Технология восстановления токарных патронов

Приведена методика восстановления изношенных универсальных токарных патронов в условиях ремонтного производства. Даны технологии восстановления отдельных элементов.

Рис.1. 3-х кулачковый патрон

В настоящее время в основном и ремонтном машиностроительном производстве эксплуатируется большое количество токарных патронов, служащих для установки и закрепления обрабатываемых заготовок деталей различного назначения. С течением времени происходит изнашивание элементов патронов и возникает необходимость их восстановления с целью экономии средств на эти приспособления. Подлежащий восстановлению патрон следует разобрать и провести дефектацию его элементов.

Корпус токарного патрона, имеющий сквозные трещины, восстановлению не подлежит. В корпусе ремонтируемого патрона нельзя заново выполнять нарезку резьбы для закрепления крышки, малой конической шестерни и рейки для закрепления кулачка. Если резьба в указанных местах изношена, то следует рассверлить отверстия и в них запрессовать заглушки, в которых нужно нарезать новую резьбу согласно размерам, указанным в чертеже патрона.

При наличии в корпусе одностороннего или двустороннего излома направляющей под кулачки его можно восстановить в следующей последовательности. Концевой фрезой на вертикально-фрезерном станке удалить изломанный выступ, а затем Т-образной фрезой выполнить новый паз и запрессовать в него планку, которая соответствует размерам направления, данным на чертеже патрона.

Восстановление большой конической шестерни следует производить в следующей последовательности [1]. Эту деталь нужно установить и закрепить в патроне токарного станка и проверить на наличие биения по наружному диаметру и торцам (допускаемое отклонение 0,05 – 0,1 мм) и сточить изношенные зубья по конусу, оставляя при этом следы этих зубьев высотой 4 – 5 мм. Затем следует выполнить наплавку отработавших зубьев. Наплавку можно выполнять электродами из сталей марки 20 или 45 [2]. Первый слой наплавки следует накладывать вдоль впадин отработавших зубьев от наружного диаметра шестерки к ее отверстию. После наплавки первого слоя его необходимо очистить от окалины металлической щеткой. Затем выполняют наплавку второго слоя: вначале по кромке наружного диаметра, затем внутреннего диаметра, а потом среднего. Толщина слоя наплавленного металла должна на 2 – 5 мм превышать уровень торца. После наплавки шестерня должна остынуть на воздухе [3].

Восстанавливаемую шестерню устанавливают и закрепляют в патроне токарного станка и проверяют на биение по наружному диаметру и торцу с точностью до 0,1 мм. Затем шестерню проворачивают по наружному диаметру и наплавленному слою по конусу. Затем шестерню переустанавливают в патроне и контролируют резцом отверстие и второй торец и зачищается спираль. Затем на горизонтально-фрезерном или зубострогательном станке нарезают зубья шестерни [4].

Размеры зуба шестерни необходимо выдерживать по чертежу и контролировать зубомером. Нарезка зубьев должна быть осуществляться по наплавленному слою в центре впадины старого зуба. После зубонарезания опиливают заусенцы и снимают фаски слесарным инструментом. Затем выполняют в электропечи термическую обработку шестерни – закалка и отпуск по твердости HRC 20 – 25. После термообработки шестерню очищают на пескоструйном аппарате и проверяют на твердость. Шестерни, у которых одновременно с износом зубьев вышла из строя спираль восстановлению не подлежат.

Малая коническая шестерня, если она имеет критический износ зубьев или поломки последних, восстановлению не подлежат. Ее необходимо заменить на новую. Восстанавливать можно только ряд следующих элементов шестерни.

Место под ключ. Гнездо квадрата заваривают электросваркой, подрезают торец, сверлят отверстие под квадрат и снимают в отверстии фаску 3 мм х 45°. Квадрат долбят на долбежном станке.

Направляющий хвостовик. Изношенный или изломанный торец хвостовика подрезают на токарном станке. Затем сверлят и растачивают отверстия нового направляющего хвостовика. После этого запрессовывают новый хвостовик и обваривают его электродом или газовой сваркой. Далее на токарном станке протачивают сварной шов, центрируют новый хвостовик и контролируют его диаметральный размер.

Если рейка кулачка имеет критический износ или поломку ленточной резьбы, то она восстановлению не подлежит. Ее необходимо заменить новой рейкой.

Верхний кулачок. При износе его зажимных рабочих поверхностей их восстанавливают наплавкой.

После этого обрабатывают на точиле по шаблону или угломеру. Заплавленное отверстие под крепежный болт рассверливают на сверлильном станке.

После восстановления элементов патрона их очищают и собирают патрон, который испытывают на биение (важно отсутствие дисбаланса), на усиление зажима заготовок, а также в процессе работы. Если имеется биение кулачков, то их протачивают или пришлифовывают на месте при проведении испытаний.

1. Кузнецов Д.И., Иткин А.Л. Многократное восстановление инструментов. Киев.: Машгиз, 1961. 278 с.

