Центр вращающийся - конструкция, применение, виды, ГОСТы

Конструкция вращающихся центров

На рисунке выше изображена конструкция центра предназначенного для фиксации в конический паз пиноли задней бабки токарного станка. Рабочая часть или центр (1) вращается благодаря шариковым подшипникам (2) и (4), в других вариантах конструкции применяются игольчатые подшипники. Возникающее в процессе работы осевое давление компенсирует упорный шариковый подшипник (5). Крепление в пиноли обеспечивает конический хвостовик (3). Для точного определения осевых усилий некоторые конструкции имеют встроенный прибор.

Более надежную фиксацию заготовок, особенно при работе с тяжелыми деталями на больших скоростях, обеспечивают встроенные в пиноль центры. Данное конструктивное исполнение, приведенное на рисунке ниже, даёт более высокую жесткость фиксации, оптимально при подготовке стружек большого сечения.

В передней части пиноли (1) имеется специально расточенное отверстие. В нем установлены подшипники для втулки (4) – упорный (3) расположенный в передней части для восприятия осевой нагрузки и радиальный (2). Во втулке выточено коническое отверстие под центр (5). Данную конструкцию можно использовать для крепления сверла или любого другого осевого инструмента, для чего втулка соединяется стопором с пинолью.

Токарные центры.

Раздел: БИБЛИОТЕКА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Короткий путь https://bibt.ru
Оглавление книги Предыдущая Следующая

Для установки и закрепления на станке заготовок валов, длина которых превышает диаметр в 5 и более раз, обычно используют токарные центры. Торцы валов для установки их в центрах должны иметь центровые отверстия.

Конструкции токарных центров показаны на рис. 46.

Жесткий опорный центр (рис. 46, а) имеет рабочую часть 1 с углом 60° при вершине. Хвостовая часть 2 имеет малую конусность (конус Морзе от 1 до 6). Хвостовик 3 центра имеет диаметр меньше наименьшего диаметра конуса хвостовой части, что устраняет заклинивание конуса при выбивании центра из гнезда.

Центр, показанный на рис. 46, б, служит для установки заготовок малого диаметра — до 4 мм. У таких заготовок вместо центровых отверстий делаются наружные конические поверхности с углом в 60°, которыми они устанавливаются в отверстие 1 центра. Такие центры называют обратными.

Полуцентр, вырез 1 которого дает возможность полностью обрабатывать торец заготовки, изображен на рис. 46, в. Устанавливают полуцентр только в заднюю бабку.

Центр со сферической рабочей частью 1 показан на рис. 46, г. Центр дает возможность устанавливать заготовки с некоторым перекосом оси заготовки к оси центров станка.

Рифленая рабочая поверхность центра, показанного на рис. 46, д, дает возможность обрабатывать заготовки с большим центровым отверстием без поводкового патрона.

Рис. 46. Токарные центры

Обычный, или жесткий, опорный центр применяют при сравнительно невысокой частоте вращения шпинделя (до 120 об/мин), так как между заготовкой и рабочим конусом центра возникает трение, что может привести к быстрому нагреву и износу центра.

Работа с повышенной частотой вращения шпинделя ведется на износостойких центрах, у которых на рабочий конус наплавлен слой твердого сплава или впаян твердосплавный наконечник (рис. 46, е).

Работа с высокой частотой вращения вызывает необходимость в установке вращающегося заднего центра (рис. 46, ж). Шпиндель 1 центра установлен в подшипниках 2, 3, 5, расположенных в корпусе 4.

Для уменьшения трения между заготовкой и задним центром применяют центр с постоянной смазкой (рис. 46, з). При установке вала коническая поверхность его центрового отверстия нажимает на несколько выступающий конец плунжера 2 с пружиной 3 и масло из масленки 1 через канал 6 корпуса 4 и канавку 5 поступает к трущимся поверхностям.

Наружные поверхности с большим центральным отверстием можно обрабатывать, используя передний центр с рифленой поверхностью рабочего корпуса.

