Чем крепится заготовка в планшайбе

Планшайба для токарного станка

Ни для кого не является секретом, что перед каким бы то ни было видом обработки на токарном станке заготовку необходимо надёжно закрепить, дабы производимая над ней операция протекала без каких-то неприятностей. Способов крепления существует несколько: можно, например, простую деталь установить в классический четырёхкулачковый патрон, а можно воспользоваться планшайбой.

Вообще, планшайба представляет собой диск (чаще всего, чугунный, но встречаются варианты, выполненные из стали), который имеет в своём центре отверстие, ступицу (диаметр её может разниться), предназначенную для насадки на шпиндель токарного станка.

Как уже было сказано выше, используется данная деталь в том случае, когда необходимо закрепить деталь не простой конструкции, но неправильной формы, либо же очень большого размера. Для этой операции планшайба может быть снабжена четырьмя или же шестью (опционально) канавками в виде буквы «Т» (канавками Т-образного профиля), плюс, несколькими сквозными отверстиями.

Непосредственно процедура закрепления осуществляется с помощью нескольких планок или болтов, что располагаются обычно диаметрально противоположно. Вместо болтов могут применяться и другие детали, например, упорные стойки (или так называемые «уголки»), прихваты и накладки.

Виды планшайб

На сегодняшний день существует несколько классификаций, делящих существующие планшайбы по разному признаку на группы. Итак, среди распространённых на рынке планшайб выделяют следующие типы:

• Гладкие;
• С обычными отверстиями под резьбу;
• C радиальными или классическими, круговыми, резьбовыми отверстиями (пазами);
• Планшайбы с поводком.

Поскольку каждый вид имеет свои особенности, имеет смысл чуть более подробно остановиться на каждом типе.

Подобный подход к материалу изготовления легко объясняется:

1. Чугун мало подвержен термическим изменениям;
2. Является данный материал легкообрабатываемым;
3. Стоимость чугуна по сравнению с другими материалами подобного качества очень мала.

Гладкие планшайбы

Самая распространённый вид планшайбы – гладкая, в подавляющем большинстве случаев используется тогда, когда необходимо обработать деталь в виде обычного или же ступенчатого кольца. Так, планшайба, уже установленная в конструкцию токарного станка, в обязательном порядке центрируется с помощью опоясывающего элемента, расположенного на фланце.

Обрабатываемая же заготовка крепится с помощью специальных прихватов или через центральный зажим, который обеспечивает надёжную установку детали и её неподвижность. Зажимы обычно используются максимально простой конструкции, дабы исключить какие-либо риски, потому они состоят из винта, двух шайб и гайки, которые, соединяясь, дают отличный уровень крепежа.

Если крепёж необходимо осуществить с помощью угольников или специальных стоек, а в наличии есть только гладкая планшайба, то порядок крепления несколько отличается: после центровки планшайбы осуществляется монтаж угольника непосредственно на неё.

Планшайбы с отверстиями под резьбу

Принципиальное отличие подобных планшайб от предыдущего типа – наличие в отверстии, что находится посередине планшайбы, и резьбы, которая предназначена для монтирования её на вал токарного станка. Соответственно, в данном случае планшайба выступает своеобразным заменителем фланца, поскольку крепёж на верхний конец шпинделя осуществляется напрямик без каких-либо посредников.

При этом подобные планшайбы зачастую снабжены несколькими отверстиями (обычно тремя), куда прикручиваются прихваты (которые иногда называются «кулачками»), необходимые для дополнительного крепления заготовок меньших размеров.

Планшайбы с радиальными и круговыми пазами

Планшайба с радиальными пазами кардинально отличается от перечисленных выше:

• во-первых, резьбовые сквозные пазы соединены в группы, которые разделяются между собой особыми канавками,
• во-вторых, планшайба может быть как с резьбой, так и без.

Количество пазов с резьбой может изменяться, причём встречаются и такие планшайбы, в которых количество их резко разнится (например, три в одной группе и шесть – в другой). Пазы также могут располагаться в самих канавках, при этом вовсе не обязательно, чтобы все они были сквозные, некоторые могут доходить только до половины детали.

Основное предназначение радиальных пазов – осуществление фиксации заготовки нестандартной формы при помощи винтов на время обработки. С тыльной стороны могут дополнительно накручиваться рёбра жёсткости.

