Технологический процесс токарной обработки втулок

 

Общие сведения о токарной обработке втулок. К классу втулок относятся детали со сквозным отверстием и с наружной гладкой или ступенчатой поверхностью. Втулки широко используются в машинах, Основным техническим требованием большинства втулок является концентричность наружных и внутренних поверхностей и перпендикулярность одной или обеих торцовых поверхностей втулки ее оси.

По форме втулки можно разделить на следующие четыре группы:

1) гладкие;
2) с гладким отверстием и ступенчатой наружной поверхностью;
3) с гладкой наружной поверхностью и ступенчатым отверстием;
4) со ступенчатыми отверстием и наружной поверхностью.

 

Втулки изготовляют из пруткового материала и заготовок, отлитых из чугуна и цветных металлов и реже кованых и штампованных. За последнее время стали применять втулки из пластмасс.

Токарная обработка гладких втулок из прутка. Рассмотрим наиболее характерные примеры обработки гладких втулок. Такие втулки диаметром до 160 - 180 мм обычно изготовляются из прутка.

Обработка единичной гладкой втулки (рис. 374, а) производится из отрезанной от прутка Ø 45 мм заготовки длиной 80 мм в патроне за одну операцию. В первой установке подрезается торцовая поверхность заготовки (рис. 374, б), затем она обтачивается на Ø 40 мм (рис., 374 в), сверлится Ø 22 мм на длине 58 мм (рис. 374, г), растачивается на Ø 24 мм на длине 56 мм (рис. 374, д) и отрезается на длину 51 мм (рис. 374, е). Во второй установке подрезается другой торец (рис. 374, ж) и выдерживается длина 50 мм.

Если наружная поверхность должна быть обработана по 3-му или 4-му классу точности, то ее необходимо обтачивать от двух до трех раз. То же относится и к отверстию. Если отверстие втулки должно быть изготовлено по 2, 2а, 3 или 3а классам точности, то растачивать его потребуется два-три раза. При растачивании отверстия расточным резцом достигают строгой концентричности наружной поверхности втулки к ее отверстию при обработке их с одной установки. При партии втулок 10, 20 шт. и более, т. е. при серийном производстве, такие гладкие втулки обрабатываются за несколько операций с применением упоров и лимбов. В этом случае целесообразно обрабатывать втулки из длинного прутка, если его диаметр меньше диаметра отверстия в шпинделе.

 

 

Неточное отверстие с чистотой поверхности Δ 2 - Δ 3 можно обработать сверлом. При повышенных требованиях к точности и чистоте поверхности отверстия используют расточный резец при небольшой партии втулок (5 - 10 шт.). При большой партии рекомендуется после сверла применять резец или зенкер и одну или две развертки.

Если точное отверстие втулки обрабатывается начисто одной или двумя развертками, то для получения строгой концентричности наружной поверхности к отверстию необходимо вводить дополнительное обтачивание при установке втулки на точную центровую или консольную оправку.

 

 

 

При чистовом обтачивании малой партии гладких втулок иногда токари применяют самоцентрирующий патрон с расточенными сырыми кулачками. Растачивают кулачки строго по наружному диаметру закрепляемой втулки. Время обработки втулки можно уменьшить, если совместить черновое обтачивание наружной поверхности со сверлением отверстия. Отрезать втулку от прутка рекомендуется отрезным резцом, установленным в заднем резцедержателе на поперечных салазках.

 

Токарная обработка гладких втулок из штучных заготовок.

 

При серийном производстве гладкие втулки с наружным диаметром более 30 -- 40 мм обрабатывают обычно из штучных загоговок, так как пруток не проходит сквозь отверстие в шпинделе станка. В этом случае пруток предварительно разрезается на мерные заготовки. Например, необходимо обработать 50 втулок (чертеж втулки показан на рис. 375, а).
В операции I пруток диаметром 85 мм на дисковой пиле разрезают на заготовки длиной 95 мм.

В операции II заготовку устанавливают в кулачки самоцентрирующего патрона, в котором обтачивают наружную поверхность начерно до Ø 82 мм на длине 50 мм (рис. 375, б), подрезают торец, снимая припуск 2 мм (рис. 375, в) и сверлят отверстие сверлом Ø 28 мм (рис. 375, г) на всю длину заготовки.