Перейти вверх к навигации

Сфера применения и особенности

Центры вращающиеся применяются в токарных станках для обточки деталей при скорости вращения более 75 м/мин. При этой скорости начинается процесс повышенного износа конуса центра и центрового отверстия обрабатываемой заготовки. Частичным путем решения проблемы является применение смазки и твердосплавных напаек, но оптимальным вариант – применение вращающегося центра.

Основные преимущества оснастки:

Универсальность. При использовании центров со сменной насадкой можно обрабатывать детали с различными конусными осевыми отверстиями.
Высокие характеристики воспринимаемой нагрузки, значительно превышающие показатели упорных фиксаторов.
Длительная эксплуатация благодаря уменьшенному износу.
Возможность работы при высоких показателях нагрузки.

Основным недостатком является наличие радиального биения. Данная проблема решается применение оснастки с допустимым показателем биения, либо финишной обработкой на малых скоростях с использованием неподвижного центра.

Виды вращающихся центров

В зависимости от формы фиксирующей части выпускается два типа вращающихся центров:

с рабочим конусом для крепления заготовок с центровыми отверстиями;
с грибообразной насадкой для заготовок с внутренним отверстием – труб, полых валов и т. д.

По конструкции оснастка подразделяется на:

Центр с постоянным валиком (тип А)
Центр со сменной насадкой (тип Б)

Конус центрового валика проточен под 60° (исполнение 1) или может иметь дополнительную выточку под конус 30° (исп. 2).

Условное обозначение оснастки: Центр А-1-4-НП ГОСТ 8742-75

Тип А, исполнение 1 с конусом Морзе 4 повышенной точности и нормальной серии.

Таблица основных параметров оснастки

Центры вращающиеся станочные ГОСТ 8742-75 Тип А — с постоянным центровым валиком Тип Б — с насадкой на центровой валик
Центр вращающийся тип-исполнение-конус морзе-серия			d	D	L 1 рядL 2 ряд		L 1 рядL 2 ряд		D1	l1
Центр вращающийся А-1-2-Н	Центр вращающийся А-2-2-Н	Центр вращающийся Б-2-Н	22	56	160		90		56	24
Центр вращающийся А-1-3-Н	Центр вращающийся А-2-3-Н	Центр вращающийся Б-3-Н	25	63	180	185	94	99	63	26
Центр вращающийся А-1-4-Н	Центр вращающийся А-2-4-Н	Центр вращающийся Б-4-Н	28	71	210	225	101	116	71	30
Центр вращающийся А-1-5-Н	Центр вращающийся А-2-5-Н	Центр вращающийся Б-5-Н	32	80	240	260	104	124	80	34
Центр вращающийся А-1-4-У	Центр вращающийся А-2-4-У	Центр вращающийся Б-4-У	36	75	220	235	111	126	75	36
Центр вращающийся А-1-5-У	Центр вращающийся А-2-5-У	Центр вращающийся Б-5-У	40	90	250	275	114	139	90	45
Центр вращающийся А-1-6-У	Центр вращающийся А-2-6-У	Центр вращающийся Б-6-У	56	125	340	360	150	170	125	56

Токарные упорные и вращающиеся центры: зачем нужны, виды, как выбрать

Для того, чтобы закрепить заготовку на токарном станке в определённом положении, необходимо особое приспособление – вращающийся или упорный токарный центр. Оснастка позволяет обрабатывать детали на максимальных скоростях при минимальных вибрациях.

Токарный центр – это небольшая металлическая деталь, которая состоит из двух частей: хвостовика в виде вала или конуса Морзе, который закрепляется в пиноли задней бабки, и конусовидного упора, фиксирующего заготовку. Отметим, что обрабатываемая деталь фиксируется только после её зацентровки, то есть вытачивания с торцов болванки центровых отверстий. Таким образом заготовка фиксируется передней и задней бабкой станка – по двум противоположным сторонам, что позволяет очень прочно закрепить деталь и эффективно с ней работать.

Таким образом токарный центр применяется для центрирования и фиксации обрабатываемой детали в нужном положении во время точения.

Существует два вида токарных центров: вращающиеся и неподвижные, или упорные.

