При подрезании торцов деталей, устанавливаемых в центрах, обычный центр не следует применять, так как можно повредить режущую кромку резца. В этих случаях ставят упорный полуцентр (рис. 7.18в), обеспечивающий свободный подвод резца для подрезания всего торца с подачей от наружной поверхности к центру.
Подрезание торцов деталей, закрепляемых в патроне, целесообразно производить не подрезным, а проходным упорным отогнутым резцом с подачей резца от периферии к центру и наоборот. Последний имеет более массивную режущую часть и допускает более высокие режимы резания. На рис. 7.18 г показано подрезание уступа высотой до 5 мм за один рабочий ход при продольной ручной подаче. В этом случае используют проходной упорный резец с многогранной неперетачиваемой пластиной из твердого сплава. При подрезании уступа высотой более 5 мм подрезание производят за несколько рабочих ходов.
Обработку уступов большой высоты производят за несколько рабочих ходов, сочетая продольную подачу с поперечной. При подрезании большого количества одинаковых деталей с уступами применяют упоры, ограничивающие перемещение резца.
При обработке деталей ступенчатой формы по упорам, когда требуется выдержать длины отдельных ступеней независимо от глубины центровых отверстий, применяют так называемые плавающие центры.
При подрезании торцов и уступов припуски в зависимости от длины и диаметра заготовки определяют по справочным таблицам. Подачу при черновом и чистовом точении торцов и уступов определяют, исходя из глубины резания, шероховатости поверхности и физико-механических свойств заготовки. При этом меньшее значение подачи берется для более прочных материалов. Скорость резания при подрезании торцов непостоянна и уменьшается к центру детали по мере уменьшения диаметра обработки. При подрезании торцов скорость резания определяется в зависимости от наружного диаметра заготовки.
Такую обработку выполняют различными способами: смещением задней бабки в поперечном направлении, поворотом верхней части суппорта, с помощью конусной (копировальной) линейки и широкого резца.
Смещением задней бабки в поперечном направлении (7.19а) обрабатывают на длинных валах конические поверхности с углом конуса α ≤ 8–10°. Ось задней бабки смещена в поперечном направлении по отношению к оси шпинделя станка на величину h = L sin α, где
При малых углах sin α ≈ tg α, тогда
; при L = l h = (D – d)/2.
Заднюю бабку смещают на величину h, используя деления на торце опорной плиты и риску на торце корпуса задней бабки. Недостатки этого метода: невозможность растачивания конических отверстий; сильное затирание на центрах и большая разработка центровых отверстий заготовки; ограничение детали по углу конусности; ограничения по режиму обработки.
Поворот верхней части суппорта применяют при обработке коротких наружных и внутренних конических поверхностей. Верхнюю часть суппорта (рис. 7.19б) поворачивают на угол α, равный углу конуса, указанному на чертеже детали. Резец подают вручную рукояткой винта верхнего суппорта. Недостатки этого метода – необходимость использования ручной подачи и небольшая длина обрабатываемой конической поверхности, которая ограничивается длиной хода верхнего суппорта.
Рис. 7.19. Схемы точения конической поверхности:
а – смещением задней бабки; б – поворотом верхней части суппорта; в – с применением конусной линейки; г – широким резцом
Точение по конусной линейке применяют на специально оборудованных станках. Конусная линейка служит для обработки наружных и внутренних конических поверхностей с углом при вершине до 25° (рис. 7.19в). Работу ведут в следующем порядке. К станине станка прикрепляют плиту 6 с нанесенными на ней делениями, определяющими угол поворота линейки 5. Линейку поворачивают вокруг пальца 4 на необходимый угол и закрепляют болтами 7. По линейке свободно скользит ползун 3, соединяющийся с нижней поперечной частью 10 суппорта с помощью тяги 1 и зажима 2.
