Общие сведения о закреплении деталей в центрах
После обработки одного конца детали заготовку снимают с центров, хомутик переставляют на уже обработанный участок, затем деталь переворачивают и повторно устанавливают в центрах для обработки второго конца. Такой способ обеспечивает высокую точность взаимного расположения поверхностей.
Если центровые отверстия выполнены правильно, а центры станка точно изготовлены и установлены, поверхности детали, обработанные при разных установках, будут концентричными, то есть иметь общую ось. Это является основным преимуществом обработки в центрах.
На большинстве предприятий центрование заготовок выполняют заранее на специальных центровочных или фрезерно центровальных станках. Однако на практике нередко центрование приходится выполнять непосредственно токарю, поэтому знание способов разметки и сверления центровых отверстий имеет большое значение.
Форма и размеры центровых отверстий
Наиболее распространенной является форма центрового отверстия с рабочим конусом, имеющим угол при вершине 60 градусов. В ряде случаев дополнительно выполняется защитный конус с большим углом, который предохраняет рабочую поверхность от повреждений при случайных ударах.
Точное соблюдение угла рабочего конуса имеет решающее значение. Если угол центрового отверстия отличается от требуемых 60 градусов, а центр станка изготовлен правильно, соприкосновение будет происходить не по всей поверхности, а по узкой линии. Это приводит к быстрому износу центрового отверстия, нарушению положения детали и возможному браку.
Цилиндрическую часть центрового отверстия со стороны задней бабки заполняют густой смазкой. В процессе работы она нагревается, равномерно распределяется и снижает трение между центром и заготовкой.
Размеры центровых отверстий должны быть оптимальными. Слишком малые отверстия быстро изнашиваются и ухудшают точность установки. Слишком большие портят внешний вид детали и ослабляют торец. При выборе размеров руководствуются таблицами рекомендуемых значений и следующими правилами: центровые отверстия на обоих торцах детали должны быть одинаковыми, при легких режимах допускается уменьшение размера, а при тяжелых условиях обработки допустимо увеличение.
Разметка центровых отверстий
На торцах массивных и тяжелых заготовок положение центровых отверстий определяют разметкой. Для этого используют циркуль, установив расстояние между ножками примерно равным радиусу детали. Последовательно наносят несколько дуг на торце заготовки, внутри которых визуально определяется центр.
Для заготовок из точного проката или для деталей с малым припуском более точную разметку выполняют разметочным угольником. Угольник прикладывают к торцу детали, проводят риску, затем поворачивают его и проводят вторую. Точка пересечения рисок соответствует центру. После разметки выполняют накернивание.
Небольшие заготовки диаметром до 40 мм допускается накернивать без предварительной разметки с использованием специальных приспособлений.
Инструменты для центрования
Цилиндрическая часть центрового отверстия сверлится спиральным сверлом соответствующего диаметра. Формирование конической части производится зенковкой. При малых диаметрах отверстий используют зенковки малого размера, а при больших диаметрах применяют специальные центровочные инструменты.
Наиболее производительным является применение комбинированных центровочных сверл, которые за один проход формируют цилиндрическую и коническую части отверстия. Для выполнения отверстий с защитным конусом применяются специальные сверла соответствующей конструкции.
Сверление центровых отверстий
Центровые отверстия в небольших заготовках из проката или ранее обработанных деталей часто сверлят без разметки. Заготовку закрепляют в самоцентрирующем патроне, а центровочный инструмент устанавливают в пиноль задней бабки. После сверления первого отверстия заготовку переворачивают и обрабатывают второй торец.
Размеченные и закерненные заготовки центрируют иначе. В шпиндель устанавливают патрон с центровочным инструментом, заготовку придерживают за боковую поверхность или за установленный хомутик. При включенном вращении заготовку подают на инструмент перемещением пиноли задней бабки.
Центры токарного станка
Обыкновенный центр состоит из рабочей части и хвостовика. Рабочая часть имеет коническую поверхность с углом 60 градусов. Хвостовик служит для установки центра в коническое гнездо шпинделя или пиноли. Поверхности центра должны быть чистыми и без повреждений.
Для заготовок малого диаметра применяют обратные центры, при которых заготовка имеет наружные конические поверхности, а сам центр имеет углубление. Для обработки деталей с большим центральным отверстием используются специальные центры с рифленой поверхностью. Для обработки торцов применяют полуцентры, позволяющие подвести резец к торцу без помех.
Центры изготавливают закаленными и шлифованными. Передние центры обычно делают из углеродистой инструментальной стали, так как они вращаются вместе с деталью и не нагреваются. Задние центры испытывают значительные нагрузки и трение, поэтому изготавливаются из более прочных сталей или оснащаются твердосплавными наконечниками.
Уход за центрами
Для точной установки детали ось центра должна совпадать с осью вращения шпинделя. Проверку выполняют визуально или с помощью индикатора. При обнаружении биения центр заменяют или прошлифовывают непосредственно на станке с применением специального приспособления. При шлифовании необходимо защищать направляющие станка от абразивной пыли.
Вращающиеся центры
Для уменьшения износа заднего центра при высоких скоростях применяются вращающиеся центры. В такой конструкции рабочий конус вращается на подшипниках, а осевые нагрузки воспринимаются упорным подшипником. Это снижает нагрев, повышает долговечность и улучшает качество обработки.
Хомутики
Хомутик служит для передачи вращения от поводкового патрона к детали. Обычный хомутик надевается на заготовку и закрепляется болтом, а его хвост взаимодействует с поводком. Существуют также самозахватывающиеся хомутики, которые автоматически заклиниваются на валу под действием пружины и силы вращения.
Поводковые патроны
Поводковый патрон предназначен для безопасной передачи вращения детали при работе в центрах. Его конструкция обеспечивает размещение хомутика и поводка внутри корпуса, что снижает риск травмирования рабочего.
Практические рекомендации по работе в центрах
При выборе хомутика необходимо учитывать диаметр заготовки. Отверстие хомутика должно обеспечивать свободную установку, но не быть слишком большим. При установке хомутика на обработанную поверхность между деталью и хомутиком следует прокладывать медную прокладку.
Перед установкой центров необходимо тщательно очищать конические гнезда и хвостовики центров, а также рабочие поверхности центров и центровые отверстия детали. Попадание стружки или грязи приводит к перекосу установки.
Особое внимание уделяют смазке заднего центра. Смазку необходимо периодически обновлять, отводя пиноль задней бабки и добавляя смазочный материал. Применяются различные составы на основе тавота с добавками мела или серы.
Поджатие заднего центра должно быть оптимальным. При слабом поджатии возникает вибрация, при чрезмерном поджатии центр может заклинить, а деталь изогнуться. Правильным считается такое поджатие, при котором деталь можно повернуть вручную без значительного усилия.
Для тяжелых условий обработки используют задние центры с постоянной подачей смазки, обеспечивающие автоматическое поступление масла к трущимся поверхностям.
При обработке длинных деталей необходимо учитывать тепловое удлинение заготовки и периодически проверять поджим заднего центра.
При серийной обработке рекомендуется иметь два хомутика, что позволяет сократить вспомогательное время.
Детали, подлежащие обработке в центрах
Установка детали в центрах обязательна в следующих случаях: при многоустановочной обработке, когда требуется высокая концентричность поверхностей; при подготовке деталей к последующей шлифовке в центрах; при восстановительном ремонте деталей, для которых важно сохранить исходную ось.