Невращающийся (упорный) центр

выполняет одну функцию: удерживает заготовку. При этом, как следует из названия, он остаётся неподвижным даже при вращении болванки. Оснастка имеет единую цельнометаллическую конструкцию. Фиксация очень точная, однако основным минусом упорного центра является ограниченное число режимов резания при его применении.

Кроме того, на токарном станке поджим упорным центром должен быть дозированным по усилию, чтобы вместе с отсутствием радиального люфта, деталь могла легко поворачиваться.

Вращающийся центр

применяется, если при обработке появляется излишнее давление и увеличивается трение, ведущее к перегреву и деформации детали. В такой ситуации использование упорного центра становится невозможным. Напротив, вращающийся центр крутится вместе с обрабатываемой заготовкой за счёт подшипника. Это помогает избежать перегрева в зоне контакта крутящейся детали и оснастки, что позволяет работать на повышенных скоростях, превышающих 70 м/мин.

Какой токарный центр выбрать?

Основным отличием вращающегося центра от упорного — это наличие подшипника, который позволяет наконечнику и обрабатываемой заготовке вращаться одновременно.

Однозначным достоинством вращающегося центра является его высокая износостойкость и возможность вести высокоскоростную обработку. Они бывают двух видов — Вращающиеся центры А-типа и Вращающиеся центры Б-типа:

А-тип (с постоянным центровым валиком) — наконечник расположен и вращается внутри хвостовика хвостовика. Основное преимущество — большая точность (незначительное биение).
Б-тип (с насадкой на центровой валик) — наконечник располагается на центровом валике и вращается вокруг него. Он герметичен и защищен от попадания СОЖ в подшипник.

Напротив, упорные центра характеризуются большей точностью (меньшим биением) и невысокой ценой из-за более простой конструкции. Они бывают с обычным и срезанным наконечником. Срезанный наконечник используется, когда необходимо обработать торец обрабатываемой детали.

И вращающиеся центры и упорные центры бывают разных исполнений, которые улучшают их характеристики и позволяют использовать максимально эффективно:

Удлинённые центры
— используются, когда необходимо обработать небольшую заготовку на крупногабаритных станках.
Центры с твердосплавным наконечником
— твердосплавный наконечник очень износостоек – такой центр прослужит дольше.
Центры с отжимной гайкой
— без нее не обойтись в станках, где отсутствует механизм автоматического или полуавтоматического извлечения. Эта гайка помогает извлечь центр из задней бабки.
Износостойкие центры
— используются очень дорогие высокопроизводительные подшипники, они служат долго даже при очень интенсивном и тяжелом использовании.

Чтобы вам было удобно подобрать вращающийся или упорный центр, мы подготовили сводную таблицу со всеми характеристиками и свойствами (смотрите в самом низу страницы).

Особенности эксплуатации

Приведём основные правила эксплуатации вращающихся центров, необходимые для точной обработки деталей:

При выборе класса точности оснастки необходимо оставить запас на покрытие погрешностей биения вследствие прочих причин – износ подшипников, малая жесткость и т. д.
Важную роль играет правильная установка детали. Ось конуса должна с высокой точностью совпадать с осью вращения заготовки.
Для проверки точности установки можно подложить под вращающийся центр белый лист бумаги и оценить соосность. Более точный контроль производится с помощью индикаторов.
При наличии биения конус шлифуется по месту с проверкой по шаблону. Обработка осуществляется электроинструментом, расположенным в резцедержателе.
Биение вращающихся центров приводит к биению полученной детали относительно оси. При установке этой детали на другой станок, имеющий другой показатель биения, может иметь место отклонение от соосности. Для устранения отклонений производится обработка с применением неподвижного центра.

Центры для токарных станков

Конструкция токарных станков предусматривает использование определенной оснастки. Только при наличии необходимого оснащения можно сделать деталь с нужными параметрами точности. При этом нужно приобрести специальное оснащение или сделать самодельный вариант исполнения. Стоит отметить, что своими руками можно создать не все для точного точения.

Токарные вращающиеся центры

Фиксация заготовок

Точение на токарном станке происходит путем ее крепления в кулачковом патроне, который передает вращения и при этом удерживает ее на месте. Подобное устройство эффективно при точении тел цилиндрической формы. При этом резец подается перпендикулярно, что позволяет проточить металл до нужного диаметра.

