Основные операции и работы,выполняемые на токарном станке. Закрепление деталей. Последовательность операций Закрепление детали в определенном положении

В зависимости от заданной точности, размеров и конфигурации деталей их

обрабатывают на токарных станках в центрах и в патронах, на угольниках и

оправках.

Обработка в центрах . Самым распространенным способом обработки деталей

типа валов является обработка в центрах, при этом в торцовых поверхностях заготовки делают центровые отверстия. Для передачи заготовке вращения служат поводковый патрон и хомутик, закрепляемый винтом на конце заготовки. Свободный конец хомутика с помощью паза или пальца поводкового патрона приводит деталь во вращение.

Преимуществом обработки в центрах является то, что при установке детали

отпадает какая-либо необходимость в ее выверке.

На токарных станках применяются различные типы центров.

При чистовом точении с большими скоростями и незначительными нагрузками центра следует оснащать вставками из твердого сплава марки ВК6, при

получистовом точении со средними скоростями и нагрузками - марки Т5К10, при черновом точении с небольшими скоростями, но значительными нагрузками - марки ВК8.

Задний центр токарного станка в отличие от переднего играет роль подшипника, так как между ним и заготовкой происходит относительное движение, а

следовательно, и трение. Поэтому при обработке деталей на больших скоростях (v >75 м/мин) применяют вращающиеся задние центра с шарико- или роликоподшипниками, конструкции которых стандартизованы для малых, средних и тяжелых нагрузок.

Недостатком вращающихся центров является их малая жесткость и склонность вызывать вибрации при резании, в особенности при некотором износе и увеличении зазоров в подшипниках.

В процессе обработки деталь нагревается и длина ее увеличивается, что

приводит к повышению нагрузки на центра и к искривлению детали. Во избежание искривления в некоторых современных станках применяется такая конструкция пиноли задней бабки, которая дает возможность свободного удлинения детали (благодаря введению компенсирующих устройств с тарельчатыми пружинами).

Базирование деталей на центрах станка не обеспечивает стабильного положения их вдоль оси , так как глубина центровых отверстий может быть различной.

Чтобы обеспечить одинаковое базирование всех деталей вдоль оси при

различной глубине центровых отверстий в передней бабке токарного и

многорезцового станков, применяют плавающие центра. При установке той же детали на плавающий передний центр положение левого торца вала для заготовок всей партии будет определяться упором и сохраняться постоянным В этом случае установочная и измерительная базы совместятся, и погрешность базирования будет равна нулю.

Применение поводкового патрона с хомутиком связано с рядом недостатков. К ним относятся: большое вспомогательное время на установку и снятие хомутика; невозможность обработки детали по всей длине без ее перестановки; трудность обеспечения безопасных условий работы из-за выступающих частей у хомутика и поводкового патрона и т. п.

Указанных недостатков не имеют быстродействующие поводковые устройства современных конструкций, которые обеспечивают как правильное базирование детали, так и передачу крутящего момента без использования хомутика.

При обработке длинных деталей , когда отношение длины детали к ее диаметру l:d>12-15, применяют люнеты. Различают подвижные и неподвижные люнеты.

Нежесткие ступенчатые и особо тяжелые детали обрабатывают с помощью

неподвижного люнета, который устанавливают и закрепляют на станине станка.

При обработке нежестких гладких цилиндрических деталей на станке с высотой центров менее 500 мм применяют подвижный люнет, который устанавливается и закрепляется на суппорте и в процессе работы перемещается вместе с ним.

Для установки детали с неподвижным люнетом необходимо проточить на ней шейку под кулачки люнета. Так как шейка является для детали

дополнительной базой, то она должна быть обработана с минимальными

отклонениями от геометрической формы. Если в качестве заготовки применяют холоднотянутый прокат, то кулачки люнета устанавливают по необработанной поверхности.

При обработке особо нежестких валов, когда проточить шейку под кулачки

люнета трудно, вместо нее используют втулку с обработанной наружной

поверхностью. Такая втулка закрепляется на валу с помощью восьми болтов (по четыре у каждого конца втулки). Положение ее относительно центровой линии станка проверяется по ее наружной поверхности и регулируется при помощи ввернутых болтов. Наружная поверхность такой втулки и будет являться опорой для кулачков люнета.

При обработке детали с подвижным люнетом шейку протачивать на ней не

надо, так как базой для установки кулачков 1 люнета служит обработанная поверхность, по которой они и перемещаются. При использовании подвижного люнета расстояние а между точкой приложения усилия резания и опорой, создаваемой кулачками, остается постоянным в течение всей обработки детали.

Обработка в патронах . В патронах обрабатываются, как правило, жесткие и

короткие (l:d= 1,5) детали.

Для закрепления тонкостенных втулок с обработанными наружными

поверхностями применяют дополнительные кулачки с увеличенными рабочими поверхностями.