В операции III заготовку устанавливают в патрон обработанной поверхностью и обтачивают оставшуюся необработанной наружную поверхность то же до Ø 82 мм (рис. 375, д). Затем подрезают другую торцовую поверхность в размер 90 мм по длине (рис. 375, е) и начисто растачивают просверленное отверстие до Ø 30 мм (рис. 375, ж).
При большей точности отверстия после растачивания применяют развертывание или зенкерование и развертывание, или дополнительно растачивают резцом.

В операции IV заготовку устанавливают на оправке и обтачивают начисто наружную поверхность Ø 80 мм (рис. 375, з).
Для обработки втулок диаметром более 80 мм часто используют заготовки в виде отливок и реже в виде поковок. Заготовки для таких втулок обычно изготовляют с отверстиями.

При обработке единичных втулок заготовку обычно принимают на 20 -- 30 мм длиннее требуемой длины, чтобы ее можно было установить и закрепить в кулачках патрона за эту удлиненную часть, которую затем отрезают. На рис. 376 показаны эскизы технологического процесса обработки втулки (см. рис. 375, а) из отлитой заготовки.

Начинается обработка с подрезания торца (рис. 376, а), затем производятся обтачивание (рис. 376, б), растачивание (рис. 376, в) и отрезание (рис. 376, г). Так как втулка обрабатывается за одну установку, концентричность наружной поверхности ее к о1верстию достигается достаточно высокая (0,03 - 0,05 мм).

При изготовлении партии аналогичных втулок (диаметром более 100 мм) заготовки отливают с отверстием, но без увеличения их длины на 20 - 30 мм, и обработку производят так, как показано на рис. 375 (сверление отверстия в этом случае не требуется).

 

 

 

Токарная обработка ступенчатых втулок с гладким отверстием.

 

У ступенчатых втулок наружная поверхность состоит из отдельных участков разных диаметров, а иногда разных размеров по ширине. При повышенных требованиях к концентричности наружных поверхностей ступеней втулки к ее отверстию рекомендуется чистовое обтачивание производить на оправке при базировании ее по отверстию.

Ступени втулки рекомендуется обтачивать подрезным резцом, несмотря на то, что его стойкость меньше, чем у проходного резца. Следует применять вместо двух резцов один как для обтачивания, так и для подрезания уступов ступеней, так как в этом случае не требуется дополнительно повертывать резцедержатель.

Для ступенчатых втулок при средне- и крупносерийном
производстве заготовки обычно изготовляют отливкой и реже ковкой и лишь при малых перепадах ступеней - из проката.
При обработке ступенчатых втулок мелкими партиями широко используют продольные и поперечные лимбы и упоры.

Рассмотрим пример токарной обработки втулки, показанной на рис. 377, а. При обработке 5 - 10 втулок следует принимать заготовку, отрезанную от прутка Ø 105 мм и длиной 124 мм.

 

 

 

В операции I заготовку устанавливают в самоцентрирующий патрон и в первом переходе проходным отогнутым резцом подрезают торец на длину 122 мм (рис. 377, б). Во втором переходе подрезным резцом обтачивают предварительно наружную поверхность на Ø 82 мм за 2 - 3 прохода на длине 89 мм, оставляя 1 мм припуска для чистового подрезания уступа (рис. 377 в). В третьем переходе обтачивают предварительно меньшую ступень втулки на Ø 62 мм на длине 49 мм (рис. 377, г). После этого в четвертом переходе сверлят отверстие Ø 36 мм на всю длину втулки (рис. 377, д) и в пятом переходе растачивают его на Ø 38 мм (рис. 377, е).

В операции II заготовку устанавливают обработанной поверхностью Ø 62 мм в самоцентрирующем патроне и в первом переходе подрезают торец на длину 120 мм (рис. 377, ж). Во втором переходе предварительно обтачивают большую ступень втулки на ф 102 мм (рис. 377, з) и в третьем переходе растачивают отверстие окончательно на Ø 40А₃ мм (рис, 377, и). При наличии развертки соответствующего диаметра целесообразно отверстие развертывать с предварительным растачиванием его на Ø 39,7 - 39,8 мм резцом или зенкером.

В операции III заготовку устанавливают на оправке и обтачивают начисто все три ступени втулки и подрезают два уступа (рис, 377, к, л, м).
Приведенная технология применяется тогда, когда к концентричности наружных поверхностей втулки и ее отверстию предъявляется высокая точность (0,03 - 0,08 мм).