Токарная обработка щитов является важнейшей составной частью технологического процесса их изготовления. До настоящего времени эта обработка почти исключительно производится на токарных, револьверных или карусельных станках. В зависимости от наличия на заводе оборудования и габаритов щитов. В условиях массово-поточного производства возможно несколько вариантов применения более производительного оборудования.
Применение полуавтоматов горизонтального типа. Для обработки щитов мелких электрических машин применяются как одношпиндельные, так н многошпиндельные полуавтоматы. Станки носят название полуавтоматов, потому что, будучи приспособлены для выполнения патронных работ они работают по автоматизированному циклу, за исключением постановки; на станок заготовки и снятия готовой детали, что выполняется рабочим, обслуживающим станок.
Максимальный размер обрабатываемых щитов определяется размерами самих станков и обычно не превышает 400—500 мм для одношпиндельные и 250—300 для многошпиндельных полуавтоматом. Большинство полуавтоматов производят обработку при вращающихся изделиях, зажимаемых в механические или пневматические патроны, хотя выпускаются также многошпиндельные полуавтоматы, у которых изделие стоит неподвижно, а вращается сам инструмент. Это дает возможность успешно обрабатывать на подобных станках такие щиты, которые или имеют крупные выступающие части и поэтому при их вращении развиваются большие центробежные усилия, вредно действующие на опоры шпинделя и на качество обработанных изделий, или же конструкция щитов предусматривает наличие отдельных заточек или выточек, расположенных эксцентрично к основной оси обработки.
Возвращаясь к схеме обработки щита, разберем более подробно протачивание замка.
Вариант а) на практике применяется наиболее часто хотя и страдает рядом недостатков. При этом величина радиуса закругления является неопределенной, зависящей от заточки резца и настройки станка. Для того чтобы посадка сопряженной детали (станины) происходила по цилиндрической и торцевой поверхностям, станина должна иметь достаточно большую фаску. Последнее обстоятельство приводит к сокращению посадочных поверхностей и вызывает необходимость увеличивать линейные размеры замков, в частности, длину цилиндрической заточки.
Учитывая, однако, что радиус закругления проверяется, как правило, только путем наружного осмотра, имеют место случаи, когда при сборке машины шит не доходит до станины своей торцевой плоскостью, что показывает то, что имеет место касание щита и станины именно по фасу и закруглению. Для исправления приходится прибегать к крайне непроизводительным, дорогим и приводящим к ухудшению качества продукции подгоночным работам.
Неопределенность качества соединения при применении варианта и является его основным и крупнейшим недостатком, поэтому в мелком массовом электромашиностроении его применение не может быть рекомендовано.
Вариант б) применяется при обработке щитов редко. Преимущество этого способа состоит в том, что он может обеспечить высокую точность изготовляемых деталей и полную определенность соединения, так как в этом случае исключается возможность соприкосновения деталей фасками.
Недостатками этого способа применительно к щитам являются: значительное удорожание операции из-за дороговизны тонкого подрезного канавочного резца и его малой стойкости, а также ослабление цилиндрической части замка в силу наличия канавки у самого ее основания и некоторое удлинение цилиндрической части заточки. На основании изложенного способ б) тоже не может быть рекомендован для применения в замках щитов.
Вариант в) в прошлом применялся тоже довольно редко, а в последнее время получает более широкое распространение в связи с использованием его в конструкции электрических асинхронных двигателей единой серии. Он также широко применяется в производстве изделии автотракторного оборудования.
Технологически этот способ осуществляется следующим образом: при предварительной обточке цилиндрической части резец углубляется на необходимую величину в торец. Углубление должно быть минимальным и лишь достаточным для того, чтобы после всех чистовых проточек торца на нем все еще оставалась незначительная заточка, гарантирующая отсутствие каких-либо закруглений.