Для установки тонких дисков при обработке торцовых поверхностей

применяют электромагнитные патроны и патроны с постоянными магнитами.

Обработка на угольниках . В тех случаях, когда форма детали не позволяет

установить и закрепить ее в патроне или непосредственно на планшайбе, применяют дополнительное устройство в виде угольника, который крепится непосредственно к планшайбе. На угольниках с несимметричным расположением вращающихся масс относительно оси шпинделя необходимо произвести балансировку путем прикрепления к планшайбе груза.

Обработка на оправках . При обтачивании наружных поверхностей у деталей с уже точно обработанным отверстием для установки и закрепления их применяют оправки. Имеются различные конструкции оправок.

Коническая. Средняя часть оправки изготовляется с очень небольшой конусностью - 1/2000.

Диаметр D1 делается несколько меньше наименьшего возможного диаметра отверстия обрабатываемой детали. Деталь насаживается на оправку ударами медного молотка или под прессом и удерживается на ней силой трения. Недостатком конусной оправки является то, что положение детали на ней зависит от величины допуска на изготовление. Для работы на настроенном станке такая оправка непригодна.

Гладкие оправки.

Чтобы снять обработанную деталь с оправки, достаточно немного отвернуть

гайку и убрать шайбу, имеющую вырез. Диаметр D2 рабочей части оправки выполняется по скользящей посадке 7 квалитета. Таким образом, возможная погрешность установки детали лежит в пределах зазора при указанной посадке и данном диаметре отверстия в детали.

Разжимные оправки применяют для закрепления деталей, у которых разница в диаметрах отверстий может доходить до 0,5-2,0 мм.

Оправки с тарельчатыми пружинами являются более точными, чем рассмотренные выше. Они применяются для закрепления небольших деталей.

Наибольшей точности обработки детали можно достигнуть в том случае, когда весь процесс обработки ведется от одной базы с одной установкой, так как ввиду возможных смещений при каждой новой установке вносится ошибка во взаимное расположение осей поверхностей. Так как в большинстве случаев невозможно полностью обработать деталь на одном станке и приходится вести обработку на других станках, то в целях достижения наибольшей точности необходимо все дальнейшие установки детали на данном или другом станке производить по возможности на одной и той же базе.

Принцип постоянства базы состоит в том, что для выполнения всех операций обработки детали используют одну и ту же базу.

Если по характеру обработки это невозможно и необходимо принять за базу другую поверхность, то в качестве новой базы надо выбирать такую обработанную поверхность, которая определяется точными размерами по отношению к поверхностям, наиболее влияющим на работу детали в собранной машине.

Надо всегда помнить, что каждый переход от одной базы к другой увеличивает накопление погрешностей установок (погрешностей положения обрабатываемой детали относительно станка, приспособления, инструмента).

При выборе баз различного назначения надо стремиться использовать одну и ту же поверхность в качестве различных баз, так как это тоже способствует повышению точности обработки.

В этом отношении целесообразно в качестве измерительной базы использовать установочную базу, если это возможно; еще более высокой точности обработки можно достигнуть, если сборочная база является одновременно установочной и измерительной. В этом и заключается принцип совмещения баз.

Решение вопроса о возможности использования установочной базы в качестве измерительной зависит от того, какой размер детали должен быть точно выдержан и от какой поверхности при измерении может быть произведен отсчет размера.

По рис. 3.4.а точно выдерживается размер х ; отсчет этого размера производится от поверхности А-А, которая в данном случае является одновременно измерительной и установочной базой.

По рис. 3.4.б точно выдерживается размер у , отсчет его производится от поверхности В-В, которая, следовательно, является в этом случае измерительной базой; установочной же базой по-прежнему служит поверхность А-А, на которую в обоих случаях устанавливается обрабатываемая деталь.

Рисунок 3.4 - Установочная и измерительная базы

Размеры базы должны позволять получить надежное, прочное крепление детали, обеспечивающее неизменность ее положения во время обработки; базирующие поверхности не должны деформироваться от воспринимаемой ими силы, возникающей при обработке; они должны быть расположены так, чтобы непосредственно воспринимать силу резания и силы зажатия и быть возможно ближе к обрабатываемым поверхностям. Для соблюдения указанных требований необходимо обеспечить плотное прилегание обрабатываемой детали к опорным поверхностям приспособления или станка. Это достигается соответствующими зажимными устройствами, которые закрепляют деталь достаточно жестко, не деформируя ее.

