оси внешнего круга.

(4) Рекомендуется использовать максимально возможный измерительный ход циферблатного индикатора. Хотя обычно используется диапазон 10 мм, при необходимости можно подготовить диапазон от 30 до 50 мм.

(5) Этот метод также может применяться при обработке внутреннего конуса.

3. Автоматическая токарная обработка длинного конического седла

Как показано на рис. 7, конусность точения при автоматической подаче инструмента в седло достигается с помощью метода смещенной задней бабки.

Токарный конус автоматической подачи инструмента на седло

Рис. 7 Конусность точения при автоматической подаче инструмента на седло

При смещении задней бабки токарного станка вбок на определенное расстояние s ось вращения заготовки пересекается с осью шпинделя токарного станка, образуя входящий угол, равный половине угла конусности заготовки α/2.

Поскольку седло станины подается параллельно главной оси, это приводит к образованию конуса на заготовке.

Этот метод подходит для заготовок с малой конусностью (менее 3°) и большой длиной.

3.1 Расчет смещения задней бабки s

Смещение задней бабки S ≈ L0tan( α/ 2) = L0 (D-d) / (2L) или S = CL0 / 2, где,

  • S - смещение задней бабки (мм);
  • D - максимальный диаметр конуса (мм);
  • D - минимальный диаметр конуса (мм);
  • L - длина конуса (мм);
  • L0 общая длина заготовки (мм);
  • C - это конусность.

Например, при обработке цилиндрической конической заготовки между двумя центрами с заданными размерами: D = 80 мм, d = 76 мм, L = 600 мм и L0 = 1000 мм, смещение задней бабки (S) может быть рассчитано следующим образом:

S = L0 × (D - d) / (2 × L) = 1000 × (80 - 76) / (2 × 600) = 3,3 мм.

3.2 Offset измерение задней бабки

Для измерения смещения задней бабки на держателе инструмента должен быть установлен циферблатный индикатор, как показано на рис. 8.

Рисунок 8 Измерение смещения задней бабки

3.3 Tповоротные ступени

Автоматическая подача инструмента на седло станины используется для обработки заготовки в форме конуса. Заготовка зажимается, как показано на рис. 9. Черновая обточка внешнего конуса показана на рис. 10, а точная обточка внешнего конуса - на рис. 11.

Зажим заготовки

Рис. 9 Зажим заготовка

Шероховатый внешний конус

Рис. 10 Шероховатый внешний конус

Финишная обработка наружного конуса

Рис. 11 Финишная обработка наружного конуса

3.4 Cхарактеристики токарного наружного конуса с автоматической подачей инструмента на седло станины

  • Этот метод подходит для обработки наружных конических заготовок с малым конусом (менее 3°) и длинным конусом. Однако он не может быть использован для обработки деталей с большим конусом из-за ограничений по смещению задней бабки.
  • Благодаря автоматической продольной подаче седла станины снижается шероховатость поверхности (Ra) и улучшается качество поверхности заготовки.
  • Кончик заготовки может перекоситься в центральном отверстии, что приведет к неравномерному износу и плохому контакту.
  • Заготовка зажимается двойной вершиной, и зажим "куриное сердце" передает усилие, что делает невозможным обработку как внутреннего конуса, так и общего внешнего конуса.

4. Заключение

Два описанных выше метода обработки конуса используют тригонометрические функциональные зависимости для расчета данных, а затем регулируют полуугол конуса косвенно через циферблатный индикатор, что приводит к обработке внешнего конуса и повышению точности полуугла конуса заготовки.

Эти методы имеют практическое значение при обработке наружных конусов на стандартных станках.

Не забывайте, что делиться - значит заботиться! : )
Шейн
Автор

Шейн

Основатель MachineMFG

Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.

Далее

Освоение CAD/CAM: Основные технологии с пояснениями

Основные концепции автоматизированного проектирования и автоматизированного производства Автоматизированное проектирование и автоматизированное производство (CAD/CAM) - это комплексная и технически сложная дисциплина системного инжиниринга, которая включает в себя такие различные области, как компьютерная [...]...

Виртуальное производство: Концепции и принципы

Концепция виртуального производства Виртуальное производство (ВП) - это фундаментальная реализация реального производственного процесса на компьютере. В нем используются технологии компьютерного моделирования и виртуальной реальности, поддерживаемые высокопроизводительными [...]...

Понимание гибких производственных систем: Руководство

Гибкая производственная система (FMS) обычно использует принципы системной инженерии и групповой технологии. Она объединяет станки с числовым программным управлением (ЧПУ) (обрабатывающие центры), координатно-измерительные машины, системы транспортировки материалов, [...]...

Изучение 4 передовых методов нанофабрикации

Подобно тому, как производственные технологии играют важнейшую роль в различных областях, технология нанофабрикации занимает ключевое место в сфере нанотехнологий. Технология нанофабрикации включает в себя множество методов, в том числе механические [...].

Сверхточная обработка: Виды и технологии

Сверхточная обработка относится к прецизионным производственным процессам, в которых достигаются чрезвычайно высокие уровни точности и качества поверхности. Ее определение относительно и меняется по мере развития технологий. В настоящее время эта технология позволяет достичь [...].

Выбор правильного приспособления для ЧПУ: Типы и советы

В настоящее время механическую обработку можно разделить на две группы в зависимости от серийности производства: Среди этих двух категорий, первая составляет около 70-80% от общей стоимости продукции механической обработки [...]...

Топ-4 метода специальной обработки в современном машиностроении

В этой статье в основном представлены несколько зрелых методов специальной обработки. I. Обработка электрическим разрядом (EDM) EDM - это метод обработки токопроводящих материалов, использующий явление электрической коррозии во время [...]...

Что такое обработка с ЧПУ? Виды, преимущества, недостатки и этапы обработки

Что такое обработка с ЧПУ? Числовое программное управление (ЧПУ) - это метод управления движением и операциями обработки на станках с помощью оцифрованной информации. Станки с числовым программным управлением, часто сокращенно называемые [...]...

Изучение высокоскоростной резки: Обзор технологий и применение

Обработка резанием остается наиболее распространенным методом механической обработки, играющим важную роль в механическом производстве. С развитием производственных технологий технология обработки резанием претерпела значительный прогресс в [...].

Топ-7 новых инженерных материалов: Что нужно знать

Под передовыми материалами понимаются недавно исследованные или находящиеся в стадии разработки материалы, обладающие исключительными характеристиками и особыми функциональными свойствами. Эти материалы имеют огромное значение для развития науки и техники, [...]...

Методы расширения металла: Исчерпывающее руководство

Формирование выпуклости подходит для различных типов заготовок, таких как чашки глубокой вытяжки, разрезанные трубы и прокатные конические сварные изделия. Классификация по средствам формования выпуклости Методы формования выпуклости можно разделить [...].
MachineMFG
Поднимите свой бизнес на новый уровень
Подпишитесь на нашу рассылку
Последние новости, статьи и ресурсы, еженедельно отправляемые в ваш почтовый ящик.

Свяжитесь с нами

Вы получите наш ответ в течение 24 часов.