Прутковая обработка. 
Технология машиностроения

Прутковой обработкой называется обработка заготовок из прутка большой длины, пропущенного через шпиндель станка. В настоящее время прутковую обработку осуществляют на станках с ЧПУ, в чем-то наследующих возможности универсальных токарно-револьверных станков. И в тех и в других заготовку пропускают через шпиндель станка, режущие инструменты закреплены в револьверной головке. Но возможности токарных станков с ЧПУ для прутковой обработки неизмеримо большие, чем у револьверных станков.

Сзади станка с ЧПУ для прутковой обработки (рис. 12.18) размещен магазин заготовок, в котором размещены прутки длиной от полутора до трех метров, т. е. исходная шестиметровая заготовка разделена на несколько частей. Магазин не только хранит определенный запас прутков, но и осуществляет подачу заготовок через шпиндель станка на требуемую длину для обработки очередной детали.

Рис. 12.18. Станок для прутковой обработки

Зачастую используют прутки калиброванного металла с допуском на наружный диаметр h9, что позволяет не выполнять обработку некоторых наружных поверхностей. Зажимными устройствами в этом случае являются цанговые патроны, хотя на практике используют также патроны трехкулачковые самоцентрирующие.

Заготовка выдвигается из зажимного устройства на длину, несколько превышающую длину детали с учетом обработки торца и отрезки, которую выполняют после обработки большинства поверхностей.

Прутковая обработка в сравнении с обработкой штучной заготовки имеет несомненные преимущества.

Полностью автоматизируется процесс обработки, так как нет потребности в загрузке заготовок. Даже после завершения обработки всего прутка загрузка нового из магазина происходит автоматически.

Экономится материал, так как на торце заготовки после отрезки можно оставить минимальный припуск.

Обработку заготовки повышенной длины можно выполнять в два установа: вначале обработать часть детали при меньшем вылете из зажимного устройства, затем выдвинуть на полную длину.

В настоящее время прутковую обработку используют до диаметра 90 мм. При больших диаметрах возникнут проблемы с отрезкой.

Современные токарные станки с ЧПУ для прутковой обработки в большинстве случаев изготавливают в двухшниндельном исполнении, наподобие патронных станков для обработки фланцев. Левая бабка 2 стационарная, а правая 20, имеющая противошпиндель 19, — подвижная (рис. 12.19).

Обработка выдвинутого из левого шпинделя 3 и закрепленного в зажимном устройстве 4 конца прутка 11 выполняется режущими инструментами 5, 6, 7,8, 10, 12, размещенных в гнездах 12-позиционной револьверной головки.

Рис. 12.19. Схема выполнения прутковой обработки.

Обработка заготовки в правом шпинделе может выполняться инструментами 13, 15, 16, 17 второй револьверной головки 14 или первой головки 9, в зависимости от исполнения станка. Если станок имеет два суппорта и две револьверные головки, то обработка выполняется одновременно в обоих шпинделях. Трудоемкость операции равна большему времени обработки в одном из шпинделей.

В то время как подходит к концу обработка в левом шпинделе 3 и остается выполнить отрезку, правая бабка подходит в осевом направлении к заготовке 11 и захватывает ее зажимным устройством шпинделя 18 за обработанную поверхность. Оба шпинделя начинают вращаться синхронно. С помощью отрезного резца 5 обработанную в левом шпинделе заготовку отделяют от прутка, и правая бабка транспортирует ее в правую позицию обработки (рис. 12.20).

Рис. 12.20. Отрезка обработанной в левом шпинделе заготовки

Устройство подачи прутка, размещенное в магазине, отслеживает момент, когда остаток становится короче длины детали. Дается команда на автоматическую подачу в рабочую позицию нового прутка. Также имеется устройство для удаления готовой детали из рабочей зоны от противошпинделя.

Все перечисленное отражает условия полной автоматизации цикла обработки. Создается возможность без больших капитальных затрат создать так называемое безлюдное производство, которое в течение длительного срока может функционировать без участия человека.

Из используемых инструментов интерес представляют отрезные резцы. Они похожи на канавочные, но имеют некоторые отличия. Зачастую их передняя кромка не параллельна оси, а расположена под некоторым углом. Благодаря этому можно отрезать обработанную деталь полностью до оси.

Отрезные и канавочные резцы, оснащенные быстросменными неперетачиваемыми пластинами твердого сплава, имеют на передней грани канавки, обеспечивающие устойчивое стружкодробление. Эта особенность важна, так как закрытое резание при данном виде обработки связано с неблагоприятными условиями схода стружки, особенно при значительном углублении режущей кромки от наружной поверхности в сторону оси заготовки.

Вопросы для самопроверки

• 1. Какие детали относятся к гильзам?
• 2. Какими особенностями должны обладать станки для обработки гильз?
• 3. Какие особенности характерны для технологии обработки гильз?
• 4. Как выполнять подготовку баз для деталей большой длины?
• 5. В чем состоят особенности глубокого сверления и глубокого растачивания?
• 6. Какие способы финишной обработки поверхностей можно предложить для улучшения микрогеометрии поверхностей детали в ходе токарной операции?
• 7. Как выглядят станки для прутковой обработки?
• 8. В чем состоят особенности прутковой обработки?
• 9. Чем привлекательна технология прутковой обработки?
• 10. Как выглядят отрезные резцы?