2. Юркевич В.В., Схиртладзе А.Г. Обеспечение точности детали в пpодольном сечении пpи токаpной обpаботке // Ремонт, восстановление, модернизация. 2009. № 5. С. 33-36.

3. Схиртладзе А.Г. Pасчет эффективности восстановления изношенных деталей // Ремонт, восстановление, модер-
низация. 2004. № 2. С. 13.

4. Бахарев В.П., Дубинин А.П., Схиртладзе А.Г. Проектирование и конструирование в машиностроении. — Старый Оскол: ОАО «ТНТ» 2009.

Источник

Доработки патрона токарного станка

Рано или поздно, в зависимости от интенсивности работы, самоцентрирующийся трехкулачковый патрон теряет свою точность из-за износа трущихся частей (спираль, направляющие кулачков в корпусе патрона, сами кулачки). В результате этого патрон начинает «бить», т. е. ось цилиндрической поверочной оправки, зажатой в патрон (или детали), не совпадает с осью вращения шпинделя токарного станка. Происходит биение поверхности детали при ее вращении. Это может повлиять на появление «черноты» при обработке заготовки с минимальным припуском на обработку, и в других случаях, когда необходимо соблюсти соосность шеек вала при обработке без участия центров станка.

Смысл этой операции состоит в том, что необходимо совместить ось рабочих поверхностей кулачков с осью вращения шпинделя. Казалось бы, очень просто – произвести обработку (расточку) кулачков патрона прямо на станке по рабочим поверхностям. Это так, но растачивать кулачки в свободном состоянии, когда они не зажаты, нет смысла — биение не устранится. Кулачки должны растачиваться в своем рабочем положении, то есть в зажатом. Есть несколько вариантов зажать кулачки так, чтобы при этом внутри их мог проходить расточной резец. Одно из них заключается в применении вставного кольца, на которое нагружаются кулачки.

Делается так: в патрон зажимается цилиндр, диаметр которого определяет величину отверстия, в которое должен будет входить расточной резец. На одной из ступенек кулачков прорезается канавка под обойму подшипника. Глубина канавки соответствует ширине обоймы. Цилиндр вынимается, обойма подшипника вставляется в канавки и зажимается (не разжим, а зажим). Не страшно, если кольцо при зажиме будет деформировано; главное в том, что выбираются все зазоры в сочленениях патрона. В этом положении производится расточка кулачков. Радиус расточки кулачков должен быть как можно меньше, чтобы не ухудшить условия зажима деталей маленького диаметра. Поперечные канавки, которые после расточки кулачков стали менее глубокими, можно прорезать, не разжимая кулачки после их расточки. Если боковые грани кулачков мешают им сходиться при зажиме маленького диаметра детали, кулачки можно вынуть из корпуса патрона и отфрезеровать фрезой с твердосплавными пластинами.

Каждый кулачок должен постоянно находиться в своем пазу. Кулачок и паз должны быть соответственно помечены и после чистки патрона или его ремонта сборка должна происходить согласно меткам.

Вообще, этот метод можно применять на всех, не только универсальных, токарных станках, где установлены самоцентрирующиеся патроны и есть возможность установки расточного резца.

Источник

Как расточить кулачки токарного патрона: лучшие методы

При работе на токарном станке мастера сталкиваются с износом основных узлов оборудования. Интенсивная работа на больших оборотах уровень износа пат очень высок.

Это приводит к биению заготовки. При этом необязательно заменять детально новую. Иногда для исправления ситуации достаточно просто расточить кулачки токарного патрона.

Зачем нужна расточка

Смысл расточки – совместить ось рабочих поверхностей кулачков патрона с осью вращения шпинделя. Кулачки нужно растачивать, когда они будут находиться в зажатом положении. Если осуществлять процесс в свободном состоянии, то биение не устранится.

Разновидности

Чтобы расточить кулачки токарного патрона необходимо подобрать оптимальный способ для конкретной разновидности. Выпускают несколько типов кулачков, каждый из которых имеет конструктивные особенности.

Прямые

Этот вид кулачком предназначен для зажима заготовки с валом, с внешней стороны и для заготовки с отверстием – с внутренней. Непосредственно кулачки расположены сверху и захватывают деталь.

Обратные

Необходимы для зажима заготовки с внешней стороны. Используется для обработки полых болванок, чтобы было за что зацепится.

Накладные

Это составной вариант патрона, который сделан из цветного металла или нержавеющей стали. Применяется при работе с масштабными проектами. Такая вариация применяется при работе с заготовками большого диаметра при этом неважно, длинные они или короткие.

Сборные

Кулачок из металла в таком типе крепится на рейку из стали. Сталь применяется легированная, а зубья кулачков шлифуют, подвергают закалке и цементации.

Как правильно расточить?

Чтобы правильно расточить патрон необходимо соблюдать последовательность действий. Профессиональная расточка производится в несколько этапов, каждый из которых должен быть выполнен качественно и по всем техническим требованиям.