Для свободного перемещения поперечного суппорта по направляющим необходимо отсоединить винт поперечной подачи. При продольном перемещении суппорта резец получает два движения: продольное и поперечное от конусной линейки. При сложении этих движений обеспечивается перемещение резца вдоль образующей обрабатываемого конуса. После каждого прохода резец устанавливают на глубину резания с помощью рукоятки 8 верхней части 9 суппорта. Эта часть суппорта должна быть повернута на 90° относительно ее нормального положения. Если даны диаметры оснований конуса D и d и его длина l, то угол поворота линейки можно найти по формуле:
tg a = (D – d) / (2 * l).
Если деления на плите обозначены не в градусах, а в миллиметрах, то число делений С, на которое необходимо повернуть линейку, определяют по формуле:
C = (D – d) * H / 2 * l,
где Н – расстояние от оси линейки до ее конца, мм;
l – длина конуса, мм.
При использовании конусной линейки обеспечиваются простота настройки, возможность растачивания внутренних конических поверхностей и обработки с ручной или механической подачей. Для обработки фасонных поверхностей вместо линейки устанавливают специальный фасонный копир с профилем, соответствующим профилю детали.
Обработку конических поверхностей широким резцом применяют при небольшой длине конуса (до 50 мм). Широкий резец должен иметь угол в плане, соответствующий углу уклона конуса на обрабатываемой детали (рис. 7.19 г). В этом случае резцу сообщается подача в поперечном или продольном направлении.
Растачиванием называется увеличение диаметра отверстия в заготовке. Растачивание осуществляют снятием металла с поверхности отверстия расточным резцом. Растачивание производят для исправления соосности отверстия к нарушенной поверхности и обработки отверстий больших размеров. Исправить просверленное или неравномерно изношенное отверстие можно только растачиванием. Заготовки с отверстиями, полученные при отливке, и детали с изношенными отверстиями обычно растачивают.
При растачивании отверстий можно получить отверстие с точностью по 8–10-му квалитету, шероховатость поверхностей для чистового растачивания Ra = 12,5–42,5 мкм. При растачивании цветных металлов твердосплавными резцами точность отверстия соответствует 6–7-му квалитету с Ra = 0,32–12,5 мкм.
Углы заточки расточных резцов выбирают в основном такими же, как у резцов для наружного точения (за исключением заднего угла, который для расточных резцов имеет большую величину). Величина заднего угла зависит от диаметра растачиваемого отверстия (чем меньше диаметр отверстия, тем больше должен быть задний угол резца).
При растачивании поперечное сечение резца должно быть меньше диаметра отверстия, а вылет резца из резцедержателя больше глубины растачиваемого отверстия на 5–10 мм, поэтому при растачивании глубокого отверстия возможны пружинение и изгиб резца, а при высоких скоростях резания – сильные вибрации.
Для определения глубины отверстия при растачивании глухих отверстий и уступов применяют различные упоры, позволяющие быстро расточить отверстие с требуемой глубиной. Глубину растачиваемого отверстия устанавливают путем нанесения риски на стержне резца (рис. 7.20а, 7.20б) на расстоянии от вершины А, равном расстоянию от торца заготовки до уступа.
Рис. 7.20. Схема растачивания отверстий
Чтобы расточить ступенчатое отверстие с применением упора, необходимо упор закрепить в резцедержателе вместе с резцом и расточить отверстие до тех пор, пока торец планки не подойдет вплотную к торцу заготовки.
При растачивании длинных небольших отверстий расточной резец (рис. 7.20в) отжимается под действием упругой деформации на величину припуска t1 относительно заданного диаметра обработки, а при выходе из отверстия возвращается в первоначальное положение.
При черновом растачивании резец необходимо устанавливать на высоте центров или немного ниже. При чистовом растачивании режущую кромку нужно располагать выше линии центров, учитывая, что вследствие действия силы резания резец отожмет вниз.
При растачивании деталей с тонкими стенками (втулок, стаканов, гильз), необходимо иметь в виду, что при закреплении заготовки в патроне возникает деформация (изменение формы) вследствие сильной затяжки.