При рассмотрении токарного станка по металлу следует учитывать, что многие самодельные и промышленные варианты исполнения имеют в задней части конструкцию для поддержки заготовки и выполнения других задач. Самодельный вид токарного станка по металлу также имеет вариант исполнения бабки, для которой требуется специальная оснастка.

Таким образом, при фиксации по двум противоположным сторонам на токарном станке, задней и передней бабки, заготовка будет находиться в заданном положении во время возникновения даже сильной нагрузки.

При рассмотрении задней бабки нужно отметить следующие особенности:

Рассматриваемое устройство предназначено только для крепления специального оснащения. Виды используемой оснастки на токарном станке определяют предназначение задней бабки: она может служить как для фиксации тела цилиндрической формы, так и для обработки.

Для того чтобы на момент сильной подачи или при больших оборотах заготовка не изменила свое положение используется центр, который и определяет предназначение задней бабки.

Сделать центр можно своими руками или приобрести в специализированном магазине. При самостоятельном изготовлении нужно учитывать, что заготовкой должен быть цельный сплошной металл с повышенным показателем прочности. Это связано со способом крепления: пиноль прижимает деталь к шпинделю по торцу и на протяжении всего времени наконечник контактирует с ней, происходит незначительное трение.

Положение пиноли токарного станка регулируется только в продольном направлении. Учитывая данную особенность, стоит помнить, что положение центра должно совпадать с осью вращения шпинделя. В противном случае вращения будут происходить с биением.

Рассматриваемое устройство также может служить для высверливания торцевых отверстий и для решения других технологических задач.

Фиксация по двум торцам происходит в нижеприведенных случаях:

Токарный станок по металлу промышленного типа имеет регулировку количества оборотов. Большая скорость вращения, которая передается детали, приводит к «вилянию» детали. При точной обработке, согласно ГОСТ, подобное явление приводит к довольно большой погрешности.

Большая длина и вес заготовки также определяет необходимость использования задней бабки. Под собственным весом цилиндрическое тело может деформироваться и резец по металлу будет «бить» во время подаче резца.

В зависимости от режима точения и скорости вращения шпинделя может возникнуть чрезмерная поперечная подача. При обработке детали в подобной ситуации сделать ее с высокой точностью довольно сложно.

В подобных случаях следует провести фиксацию по обоим торцам.

Виды токарных центров

Провести фиксацию необходимого инструмента в пиноли можно своими руками. Для выполнения этой работы понадобиться несколько минут, и выполнить ее можно самостоятельно. Согласно ГОСТ можно выделить следующие виды:

упорный. ГОСТ определяет то, что наконечник и хвостовик имеют практически одинаковый диаметр. Устройство этой конструкции определяет то, что наконечник изготавливают из закаленной стали или твердого сплава согласно ГОСТ 13214-79.

грибковый вариант несколько отличается от предыдущего. Грибковый наконечник имеет согласно ГОСТ 8742-75 больший диаметр с усеченным рабочим конусом. согласно ГОСТ 8742-75 есть два типа наконечника, которыми обладает грибковый центр: с центрированным валиком или с насадкой для него. грибковый наконечник позволяет использовать рассматриваемое устройство для крепления тел вращения с полыми торцевыми отверстиями во время обработки.

Грибковый токарный центр

Вращающиеся токарные центры

Упорные вращающиеся центры

При точении во время большой центробежной силы сделать наиболее благоприятные условия можно при применении центра, в конструкции которого есть подшипник. Подобная оснастка может быть разная: грибковый или упорный центр также имеют подшипник. Большой выбор токарных центров представлен на сайте https://meatec.ru/catalog/tokarny-centry/.

Угол конуса может быть 60 или 90 градусов. Угол выбирается в зависимости от режима резания.

Существуют более сложные виды оснастки для установки в пиноли, которые могут иметь, к примеру, устройство для измерения прижимной силы. Сделать своими руками некоторые варианты центров для токарного станка невозможно. Обратный ход шпинделя не оказывает влияние на возможность использования пиноли.