Рис. 13. Геометрическая самооткрывающаяся и регулируемая резьбонарезная головка
Хорошо известная резьбонарезная головка самооткрывающегося типа показана на рис. 13. Гребенки открываются автоматически, как только перемещение головки замедляется, или их можно открыть в любой точке, просто придерживая турникет или рычаг, с помощью которого перемещаются салазки револьверной головки. Плашка снова закрывается с помощью небольшой рукоятки, выступающей под прямым углом из стороны головки. Закрытие можно выполнить вручную или автоматически, ввернув штифт в резьбовое отверстие напротив рукоятки и прикрепив небольшой кусок плоской стали к заднему краю салазок револьверной головки. Последний затем войдет в зацепление со штифтом при повороте револьверной головки, тем самым закрывая резьбонарезную головку. Эта головка имеет приспособление для черновой и чистовой обработки, которое управляется рукояткой A. Когда эта рукоятка перемещается вперед, гребенки раздвигаются на 0,01 дюйма для чернового прохода, тогда как возврат рукоятки закрывает и фиксирует гребенки для чистового прохода. Резьбонарезная головка имеет микрометрическую шкалу, которая используется при выполнении небольших регулировок для компенсации износа гребенок или для получения плотной или свободной посадки резьбы.
Рис. 14. Геометрический сборный метчик
Сборные метчики. Сборный метчик, показанный на рис. 14, является одной из многих различных конструкций, которые производятся. Они часто используются в практике токарно-револьверных станков вместо цельных метчиков. При использовании этого конкретного стиля сборного метчика регулируемый калибр A устанавливается на требуемую длину резьбы. Когда метчик подается на эту глубину, калибр входит в контакт с торцом детали, что заставляет гребенки автоматически сложиться. Затем инструмент отводится, после чего гребенки снова раздвигаются и фиксируются в нужном положении рукояткой, видимой сбоку держателя. Во всех операциях нарезания резьбы, будь то метчики или плашки, следует использовать подходящую смазочно-охлаждающую жидкость, так как при этом получается более качественная резьба и снижается износ инструментов. Свиное сало является хорошей смазкой, хотя более дешевые составы дают удовлетворительные результаты на многих видах работ.
Рис. 15. Различные типы инструментов для токарно-револьверного станка
Прочие инструменты для токарно-револьверных станков. Инструмент для снятия фаски, показанный на A, рис. 15, используется для заострения конца прутка перед запуском чернового инструментального блока. Это не только обрабатывает конец прутка, но и обеспечивает ровную поверхность для начала работы инструментального блока. Резец скошен на конце для формирования режущей кромки и удерживается под углом. Люнет состоит из раструбной втулки из закаленной инструментальной стали, которая поддерживает пруток во время выполнения прохода.
Упорные калибры B и C используются в револьверной головке для регулирования длины материала, подаваемого через шпиндель. Когда готовая деталь отрезана, необработанный пруток подается через шпиндель до упора в калибр, тем самым позиционируя его для следующей операции. Этот калибр может быть простым цилиндрическим куском закаленной стали, как на B, или иметь регулировочный винт, как на C; для специальных работ также требуются другие формы или виды. Упорные калибры на некоторых станках, вместо того чтобы удерживаться в револьверной головке, прикрепляются к поворотному рычагу или кронштейну, который закреплен на салазках револьверной головки и поворачивается в линию со шпинделем при подаче материала вперед.
Инструмент для центровочного сверления D предназначен для удержания стандартного комбинированного центровочного сверла и зенкера. Этот тип инструмента часто используется при точении деталей, которые впоследствии должны быть обработаны шлифованием, для формирования центра для шлифовального станка. Регулируемый токарный инструмент E используется для точения наружной поверхности заготовок зубчатых колес, ступиц шкивов или ободов небольших шкивов. Пилот a входит в готовое отверстие для поддержки инструмента, а резец b регулируется для точения на требуемый диаметр.
Держатель отрезного резца F (который удерживается на поперечном суппорте токарно-револьверного станка) обычно удобнее, чем обычная резцедержавка, так как пластину можно установить ближе к патрону. Пластина удерживается в наклонном положении, как показано на рисунке, для обеспечения переднего угла режущей кромки; наклонную пластину также можно регулировать по вертикали на ограниченную величину путем перемещения ее внутрь или наружу. Многорезцовый отрезной инструмент G удерживает две или более пластины и используется для отрезания нескольких шайб, колец и т. д. одновременно. Изменяя проставки между резцами, последние раздвигаются для работы разной ширины. Держатель плоского сверла H используется для сверления коротких отверстий, а также для формирования точного «пятна» или начальной точки для других сверл.