Такой способ сочленения цилиндрической и торцевой поверхностей не обладает указанными выше недостатками. Его осуществление недорого и не требует применения каких-либо специальных инструментов.
Щиты с замком, обработанным по этому способу, свободно контролируются по внешнему осмотру так как канавка на их торцевой части легко различима, а само ее наличие гарантирует от, что на детали имеется внутренний радиус закругления. В этом случае небольшие фаски на станине должны делаться только с целью снять острые углы.
На основании изложенного должен быть признан лучшим с технологической точки зрения и рекомендован к применению, особенно в условиях поточного производства, где необходимо добиваться полной взаимозаменяемости деталей при соблюдении их высокого качества. При наладке полуавтомата для обработки замка по последнему варианту кулачок подачи обычно устанавливается таким образом, чтобы резец лишь доходил до торцевой плоскости, после чего изделию требуется сделать около пяти-шести оборотов без движения подачи. За счет имеющихся зазоров конструкции самого станка, резец несколько углубляется в торцевую часть, что практически оказывается вполне достаточным для образования канавки.
Одношпиндельный полуавтомат примерно в полтора раза более производителен по сравнению с револьверным станком, четырехшпиндельный — в 3—4 раза. Однако, производительность, отнесенная к одному рабочему, оказывается еще более высокой, так как один рабочий может обслужить 3—5 одношпиндельных станков и 2—3 четырехшпиндельных при условии оборудования станков быстродействующими пневматическими патронами.
Производительность рабочего при пользовании полуавтоматами вместо револьверных станков увеличивается таким образом в 4—10 раз. Некоторым недостатком полуавтоматов горизонтального типа являются их относительно большие габариты по сравнению с габаритами обрабатываемых деталей и необходимость в связи с этим занимать большие производственные площади.
Полуавтоматы вертикального типа. Наиболее распространенным типом вертикального полуавтомата является гип 23-1283, выпускаемый в четырех-, шести- и восьми-шпиндельном исполнении. Данное оборудование обладает высокой производительностью, большей, чем у станков горизонтального типа. Эти станки, кроме того, более экономичны по занимаемой ими производственной площади, обладают большей мощностью и производят обработку с вполне удовлетворительной точностью. Вертикальные полуавтоматы, стоят, однако, дороже горизонтальных, что препятствует их широкому применению в промышленности. У станков этого типа детали обрабатываются при помощи инструментов, установленных на соответствующих суппортах перемещающихся по направляющим, находящимся на вертикальной станине. В отличие от горизонтальных полуавтоматов, у которых все продольные суппорты имеют обычно одну величину подачи, у вертикальных станков каждый суппорт имеет независимую подачу как продольную, так и поперечную, причем оба эти движения могут в случае необходимости комбинироваться на каждом суппорте.
Обтачивание с применением только продольных подач. Этот способ обработки является новым и, наряду с этим, одним из наиболее производительных и дает возможность работать на относительно несложном и недорогом оборудовании, однако он требует несколько более сложного инструмента.
Способ заключается в том, что изделие в процессе обработка стоит неподвижно или получает лишь движение подачи. Вращается обрабатывающий инструмент, для чего он укрепляется в специальных круглых резцедержателях. Поперечные подачи отсутствуют, работа производится с применением продольных подач. Задняя сторона ступицы должна в этом случае обрабатываться в отдельную операцию, что можно, например, легко выполнить на простом сверлильном станке при помощи скалки с торцевым плоским ножом.
Для обеспечения концентричности обработанных поверхностей вся токарная обработка должна по возможности заканчиваться с одной установки, причем отверстие под шарикоподшипник обрабатывается в три прохода, а поверхности замков — в два прохода. Подобные станки могут применяться как горизонтального, так и вертикального типов. Они проще и дешевле описанных выше многошпиндельных полуавтоматов вертикального и горизонтального типов и не уступают последним в производительности. При этом, однако, полуавтоматы обладают серьезным преимуществом ввиду большей универсальности.