11 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Какие токарные работы производит токарь по металлу на различных станках

Содержание

Основы токарного дела: оборудование и профессиональные навыки

Профессия токаря набирает все большую популярность среди рабочих специальностей.

Изобретение станков, обладающих программным управлением, превратило процесс в своеобразное искусство инженерной мысли.

Появляется все больше молодых специалистов готовых пополнять свои теоретические знания и осваивать практическую сторону токарного производства.

Основы для начинающих

Специалисты токарного дела занимаются изготовлением деталей для различных машин и механизмов. Их работа заключается в обработке заготовок методом резания, в процессе которого удаляется слой материала определенной толщины в виде стружки.

Вся работа осуществляется на станках, обрабатывающих различные детали с помощью резцов и других инструментов. Приступая к выполнению задачи, токарь четко видит последовательность работы, способ изготовления и обработки.

При этом специалист должен продумать возможность определенного вида фиксации заготовки, подобрать приспособления и инструменты, а также выбрать режим резки. Данный комплекс мероприятий отражается в содержании процесса технологии производства.

Режущий инструмент токарного станка

Режущим инструментов является часть оборудования, которая применяется для формирования поверхностей путем отделения лишнего слоя материала от заготовки.

  1. Резец. Лезвие для обработки вращательными и поступательными движениями, при этом движение может осуществляться в нескольких направлениях. Резцы бывают расточные, резьбовые, подрезные, фасонные, отрезные и канавочные.
  2. Фреза. Инструмент с лезвием, производящий вращательные движения без смены радиуса. Обеспечивает одно движение подачи с направлением, не совпадающим с осью вращения.
  3. Осевой инструмент. Осуществляет вращение и движение подачи, которое происходит вдоль оси. К осевым инструментам относится сверло, зенкер, развертка, зенковка, цековка, метчик и плашка.
  4. Протяжка. Инструмент с множеством лезвий, предназначенный для формирования детали с помощью вращательных и поступательных движений при отсутствии подачи.
  5. Ножовочное полотно. Полоса с множеством зубьев-лезвий, используемая для прорезания и отрезания пазов.
  6. Шевер. Приспособление для чистовой обработки колес с зубьями. Существуют червячные и реечные шеверы.

Виды оборудования для работы по металлу

Любой вид токарного станка подразумевает обработку резанием, однако некоторые устройства могут иметь дополнительные функции и возможности.

Токарно-винторезный станок — применяется для вытачивания профилей, производства канавок и углублений, сверления отверстий и выполнения резьбы различными способами.

Токарно-фрезерный станок — используется для точения заготовки проходным способом, а также производства резьбы, накладывания фаски, вырезки прямых и криволинейных пазов.

Токарно-карусельный станок — с его помощью обрабатываются заготовки большого диаметра.

Токарно-револьверный станок — используется для производства деталей из калиброванного прутка.

ЧПУ станок — оборудование, выполняющее множество операций, заданных программой. Работа специалиста заключается в наблюдении, корректировке и выемке готовых изделий.

Разряды токарей

В процессе профессионального роста токарь может получить более высокий разряд, который требует наличия знаний, совершенствования техники работы и владения инструментом.

  • 1 разряд — дается ученику, не имеющему профессиональных навыков;
  • 2 разряд — приобретает специалист, который имеет опыт обработки деталей по 12–14 квалитетам на универсальных станках;
  • 3 разряд — работник умеет обрабатывать детали на станках по 8–11 квалитетам и подтвердил знания о наладке оборудования, заточке инструмента и устройстве плазмотрона;
  • 4 разряд — токарь, владеющий знаниями о специальных приспособлениях, правилах термической обработки, калибровке профилей и подготовке к работе режущего инструмента;
  • 5 разряд — специалист, владеющий навыками обработки сложных деталей до 6–7 квалитета, правильной последовательности проверки токарных станков и регулирования инструментов;
  • 6 разряд — высшая отметка, отражающая профессиональную подготовку работника, его знания и практические навыки в работе, обслуживании и наладке станков.

