для закрепления какого типа деталей используются оправки и каково их назначение
Установка деталей на оправки.
При обтачивании наружных поверхностей у деталей с уже обработанными отверстиями для установки и закрепления их применяют оправки. Имеются различные конструкции оправок. Одна из самых простых по конструкции оправок имеет вид:
Рис.22.Оправка конусная:1) обрабатываемая деталь; 2) оправка
Рис.23. Оправка с буртиком:1) оправка, 2) деталь, 3) шайба, 4) гайка
Положение детали в осевом направлении определяется буртиком А оправки. Чтобы снять обработанную деталь 2 с оправки 1, достаточно немного отвернуть гайку 4 и убрать шайбу 3, имеющую вырез. Диаметр D2 рабочей части выполняется по скользящей посадке 2-го класса точности. Таким образом, возможная погрешность установки детали лежит в пределах зазора при указанной посадке и данном диаметре отверстия в детали. Для точного центрирования детали применяют разжимные оправки, которые служат для закрепления деталей, у которых разница в диаметрах отверстий может доходить до 0,5¸0,2 мм. Более точными являются оправки с тарельчатыми пружинами. Они применяются для закрепления небольших деталей. Быстродействующие самозажимные оправки применяют для многорезцовых станков для черновой обработки при снятии больших припусков. Они не обеспечивают точного центрирования детали из-за одностороннего смещения детали в пределах зазора.
Рис.24.Быстродействующие самозащитные оправки:
1. Обрабатываемая деталь 3.Резец
Самозажимные оправки с роликами и кулачками более точны. Принцип действия этих оправок основан на заклинивании обрабатываемой детали роликами или кулачками в результате совместного действия крутящих моментов на оправке и резце, направленных в противоположные стороны.
Оправки рекомендуется изготавливать из стали, термически обрабатывать (закалка или цементация с последующей закалкой) и тщательно шлифовать до чистоты поверхности рабочей части не ниже 8-го класса. В центровых гнездах целесообразно предусматривать защитные фаски, чтобы предохранить их от случайных повреждений.
Для привода во вращение на левом конце оправки делают квадрат, лыски или запрессовывают поводковый палец.
Для обработки деталей класса втулок и дисков широко применяются консольные разжимные оправки, которые зажимают заготовку по внутренней поверхности. Такие оправки устанавливаются коническим хвостовиком в отверстие шпинделя станка.
Особое место среди оправок занимают оправки с гидропластом. Зажим деталей в таких оправках происходит за счет распора втулки изнутри гидропластом.
Оправки с гидропластом обеспечивают высокую степень концентричности. Биение детали не более 0,005÷0,01 мм.
Некоторые заготовки могут быть обработаны с установкой их в оправках. На рис. 15.а показаны цельная и разжимная центровые оправки.
Рис. 15. Оправка для установки заготовок с отверстием:
а – центровые; б – шпиндельная; 1 – стержень; 2 – заготовка; 3 – разрезной элемент; 4 – гайка.
Приспособления для закрепления деталей за наружную поверхность
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.
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.
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:
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.
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.
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.
Дополнительное оборудование и приспособления для токарного станка
Как оказывается для изготовления различных деталей не достаточного только токарного станка, а необходимы всевозможные приспособы и дополнительное оборудование.
Приспособления для токарных станков предназначены для закрепления инструмента на станке или заготовки.
Разновидности приспособлений для станка
Существуют различные разновидности приспособлений для токарного станка. Приспособления для токарных станков производятся в широком ассортименте. Это даёт возможность подобрать мастеру наиболее лучший вариант в соответствии с поставленной задачей.
Виброопоры
Виброопоры (они же виброизоляторы) предназначены для активной или пассивной виброизоляции разных типов станков: малых, средних или больших. Применение виброопор поможет увеличить качество обработки деталей.
Центры
Токарные центры применяются для того, чтобы зафиксировать заготовку, которая имеет тело вращения на задней бабке токарного станка. Центр для токарного станка позволяет обрабатывать детали с высокой скоростью и при минимальном биении.
Патроны
Это приспособления для точного закрепления заготовки на станке. Благодаря использованию токарных патронов, значительно увеличивается функциональность самого станка, а также появляется возможность обрабатывать сложно профильные детали. В основном используется, чтобы закрепить заготовки для проведения металлорежущих операций.
Кулачки
Токарные кулачки могут быть:
Обычно, токарные кулачки изготавливаются из цветных металлов и стали без термообработки.
Кулачковые патроны
Специализируются для зажима прямоугольных и цилиндрических заготовок.
Трёхкулачковые патроны оснащаются специальным приводом. Особое широкое распространение получили трёхкулачковые патроны с пневматическим приводом. Еще существует и гидропривод, но редко используется.
Дополнительные детали
Помимо основных приспособлений для токарного станка, также стоит обратить внимание и на дополнительные детали, которые тоже могут быть необходимы мастеру.
Люнеты
Дополнительное оборудование, которое является главной опорой при обработке на токарном станке. Чаще всего нужны, чтобы не повредить заготовку и инструмент, а также, чтобы не получить травмы, вызванные биением из-за высоких оборотов станка.
Люнеты для токарного станка бывают с опорой качения (роликовые) и скольжения (кулачковые). Башмаки — специальные люнеты для шлифования колец подшипников.
Резцедержатели
Резцедержатель применяется для закрепления режущего инструмента. Он гораздо упрощает работу и позволяет как можно больше расточить отверстия.
Револьверная головка
Представляет собой поворотный узел станка, в который вставляются несколько инструментов. Как правило, в револьверной головке есть индексирующий механизм, который осуществляет точную фиксацию каждого установленного инструмента при повороте.