Упругие деформации детали, возникающие от сил зажатия, как и от силы резания, оказывают значительное влияние на точность обработки, особенно при недостаточной жесткости, так как точно обработанная поверхность детали, деформированной силами зажатия, после снятия детали с приспособления может стать искаженной вследствие обратных деформаций детали, освобожденной от сил зажатия. Чтобы деталь не деформировалась при зажатии, необходимо зажимным силам противопоставить реакции опор, располагаемых так, чтобы обрабатываемые поверхности детали были жестко подперты и чтобы силы зажатия создавали в обрабатываемой детали только напряжение сжатия. В основу расчета силы зажатия должна быть положена величина силы резания с учетом ее направления и точки приложения.

Обработка детали начинается с поверхности, которая служит установочной базой для дальнейших операций. Для обработки этой поверхности, т. е. для выполнения первой операции, в качестве черновой базы приходится принимать, как уже упоминалось, необработанную поверхность, которая должна быть по возможности чистой, гладкой и ровной, без заусенцев и уклонов (последние применяются при изготовлении отливок, поковок, штамповок). При отсутствии поверхности, удовлетворяющей этим требованиям, у заготовок делают специальные установочные бобышки, на которые деталь базируется при обработке ее установочной поверхности (установочной базы),

Далее, когда обработана установочная поверхность, обрабатывают остальные поверхности, соблюдая при этом определенную последовательность и имея в виду, что обработка каждой последующей поверхности может искажать ранее обработанную поверхность. Это происходит по той причине, что снятие режущим инструментом слоя металла с поверхности детали вызывает перераспределение внутренних напряжений в материале детали, что приводит к ее деформации.

В связи с указанным явлением сначала обрабатывают поверхности, к точности которых предъявляются меньшие требования, а потом поверхности, которые должны быть более точными. Последней обрабатывается поверхность, которая должна быть наиболее точной и имеет наибольшее значение для работы детали в собранной машине. Если по условиям обработки эту поверхность необходимо обработать раньше, то после обработки всех остальных поверхностей ее надо повторно обработать для выверки и придания ей окончательного размера.

Например, обработку зубчатых колес обычно начинают с обработки отверстия, так как оно (как уже упоминалось выше) служит базой для дальнейших операций. Но так как это отверстие сопрягается с поверхностью вала, на который надевается данное колесо, совместно с ним работает в собранной машине и, следовательно, должно быть очень точным, так как является сборочной базой, то после ряда операций обработка зубчатого колеса заканчивается шлифованием отверстия.

При необходимости точной обработки в качестве установочных баз следует по возможности выбирать основные базы, а не вспомогательные, так как при этом обработка может быть произведена с минимальной погрешностью. При обработке от вспомогательных баз всегда возникают дополнительные погрешности.

Если при выполнении некоторых операций есть опасность получения брака из-за специфических условий обработки, то эти операции следует выполнять в начале процесса обработки, по возможности раньше, благодаря чему в случае брака будет устранена лишняя работа.

Метод крепления и установки заготовки в станке выбирают с учетом точности обработки, габаритов и жесткости материала. Обработка в центрах — это один из широко используемых методов точения деталей на токарном оборудовании.

Когда применяется крепление в центры

установка заготовки с помощью оправки: 1 — оправка средняя часть; 2 — лыска; 3 — центровые отверстия; 4 — заготовка

Так протачивают длинные детали, у которых длина пятикратно превышает поперечник;
если нужно создать концентричность поверхностей во время фиксации;
дальнейший этап точения проходит на шлифовальном оборудовании;
технология не предусматривает другие методы.

Технология крепления

Заготовка фиксируется в центрах с использованием специальных оправок. Для этого конус оправки не должен превышать 1:2000. На подготовительном этапе в торцах детали делают центральные выемки, в которые будут вставлены верхушки обоих центров. Оправку обрабатывают смазкой и плотно натягивают болванку. Для большей плотности по концу оправки аккуратно постукивают деревянным чурбачком. Закрепление детали в оправках такого типа может меняться в зависимости от ее поперечника.

Движение болванке передается посредством поводкового патрона, который надевается на резьбу шпинделя. Палец поводкового патрона принуждает болванку к вращению. Этот метод более опасен для оператора станка, поэтому предпочтительнее использовать планшайбу поводкового типа с защитным кожухом. Болт закрепляют хомутиком, который опирается на лыску оправки.

Установка заготовок с отверстиями (например, зубчатых колес или втулок) происходит с использованием центровых оправок разнообразной формы. Один из типов оправок имеет шейку в форме цилиндра, на нее надевают заготовку и закрепляют шайбой с гайкой. Гайка прижимается к буртику и фиксирует полученную конструкцию. Слева при помощи винта крепится хомутик. Деталь фиксируется в станке для точения выемками на торцевых участках оправки.

Конструкции центров

Центры для токарной обработки могут иметь различную конструкцию. Самая распространенная представляет собой конус, на него надевается заготовка, а также хвостовик конической формы. Хвостовик должен совпадать с отверстиями пиноли и шпинделя станка.