Как стать профессионалом

Токарному делу можно обучаться всю жизнь, так как помимо теоретической части специалист должен разбираться в современной технике.

Прогресс не стоит на месте, а значит, всегда будет присутствовать объект изучения. К тому же среди обрабатываемых материалов появляются новые образцы из композитных и полимерных соединений.

Для овладения профессией существуют учебные заведения и курсы, где высококлассные специалисты передают свой опыт молодым ученикам.

Работа подразумевает хорошую физическую подготовку, так как очень часто токари страдают от ряда заболеваний. Можно сказать, отменное здоровье, курсы повышения квалификации и умение настраивать оборудование поможет добиться желаемых высот в карьере.

Техника безопасности

Каждый работник обязан выполнять условия техники безопасности для исключения травматизма на производстве.

  • спецодежда токаря должна быть застегнута и заправлена;
  • волосы спрятаны под головной убор;
  • рабочее место очищено от посторонних предметов;
  • состояние станка тщательно проверено.

В процессе работы:

  • необходимо следить за положением заготовки;
  • для подъема тяжестей применять подъемник;
  • не производить работы по регулировке, замерам и чистке на ходу работы станка;
  • применять экран или очки для защиты от попадания стружки;
  • после окончания работ привести в порядок рабочее место;
  • не оставлять работающий токарный станок без присмотра.

При выявлении нарушений в работе или неисправностей оборудования следует обратиться к мастеру участка.

Профессия токаря представляет собой интересную, однако, чаще всего сложную работу, которая требует постоянного совершенствования навыков и изучения соответствующей литературы.

Современное оборудование и возможность посещения курсов дает возможность молодежи освоить и развивать любимое и прибыльное дело.

Как выполняются токарные работы по металлу

Обработка металлов резанием, или токарная обработка, производится срезанием выбранного по толщине слоя с поверхности заготовки при помощи резцов, сверл и других режущих инструментов. Оборачивание детали, при котором срезается металл, носит название главного движения. Поступательное продвижение инструмента по прямой линии, в результате которого совершается токарная обработка, называется движением подачи. Выбранное технологическое согласование этих двух видов движения, в результате которого процесс становится непрерывным, позволяет обрабатывать конусы, цилиндры, формировать резьбовые и другие поверхности.

Для токарной обработки характерно использование мерительных инструментов, которыми пользуются токари для измерения параметров заготовок до обтачивания и после. В небольшом производстве применяют микрометры, штангенциркули, а в крупном используют предельные калибры.

Токарная обработка

Токарные станки служат для точения цилиндров, подрезки торцов, вытачивания канавок снаружи детали, резки погонажа в размер, рассверливания отверстий до большего размера, сверления, развертывания, зенкерования, растачивания канавок внутри заготовки. На агрегатах выполняется центровка, фасонная обработка профиля, формируется резьба плашками, резцами, метчиками, обрабатываются конуса.

Резцы для разных типов работы

Основными инструментами служат резцы, которые подразделяются на черновые и чистовые варианты. Размеры режущей части таковы, что они обрабатывают малую и большую площадь снимаемого слоя. В зависимости от формы лезвия и его расположения резцы бывают:

Прямые проходные и отогнутые инструменты используют для точения наружных площадей заготовки. Они ведут себя как проходные резцы при продольной подаче детали и играют роль подрезного инструмента при поперечном передвижении. Чтобы одновременно обработать торцевую и боковую поверхность цилиндрического тела, используют упорные проходные резцы, обрабатывающие поверхность при продольной подаче.

Подрезными резцами обрабатывают торцевые части заготовок, они точат поперечным движением подачи к центральному направлению или от центра детали. Расточные резцы применяют для увеличения диаметра отверстий, предварительно имеющихся в заготовке. Расточные резцы используют в работе двух типов:

  • проходные — для сквозного увеличения диаметра отверстия, угол в плане 45−62˚;
  • упорные — увеличивающие диаметр глухого отверстия, угол в плане 90˚.