Рёбра жёсткости устанавливаются для увеличения потенциального воздействия на деталь: поскольку классические, заводские, планшайбы их лишены, представляя собой цельный кусок металла или сплава, их прочность и «стойкость» достигается путём увеличения веса.

Поводковые планшайбы

Поводковые планшайбы (которые иногда называются зубчатыми) отличаются от описанных выше конструкцией: так, в корпусе детали располагается прямолинейный Т-образный профильный разрез, где располагается поводок (в нём, кстати, имеется ещё один Т-образный паз, который параллелен первому и где располагаются зажимы).

В зажимных элементах, что могут быть отрегулированы соответствующими винтами, также имеются Т-образные пазы, где уже располагаются кулачки, обеспечивающие непосредственно крепёж (они способны перемещаться свободно по пазу, потому устанавливаются уже по поверхности обрабатываемой детали).

Принцип работы достаточно прост: обрабатываемая деталь устанавливается в центр, после чего зажимные элементы с нескольких сторон накрепко придвигаются к ней посредством закручивания соответствующих винтов, а кулачки дополнительно ставятся на её поверхность, их задача – дополнительно охватить заготовку.

Крепление детали на планшайбе

Крепление детали на планшайбе производится с помощью различных вспомогательных элементов, которые призваны дополнительно удержать деталь. В случае, если возможно установить деталь симметрично, используют «уголок», который размещается посередине планшайбы, а на него уже крепят заготовку. Следует помнить, что чем симметричнее и сбалансированнее располагается деталь на планшайбе, тем качественнее будет выполнена её обработка. Пример такой установки приведён на рисунке ниже.

Как видно, чуть выше шпинделя с наконечником располагается круглая деталь – противовес, который необходим в случае работы с:

• Увесистыми заготовками;
• Заготовками, центр тяжести которых является сильно смещённым относительно центральной оси;
• Заготовками сильно неправильной формы.

Несимметричные детали крепятся на планшайбу в несколько этапов:

• Во-первых, необходимо установить стойки, которые будут «держать» деталь одновременно с нескольких сторон. Стойки в обязательном порядке должны быть параллельны оси планшайбы, иначе возможно выпадение обрабатываемой детали.
• Во-вторых, зажимные элементы ставятся максимально близко к заготовке. Наконец, осуществляется верность установки при помощи рейсмуса.

Требования, предъявляемые к планшайбам

Как уже было неоднократно сказано выше, планшайбы перед своим попаданием на рынок должны пройти сертификацию, удостоверяющую покупателя об их соответствии нормам, установленным государством. Так, например, планшайбы должны быть:

1. Выполнены из чугуна (марка СЭ20, ГОСТ 1412) или из стали (35Л, ГОСТ 977);
2. Снабжены классической круговой шкалой, цена деления которой при этом не должна превышать значение в 1 о ;
3. Прекрасно откалиброваны, центрированы. Проверка должна производиться регулярно описанными в нормативных документах способами.

Полный перечень требований, предъявляемых к планшайбам, перечислен в нормативном документе ГОСТ 16935-93, группа №27.

Закрепление заготовки в токарном станке

Перед началом точения заготовку нужно закрепить. Дня этого существует несколько способов и приспособлений: закрепление в центрах обоих бабок и закрепление заготовки за наружную или внутреннюю поверхность, закрепление в патронах и т.д. (рис. 29).

Рис. 29. Способы закрепления деревянных заготовок:
1 — пиноль задней бабки; 2 — передняя бабка

Для этого применяют различные приспособления, представленные на рис. 30 и 31.

Рис. 30. Приспособления для закрепления и обработки заготовок на станке:
а — трезубец; б — спиральный самоцентрирующий патрон; в — планшайба; г — чашечный патрон; д — корпус с центром-вилкой; е — цилиндрический патрон; ж — специальный патрон с зубцами;
1 — зубцы; 2 — центральный зуб; 3 — ограждение зубцов; 4 — конус патрона

Для закрепления заготовки в центрах применяют трезубец, который имеет форму трезубой вилки. При закреплении заготовки один ее конец с намеченным пазом и центром вставляют в трезубец, а второй — поджимается центром пиноли задней бабки.

За наружную поверхность заготовку можно закрепить при помощи чашечных, тисочных и кулачковых патронов или планшайбы.