Для закрепления заготовок с внешними конусами используются обратные центры. Конусообразное окончание должно совпадать с серединой хвостовика. Чтобы проверить совпадение в шпиндель вставляется центр и запускается на малых оборотах. Об исправности детали говорит отсутствие биения.

Задний центр чаще всего неподвижный, передний вращается с заготовкой и шпинделем. В результате трения выходят из строя обе поверхности, поэтому необходимо наносить смазку:

мела — 25%;
тавота — 65%;
графита — 5%;
серы — 5%.

Перед смешиванием необходимо растереть в порошок без комков серу и мел. Если не использовать смазку, поверхности центров разрушатся, изменится их конфигурация.

Во время точения заготовок на больших скоростях центры быстрее изнашиваются, увеличивается отверстие в торце самой детали. Чтобы уменьшить разрушение заднего конуса на него наплавляют износостойкий слой.

Стандартный центр используют при скоростях до 120 оборотов в минуту. Во время работы с громоздкими и тяжелыми заготовками на высоких оборотах, при выборке крупной стружки жесткости конструкции мало: деталь начинает вибрировать и может отжаться.

Поэтому используют вращающиеся центры, смонтированные в заднюю стойку. Он содержит шпиндель, который крутится в радиально-упорном подшипнике. При высоких нагрузках предпочтительнее роликоподшипник, при средних — шарикоподшипник.

Отладка оборудования

Чтобы во время точения получилась деталь цилиндрической формы, нужно совместить центры с осью шпинделя и передвигать по ней резак.

Правильность отладки проверяется так: оба центра придвигаются друг к другу. Когда их верхушки совмещаются, можно закреплять заготовку и приступать к ее обтачиванию.

В противном случае необходимо проверить положение задней стойки, иначе поверхность детали невозможно будет вывести в конус. Иногда центры не совпадают из-за мусора в шпинделе и пиноли, поэтому предварительно их прочищают. Если после всех процедур биение продолжается, его требуется заменить.

Проверив положение, можно закреплять заготовку:

Пиноль выдвигаем из стойки на 35 — 45 мм.
Задняя стойка перемещается вдоль станины и фиксируется в нужном месте.
Обрабатываем выемку в заготовке, которая будет совмещаться с задней стойкой.
Совмещаем болванку с передним центром и, придерживая, вставляем конус задней стойки в подготовленную выемку детали. Вылет пиноли из задней стойки должен быть небольшим. Чем меньше вылет, тем устойчивее и жестче пиноль.
Прокручиваем болванку, поджимаем пиноль в стойке.

Необходимо иметь в виду, что во время точения инструмент нажимает на заготовку. В результате чего при плохой фиксации или неправильном положении резака деталь может вылететь. Поэтому установка и крепление в центрах это очень важный момент при токарной обработке.

Видео демонстрирует токарную обработку детали, зафиксированной в центрах:

Трехкулачковые самоцентрирующие патроны. Существует несколько типов самоцентрирующих трехкулачковых патронов с ручным приводом, различающихся между собой устройством для перемещения кулачков. Независимо от особенностей этих устройств перемещение кулачков патрона во всех случаях происходит одновременно и с одинаковой скоростью. Благодаря этому ось цилиндрической поверхности, предназначенной для закрепления детали в патроне, должна совпасть с осью вращения шпинделя станка.

Наиболее широкое применение получил спиральный самоцентрирующий трехкулачковый патрон (рис. 46). В корпусе 3 этого патрона заложена стальная коническая шестерня 4, на обратной стороне которой имеется спиральная канавка. На кулачках 2 патрона сделано несколько выступов, которые входят в спиральную канавку шестерни 4. При вращении одной из трех шестерен 1 посредством ключа (квадратный хвост которого входит в такое же отверстие в торце шестерни) вращается шестерня 4. Под действием спирали, нарезанной на обратной стороне этой шестерни, кулачки будут перемещаться в пазах корпуса патрона, что и требуется для закрепления детали.

Рассматриваемый патрон имеет два комплекта кулачков. Один из этих комплектов (кулачки 2) используется для закрепления детали за ее внутреннюю, а другой (кулачки 5) - за ее наружную поверхность.

При небольшом диаметре наружной поверхности, за которую деталь закрепляется в патроне, можно использовать и кулачки 2. Кулачки> в этом случае соприкасаются с деталью поверхностями А. Такой способ особенно часто применяется при изготовлении деталей из прутка, пропущенного через отверстие в шпинделе. Кулачки 5 используются иногда для закрепления детали за поверхность отверстия. Они соприкасаются в этом случае с деталью поверхностями В и работают, как говорят, «на разжим».

