Требования к цилиндрическим поверхностям. Точение деталей цилиндрической формы

Отклонение от круглости – наибольшее расстояние  от точек реального профиля до прилегающей окружности Т круглости - наибольшее допускаемое значение отклонения от круглости.

Поле допуска круглости – область на плоскости, перпендикулярной оси поверхности вращения или проходящей через центр сферы, ограниченной двумя концентрическими окружностями, отстоящими одна от другой на расстоянии, равном допуску круглости Т .

Частные виды отклонения от круглости – овальность и огранка.

Овальность – реальный профиль представляет овальнообразную фигуру, max или min диаметры которого находится во взаимно перпендикулярных направлениях (биение шпинделя токарного или шлифовального станка, дисбаланс детали).

Огранка - реальный профиль представляет собой многогранную фигуру с четным или нечетным количеством граней. Возникает чаще всего при бесцентровом шлифовании - изменение положения мгновенного центра вращения детали.

Для определения отклонений от круглости применяют одно- , двух- и трехточечные приборы, кругломеры.

2. Продольное сечение.

Отклонение профиля продольного сечения – отклонение от прямолинейности и параллельности образующих.

Дифференциальные параметры.

Конусообразность - отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие прямолинейны, но не параллельны.

Бочкообразность - отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие не прямолинейны и диаметры увеличиваются от краев к середине сечения.

Седлообразность - отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие не прямолинейны и диаметры уменьшаются от краев к середине сечения.

Отклонение от цилиндричности – наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающего цилиндра. Понятие отклонение от цилиндричности характеризует совокупность отклонений формы всей поверхности детали.

Поле допуска – область в пространстве ограниченная двумя соосными цилиндрами.

Отклонение формы плоских деталей.

Отклонения от плоскостности - наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающей плоскости в пределах нормируемого участка.

Частные случаи – выпуклость, вогнутость.

При применении отклонений от прямолинейности и плоскостности используют поверочные линейки или концевые меры.

Различают два вида требований к форме поверхности:

1. Требование к форме поверхности на чертеже отдельно не указано. В этом случае следует считать, что все отклонения формы поверхности по своей величине не должны превышать допуск размера данного элемента детали.

2. Требование к форме поверхности указано на чертеже специальным знаком. Это означает, что форму поверхности данного элемента требуется выполнить точнее, чем его размер и величина отклонения формы будет меньше, чем величина допуска размера.

Комплексные параметры – параметры, предъявляющие требования одновременно ко всем видам отклонений формы поверхности.

Частные параметры - параметры, предъявляющие требования к отклонениям, имеющим конкретную геометрическую форму.

В процессе обработки деталей неточности станка и упругие отжатия вызывают случайные изменения размеров, поэтому отклонения формы носят не ярко выраженный характер (овальность, огранка, конусообразность и т.д.), а имеют сложный вид.

Профиль обработанной поверхности имеет случайный характер, т.к. размеры детали в различных сочетаниях имеют различные размеры. Эта разноразмерность и есть отклонение формы.

§ 1. Общие сведения
1. Виды наружных поверхностей. По форме наружные поверхности цилиндрических деталей могут быть разделены на цилиндрические, торцовые, уступы, канавки, фаски (рис. 25).
Цилиндрические поверхности 1 получаются вращением прямой линии (образующей) вокруг параллельной ей линии, называемой осью цилиндра. В продольном сечении такие поверхности прямолинейны, в поперечном - имеют форму окружности.
Крайние плоские поверхности 2, перпендикулярные к оси детали, называют торцами.
Переходные плоские поверхности 5 между цилиндрическими участками, перпендикулярно расположенные к оси детали, принято называть уступами.
Занижения 4, выполненные по окружности цилиндрической или торцовой поверхности, называются канавками.
Фасками называются небольшие скосы 3 на кромках детали.
2. Способы установки заготовок на станке. При токарной обработке наиболее часто применяются четыре основных способа установки заготовок на станке: в патроне, в патроне и заднем центре, в центрах и на оправках.