Отрезными резцами режут заготовки в размер, отделяют готовые детали и выполняют канавки на наружной поверхности. Их работа начинается при поперечной подаче. Главная режущая кромка располагается под прямым углом, а две дополнительные под углом 1−3˚.

Фасонные инструменты служат для точения фасонных поверхностей с протяженной линии до участка 30−45 мм, при этом вид режущей кромки соответствует профилю. Этот тип резцов делят на круглые, стержневые, призматические. В зависимости от направления движения, их подразделяют на тангенциальные и радиальные инструменты.

Фигурные поверхности обрабатывают стержневым инструментом на токарно-винторезных станках, резцы этого типа крепят в резцедержателе агрегата. Резцы резьбового типа применяют для формирования резьбы внутри или снаружи заготовки, при этом профиль резьбы бывает трапециевидным, треугольным и прямоугольным. Форма режущих кромок таких инструментов соответствует размеру поперечного сечения и профилю резьбы.

Читать еще:  Виды коррозии и их характеристики

Способы изготовления

В зависимости от целостности изготовления резцы бывают:

  • изготовленные из целой заготовки инструменты;
  • составные рабочие приспособления по принципу неразъемного соединения;
  • резцы с припаянными к ним патронами;
  • с механическим креплением.

По направлению передвижения резцы делятся на левые и правые. Правые отличаются тем, что главное режущее ребро располагается (если наложить его сверху на резец) со стороны правой руки. При обработке резец движется справа налево, к передней бабке. Левые резцы имеют режущую кромку со стороны левой руки, на станке он движется слева направо.

Держаки производят из сталей конструкционного типа марки 40, 40Х, 50 и 45, при этом сечение может быть круглым, квадратным или прямоугольным. Крепят рабочую часть к держаку напайками и механическим способом. Второй метод наиболее надежен, исключает трещины при нагрузках, удлиняет срок работы инструмента.

Значение углов в конструкции режущего инструмента

По назначению работы резцы для токаря делят на расточные, проходные, фасонные, отрезные, подрезные, канавочные и резьбовые. Для обеспечения точности в работе и достижения высокой производительности нужно определиться с геометрией резца, которая зависит от угла в плане. Эта характеристика определяет угол между режущими ребрами резца и направлением движения:

  • главный угол в плане зависит от установки резца в агрегате и точности заточки;
  • дополнительный угол в плане зависит от тех же параметров;
  • вершинный угол зависит только от качества заточки.

Если главный угол малый, то в работу вступает большая часть режущего ребра, повышается скорость отвода тепла и износостойкость резца становится больше. Большой главный угол ведет к уменьшению длины рабочего ребра и стойкость инструмента снижается. Если обрабатываемая деталь длинная и гибкая, то используют резец с большим углом, что ведет к уменьшению отжимающего усилия.

Дополнительный (вспомогательный) угол находится между вспомогательной режущей кромкой и линией направления передвижения. Если он маленький, то кромка врезается в отточенную поверхность и нарушает ее целостность. Увеличенный вспомогательный угол ослабляет резцовую вершину, обычно он равен 10−30˚.

Теперь рассмотрим другие типы резцов.

Режущие пластины многогранного типа

Такие инструменты для токарного станка готовят с гранями количеством до 4−6 штук. Чтобы достичь положительного значения угла спереди пластины, вдоль кромок выполняют фаски и лунки прессованием с последующим спеканием.

Кулачковый патрон с функцией самоцентрирования

Различные приспособления и устройства расширяют функциональность металлорежущего агрегата и делают его универсальным. В токарном деле такими являются центры, патроны, люнеты. Для расширения диапазона операций используют патроны для сверл, хомутики и различные втулки. Наиболее распространен кулачковый самоцентрирующийся патрон, модель которого предусматривает одновременное движение трех элементов в радиальном направлении, из-за чего деталь устанавливается по шпиндельной оси.