Рис. 31. Зажимные патроны для точения древесины:
а — тисочный патрон (1 — заготовки; 2 — губки тисков; 3 — крепежный винт); б — трубчатый патрон (1 — металлический стакан; 2 — отверстие для фиксатора); в — четырехкулачковый патрон; г — чашечный патрон (1 — металлический стакан; 2 — крепежные винты); д — патрон-трезубец (1 — металлический стакан с резьбой; 2 — держатели гребневидного и цилиндрического тисков); е — планшайба (1 — держатель с резьбой; 2 — крепежные отверстия); ж — патрон с коническим винтом

Чашечный патрон имеет с одной стороны цилиндрическую или коническую полость, а с другой — конический хвостовик для установки в шпиндель передней бабки. Для закрепления в чашечном патроне хвостовую часть заготовки округляют или опиливают на конус. Затем, поставив патрон на деревянный брусок, киянкой заколачивают в него заготовку.

Тисочный патрон применяют в тех случаях, когда часть изделия имеет форму четырехугольника. В этом случае заготовку для обработки вставляют в тиски патрона и зажимают винтом.

Для закрепления заготовок за наружную поверхность применяют трехкулачковые самоцентрирующиеся патроны, которые являются наиболее универсальными. Они обеспечивают быстрое и надежное зажатие и центрирование заготовки, благодаря одновременному радиальному перемещению кулачков. Заготовки большого диаметра устанавливают в обратные кулачки. Каждый трехкулачковый патрон может служить для закрепления заготовки как за наружную, так и за внутреннюю поверхность.

Заготовки сложной формы с несколькими осями точения закрепляют и обрабатывают на планшайбах. Дисковые планшайбы изготавливают из металлической пластины толщиной 10-15 мм. К пластине приваривают (или жестко соединяют) фланец, который зажимается в прямые кулачки патрона. Для закрепления заготовки диск может иметь несколько вариантов сквозных отверстий — радиальные пазы и отверстия, расположенные радиально или по квадрату. Крепежные болты пропускаются в эти отверстия и затягиваются гайками. Для упрощения процесса крепления заготовки на планшайбе в отверстиях нарезают резьбу. После чего обрабатываемые заготовки закрепляют прихватами Г — образной формы или планками, которые удерживаются двумя болтами или шпильками. На планшайбе обрабатывают большие и плоские заготовки (вытачивание декоративных тарелок).

Способ закрепления заготовки в патроне зависит от твердости древесины. Если древесина заготовки твердая, она получает небольшую деформацию, поэтому надежно удерживается в трехкулачковом патроне. Мягкая древесина заготовки усложняет приемы ее крепления.

При поджатии заготовки небольшого диаметра вращающимся центром задней бабки его конус может глубоко в нее внедриться и расколоть древесину. Чтобы предотвратить раскол, используют центровочную металлическую вставку.

СПОСОБЫ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК НА СТАНКЕ

Способ установки и закрепления заготовок на станке выбирают в зависимости от размеров, жесткости и требуемой точности обработки. Заготовки при 1/D 10 в центрах станка или в патроне и центре задней бабки с поддержкой люнетом

Заготовку на токарном станке обрабатывают в центрах, если необходимо обеспечить концентричность обрабатываемых поверхностей при переустановке заготовки для последующей обработки в центрах на шлифовальном станке.

Заготовки закрепляют в центрах с применением токарных оправок 2 (рис.3.14), которые устанавливают в предварительно обработанное отверстие заготовки. На среднюю часть оправки 2 (рис.3.14,а), выполненную с малой конусностью (обычно 1:2000) и предварительно смазанную, устанавливают с натягом заготовку 1. Для создания натяга наносят легкие удары по торцу оправки молотком с медным наконечником или деревянной киянкой с тем, чтобы не повредить торцы оправки и центровые отверстия. Лыска 3 оправки служит опорой для болта, которым закрепляют хомутик. При базировании по этому способу положение всех обрабатываемых заготовок 4 вдоль оси оправки 1 не одинаково и зависит от отклонений размеров отверстия.

Заготовку 1 можно закрепить на цилиндрической оправке 2 с помощью гайки 4 и быстросменной шайбы (рис.3.14,6). Наружный диаметр гайки 4 обычно меньше посадочного диаметра оправки, что позволяет значительно сократить время на смену заготовки. При этом способе базирования точность обработки снижается, так как деталь устанавливается на оправку с зазором.