В патроне 1 (рис. 26, а) устанавливают короткие заготовки с длиной выступающей части l из кулачков до 2-3 диаметра d.
Для повышения жесткости более длинные заготовки устанавливают в патроне 1 и заднем центре 2 (рис. 26, б).
Установку в центрах (рис. 26, в) применяют в основном для чистового обтачивания длинных валов, когда необходимо выдержать строгую соосность обрабатываемых поверхностей, а также в случаях последующей обработки детали на других станках с такой же установкой. Заготовку опирают центровыми отверстиями на передний 4 и задний 2 центры, а вращение от шпинделя к ней передается поводковым патроном 1 и хомутиком 3.
Установка на оправке 1 (рис. 26, г) используется для обработки наружных поверхностей, когда заготовка имеет ранее обработанное отверстие (см. гл. IV).

§ 2. Обработка цилиндрических поверхностей
1. Обтачивание гладких поверхностей. Технические требования. При обработке цилиндрической поверхности токарь должен выдержать ее размеры (диаметр, длину), правильную форму и требуемую чистоту..
Точность размеров ограничивается допустимыми отклонениями, проставляемыми на чертеже. Размеры без допусков должны


выполняться по 7-му или реже 8-9-му классам точности. В этом случае на наружные размеры допустимые отклонения устанавливаются на минус от номинального размера, на внутренние--на плюс.
Точность цилиндрической формы определяется отклонениями цилиндра в продольном направлении - конусообразностью, бочкообразностью, седлообразностью и в поперечном - овальностью (рис. 38). Первые три погрешности характеризуются разностью диаметров обработанной поверхности по краям и в середине, четвертая - разностью диаметров одного сечения во взаимно перпендикулярных направлениях. Если на чертеже отсутствуют указания точности формы поверхности, то ее погрешности не должны превышать допуска на диаметр.
Чистота обработки характеризуется степенью шероховатости поверхности, остающейся на ней. после точения. Допустимая шероховатость обозначается на чертеже треугольником, справа от которого проставляется число, соответствующее классу чистоты.
Например, V.5 означает пятый класс чистоты.
Точность обработки должна соответствовать техническим требованиям рабочего чертежа. При этом следует учитывать, что нормально достижимая точность обтачивания на токарных станках составляет 3-4-й класс и чистота до 7-го класса. Поверхности более высокой точности и чистоты обычно обрабатывают точением предварительно с припуском 0,3-0,6 мм на диаметр для последующего шлифования.


Применяемые резцы. Обтачивание наружных поверхностей выполняют проходными резцами (рис. 39). По форме они делятся на прямые а, отогнутые б и упорные в.
Первые два типа резцов преимущественно применяют для обработки жестких деталей; ими можно обтачивать, снимать фаски, а отогнутыми и подрезать торцы. Наибольшее распространение в токарной практике получили упорные резцы, которые, кроме указанных работ, позволяют подрезать уступы. Эти резцы особенно рекомендуются для обтачивания нежестких валов, так как они создают наименьший по сравнению с другими резцами поперечный прогиб детали.
Проходные резцы имеют различную стойкость (время непосредственной работы от заточки до переточки). При равных условиях наименее стойки упорные резцы, так как их острая вершина менее прочна и быстрее нагревается. Эту особенность упорных резцов следует учитывать при назначении режимов резания.
При универсальных работах проходные резцы с различным радиусом закругления вершины применяют как для чернового, так и чистового точения. У черновых резцов вершину закругляют радиусом r=0,5-I мм, у чистовых- r = 1,5-2 мм. С увеличением радиуса закругления вершины чистота обработки улучшается.
Для выполнения только чистового обтачивания рекомендуется применять чистовые двусторонние резцы (рис. 39, г) с увеличенным радиусом закругления вершины г=2-5 мм, ими можно работать с продольной подачей в обе стороны.
Установка резцов на станке. Резцы должны быть правильно установлены и прочно закреплены в резцедержателе суппорта. Первое условие определяется положением резца относительно оси центров станка. Резцы для наружного точения устанавливаются так, чтобы вершина их находилась на уровне оси центров. В некоторых случаях, например при черновом обтачивании и обработке нежестких валов, рекомендуется выполнять такую установку выше линии центров на 0,01-0,03 диаметра детали.
Высоту установки резца регулируют стальными подкладками 1 (рис. 40, а), обычно не более чем двумя. При этом размеры подкладок должны обеспечивать устойчивое положение резца по всей опорной поверхности. Токарь должен иметь набор таких подкладок разной толщины для компенсации уменьшения высоты резца по мере переточки.
Установку резца по высоте проверяют совмещением вершин резца и одного из центров или пробной подрезкой торца заготовки.