Другие приспособления для обработки:

  • если заготовка несимметрична и не устанавливается в кулачковом самоцентрирующемся патроне, то используют специальный патрон, у которого раздельный зажим кулачков, такое приспособление носит наименование планшайба;
  • чтобы при точении в центрах придать детали вращение, ее зажимают в поводковых патронах;
  • длинные заготовки небольшого диаметра для исключения прогиба зажимают в подвижном или неподвижном люнете;
  • копирная или корпусная линейка служит для точения деталей конической формы токарным широким резцом, поворотом салазок, изменением положения корпуса в поперечном положении задней бабки.

Типы токарных станков

В зависимости от направленности работ, категории автоматизации и специального назначения, металлорежущее оборудование подразделяется на группы, которые затем имеют собственные подвиды:

  • токарные станки;
  • расточные и сверлильные;
  • полировальные, шлифовальные, доводочные и заточные агрегаты;
  • зубообрабатывающие приспособления;
  • комбинированные;
  • протяжные, долбежные и строгальные;
  • фрезерные;
  • специализированные;
  • станки с использованием большого числа резцов;
  • другие разного типа.

Конструктивные особенности

В зависимости от конструктивного строения, станки делят на такие разновидности:

  • полуавтоматы с одним шпинделем и автоматы этого типа;
  • полуавтоматы с несколькими шпинделями и автоматы такого вида;
  • станки отрезной и сверлильной группы;
  • карусельные;
  • револьверные;
  • лобовые и токарные;
  • агрегаты с возможностью установки нескольких резцов;
  • станки для выполнения специальных работ;
  • другие разновидности.

Специализация по типам деталей

Специализация к одной или нескольким видам работ дает подразделение станков:

  • специализированные агрегаты позволяют точить только детали в ограниченном диапазоне технологических приемов и операций на деталях и заготовках одного названия, на них обычно точат несколько поверхностей, такое оборудование оснащено специальными приспособлениями, его используют в массовом или крупном серийном производстве;
  • универсальные агрегаты относятся к наиболее многочисленной группе в токарном парке станков, на них делают все токарные технологические операции и обработки;
  • специальное оборудование предназначено для одной или нескольких операций для производства заготовок одного размера и вида, они выпускаются именно в такой интерпретации и на другие операции и детали не перестраиваются.

Точность при обработке

Степень точности при обработке также служит поводом для подразделения токарного оборудования на классы:

  • Н-класс содержит в категории агрегаты с нормальной точностью обработки, к таким относится множество станков, например, 16К20, 1К62;
  • В П-класс входят агрегаты с повышенной точностью точения, они производятся на базе оборудования предыдущего класса, но отвечают повышенным требованиям к точной обработке заготовок и качеству последующей сборки, например, станки 1И611П, 16К20П;
  • В-класс содержит станки, характеризующиеся высокой точностью точения, которая становится возможной благодаря специальной разработке отдельных конструктивных узлов и агрегата в целом, например, 1В616.
  • к классу, А относятся агрегаты, позволяющие производить токарное точение заготовок с наивысшими требованиями точности, по сравнению с предыдущим классом.

Особо точные операции специального назначения производят на группе мастер-станков, которые позволяют исполнить эксклюзивные детали для наиболее ответственных узлов с повышенными требованиями к регулировке и работающие в ответственных условиях.

При расшифровке аббревиатуры, обозначающей тип станка и его другие принадлежности к группам, цифры обозначают следующее:

  • первое число говорит о вхождении станка в какую-либо группу;
  • вторая цифра указывает на принадлежность агрегата к определенному типу станка;
  • следующие числа обозначают соответствие агрегата выбранным техническим характеристикам и параметрам;
  • буква после первого числа говорит о предприятии-изготовителе;
  • литера в конце числового кода указывает на класс точности этого станка.