Демонтаж

В первую очередь необходимо провести демонтаж патрона. В противном случае не получится избавиться от биения заготовки и совместить точно все необходимые оси. Если патрон не будет зажат, а будет находиться в свободном состоянии на станке – дефекты сохранятся. После демонтажа необходимо снять кулачки и почистить их. Затем нужно проверить биение.

Обработка наждачной бумагой

При наличии небольшой степени износа и задира достаточно обработать деталь сначала крупнозернистой, а затем мелкозернистой наждачной бумагой. Чтобы не искажать профиль кулачка при зачистке необходимо, чтобы наждачная бумага охватывала примерно половину профиля кулачка и при этом имела небольшое натяжение. Если износ кулачка значительный – необходима полноценная расточка.

Как проточить?

Для проточки кулачков следует соблюдать определенный порядок:

1. Установить их, сопоставив с отверстием токарного патрона.
2. Осуществить зажим кольца так, чтобы оно могло двигаться свободно.
3. Понадобятся два резца: один для расточки канавок, а второй – для разработки плоскостей.
4. Начиная с низких оборотов следует найти оптимальный режим вращения.
5. Резец для разборки плоскостей необходимо установить так, чтобы по всей плоскости кулаков происходило соприкосновение.

Так осуществляется конусная расточка и заготовка сможет крепиться надежно и безопасно.

Шлифовка

Это финишный этап растачивания, который проводится только в случае, если есть реальная необходимость. На этом же этапе проводится проверка металлическим валом. Вал закрепляется в патрон токарного станка и с его помощью определить, есть ли биение. При наличии биения требуется дополнительная шлифовка.

Распространенные ошибки при проточке

Если не соблюдать в точности технологию проточки, то в результате можно сильно повредить патрон и кулачки. Наиболее распространенные ошибки:

• не проверить планшайбу на биение;
• не проверить параллельность патрона суппорту;
• не проведена предварительная шлифовка.

Если соблюдать технологический процесс полностью, то кулачки будут служить долго.

Основные советы и рекомендации

У любого опытного токаря существует несколько своих секретов по оптимальному процессу расточки кулачков токарного патрона. Чаще всего работают следующие рекомендации:

• когда мастер делает выточку на кулачках, он должен их раздвинуть на 2/3 от максимального вылета;
• зажимная шайба должна устанавливаться на максимально близкое расстояние к торцам кулачков;
• при расточке кулачков, кольцо, которое зажимается в выточке должно быть максимально жестким.

Эти тонкости необходимо знать, чтобы расточка была эффективной и достигла нужного результата.

Если кулачки токарных станков не растачивать, то это приведет к биению патрона, а затем и к поломке основных узлов. Важно соблюдать все этапы данной операции и помнить, что патрон в любом случае придется демонтировать.

Источник

Чипгуру

Протачивание кулачков токарного патрона — как фиксировать кулачки в сжатом состоянии

Протачивание кулачков токарного патрона — как фиксировать кулачки в сжатом состоянии

Сообщение #1 AZM.SU » 19 мар 2016, 03:08

Есть лютое, бешенное желание проточить прямые кулачки, потому что они дают погрешность в десятку при зажиме (один кулачек с ушатанной поверхностью, ещё от прежнего хозяина станка). Пока выкручиваюсь тем, что точу ответственные детали в одну установку, но это неприятно и не удобно.

Кто чем и как по простому фиксирует прямые кулачки в сжатом состоянии?
Видел на ютубе что некоторые плашку на задний зуб ставят и сжимают, а потом задний зуб опускают.
Видел приспособу, когда кольцо, к нему С-образные пластины закреплены и ими кулачки захватывают используя их конусность.

Задний зуб убивать не хочу, приспособу с С-образными захватами делать не из чего.

Есть мысль, но хочется получить советы и пинки, вдруг мысль дурацкая: взять кольцо от подшипника, сначала его зажать зубами кулачков задними, проточить передние зубы, потом зажать передними зубами и через кольцо проведя резец проточить уже задние зубы.
Разбег высоты передних, проточенных первыми и задних зубов потом уже скомпенсировать пользуясь лимбом поперечки и разглядывая следы зубов при зажиме мягкого материала, например алюминиевого прутка.
Сомнения возникают от необходимости перезажать колцо.
В принципе, логика подсказывает, что ничего страшного от перезажима не должно случиться, ведь диаметр зажима передними, уже проточенными кулачками не сильно будет отличаться от зажима задними зубами, пусть в худшем случае на десятку. Да и патрон центруется же не за счёт высоты кулачков, а за счёт улитки, так что перезажим не должен привести к существенным изменениям в геометрии. Суть ведь сжатия чего либо перед проточкой в том, что бы люфты выбрать у улитки-кулачков, насколько я понимаю.
Какие будут пинки по мысли в мой адрес?
Простите, если вопрос глупый, я ведь только начинающий.

Источник