В последнем случае при правильной установке резца в центре торца заготовки не должна оставаться бобышка.
Закрепление резца должно быть прочное, не менее чем двумя винтами. Для повышения жесткости крепления вылет резца из резцедержателя устанавливают наименьшим, не более 1,5 высоты стержня. Кроме того, резец располагают перпендикулярно к оси обрабатываемой детали (рис. 40, б).
Приемы обтачивания. Чтобы получить необходимый диаметр обрабатываемой поверхности, резец устанавливают на глубину резания. Для этого его подводят до касания с поверхностью вращающейся заготовки. Когда появится слабо заметная риска, резец отводят вправо за торец заготовки, лимб поперечной подачи устанавливают на нуль и подают суппорт поперечно вперед на требуемый размер по лимбу. Механическую продольную подачу включают после того, как резец врежется в металл ручным перемещением суппорта.
Установку резца на точный размер выполняют аналогично пробным обтачиванием конца заготовки на длину 3-5 мм. По результатам измерения диаметра полученной поверхности штангенциркулем (рис. 41, а) или при более высокой точности - микрометром (рис. 41, б) резец подают на окончательный размер по лимбу. Когда требуемый размер достигнут, лимбовое кольцо устанавливают на нуль для возможности обработки всех последующих деталей из партии без пробных отсчетов.
Длину обтачивания выдерживают разметкой заготовки или по лимбу продольной подачи. В первом случае на заготовке протачивают риску на определенном расстоянии от торца, расположение


которой устанавливают линейкой (рис. 42) или штангенциркулем. При пользовании для этой цели лимбом продольной подачи резей подводят к торцу заготовки, устанавливают лимб на нуль и руч-


ным продольным перемещением суппорта врезаются в металл. Затем включают продольную подачу и выполняют обтачивание. Подачу выключают, не доходя 2-3 мм до требуемого размера длины. Оставшуюся часть обрабатывают ручным перемещением суппорта.
Чистоту обработки определяют сравнением поверхности детали с эталонами чистоты 2 (рис. 43).
Особенности пользования лимбами. Подавая резец на глубину резания по лимбу поперечной подачи, следует иметь в виду, что он перемещается по радиусу к оси детали. Следовательно, диаметр последней после обтачивания уменьшается на величину, вдвое большую глубины резания. Например, если заготовку диаметром 30 мм надо обточить до диаметра 27 мм, т. е. уменьшить диаметр на 3 мм, то резец следует переместить поперечно на 1,5 мм.
Чтобы определить необходимый поворот лимба, следует разделить глубину резания на цену его деления.