Инструменты для накатки показаны на I и J. Первый предназначен для накатки коротких участков и иногда зажимается поверх отрезного резца на поперечном суппорте, при этом конец отводится назад после накатки (как показано пунктирными линиями), чтобы не мешать работе, когда отрезной резец находится в работе. Инструмент для накатки J имеет хвостовик и удерживается в револьверной головке. Две накатки находятся на противоположных сторонах детали, так что давление накатки уравновешивается. Регулируя рычаги, удерживающие накатки, инструмент можно настроить на разные диаметры.
Три стиля держателей сверл показаны на K, L и M. Держатель K снабжен разрезной цангой (видна слева), которая затягивается на хвостовике сверла установочным винтом в держателе. Для этого держателя требуется отдельная цанга для каждого размера сверла. Держатель сверла с коническим хвостовиком L имеет стандартное коническое отверстие, в которое вставляется хвостовик сверла. Регулируемый тип держателя M широко используется, особенно на станках малого и среднего размера, когда требуются сверла нескольких размеров. Этот держатель представляет собой просто сверлильный патрон, оснащенный специальным хвостовиком. Для больших сверл рекомендуется простой стиль держателя K, и если требуется всего несколько размеров сверл, он более удовлетворительный и экономичный, чем регулируемый тип.
Различные типы небольших инструментов для токарно-револьверных станков, упомянутые выше для точения, нарезания резьбы, нарезания метчиками, накатки и т. д., являются лишь немногими из множества различных конструкций инструментов, используемых в практике токарно-револьверных станков. Естественно, оснастка для каждой конкретной работы должна быть несколько изменена в соответствии с условиями, определяющими каждый случай. Упомянутые инструменты, однако, представляют собой в общем виде основные типы, используемые в обычной практике. Некоторые из более специальных инструментов показаны в связи с примерами работы на токарно-револьверных станках, которые рассматриваются ниже.
Рис. 16. (A) Метод растачивания и точения поршней на станке Gisholt. (B) Специальный патрон и инструменты для точения, растачивания и отрезания эксцентриковых поршневых колец
Точение поршней бензиновых двигателей на токарно-револьверном станке. Изготовление поршней для газовых двигателей, особенно на автомобильных заводах, осуществляется в таких больших масштабах, что необходимы быстрые методы их механической обработки. На виде в плане A, рис. 16, показаны инструменты токарно-револьверного станка, используемые в одном цехе для выполнения этой работы. Как часто бывает целесообразно при работе в больших количествах, черновые отливки изготавливаются с дополнительными выступами, расположенными так, чтобы помочь в их удержании. Эти выступы, конечно, удаляются, когда деталь завершена. В данном случае отливка поршня a имеет кольцо длиной около 1 1/4 дюйма и немного меньшего диаметра, чем поршень, на зажимном конце. Поршень удерживается в подходящих кулачках патрона b, которые затягиваются против внутренней стороны этого кольца. Затем установочные винты в этих специальных кулачках затягиваются, тем самым зажимая отливку между точками винтов и кулачками. Этот метод удержания позволяет проточить всю наружную поверхность поршня, поскольку она выступает за пределы кулачков патрона. Это и является целью обеспечения поршня выступающим кольцом, за которое он удерживается.
Первая операция состоит в черновом растачивании переднего конца поршня. Двусторонний резец n удерживается в расточной оправке m, которая, в свою очередь, поддерживается держателем сверла, закрепленным на одной из граней револьверной головки. Эта оправка поддерживается втулкой в опоре сверла c, которая прикреплена к суппорту и может быть повернута в рабочее положение или из него по мере необходимости. После завершения этого прохода револьверная головка поворачивается наполовину, и отливка растачивается начисто аналогичным образом двусторонним резцом n1, удерживаемым в оправке m1, при этом опора сверла используется так же, как и в предыдущем случае. Затем опора отводится в сторону, чтобы позволить использовать токарные инструменты в револьверной резцедержавке.