В заключение следует отметить, что для токарной обработки заготовок и деталей требуется главное вращательное передвижение и движение подачи. Главное движение определяет скорость точения в токарном оборудовании, эти обороты, как правило, сообщаются укрепленной заготовке. Подача сообщается рабочему резцу-инструменту и происходит по криволинейной или прямолинейной траектории.

На обрабатываемой заготовке выделяют понятие трех обрабатываемых поверхностей, которые носят названия обработанной или обрабатываемой, поверхности резания, плоскости резания, основной плоскости:

  • обработанной поверхностью называется поверхность детали, которая после обработки появляется на месте предыдущей;
  • обрабатываемой является поверхность, которая подготовлена определенным образом и точится на токарном станке способом снятия металлической стружки;
  • поверхностью резания называется участок, область или площадь, которая образуется на обрабатываемой заготовке между уже обработанной и еще обрабатывающейся поверхностью;
  • плоскость резания — это площадь, касательная к поверхности резания и проникающая через режущее ребро резца;
  • основная плоскость характеризуется площадью на заготовке, параллельная поперечной и плоской подаче и расположенная перпендикулярно к плоскости резания.

Режимы резания при токарной обработке

При токарной обработке с заготовки за определенное число проходов снимается лишний металл, называемый припуском. В результате получается изделие заданной формы с требуемыми размерами и классом шероховатости поверхностей. В общем виде операция точения детали на токарном станке выглядит следующим образом: резец последовательно перемещается с заданной подачей вглубь металла вращающейся заготовки, при этом его режущая кромка за каждый оборот удаляет с заготовки заданную толщину металла.

Режимы резания при токарной обработке определяют на основании ряда технических показателей, среди которых самые значимые — это подача инструмента и частота вращения детали, закрепленной в шпинделе станка. Правильный выбор и применение режимов обработки гарантируют не только геометрическую точность и экономичность изготовления, но и сохранность детали, инструмента и оборудования, а также безопасность станочника.

Основные параметры

Одна из главных задач технологической подготовки производства при токарных работах — это определение рациональных режимов резания. При их расчете должны учитываться особенности обрабатываемого изделия и возможности станочного парка, а также наличие соответствующего инструмента, приспособлений и оснастки. Компоновка узлов и агрегатов токарного станка позволяет реализовать два определяющих вида движения, которые формируют заданную конфигурацию поверхностей детали: вращение заготовки (главное движение) и перемещение резца вглубь и вдоль поверхности детали (подача). Поэтому основными технологическими параметрами для токарного оборудования являются:

  • глубина резания;
  • подача и обороты шпинделя;
  • скорость резания.

Существует взаимовлияние режимов резания и основных элементов производственной экономики. Среди них самые значимые — это:

  • производительность оборудования;
  • качественные показатели производства;
  • стоимость выпускаемых изделий;
  • износ оборудования;
  • стойкость инструмента;
  • безопасность труда.

Понятие о режимах резания

Точение на предельных режимах повышает производительность токарного оборудования. Однако такая работа станков не всегда возможна и целесообразна, т.к. существуют ограничения в виде предельной мощности главного привода, жесткости и прочности обрабатываемых изделий, а также технологических параметров инструмента и оснастки.

Читать еще:  Особенности работы плоскорезом (тяпкой) фокина, плюсы и минусы инструмента

Еще одним ограничением являются характеристики отдельных материалов. К примеру, титан и нержавеющая сталь для токарной обработки являются одними из наиболее сложных материалов и требуют особого подхода при определении параметров технологической операции.

При неправильном расчете или подборе технологических параметров работа на высоких скоростях может вызвать повышенную вибрацию и разбалансировку отдельных механизмов токарного станка. Это приводит к понижению точности и повторяемости размеров изделий. Кроме этого повышается риск поломки инструмента и выхода из строя станка.