Ценой деления называется величина перемещения резца, соответствующая повороту лимба на одно деление. Допустим, требуется подать резец на глубину резания 1,5 мм при цене деления лимба 0,05 мм. Число делений поворота лимба будет равно 1,5: 0,05 = = 30.
Некоторые станки имеют лимбы поперечной подачи, цена деления которых указывается «на диаметр». В таком случае величину поворота лимба определяют делением разности диаметров заготовки до и после обтачивания на цену деления. Например, заготовка диаметром 25 мм обтачивается до диаметра 20 мм при цене деления лимба 0,05 на диаметр. Число делений, на которое потребуется повернуть лимб, будет равно (25-20): 0,05=100.
При пользовании лимбами необходимо учитывать наличие и величину люфта (зазора) в передачах движения суппорта. Если, например, выдвинутый вперед суппорт отводить назад, то при некоторой части оборота маховичка ручной подачи он будет стоять на месте. Это и характеризует величину люфта в передаче. Поэтому во время отсчетов размеров на станке маховичок ручной подачи необходимо плавно поворачивать только в одну сторону (рис. 44, а). Если допущена ошибка и лимб повернут на большее число делений, чем требуется, то маховичок поворачивают в обратную сторону на величину немного больше люфта (примерно 0,5-1 оборота), а затем, вращая в прежнем направлении, доводят лимб до нужного деления (рис. 44, б). Так же поступают, когда надо отвести резец от поверхности детали на определенный размер. Для этого суппорт отводят на величину, больше необходимой, а затем, подавая его к детали, доводят лимб до необходимого} деления.

Корпусные детали машин являются базовыми деталями, на которых устанавливается большая часть агрегатов машины, точность относительного положения которых должна обеспечиваться как в статике, так и в процессе работы агрегата под нагрузкой. В соответствии с изложенным, корпусные детали долж-ны иметь требуемую точность, обладать необходимой жёсткостью и виброусто-йчивостью, что обеспечивает требуемое относительное положение соединяемых деталей и узлов, правильность работы механизмов и отсутствие вибраций.

Конструктивное исполнение корпусных деталей, материал и необходимые параметры точности определяются, исходя из служебного назначения деталей, требований к работе механизмов и условий их эксплуатации. При этом учитываются технологические возможности получения изделий заданной геометрии и размеров, конфигурации, возможности обработки резанием и др.

Корпусные детали машин можно разделить на группы (рис. 17.1). детали

Рис. 17.1. Группы корпусных деталей:

а) коробчатого типа – цельные и разъёмные; б) с гладкими внутренними

цилиндрическими поверхностями; в) корпус сложной пространственной формы; г) детали с направляющими поверхностями; д) детали типа кронштейнов, угольников

этих групп обладают определенной общностью служебного назначения, что означает наличие совокупности одинаковых поверхностей и идентичное по форме конструктивное исполнение. Это, в свою очередь, определяет особенности технологических решений, обеспечивающих достижение требуемых параметров точности при изготовлении деталей каждой группы.

Первая группа – детали коробчатой формы в виде параллелепипеда, габариты которых имеют одинаковый порядок. В большинстве случаев основными базами таких корпусов являются плоские поверхности, а вспомогательными – главные отверстия и торцы, предназначенные для базирования валов и шпинделей.

Конструкцию и размеры корпусов определяют условия размещения в них необходимых деталей и механизмов. Они оснащены рёбрами и перегородками, обеспечивающими их жёсткость. С этой же целью бобышки и приливы, на которых расположены главные отверсстия. Корпуса коробчатой формы могут быть цельными или разъёмными; плоскость разъёма может проходить по осям главных отверстий.

Вторая группа – детали с гладкими внутренними цилиндрическими поверхностями, протяжённость которых превышает их диаметральные размеры. К этой группе относятся блоки цилиндров двигателей и компрессоров, корпуса золотников, пневмо- и гидроаппаратуры и др. В соответствии со служебным назначением к внутренним цилиндрическим поверхностям предъявляются повышенные требования к точности диаметральных размеров и точности геометрической формы. Эти поверхности обычно работают на износ. Поэтому к ним предъявляются высокие требования по шероховатости и износостойкости.

Третья группа – корпусные детали сложной пространственной геометрической формы. Это корпуса газовых и паровых турбин, центробежных насосов, коллекторов, тройников, вентилей и др.