Рис 3.14. Токарные оправки (а, 6, в, г, д)

Когда отверстия заготовок имеют различные и большие отклонения по диаметру, применяют разжимные (цанговые) оправки (рис.3.14,в). Цанга 5

представляет собой втулку, внутренняя поверхность которой коническая, а наружная, предназначенная для базирования закрепляемой заготовки 1- цилиндрическая.

Цангу 5 с заготовкой 1 перемещают и закрепляют на оправке 2 гайкой 4, а освобождают противолежащей гайкой 6,предварительно ослабив гайку 4. Пружинящие свойства цанги 5 обеспечиваются наличием продольных прорезей с обоих торцов.

Шпиндельную оправку 2 (рис.3.14,г) с конусной поверхностью устанавливают в шпиндель станка. Заготовку 1 устанавливают на посадочную с прорезями цилиндрическую поверхность 7.

Натяг между цилиндрической частью 7 оправки 2 и обрабатываемой заготовкой 1 создают болтом 8 с конической головкой.

Для закрепления деталей могут быть применены оправки с упругой оболочкой (рис.3.14,5). Корпус оправки 2 крепится к фланцу шпинделя станка. На корпусе закрепляется втулка 9, канавки которой вместе с канавками корпуса образуют полости А, В, С, заполняемые гидропластом. При вращении винта 10 плунжер 11 перемещается, выдавливая гидропласт из полости С в полость А. Тонкая стенка втулки 9 под давлением гидропласта деформируется, увеличивая посадочный диаметр втулки и создавая натяг при закреплении заготовки 1. Упор 12 ограничивает перемещение плунжера 11, а пробка 13 закрывает отверстие, через которое выходит воздух при заполнении полостей оправки гидропластом.

Для заготовок при длине выступающей части из кулачков патрона более 2- 3 диаметров в качестве второй опоры используют задний центр (рис.3.15). Предварительно закрепленную в патроне заготовку поджимают задним центром и окончательно зажимают кулачками патрона. Такой способ установки обеспечивает повышенную жесткость крепления заготовки и применяется преимущественно при черновой обработке.

При установке заготовок, у которых длина выступающей части из патрона составляет 12-15 диаметров и более, в качестве дополнительной опоры применяют неподвижные и подвижные люнеты.

Неподвижный люнет (рис.3.16) устанавливают на направляющих станины станка и крепят планкой 5 с помощью болта и гайки 6. Верхняя часть 1 неподвижного люнета откидная, что позволяет снимать и устанавливать заготовки на кулачки или ролики 4 люнета, которые служат опорой для обрабатываемой заготовки и поджимаются к детали винтами 2, после установки заготовки винты 2 фиксируют болтами 3. На заготовке, в местах установки роликов люнета, протачивают канавку. Проточку обычно выполняют посередине заготовки.

Подвижный люнет (рис.3.17) крепится на каретке суппорта и перемещается при обработке вдоль детали. Подвижный люнет имеет два кулачка, которые служат опорами для заготовки. Третьей опорой является резец.

Рис.3.18. Примеры применения планшайб

Рис.3.15. Закрепление заготовок в Рис. 3.16. Неподвижный люнет Рис. 3.17. Подвижный люнет, патроне с подвижным задним центром:

1 — заготовка, 2 и 3 резцы

Планшайбы применяют для закрепления заготовок. Планшайба 2 представляет собой плоский диск, который крепится к фланцу 1, устанавливаемому на шпинделе станка (рис.3.18,п). Рабочая поверхность планшайбы может быть выполнена с радиальными или концентрическими пазами. Обрабатываемые заготовки центрируют и закрепляют на планшайбах с помощью сменных наладок и прихватов.

Заготовку 4 типа кольца устанавливают на опорную втулку 3 и закрепляют шайбами 5 и 6 и винтом 8 с гайкой 7 при обработке наружных поверхностей, а при обработке внутренних поверхностей — прихватами 9.

На рис.3.18,б показано закрепление заготовки 4 типа кронштейна. Её устанавливают на угольнике 10 по центрирующим пальцам 11 и закрепляют откидным зажимом 12. Возникающий при этом дисбаланс устраняют противовесом 13. На рис.3.18,е,г показано закрепление заготовок 4 (типа колец, крышек, фланцев и т. п.), которые крепятся к планшайбе 2 прихватами 9.