Механическая обработка тел вращения

Тела вращения

Примерами тел вращения являются:

1. Шар, который образован полукругом, вращающимся вокруг диаметра разреза.
2. Цилиндр, который образован прямоугольником, вращающимся вокруг одной из сторон.
3. Конус, который образован прямоугольным треугольником, вращающимся вокруг одного из катетов.
4. Тор, который образован окружностью, вращающейся вокруг прямой, не пересекающей его.

В условиях производства тела вращения делятся на три группы: фланцы, валы и гильзы. Их количественное соотношение выглядит следующим образом: 65 % - фланцы, 30 % - валы и около 5 % - гильзы. Наибольшее количество фланцев обусловлено тем, что в конструкциях узлов на каждом валу размещаются зубчатые колеса и проставки, а подшипники прикрыты крышками, все эти детали относятся к фланцам.

Механическая обработка тел вращения (на примере вала)

Заготовки валов являются штучными, поэтому для их получения они отделяются от исходного прутка, что осуществляется при помощи рубки или резания. Рубка проводится либо в холодном состоянии, либо с нагревом прутка. При нагреве материал становится более пластичным и при одном и том же усилии пресса можно рубить большие диаметры. Главными недостатками рубки являются неперпендикулярность торца относительно оси и «ужимины» на наружной поверхности заготовки. Улучшить условия рубки можно за счет использования специальной оснастки, где обе части (пруток и отделяемая заготовка) плотно зажаты. Резание может осуществляться при помощи ножовочных полотен, абразивных кругов, ленточными или дисковыми пилами. Чтобы приблизить форму заготовки к форме готовой детали применяется горячее пластическое деформирование. При малой серийности производства применяется свободная ковка. С увеличением серийности более целесообразно применение ротационной ковки и штамповки.

Особенность валов заключается в наличии на торцах гнезд - центровых отверстий. Данные отверстия не используется при работе вала в узле, но необходимы во время изготовления, отверстия являются технологической базой. Вал, который устанавливается центрах, лишен пяти степеней свободы - возможен только поворот вокруг оси. Процесс обработки начинается с подготовки технологической базы. В серийном производстве для этого часто используются фрезерно-центровальные станки. В первоначальном исполнении у таких станков имеются три позиции:

1. Загрузочно-разгрузочная позиция, куда заготовка устанавливается в тиски с призматическими губками.
2. Первая рабочая позиция, где выполняется обработка торцов обоих концов заготовки.
3. Вторая рабочая позиция, где осуществляется центрирование заготовки с двух сторон.

В современных станках имеется четвертая позиция. В данной позиции осуществляется обтачивание крайней ступени. Рабочим инструментом является вращающийся снаружи от заготовки резец. Режущая часть резца обращена в сторону вращения оси. Головка с вращающимся резцом имеет осевую подачу, благодаря этому конец вала после обработки приобретает проточку, концентричную оси, которая образована центровыми гнездами.

Подготовленный вал поступает на токарную обработку для которой в последнее время используются токарные станки с числовым программным управлением патронно-центрового исполнения. Левый конец вала зажимается за проточенную ранее шейку, а правый конец поджимается центром задней бабки. В осевом направлении вал базируется благодаря упору левого торца в ступеньку. Данный способ базирования лишает заготовку пяти степеней свободы, как при установке в центрах, но есть существенное различие. Опорной базой является левый торец заготовки, что исключает возможность погрешности базирования, потому что этот конец одновременно является измерительной базой, от которой отсчитываются линейные размеры ступеней вала. В данном случае также существенно возрастает жесткость технологической системы. Описанная установка заготовки позволяет выполнить обработку в один установ всех наружных поверхностей, что способствует высокой точности линейных размеров и взаимного расположения.