Четвёртая группа – корпусные детали с направляющими поверхностями – столы, каретки, салазки, суппорты, ползуны, планшайбы и др. В процессе работы эти детали совершают возвратно-поступательное или вращательное движение по направляющим поверхностям, обеспечивая точное относительное перемещение обрабатываемых заготовок и инструмента.

Пятая группа – корпусные детали типа кронштейнов, угольников, стоек, плит и крышек. Эти детали объединяют наиболее простые по конструкции изделия, выполняющими функции дополнительных опор для обеспечения требу-емой точности относительного положения отдельных механизмов, валов, зубчатых колёс.

Основными базами, с помощью которых корпусные детали присоединяются к станинам, рамам или др. корпусам, в большинстве случаев являются плоские поверхности или сочетание плоской поверхности и одного или двух базовых отверстий. При этом чаще всего реализуются схемы базирования по трём плоскостям или по плоскости и двум отверстиям. Вспомогательными базами корпусных деталей являются главные отверстия, а также плоские поверхности и их сочетания, которые определяют положение различных присоединя-емых узлов и деталей – крышек, фланцев и др.

Торцевая крышка в сборочном узле обозначена номером 9.

Рис. 2

На рисунке 2 представлен эскиз детали крышка. На нем указаны исполнительные поверхности (ИП), основные конструкторские базы (ОКБ), вспомогательные конструкторские базы (ВКБ).

На эскизе детали обозначены поверхности:

Исполнительные поверхности (ИП) - это поверхности, c помощью которых деталь выполняет свое функциональное назначение.

Для данной детали это поверхности - 3, 4, 5

Основные конструкторские базы (ОКБ) - поверхности, служащие для присоединения данной детали к другим деталям, поверхности которыми определяется положение детали в изделии.

Для данной детали это поверхности - 4, 5

Вспомогательные конструкторские базы (ВКБ) - сопрягаемые поверхности, служащие для присоединения к данной детали других деталей сборочного соединения.

Для данной детали это поверхности - 3, 7

Свободные поверхности (СП) - поверхности, служащие лишь для оформления требуемой конфигурации детали.

В данном случае исполнительные поверхности служат для удержания подшипников качения и крепления крышки к изделию, а вспомогательные конструкторские базы фиксируют положение этих подшипников. Основные конструкторские базы определяют положение детали относительно изделия.

Для данной детали это поверхности - 1, 2, 6.

В таблице 3 представлены характеристики ИП, ОКБ, ВБ (см. рис.2).

Таблица 3

Характеристика поверхностей детали

Номер поверхности	Признаки поверхности
	назначение	точность	Качество
	наружная цилиндрическая	свободная
		свободная
	внутренняя цилиндрическая	сопрягаемая
		прилегаемая
	наружная цилиндрическая	сопряжение
	наружный торец	свободная
	внутренний торец	прилегаемая

В таблице 3 обозначены технические требования к детали. (см.рис.2). Точность и качество поверхностей приняты в соответствии с рекомендациям.

Таблица 4

	Техническое требование	Назначение технического требования и способ его обеспечения	Схема контроля
	Обеспечить шероховатость наружной цилиндрической поверхности (5) (см. Рис. 2)	Обеспечивает контактную жесткость и прочность соединения деталей.	Профилограф - профилометр "АБРИС - ПМ7.4"
	Соосность внутренней цилиндрической поверхности (3) Ш52 к наружной цилиндрической поверхности (5) Ш72 (см. Рис. 2)	Необходимое условие для посадки подшипников качения в отверстии корпуса.	Измерения выполняются с помощью измерительной головки 1 укрепленной на конструкции 2, как отклонение от круглости детали 3.
	Параллельность поверхностей (2) и (4) (см. Рис. 2)	Измерение отклонения от разности расстояния между плоскостями необходимо для точности сборки узла и плотного прилегания к изделию.	Измерения выполняются с помощью измерительной головки 1 укрепленной на стойке 2.
	Точность размера Ш 72 h8 наружной цилиндрической поверхности (5) (см. Рис. 2)	Измерение отклонения точности размера для точности сборки узла.	Штангенциркуль электронный двусторонний тип I ГОСТ16689
	Отклонение от круглости 0,025 мм от d=72 мм	Измерение отклонений от круглости формы согласно ГОСТ 24643-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения поверхностей. Числовые значения» необходимо для точности сборки узла.	Кругломерт КРЦ-400

Технические требования к деталям

Примечание: Обозначение номеров поверхностей см. на рис 2.