При замене одного комплекта кулачков другим необходимо вводить в паз корпуса сначала тот кулачок, на котором имеется цифра 1 (или одна точка, намеченная керном). После того как при вращении большой шестерни первый выступ этого кулачка войдет в спиральную канавку, можно вводить в следующий паз кулачок с цифрой 2, а затем (в последний паз) кулачок с цифрой 3. При правильной сборке патрона все кулачки, доведенные вращением большой шестерни до центра, должны плотно касаться друг друга. При неправильной сборке патрона коснутся только два кулачка, а третий не будет касаться остальных. В этом случае следует вывести все кулачки и ввести их снова в пазы корпуса патрона, как это было указано выше.

Биение точно обработанной детали, закрепленной в новом спиральном патроне, составляет 0,06-0,12 мм (в зависимости от диа>метра патрона). Величина этого биения быстро возрастает вследствие износа рабочих поверхностей спирали шестерни и выступов кулачков. Точность центрирования патроном зависит и от состояния пазов, по которым перемещаются кулачки. При износе этих пазов кулачки при закреплении детали отходят от корпуса патрона (рис. 47) и положение детали получается неправильным.

Для повышения точности центрирования патроном можно пользоваться чугунной разрезной втулкой (рис. 48, а).

Эту втулку, обработанную начерно, разрезают, зажимают в кулачки патрона и растачивают по диаметру детали, которая будет в ней обрабатываться. На время растачивания в место разреза кладут медную прокладку, которая после растачивания вынимается.
Положение втулки относительно кулачков должно быть постоянным, поэтому на втулке и на каком либо кулачке надо сделать отметки мелом или закернить. Лучше, однако, если в боковую поверхность втулки ввернуть небольшой винт, который во время работы должен плотно прилегать всегда к какому-нибудь одному из кулачков патрона. Заплечик у втулки следует делать для того, чтобы она не смещалась вдоль оси патрона.

При больших размерах детали разрезная втулка плохо пружинит. В этих случаях также с целью улучшения центрирования на кулачки патрона надеваются и закрепляются стопорными винтами чугунные кольца (рис. 48, б). Головки винтов не должны выступать над поверхностью колец. Установив кулачки в положение близкое к требуемому для закрепления данной детали, делают в кольцах выточку по диаметру> детали.

Разрезная втулка и кольца повышают точность установки детали и, кроме того, предохраняют поверхность ее от повреждений кулачками патрона.

Расширение пределов применения трехкулачкового патрона. Для закрепления некоторых деталей, например, длинных (рис.49, а) , или,наоборот, коротких, но больших диаметров (рис. 49, б), могут, быть очень полезны специальные накладные кулачки, подобные показанным на рисунках. На этих рисунках: 1 - корпус патрона; 2 -основные кулачки; 3 - накладные кулачки; 4 - обрабатываемая деталь.

Накладные кулачки часто изготовляют сырыми (незакаленными), что дает возможность протачивать рабочие поверхности кулачков после их закрепления на основных кулачках. Такое протачивание обязательно после установки вновь изготовленных накладных кулачков, но его полезно делать и время от времени при дальнейшем использовании патрона. Протачивание кулачков следует производить на том станке, на котором будет работать данный патрон. При простой форме рабочих поверхностей кулачков они могут быть и закаленными. Рабочие поверхности их следует шлифовать, используя для этого переносную шлифовальную машинку.

Детали, закрепляемые в трехкулачковом самоцентрирующем патроне. Из сказанного выше вытекает, что деталь, обрабатываемую на токарном станке, следует закреплять в трехкулачковом самоцентрирующем патроне в следующих, случаях:

если деталь имеет цилиндрическую поверхность (наружную или внутреннюю), за которую она может быть достаточно прочно закреплена в патроне;
если обработка детали может быть выполнена при ее закреплении, которое не требует большого усилия, вредного для патрона;
если при обработке поверхностей детали, наиболее удаленных от патрона, установка ее не нарушается и сама деталь не будет погнута;
если вся обработка детали, закрепленной в патроне, может быть выполнена за одну установку;
если обработка детали выполняется за несколько установок, но строгой концентричности поверхностей ее, обрабатываемых при разных установках, не требуется.

Длинные детали, закрепленные в трехкулачковом самоцентрирующем патроне, следует поддерживать задним центром.

Двухкулачковые самоцентрирующие патроны. Перемещение основных кулачков 2 этого патрона (рис. 50) осуществляется посредством винта 4, один конец которого, например А, имеет правую резьбу, а другой, В, - левую. Соответственные резьбы имеются в кулачках 2. В средней части винта патрона сделана шейка Б с заплечиками, охватывающими полуподшипник 1. Полуподшипник прикреплен к корпусу патрона. Поэтому винт при вращении его посредством ключа за квадратный конец (любой) осевого перемещения не имеет, а перемещаются с одинаковой скоростью основные кулачки 2 с прикрепленными к ним накладными кулачками 3. На рис. 51 изображены примерные конструкции деталей, обрабатываемых с помощью двухкулачковых патронов. Из их рассмотрения нетрудно убедиться, что трехкулачковые патроны непригодны для обработки таких деталей.

