Центры упорные и вращающиеся для токарных станков

Общие сведения о токарных центрах

Надежное крепление заготовки - фактор, непосредственно влияющий на качество выполняемой операции. При обработке на токарном станке заготовка фиксируется одним из двух способов:

1. Односторонний способ крепления, применяемый при работе с малогабаритными заготовками на низких скоростях вращения шпинделя. Зажим заготовки выполняется кулачками токарного патрона со стороны передней бабки станка.
2. Заготовка зажимается с двух сторон: со стороны передней и задней бабки станка. Со стороны передней бабки болванка зажимается кулачками патрона, со стороны задней бабки прижимается токарным центром.

1. Фиксация заготовки в патроне	2. Фиксация заготовки при помощи патрона и центра

Токарный центр - оснастка для точного центрирования и крепления заготовки, в зависимости от конструкции используется на низко- и высокоскоростных режимах резания.

Область применения токарных центров

• Обработка длинных болванок (длина заготовки больше ее диаметра в 5 и более раз)
• Обработка тяжелых заготовок в условиях больших оборотов и подачи
• Токарные операции, требующие снятия большого объема металла

Токарный центр состоит из упорного конуса (1) и хвостовика (2). Упорный конус - рабочая область токарного центра, которая прижимает заготовку со стороны торца. Хвостовик стандартно изготовлен в виде конуса Морзе определенного размера (№1, №2, №3 и др.). Хвостовик Морзе методом самозаклинивания обеспечивает надежное крепление оснастки в пиноли задней бабки токарного станка.

На качество токарной обработки непосредственно влияет точность центрирования установленной заготовки относительно оси шпинделя станка. Для точного базирования заготовки в центре ее торца вытачивается отверстие с углом 60° или 90°. При зажиме болванки в отверстие упирается конус токарного центра с аналогичным значением угла. Плотный контакт поверхности заготовки и рабочего конуса обеспечивают низкий уровень биения в процессе резания.

Токарные центры эксплуатируются в условиях высоких механических и температурных нагрузок, поэтому изготавливаются из закаленной легированной стали. При повышенных оборотах шпинделя упорного конуса постепенно изнашивается, что в итоге приведет к замене оснастки. Эту проблему обычно решают двумя способами: либо используют смазку, либо применяют центры с добавлением твердого сплава.

Конусный упор без вставки	с твердосплавной вставкой

Твердый сплав добавляется в рабочую зону токарного центра (упорный конус) одним из двух способов:

1. В виде покрытия: на упорный конус из закаленной легированной стали наплавляется слой твердого сплава
2. В виде вставки: упорный конус из твердого сплава впаивается в основной корпус токарного центра

В сравнении с другими видами инструментальной стали твердосплавной материал имеет более высокие параметры твердости, износостойкости, стойкости (время непрерывной работы), теплостойкости и теплопроводности. В совокупности эти характеристики не только увеличивают срок службы оснастки, но и увеличивают эффективность выполняемых токарных операций.

Типы токарных центров

В зависимости от конструкции токарные центры бывают нескольких типов. Эксплуатация каждого типа обладает своей спецификой и связана с ограничениями скоростных режимов резания.

Упорные центры

Упорный (невращающийся) центр - монолитная конструкция без подвижных элементов, применяемая для металлообработки на низкоскоростных режимах резания.

В процессе резания упорный центр остается неподвижным, вращается только болванка. При этом необходимо контролировать усилие зажима для свободного вращения заготовки при условии отсутствия радиального люфта.

При повышенных оборотах шпинделя в зоне контакта возникает перегрев, ведущий к снижению точности обработки или деформации заготовки. Поэтому эксплуатация упорных центров ограничена режимами резания.

Исполнения токарных центров

В зависимости от особенностей выполняемой операции и конструкции заготовки токарные центры производятся в нескольких исполнениях. Рассмотрим их виды и область применения.

Центр			Центр - самое распространенное исполнение, встречается как в упорных, так и вращающихся конструкциях токарных центров. Форма полного конуса обеспечивает плотное прилегание поверхности упора к заготовке.
Полуцентр			Полуцентр - видоизмененное исполнение конуса "центр". На упорном конусе выточен функциональный вырез (лыска). Такая форма упора допускает обработку торца заготовки с максимальным доступом режущего инструмента к его центру. Используется в упорных (неподвижных) конструкциях.
Грибковый			Грибковый центр получил свое название из-за грибковидной формы упора. В сравнении с центрами и полуцентрами предназначен для крепления заготовок с полыми отверстиями (пустотелые валы, трубы). Применяется во вращающихся конструкциях.

Токарные вращающиеся центры

Разработка токарного центра с вращающимся конусом решила главную проблему упорных центров и позволила высокоточную металлообработку на высокоскоростных режимах.

Вращение рабочего конуса одновременно с заготовкой выполняется шариковыми подшипниками, встроенных в корпус оснастки. Такой принцип работы исключает перегрев в рабочей зоне. Для увеличения износостойкости оснастки используется наконечник, изготовленный из твердого сплава.

Вращающийся центр менее требователен к контролю усилия зажима заготовки. Даже при условии сильного зажима подшипник обеспечивает вращение конуса с установленной болванкой.

Типы вращающихся центров

В соответствии с ГОСТ 8742-75 вращающиеся токарные центры изготавливаются двух типов.

Тип А			А - с постоянным центровым валиком Упорный конус расположен внутри хвостовика и образует единую (неделимую) конструкцию с основным корпусом токарного центра.
Тип Б			Б - с насадкой на центровой валик В токарных центрах типа Б сменный рабочий конус фиксируется в центровой (вращающийся) валик. В комплект поставки таких патронов стандартно входит набор конусов, позволяющие устанавливать заготовки различного формата.