Различные детали машин, например валы, зубчатые колеса, оси, пальцы, штоки, пор­шни, имеют наружные цилиндрические по­верхности.

К цилиндрическим поверхностям предъявля­ются следующие требования: прямолинейность образую­щей;

цилиндричность: в любом сечении, перпендикулярном оси, окружности должны быть одинакового диаметра (не должно быть конусообразности, бочкообразности, седлообразности);

круглость: любое сечение должно иметь форму правильной окружности (не дол­жно быть овальности или огранки); соосность: расположение осей всех ступеней ступенчатых деталей на общей прямой.

Невозможно абсолютно точно выдержать требования, предъявляемые к цилиндричес­ким поверхностям: даже при самом тща­тельном изготовлении будут возникать какие-то погрешности.

Допускаемые отклонения формы и располо­жения поверхностей указываются на чертежах деталей условными обозначениями или тек­стом в соответствии с Единой системой конструкторской документации (ЕСКД, ГОСТ 2.308-68).

Для контроля точности диаметров наруж­ных цилиндрических поверхностей приме­няют различные измерительные инструмен­ты. Контроль с точностью до 0,1 мм осу­ществляют штангенциркулем ШЦ-1, а с точностью 0,05 мм - шта­нгенциркулем ШЦ-П. Для измерений с то­чностью до 0,01 мм применяют микрометры с пределами измерений 0 к 25; 25 к 50; 50 к 75; 75 к l00; 100 к 150; 150 к 200; 200 к 300 мм. Точные измерения наружных поверхностей (до 0,01 мм) производят также индикаторной скобой, которую предварительно настраивают на номиналь­ный размер по мерным плиткам. При замерах стрелка индикатора показывает на шкале отклонение от номинального размера. В условиях изготовления больших партий деталей диаметры наружных цилиндрических поверхностей контролируют предель­ными калибрами-скобами. Размер считается правильным, если проходная сторона скобы ПР свободно находит на измеряемую поверхность, а непроходная сторона НЕ не находит.

Назначение и сущность токарной обработки металлов.

Сущность токарной обработки металлов зак-ся в срезании с заготовки части материала(припуска) для получения деталей, имеющих форму тел вращения и придание им необходимых размеров и требуемой частоты поверхности.

В основе процесса лежит работа инстумента имеющего клиновидную заточку режущей части.

По закону механики приложеные силы значительно увеличиваются на задней и передней поверхностях режущей части инструмента т.е. результирующая сила Q получится гораздо больше чем приложеная сила P

Q=P разделить на косинус β (кг.)

Для осуществления процесса резания на станках необходимы два движения:

1. Главное движение –чаще всего вращательное, совершаемое инструментом и заготовкой или одним из них, относительно друг дркга.

2. Движение подачи (чаще всего поступательное, а также вспомагательное)

Виды контрольно-измерительных инструментов

1.штангель-инструменты: штангенциркуль, штангенглубокомер, штангенрейсмус.

2.микрометрические инструменты: микрометр, штихмас (микрометрический нутромер).

3. калибры: калибр-пробка, калибр- скоба, конусная пробка.

4.шаблоны: листовой шаблон, щуп.

5. угломеры.

6. инструменты для измерения резьб: резьбовая пробка, резьбовое кольцо, резьбовой микрометр, резьбомер –меряет шаг резьбы.

7. рычажно-механические инструменты- индикатор часового типа.

8. плоскопаралельнные концевые меры длины (плитки)