Форма накладных кулачков 3 (рис. 50), изготовленных специально применительно к обработке одной или нескольких деталей, позволяет обеспечить их центрирование при установке и закреплении. Для детали, изображенной на рис. 51, б (симметричной относительно оси 00), накладные кулачки имеют одинаковые вырезы по контуру Г (рис. 50), а второй детали (рис. 51, а) - разные, поскольку одинаковые кулачки не обеспечат симметричной установки такой детали относительно оси ОО.

В двухкулачковых патронах можно в отдельных случаях центрировать и закреплять детали и по цилиндрическим поверхностям.

Детали, закрепляемые в двухкулачковом самоцентрирующем патроне. Этот патрон следует применять в следующих случаях:

1) если поверхность, за которую закрепляется и с помощью которой центрируется деталь, имеет нецилиндрическую форму, но симметричную хотя бы относительно одной оси;

2) если поверхность, за которую закрепляется и с помощью которой центрируется деталь, имеет цилиндрическую форму, но кулачки трехкулачкового патрона не имеют доступа к этой поверхности и нужны накладные кулачки специальной формы, например такие, как это показано на рис. 52.

Четырехкулачковые патроны с независимым перемещением кулачков. Кулачки 1 этого патрона (рис. 53) входят своими квадратными выступами 4 в пазы патрона и удерживаются в них гайками 2, которые должны быть затянуты настолько, чтобы кулачки могли перемещаться без излишней и вредной слабины. Для перемещения кулачков служат винты 3 с квадратными головками А, проходящие через выступы кулачков. Эти винты не имеют осевых перемещений, так как они упираются нижним концом в стенку паза, а заплечиком, сделанным вблизи квадратного конца, - в обод патрона. Квадратные головки винтов находятся в углублениях, сделанных в ободе патрона, и не должны выступать над ним (в целях безопасности).

На передней стороне патрона нанесены круговые риски на расстоянии 10-15 мм одна от другой. Пользуясь этими рисками, можно быстро устанавливать все кулачки на одинаковом расстоянии от центра патрона. На рис. 53 кулачки поставлены для закрепления детали за наружную поверхность. В случае необходимости кулачки можно перевернуть и закрепить обрабатываемую деталь за внутреннюю поверхность.

Существенный недостаток четырехкулачковых патронов - длительность проверки положения закрепляемых в них деталей, которая, однако, сокращается по мере накопления опыта.

Проверка установки детали, обрабатываемой в четырехкулачковом патроне. Эта проверка производится по боковой или по торцовой поверхности устанавливаемой детали или по обеим поверхностям.

Проверку установки детали, изготовляемой из грубой отливки или поковки, по боковой необработанной поверхности следует производить мелом. Для этого, пользуясь круговыми рисками, грубо устанавливают деталь в патроне и, предварительно закрепив ее, пускают станок в ход на тихих оборотах. Затем подводят к детали кусок мела. Мел обычно берут в правую руку и поддерживают ее для большей устойчивости левой. Руки должны быть расположены относительно детали так, как изображено на рис. 54, а. Ни в коем случае не следует держать руки так, как показано на рис. 54, б, потому что при слишком сильном нажатии на поверхность детали мел может «подхватить», что вызывает нередко повреждение руки. Лучше опереть руку на зажатый в резцедержателе и подведенный к устанавливаемой детали резец.

Мел, коснувшись детали, отметит ту часть поверхности, которая наиболее удалена от оси вращения, и поэтому деталь надо сместить в сторону, противоположную меловой отметке. Для этого останавливают станок, освобождают одни кулачки и поджимают другие. Обрабатываемая деталь смещается в сторону ослабленных кулачков.

После этого станок пускают в ход, снова посредством мела определяют «высокое» место, и т.д. до тех пор, пока мел не будет касаться детали со всех сторон равномерно.

На рис.55 показаны три характерных случая положения меловой риски на боковой поверхности проверяемой детали. На рисунке цифрами 1,2,3,4 обозначены кулачки патрона, 5- обрабатываемая деталь, 6-меловые риски и 7-стрелки, указывающие направление, в которое должна быть смещена деталь.Если риска расположена по рис.55,а, т.е симметрично относительно кулачка 4, необходимо слегка освободить (равномерно) кулачки 1 и 3, несколько больше ослабить кулачок 2, поджать кулачок 4 и снова закрепить кулачки 1 и 3.

При расположении риски точно посередине между двумя кулачками, например между кулачками 4 и 1 (рис. 55, б), для правильной установки детали необходимо одинаково ослабить кулачки 2 и 3 и поджать кулачки 4 и 1.

