Обработка ступенчатых валов

Валы, имеющие несколько участков различного диаметра и длины, называются ступенчатыми. Обработка ступенчатых валов выполняется на токарном станке, который налаживают с помощью пробных рабочих ходов, отдельно для каждой ступени. Деления лимба, соответствующие диаметрам каждой ступени, запоминают или записывают. По этим данным производится токарная обработка всей партии заготовок без пробных рабочих ходов.

Длины ступеней контролируют штангенциркулем с выдвижным глубиномером (типа ШЦ-1), штангенглубиномером, линейкой или шаблоном. Токарные станки 16К20, 1К62, 1К625, 1И611 и другие имеют лимб продольной подачи. Повороту лимба на одно деление соответствует перемещение суппорта на один миллиметр. По лимбу продольной подачи можно контролировать продольное перемещение резца и отводить резец в тот момент, когда получена нужная длина ступени.

Детали со ступенчатыми поверхностями могут иметь одностороннюю или двухстороннюю ступенчатость (рис. 34).

Характерными требованиями, предъявляемыми к точности их обработки, являются соосность отдельных цилиндрических участков и перпендикулярность уступов к оси детали.

Соосность поверхностей с односторонней ступенчатостью может быть обеспечена обработкой их за одну установку в патроне или с поддержкой задним центром. Этим исключается влияние погрешностей установки на точность расположения поверхностей. Детали с двухсторонней ступенчатостью обтачивают за две установки и окончательно обрабатывают, как правило, в центрах. Если разность диаметров ступеней значительная, черновую обработку их рекомендуется осуществлять с более жесткой установкой — в патроне и заднем центре.

Для достижения перпендикулярности уступов к оси детали обработка ступенчатых валов выполняется проходными упорными резцами. Ими можно в конце обтачивания подрезать продольной подачей уступ небольшой высоты, примерно до 5 мм (рис. 35, а). Резец в этом случае устанавливают на станке так, чтобы главная режущая кромка располагалась перпендикулярно к оси детали по угольнику (рис. 35, б). Более высокие уступы подрезают поперечной подачей. Резец при этом устанавливают так, чтобы угол между главной режущей кромкой и плоскостью уступа составлял 5—10° (рис. 35, в).

Чтобы сократить время обработки ступенчатых валов, нужно соблюдать рациональную последовательность их обтачивания и постоянное продольное положение заготовок на станке.

Первое условие обеспечивается, если общая длина рабочих ходов резца будет наименьшей. Так, например, при черновом обтачивании ступенчатого вала (рис. 36) наименьшая длина рабочего хода резца получается при обработке по схеме 1, наибольшая — по схеме 4. Однако применение более выгодной последовательности обтачивания (по схеме 1) часто ограничивается резким перепадом глубины резаиия (в данном примере от 11 до 3,5 мм), который можно уменьшить, если воспользоваться схемами 2 или 3. Токарная обработка по схеме 4 применяется только в том случае, когда ступенчатые участки детали значительно отличаются по диаметру или ее жесткость не позволяет вести обработку с большой глубиной резания.

Постоянное продольное положение заготовок на стайке позволяет намного сократить время, расходуемое на пробные отсчеты и замеры длины при изготовлении деталей партиями. Для этого левый торец заготовки поджимают к регулируемому упору 4 (рис. 37, а), ввернутому во втулку 2 и зафиксированному контргайкой 3. Упор в собранном виде устанавливается в коническое отверстие шпинделя 1. Для этой же цели могут быть использованы торец, уступы или выточка кулачков токарного патрона.

Высокая точность продольного положения заготовок, устанавливаемых в центрах, достигается применением упорно-плавающего переднего центра (рис. 37, б). Такой центр состоит из корпуса 2, плавающего центра 5, поджатого пружиной 1 к закаленному упору 4, и стопорного винта 3 для зажима центра на время обработки данной детали.

При изготовлении деталей со ступенчатыми поверхностями крупными партиями заметное повышение производительности труда может быть достигнуто настройкой токарного станка по продольным и поперечным упорам.

Продольный упор (рис. 38, а) закрепляется на передней направляющей станины. Его положение устанавливают при изготовлении первой обрабатываемой детали, у которой линейные размеры выдерживают по разметке или лимбу. Для обработки нескольких ступеней на детали между упором и кареткой суппорта на направляющую станины укладывают мерные плитки. Короткие ступенчатые поверхности обрабатывают с помощью многопозиционных регулируемых упоров барабанного типа.

Пример обтачивания ступенчатого вала с помощью продольного упора и мерных плиток показан на рис. 38, б. Ступень а1 обтачивают до подхода суппорта к плитке 1. Сняв ее, обтачивают ступень а2 до момента, когда суппорт упрется в плитку 2. После этого удаляют плитку 2 и обтачивают ступень аз непосредственно до упора 3.

Автоматическое выключение механической подачи суппорта при подходе до упора осуществляется предохранительным механизмом фартука, рассчитанным на определенное усилие подачи. На станках, не имеющих такого механизма, подачу следует выключать за несколько миллиметров до подхода суппорта к упору. Оставшуюся длину обрабатывают перемещением суппорта вручную. Если ие выполнить это условие — поломка станка неизбежна.

Поперечные упоры (рис. 39) располагаются на суппорте. Их неподвижная часть 3 закрепляется на каретке, подвижная 2 с регулируемым стержнем 1 — на поперечных салазках. Для обработки нескольких ступеней разных диаметров между частями упора устанавливают мерные плитки соответственно высоте уступов. При пользовании такими упорами следует маховичок поперечного перемещения суппорта поворачивать плавно без приложения значительных усилий, иначе вследствие прогиба деталей упора установленный размер будет сбиваться.

Рис. 34. Деталь с односторонней (а) и двухсторонней (б) ступенчатостью

Рис. 35. Положение резцов при обработке ступенчатых поверхностей

Рис. 36. Схемы обтачивания ступенчатого вала

Рис 37. Шпиндельный упор (а) и упорно-плавающий центр (б)

Рис. 38. Продольный упор (а) и обтачивание ступенчатого вала с его помощью (б)

Рис. 39. Поперечный упор стайка 16К20

Наша компания принимает заказы на токарную обработку, чтобы сделать заказ или получить информацию по интересующим вопросам, свяжитесь с менеджерами нашей компании по телефону +7 996 904 62 67, по электронной почте sale@inmet16.ru или отправьте сообщение через форму обратной связи.