Глубина

Припуск — это толщина металла, удаляемого токарным резцом с заготовки до достижения ею чистового размера. При обточке и расточке он удаляется поэтапно за заданное число резов. Толщина металла, удаляемого за единичный проход резца, в механообработке носит название глубина резания и измеряется в миллиметрах. В технологических расчетах и таблицах этот параметр обозначают буквой t.

При операциях обточки она равна 1/2 разности диаметров перед и после обточки детали и вычисляется по формуле:

где t – глубина резания; D — диаметр заготовки; d – заданный диаметр детали.

При операциях подрезки — это размер слоя металла, удаляемого с торца заготовки за единичный проход резца, а при проточке и отрезке — глубина канавки.

В идеальном случае на удаление припуска требуется один проход резца. Но в реальности токарный процесс, как правило, включает в себя черновой и чистовой этап обработки (а для поверхностей с повышенной точностью – и получистовой). При хороших характеристиках и форме заготовки обе эти операции выполняются за два-три прохода.

Подача

Подача при токарной обработке — это длина пути при поперечном перемещении режущей кромки резца, совершаемом ей за единичный оборот шпинделя. Ее измеряют в мм/об, в технологической документации обозначают буквой S и подбирают по технологическим справочникам. Величина подачи зависит от мощности главного привода, значения t, габаритов и физических свойств обрабатываемой заготовки. При точении она рассчитывается по формуле:

Производительность токарного оборудования напрямую связана с величиной подачи.

При операции точения подача на токарном станке должна устанавливаться на максимально возможное число, но с учетом технологических параметров станка и применяемого инструмента. При операциях по черновому точению она зависит от мощности главного привода и устойчивости детали. А при чистовом точении основным критерием является заданный класс шероховатость поверхности.

Скорость

Скорость резания при токарной обработке — это суммарная траектория режущей кромки резца за единицу времени. Ее размерность — в м/мин, а в таблицах и расчетах ее обозначают буквой v и подбирают по технологической документации или рассчитывают по формулам. В последнем случае расчет происходит в следующей последовательности:

  • вычисляется величина t;
  • по справочнику выбирается значение S;
  • определяется табличное значение vт;
  • рассчитывается уточненное значение vут (умножением на корректирующие коэффициенты);
  • с учетом скорости вращения шпинделя выбирается фактическое значение vф.

Этот параметр является одной из основных характеристик производительности металлорежущего оборудования и напрямую влияет на эксплуатационные режимы работы токарного станка, износ инструмента и качество обрабатываемой поверхности.

Выбор режима на практике

Расчет режимов резания при токарной обработке производится специалистами отдела главного технолога предприятия или технологического бюро цеха. Полученные результаты заносят в операционную карту, в которой приводится последовательность этапов, перечень инструмента и режимы изготовления требуемой детали на конкретном токарном станке. Заводские и цеховые технологи рассчитывают параметры технологического процесса и выбирают соответствующие инструмент и оснастку, используя конструкторские чертежи, эмпирические формулы и табличные показатели из технологических справочников. Но на практике реальные условия точения могут отличаться от нормативных по следующим причинам:

  • снижение точности оборудования в результате износа;
  • отклонения в геометрических размерах и физических характеристиках заготовки.
  • несоответствие характеристик материала расчетным.

Элементы резания при токарной обработке

Поэтому для уточнения расчетных технологических режимов применяют метод пробных проходов: точение небольших участков поверхности с подбором режимов и последующим замером геометрии и качества поверхности. Главные недостатки такой отладки технологического процесса — это возрастание трудозатрат и сверхнормативное использование производственных ресурсов. Поэтому его используют только в особых случаях:

  • единичное изготовление без операционной карты;
  • определение точности работы токарного оборудования перед запуском партии;
  • работа с неполноценными заготовками (брак и неточность размеров);
  • обточка литейных и кованых заготовок, не прошедших предварительную обдирку;
  • запуск в производство изделий из новых материалов.