Когда риска располагается так, как показано на рис. 55, в, следует немного освободить кулачок 3, несколько больше кулачок 2 и после этого закрепить кулачки 1 и 4.

Предварительную проверку установки по боковой поверхности деталей, изготовляемых из более точных заготовок (штамповка, прокат), надо производить также по мелу, но окончательная проверка таких деталей (учитывая малый припуск) осуществляется при помощи рейсмуса. Его устанавливают или на суппорт станка, или на стальную плитку, положенную на станину (рис. 56). Загнутый конец иглы рейсмуса подводят к поверхности проверяемой детали так, чтобы между этой поверхностью и концом иглы был просвет 0,3-0,5 мм. Затем медленно вращают деталь и наблюдают, как изменяется величина этого просвета. Изменяя установку детали (перемещая для этого кулачки патрона, как указано выше), добиваются того, чтобы изменение просвета было возможно меньшим.
После этого закрепляют деталь окончательно.

Иногда оказывается необходимым проверить правильность установки детали по торцовой обработанной поверхности. В этом случае поступают так же, как и при проверке (рейсмусом) установки детали по боковой поверхности. Чем ближе будет расположен конец иглы к поверхности детали, тем точнее будет проверена установка ее.

Заметим в заключение, что при всех указанных выше проверках установки детали при помощи рейсмуса изменение ния детали, закрепленной просвета между его иглой и поверхностью детали наблюдается отчетливее, если сзади иглы держать листок белой бумаги.

Более точная проверка положения детали по ее обработанной поверхности производится при помощи индикатора. Общий вид и некоторые детали индикатора показаны на рис. 57.

В основании 9 индикатора (рис. 57, а) посредством накатанной гайки 10 закрепляется стойка 8, на которой при помощи зажима 4 удерживается стержень 2. Этот стержень зажимом 1 соединен со стержнем 5, на котором посредством зажима 6 закреплен индикатор 5 с кнопкой 7. Ослабив винты зажимов 1, 4 и 6, а также гайку 10, можно установить индикатор 3 в любом положении. Затем следует закрепить эти зажимы. Кнопка 7 является (рис. 57, б) концом стерженька 16, который проходит через корпус индикатора. На части стерженька, расположенной внутри корпуса, нарезаны зубья, образующие рейку, сцепленную с маленькой шестерней 12. При перемещении стерженька 16 вдоль оси шестерня 12 вращается, и ее вращение через шестерни 11 и 13 передается оси, на которой закреплена стрелка 15. Конец стрелки расположен над шкалой, каждое деление которой соответствует перемещению стерженька 16 на 0,01 мм. Под действием пружинки 14 стерженек 16 отводится вниз и кнопкой 7 прижимается к проверяемой поверхности.

Установив основание индикатора на суппорт станка или плиту, положенную на станину, подводят кнопку индикатора к поверхности проверяемой детали и медленно поворачивают последнюю. При правильном положении детали стрелка индикатора не должна отклоняться от первоначального положения.

Детали, закрепляемые в четырехкулачковом патроне. Этот патрон применяется при закреплении детали за наружную цилиндрическую поверхность в случаях:

если обработка детали производится при большом зажимном усилии;
когда закрепление детали производится за необработанную или нецилиндрическую поверхность;
если обработка детали в самоцентрирующих (трехкулачковом или двухкулачковом) патронах невозможна, например, когда они малы по размерам, при сложной конфигурации деталей и т. п.;
когда требуется обеспечить точное положение детали, устанавливаемой по ранее обработанной поверхности (с помощью рейсмуса или индикатора, например при ремонте тяжелых деталей).

Четырехкулачковые патроны, как это показано ниже, находят применение и в других случаях, например, когда у детали обрабатываемая поверхность (наружная или внутренняя) смещена относительно цилиндрической поверхности, используемой для закрепления и т. д.

Уход за патронами. Независимо от конструкции патрона его точность и срок службы зависят от ухода за ним.

Если патрон не нужен, его следует протереть сухой тряпкой (особенно пазы для кулачков, и особо тщательно, если в нем обрабатывалась чугунная деталь), защитить концами нарезанное отверстие в патроне и открытые части пазов для кулачков от попадания пыли. Время от времени патрон надо разбирать и очищать. Перед установкой патрона на шпиндель станка следует протереть шпиндель сухой тряпкой, затем тряпкой, смоченной в керосине, и, наконец, слегка смазать чистым маслом (для облегчения свертывания патрона, если он крепится на резьбовом конце шпинделя). Резьбу в патроне перед каждым навертыванием его на шпиндель станка также необ>ходимо тщательно прочищать.

Короткие детали обычно устанавливают и закрепляют в патронах, которые подразделяются на простые и самоцентрирующие.