Наружная поверхность поршня затем подвергается черновому точению резцом k в револьверной резцедержавке, которая поворачивается, чтобы привести этот резец в действие. Затем резцедержавка поворачивается в показанное положение, и наружная поверхность подвергается чистовому точению резцом j, который выполняет широкий чистовой проход. Револьверный держатель инструментов снова поворачивается, чтобы привести фасонный резец l в рабочее положение. Этот инструмент нарезает канавки для поршневых колец. Для продольного и поперечного перемещений револьверной резцедержавки, конечно, предусмотрены подходящие жесткие упоры.
Во второй операции поршень a переворачивается и удерживается в мягких кулачках, которые используются вместо закаленных кулачков b, показанных на иллюстрации. Эти кулачки расточены по наружному диаметру поршня, так что при закрытии они удерживают деталь точно или концентрично со шпинделем станка. В этой операции зажимное кольцо, за которое поршень удерживался ранее, отрезается, а торец поршня подрезается начисто. Если отверстие под поршневой палец должно быть обработано, необходима третья операция с использованием самоцентрирующей планшайбы и инструментов для растачивания и развертывания. (Они не показаны на иллюстрации.)
Точение поршневых колец на токарно-револьверном станке. Один из методов точения поршневых колец показан на B на рис. 16. Поршневые кольца нарезаются из чугунной цилиндрической заготовки, имеющей три выступа b, отлитых на одном конце и расположенных так, что их можно удерживать в трехкулачковом патроне. Эта цилиндрическая отливка имеет длину около 10 дюймов, и когда внутренние и наружные поверхности колец должны быть концентричными, отливка удерживается за выступы в обычных кулачках, поставляемых с патроном. (Устройство, используемое для точения и растачивания эксцентриковых колец, которое показано на иллюстрации, будет описано позже.)
Отливка a, из которой изготавливаются кольца, сначала подвергается черновому растачиванию двусторонним резцом n в расточной оправке m, после чего она растачивается начисто резцом n1 в оправке m1. Во время выполнения этих проходов оправки m и m1 поддерживаются своими удлиненными концами, которые входят во втулку r, расположенную в центральном отверстии патрона. Это обеспечивает жесткую опору, так что можно выполнять тяжелый проход.
Наружная поверхность отливки затем подвергается черновому точению резцом k, удерживаемым в револьверной резцедержавке. Затем эта резцедержавка поворачивается, чтобы привести в рабочее положение резец j, которым наружная поверхность протачивается точно в размер, при этом выполняется широкий чистовой проход. Резцедержавка снова поворачивается, чтобы привести держатель отрезного резца l в рабочее положение. Этот держатель содержит четыре пластины, установленные на надлежащем расстоянии друг от друга для получения колец желаемой ширины. Каждая пластина, справа налево, установлена немного позади предыдущей, так что кольца отрезаются одно за другим, при этом внешние кольца поддерживаются до тех пор, пока они не будут полностью отделены. После того как первые четыре кольца отрезаны, суппорт перемещается вперед до второго упора, и отрезаются еще четыре кольца, эта операция продолжается до тех пор, пока отливка не будет полностью разрезана на кольца.
Когда отверстие кольца должно быть эксцентричным по отношению к наружной поверхности, используется удерживающее устройство, показанное на иллюстрации. Отливка a привинчивается к сдвижной планшайбе c, а наружная поверхность подвергается черновому точению резцом k в резцедержавке. Затем в действие приводится чистовой резец j, и наружный диаметр протачивается точно в размер. Затем сдвижная планшайба c, несущая деталь, смещается на расстояние, равное желаемой эксцентричности, и деталь растачивается резцами n и n1, как и в предыдущем случае. Затем револьверная резцедержавка поворачивается, и инструменты l используются для отрезания колец. Причина чистовой обработки наружной поверхности в первую очередь заключается в получении гладких колец при отрезании, так как эта операция должна выполняться, когда деталь вращается концентрично с отверстием, а не с наружной поверхностью.
Очевидно, что этот метод дает гораздо больший выход колец, чем это возможно при их обработке примитивным способом на токарно-винторезных станках. Торцы колец могут быть обработаны во второй операции, если это желательно, или они могут быть отшлифованы, в зависимости от метода, используемого в цехе, где выполняется работа, и требуемой точности.