Поворот револьверной головки и её фиксация могут производиться как автоматически, так и вручную. Одновременно с поворотом, меняются скорости главного движения и подачи.
Конусная линейка
Конусная линейка устанавливается на каретке и предназначена для обработки конических поверхностей. На каретке станка установлен специальный кронштейн, который при помощи направляющих в виде ласточкина хвоста соединен с данной линейкой. Линейку можно поворачивать вокруг пальца под необходимым углом к оси обрабатываемой детали. Для закрепления линейки используются два болта.
Как подобрать нужное оборудование?
Сначала необходимо разобраться, для каких целей нужно оборудование. Подбор оборудования должен происходить только после изучения всех плюсов и минусов оборудования.
В паспорте к оборудованию всегда есть указания на характеристики, а также особые требования по эксплуатации. Несоблюдение требований может привести к травмам персонала или порче заготовок.
Правила использования оправок
Существует список правил для использования токарных оправок:
ОПРАВКА
Оправка — специальное токарное приспособление, применяемое, как правило, при обработке наружных поверхностей. Обрабатываемая деталь базируется по внутренней поверхности.
Применяются оправки следующих видов:
1) жесткие;
2) самозажимающие зажимные;
3) разжимные;
4) пружинящие.
По форме установочной поверхности оправки могут быть цилиндрическими, коническими, резьбовыми или шлицевыми. Жесткая цилиндрическая оправка устанавливается в центрах токарновинторезного станка (или другого вида станка). Обрабатываемая деталь, закрепленная на оправке (жесткой), удерживается от проворачивания трением, которое создается на ее торцах, с помощью шайбы и крепежной гайки. Разжимная оправка имеет простую конструкцию, вместе с ней применяется разрезная упругая гильза (так называемая цанга), имеющая наружную цилиндрическую и внутреннюю коническую поверхности.
Гильза надевается на конический стержень оправки, при этом, чтобы гильза обладала упругими свойствами, на ней сделано шесть продольных прорезей. Обрабатываемая деталь закрепляется гайкой. С помощью второй гайки гильза вместе с деталью (после обработки) снимается с оправки. Разжимные оправки менее точны, чем жесткие, но в некоторых случаях их применяют для чистовой обработки деталей типа колес и втулок, в сочетании со специальной конической пробкой, которая вгоняется в корпус оправки легкими ударами молотка, разжимает ее и тем самым закрепляется обрабатываемая деталь, надетая на правую часть оправки с тремя продольными прорезями.
Чаще всего для чистовой обработки деталей используется оправка с гидропластом, корпус ее крепится к планшайбе (планшайба — специальное токарное приспособление). В данном случае на корпусе оправки напрессована в нагретом состоянии разжимная втулка, на которой для лучшего уплотнения в местах посадки сделаны кольцевые углубления. В каналах корпуса и в цилиндрической полости между корпусом и втулкой расположен гидропласт.
Под действием давления, сообщаемого с помощью винта через поршень гидропласту, втулка (разжимная) расширяется, центрируя и закрепляя деталь. При токарной обработке заготовок или деталей некруглой сложной формы применяются оправки-угольники. В корпусе такой оправки имеется специальная полка для угольника. Оправка-угольник крепится к планшайбе крепежными болтами.
Виды оправок для фрезерного станка
Оправка — один из основных узлов для установки на фрезерные станки. Позволяет передавать вращающий момент от шпинделя к обрабатывающим инструментам. Отличается универсальностью применения на всех типах фрезеровальных станков, надёжностью, простотой крепления свёрл, резцов.
Оправка для фрезерного станка
Предназначение
Оправки используются для сообщения установленному инструменту вращательного момента от шпинделя фрезерного станка. Состоит из двух основных частей, одна из которых используется для крепления к шпинделю, а вторая — крепёжная, к которой крепится фреза. Используется во всех типах фрезерных станков.
Устройство и принцип работы
Оправки для фрезерования конструктивно состоят из двух частей:
Конструкция может быть простой либо модульной. Модульная используется для установки на промышленное оборудование с целью выполнения сложных этапов обработки без частой переустановки фрез.
Оправки могут передавать вращательный момент напрямую от шпинделя или понижать их, в зависимости от конструкции.
Технические характеристики
Основные технические характеристики оправок:
Разновидности
Оправки для установки на фрезерные станки по форме фрез бывают следующих типов:
По конструкции оправки бывают:
Зажимные устройства оправок бывают следующих типов:
Виды комбинированных зажимов:
По уровню механизации зажимные конструкции оправок бывают следующих типов:
Принципы выбора
При выборе оправок рекомендуется ориентироваться на следующие критерии:
Выбор в пользу цанговых патронов обусловлен простотой крепления фрез и свёрл до 20 мм, высокой точностью обработки и минимальным уровнем биений. Однако в случае превышения механических нагрузок возможно их самопроворачивание.
Преимущества и недостатки
Основными преимуществами оснасток являются:
Недостатком оправок – необходимость использования дополнительных инструментов для прессовки и распрессовки со шпинделя станка.
Высокая точность обработки металла
Производители и стоимость
Производителями оснастки для фрезеровальных станков являются:
Стоимость оправок в России:
Эксплуатация
Особенности эксплуатации оправок:
Российские фрезерные оправки изготавливаются по ГОСТ 24644-81. Основное отличие между ними заключается в размерности и вспомогательных элементах. Зарубежные аналоги производятся по зарубежным стандартам BT, ISO, CAT, которые совместимы с отечественными.