Простые патроны изготовляют обычно четырехкулачковыми (рис. 113). В таких патронах каждый кулачок 1, 2, 3 и 4 перемещается своим винтом 5 независимо от остальных. Это позволяет устанавливать и закреплять в них различные детали как цилиндрической, так и нецилиндрической формы. При установке детали в четырехкулачковом патроне необходимо ее тщательно выверить, чтобы она не била при вращении.

Выверку детали при ее установке можно производить при помощи рейсмаса. Чертилку рейсмаса подводят к проверяемой поверхности, оставляя между ними зазор в 0,3-0,5 мм; поворачивая шпиндель, следят за тем, как изменяется этот зазор. По результатам наблюдения отжимают одни кулачки и поджимают другие до тех пор, пока зазор не станет равномерным по всей окружности детали. После этого деталь окончательно закрепляют.

Самоцентрирующие патроны (рис. 114 и 115) в большинстве случаев применяются трехкулачковые, значительно реже - двухкулачковые. Эти патроны очень удобны в работе, так как все кулачки в них перемещаются одновременно, благодаря чему деталь, имеющая цилиндрическую поверхность (наружную или внутреннюю), устанавливается и зажимается точно по оси шпинделя; кроме того, значительно сокращается время на установку и закрепление детали.

В нем кулачки перемещаются при помощи ключа, который вставляют в четырехгранное отверстие 1 одного из трех конических зубчатых колес 2 (рис. 115, в). Эти колеса сцеплены с большим коническим колесом 3 (рис. 115, б). На обратной плоской стороне этого колеса нарезана многовитковая спиральная канавка 4 (рис. 115, б). В отдельные витки этой канавки входят своими нижними выступами все три кулачка 5. Когда ключом повертывают одно из зубчатых колес 2, вращение передается колесу 3, которое, вращаясь, посредством спиральной канавки 4 перемещает по пазам корпуса патрона одновременно и равномерно все три кулачка. При вращении диска со спиральной канавкой в ту или другую сторону кулачки приближаются или удаляются от центра, соответственно зажимая или освобождая деталь.

Необходимо следить, чтобы деталь была прочно закреплена в кулачках патрона. Если патрон в исправном состоянии, то прочный зажим детали обеспечивается применением ключа с короткой ручкой (рис. 116). Другие способы зажима, например зажим с помощью ключа и длинной трубы, надеваемой на ручку, ни в коем случае не должны допускаться.

Кулачки патронов. Кулачки применяют закаленные и сырые. Обычно пользуются закаленными кулачками ввиду их малой изнашиваемости. Но при зажиме такими кулачками деталей с чисто обработанными поверхностями на деталях остаются следы в виде вмятин от кулачков. Во избежание этого рекомендуется применять также и сырые (незакаленные) кулачки.

Сырые кулачки удобны еще и тем, что их можно периодически растачивать резцом и устранять биение патрона, которое неизбежно появляется при длительной его работе.

Установка и закрепление деталей в патроне с поддержкой задним центром. Этот способ применяется при обработке длинных и сравнительно тонких деталей (рис. 116), которые недостаточно закрепить только в патроне, так как усилие от резца и вес выступающей части могут изогнуть деталь и вырвать ее из патрона.

Цанговые патроны. Для быстрого закрепления коротких деталей небольшого диаметра за наружную обработанную поверхность применяют цанговые патроны . Такой патрон показан на рис. 117. Коническим хвостовиком 1 патрон устанавливается в коническом отверстии шпинделя передней бабки. В выточке патрона установлена разрезная пружинящая втулка 2 с конусом, называемая цангой. В отверстие 4 цанги вставляют обрабатываемую деталь. Затем навертывают на корпус патрона при помощи ключа гайку 3. При навертывании гайки пружинящая цанга сжимается и закрепляет деталь.

Пневматические патроны. На рис. 118 показана схема пневматического патрона, который обеспечивает быстрое и надежное закрепление деталей.

На левом конце шпинделя закреплен воздушный цилиндр, внутри которого имеется поршень. Сжатый воздух по трубкам поступает в центральные каналы 1 и 2, откуда направляется в правую или левую полость цилиндра. Если воздух поступает по каналу 1 в левую полость цилиндра, то поршень вытесняет воздух из правой полости цилиндра по каналу 2 и наоборот. Поршень связан со штоком 3, соединенным со штангой 4 и ползуном 5, который действует на длинные плечи 6 коленчатых рычажков, короткие плечи 7 которых перемещают зажимные кулачки 8 патрона.

Длина хода кулачков составляет 3-5 мм. Давление воздуха обычно 4-5 am. Для приведения в действие пневматического цилиндра на корпусе коробки скоростей устанавливается распределительный кран 9, поворачиваемый рукояткой 10.