Рис. 17. Точение поршней бензиновых двигателей на токарно-револьверном станке Pratt & Whitney
Точение поршней на токарно-револьверном станке Pratt & Whitney. Токарно-револьверный станок, оснащенный инструментами для точения, подрезки и нарезания канавок поршней автомобильных бензиновых двигателей, показан на рис. 17. Поршень удерживается на разжимном цанговом патроне, который сконструирован так, что все пальцы прижимаются наружу с равным давлением и автоматически приспосабливаются к любым неровностям на внутренней стороне поршня. Инструмент A выполняет черновое точение наружной поверхности, и как только этот инструмент завершает свой проход, в торце поршня сверлится и развертывается центральное отверстие комбинированным сверлом и зенкером B. Затем револьверная головка индексируется на пол-оборота, и чистовой проход выполняется инструментом C. После того как цилиндрическая часть поршня проточена, инструменты, удерживаемые в специальном держателе E, прикрепленном к отрезному суппорту, используются для подрезки торцов поршня и нарезания канавок под поршневые кольца. Пока нарезаются канавки, наружный конец поршня поддерживается центром D. Центральное отверстие в торце также служит для поддержки поршня при шлифовании до требуемого диаметра на круглошлифовальном станке. Кромка на открытом конце поршня также может быть подрезана под прямым углом, а внутренний угол скошен крючковым резцом, установленным на заднем поперечном суппорте, хотя обычно это делается в отдельной операции. (Это обеспечивает точную поверхность, за которую можно удерживать этот конец при шлифовании.)
Эта иллюстрация (рис. 17) очень четко показывает упоры, которые автоматически отключают подачу револьверной головки. Кронштейн F привинчен к передней части станины и содержит шесть упорных стержней G (по одному для каждой позиции или стороны револьверной головки). Когда один из этих упорных стержней ударяет по рычагу H, подача отключается, при этом упор регулируется так, чтобы выключить подачу, когда инструмент завершил свой проход. Рычаг H автоматически выравнивается с упорными стержнями для разных сторон револьверной головки с помощью кулачка J на основании револьверной головки. Ролик K прижимается к этому кулачку и через показанный соединительный вал и рычаг заставляет рычаг H перемещаться напротив упорного стержня для той грани револьверной головки, которая находится в рабочем положении. Рычаг L используется для включения подачи, а рычаг R — для ее отключения вручную.
Индексация револьверной головки в конце обратного движения суппорта управляется упором M, по которому ударяет стержень N, тем самым освобождая стопорный болт, чтобы револьверная головка могла повернуться. Этот упор M регулируется вдоль станины в положение, зависящее от длины инструментов револьверной головки и расстояния, на которое револьверная головка должна отойти назад, чтобы позволить инструментам освободиться при повороте.
Рис. 18. Токарно-револьверный станок Pratt & Whitney, оснащенный специальным приспособлением для точения эксцентриковых поршневых колец
Приспособление для точения поршневых колец. На рис. 18 показано специальное приспособление, примененное к токарно-револьверному станку Pratt & Whitney для точения эксцентриковых поршневых колец газовых двигателей. Растачивание отливки кольца, точение наружной поверхности и отрезание колец выполняются одновременно. Внутренняя часть отливки протачивается концентрично со шпинделем станка тяжелой расточной оправкой, конец которой жестко поддерживается втулкой в шпинделе. Суппорт, несущий инструмент для наружного точения, установлен на тяжелой отливке, которая охватывает револьверную головку. Наружная поверхность отливки кольца протачивается эксцентрично по отношению к отверстию в результате движения инструмента внутрь и наружу, сообщаемого кулачком на валу A, который вращается от шпинделя станка через показанную зубчатую передачу. За каждый оборот детали инструмент отходит от центра и приближается к нему на величину, достаточную для обеспечения требуемой эксцентричности. Когда инструменты для точения и растачивания подаются вперед примерно на 2 дюйма, в действие вступают отрезные инструменты, удерживаемые в держателе B. Конец каждого отрезного инструмента, справа налево, установлен немного дальше от детали, чем предыдущий инструмент, так что торцевые кольца всегда отрезаются первыми по мере подачи инструментов поперечным суппортом. Некоторое количество готовых колец можно увидеть в поддоне станка.