Приспособления для крепления деталей в токарном станке

Приспособления для крепления деталей в токарном станке

Самоцентрирующие и четырехкулачковые патроны. Трехкулачковые самоцентрирующие и четырехкулачковые патроны с независимым перемещением кулачков, о которых говорилось ранее, активно используются для фиксации деталей за цилиндрическое отверстие. Выбор подходящего типа патронов в данной ситуации зависит, прежде всего, от характеристик, описанных выше. В то же время, двухкулачковые патроны для этого не так часто применяются.

Следует отметить, что при фиксации деталей за обработанное отверстие чаще всего используют оправки. Это особенно актуально при обработке мелких отверстий и деталях, которые производятся в партиях.

Цельные и цанговые оправки. Простая конструкция оправки демонстрируется на рисунке 58, а. Основная (рабочая) часть этой оправки представляет собой конус с незначительной конусностью, обычно около ¹/₂₀₀₀. Чем выше точность отверстия в устанавливаемом элементе и чище его поверхность, тем меньшую конусность можно использовать, что, в свою очередь, улучшает центрирование оправки. Более узкий диаметр D конической части В предназначается для улучшенного зацепления с наименьшим возможным диаметром отверстия. Лыска A на левом конце оправки помогает в более удобной установке хомутика.

Установление оправки в центровые отверстия станка позволяет надежно зафиксировать обрабатываемую деталь. При этом заготовка держится на оправке исключительно за счет силы трения, поэтому она должна быть достаточно плотно насажена. Установка оправки осуществляется ударами молотка (медного или свинцового) или с помощью специального пресса, при этом предварительно рекомендуется слегка смазать оправку маслом.

Такие оправки целесообразно использовать только в легких операциях. Основной недостаток этих изделий заключается в том, что расположение детали на оправке зависит от реального диаметра отверстия. Это ограничение исключает возможность их применения, если обработка производится по упорам.

В отличие от этого, оправка, представленная на рисунке 58, б, устраняет указанный недостаток. В данном случае деталь упирается в буртик, тем самым занимая фиксированное положение на оправке. Деталь надевается на такую оправку и фиксируется с помощью трения, возникающего на торцах при завинчивании гайки 2. Шайба 1 имеет вырез, при этом гайка 2 может быть меньше диаметра отверстия. Для удобного снятия детали с оправки достаточно отвинтить гайку на один или два оборота и убрать шайбу. Однако стоит отметить, что неточность центрирования, связанная с наличием зазора между деталями и оправкой, является недостатком таких конструкций. В то же время использование этих оправок по рисункам 58, а, б оправдано в случае, если точность отверстий в устанавливаемых деталях не менее 2-го класса.

Для менее точных отверстий применяют разжимные оправки различных конфигураций. Одним из примеров является цанговая оправка, изображенная на рисунке 58, в. Цанга 4 – это втулка с коническим отверстием и цилиндрической наружной поверхностью. Пружинящие свойства цанги достигаются благодаря продольным надрезам (по два, три, иногда четыре с каждой стороны), которые располагаются в чередующем порядке. Когда гайка 5 завинчивается, цанга, перемещаясь влево, расширяется и тем самым надежно фиксирует деталь. Для её снятия требуется лишь немного открутить гайку 5. После этого с помощью гайки 3 цанга 4 может быть перемещена вправо, обеспечивая свободный доступ к детали.

Оправка с упругой оболочкой. Эта конструкция показывается на рисунке 59 и функционирует следующим образом. На корпус 1 оправки присоединена втулка 2, которая центрирует и фиксирует обрабатываемую деталь 3. Для этой цели на боковой поверхности корпуса 1 и на внутренней стороне втулки выполнены выточки, образующие кольцевую полость A. Несколько наклонных отверстий B соединяют полость A с камерой C. Вся система заполняется гидропластом (на рисунке обозначена сетчатой штриховкой). При вращении винта 5 плунжер 7 перемещается влево, выдавливая гидропласт через отверстия B в полость A. При этом диаметр тонкостенной втулки 2 увеличивается, обеспечивая надежное центровку и фиксацию детали 3 для дальнейшей обработки. Перемещение плунжера 7 ограничено винтовым упором 6.

Регулировка упора осуществляется с помощью втулки-калибра, диаметр отверстия которой немного превышает максимальный предельный диаметр обрабатываемой детали. Пробка 4 закрывает отверстие, через которое выходит воздух при заливке в оправку расплавленного гидропласта. Процесс установки детали на оправку характеризуется движениями либо скользящими второго класса точности, а точность центрирования составляет 0,01—0,03 мм.

Шпиндельные оправки. При использовании шпиндельной оправки, показанной на рисунке 60, обрабатываемая деталь удерживается на разжимной части корпуса 1 оправки. Эта часть устройства имеет три надреза, разжим которых осуществляется под действием конической части болта 2, ввертываемого при помощи ключа в корпус 1 оправки. Конический хвост корпуса оправки внедряется в коническое гнездо шпинделя токарного станка.

Оправки для закрепления за резьбовое отверстие. В самых простых случаях для фиксации детали через резьбовое отверстие используется оправка (см. рисунок 61, а), на резьбовую часть которой накручивается обрабатываемая деталь. За гладкую часть оправка закрепляется в трехкулачковом самоцентрирующем патроне. Тем не менее, данный метод вызывает определенные трудности при снятии деталей после обработки, а точность центрирования здесь тоже оставляет желать лучшего.

В отличие от описанного выше решения, оправка, изображенная на рисунке 61, б, устраняет подобные недостатки. На левом конце её корпуса нарезана левая резьба с крупным шагом, которая охватывается гайкой 1. Перед тем как накрутить обрабатываемую деталь 2 на оправку, гайка должна быть прижата к заплечику на корпусе. Чтобы без труда освободить обработанную деталь, достаточно немного отпустить гайку 1. В этом случае заплечик на корпусе оправки обеспечивает стабильное осевое положение гайки 1 , что, соответственно, обеспечивает и обрабатываемую деталь 2. При этом следует понимать, что точность центрирования по резьбе остается всегда на низком уровне.

Общие замечания об обработке на оправках. Чем более элементарной является конструкция оправки, тем выше (в терминах концентричности) точность получения обработанных деталей. Лучшая точность центрирования самой оправки на токарном станке принадлежит центровым оправкам по сравнению с шпиндельными.

В процессе обработки длинных деталей рекомендуется использовать центровые оправки. При этом во время обтачивания одной детали стоит готовить следующую к обработке. Использование такого способа требует наличия двух оправок, что приводит к значительной экономии вспомогательного времени. Обработка с использованием шпиндельных оправок не предоставляет такой возможности. С другой стороны, установка деталей на шпиндельные оправки более удобна и быстрее по времени, чем на центровые.

Применение поводкового патрона при работе на оправках. Обработка деталей большого диаметра, а особенно в условиях значительного сечения снимаемой стружки, может привести к провертыванию заготовки на оправке. Для предотвращения этого рекомендуется использовать метод, показанный на рисунке 62. Здесь вращение шпинделя передается обрабатываемой детали не за счет трения её на оправке, а через поводок патрона.

Таким образом, использование различных приспособлений и механизмов для крепления деталей в токарных станках играет ключевую роль в повышении качества обработки. Если вас интересуют более продвинутые решения, вы можете ознакомиться с токарными станками по металлу и токарно-винторезными станками с новейшими разработками оснастки для эффективного выполнения задач токарной обработки.