При первом запуске в производство нового изделия, обрабатываемого на автоматизированном оборудовании, также производят пробное точение и подбирают вручную режимы резания. Токарный станок с ЧПУ выполняет все операции по программе, поэтому оператор не всегда может корректировать параметры его работы.

Кроме углеродистых сталей на токарном оборудовании обрабатывают такие металлы как легированная сталь, чугун, титан, сплавы алюминия, бронза и другие сплавы меди. Помимо этого, такую обработку используют для точения материалов с низкой температурой плавления и воспламенения, таких как пластики и дерево. При работе с пластмассами токарные станки чаще всего применяют при обработке деталей из фоторопласта, полистирола, полиуретана, оргстекла, текстолита, а также эпоксидных и карбомидовых композитов. Все перечисленные группы материалов имеют свои особенности расчета и практического применения режимов точения. Это хорошо видно на примере токарной обработки нержавейки — самого распространенного после углеродистой стали конструкционного материала.

Нержавеющая сталь характеризуется низкой теплопроводностью, вязкостью, коррозионной стойкостью, сохранением прочности и твердости при высоких температурах, а также неравномерным упрочнением. Кроме того, в состав некоторых сортов нержавеющей стали входят легирующие добавки повышенной твердости с абразивными характеристиками. Поэтому при работе с ней на практике применяют специальные режимы точения и методы охлаждения и смазки детали.

Обработка нержавейки ведется на повышенных оборотах при уменьшенной подаче. Высокая вязкость этого материала способствует созданию непрерывной вьющейся стружки.

Для решения этой проблемы применяют резцы со стружколомом. Для отвода тепла и смазки обрабатываемой поверхности в рабочую зону подается специальная СОЖ (смазочно-охлаждающей жидкости) на основе олеиновой кислоты. Это уменьшает нагрев заготовки и снижает износ резца. В последнее время все чаще применяют современные методы, которые также уменьшают износ инструмента: направление в рабочую зону ультразвуковых волн и подвод к металлу слаботочных импульсов.

Вычисление скорости резания

Время точения металла (tосн, основное время) — самая затратная составляющая в суммарном времени изготовления единичного изделия. Поэтому от скорости выполнения этой технологической операции напрямую зависит экономическая эффективность использования токарного оборудования. Правильный расчет скорости резания при токарной обработке важен не только с точки зрения стоимостных показателей производственной операции. Ошибки в расчете и применении этого параметра может привести не только к браку детали, но и к повреждению токарного оборудования, оснастки и инструмента. Далее приводится последовательность расчета этого показателя для самой распространенной операции — обточки цилиндрической поверхности.

Основные факторы, влияющие на скорость резания

Скорость резания v имеет размерность м/мин и в общем виде вычисляется по формуле:

где D — диаметр заготовки в мм; n — скорость шпинделя в об/мин.

Но на токарном оборудовании невозможно количественно задать v в качестве параметра управления. При работе на токарных станках предусмотрена регулировка только оборотов шпинделя и подачи инструмента, которые зависит не только от значения v, но и от ряда других факторов: материала детали, мощности главного привода, вида точения и характеристик режущего инструмента. Поэтому при расчете режимов в первую очередь определяют расчетные обороты шпинделя:

На основании полученного результата по таблицам справочной литературе выбирают соответствующее значение v, которое зависит глубины точения, подачи, материала, типа резца и вида операции.

Для расчета теоретической глубины резания t на основании чертежа определяют размерные характеристики детали и заготовки, а затем с учетом геометрических параметров инструмента вычисляют ее по формуле:

где D — диаметр заготовки; d – конечный диаметр детали.

После вычисления величины t по справочникам определяют табличное значение подачи S в мм/об. В справочных таблицах учтены: вид материала (различные стали, бронза, чугун, титан, алюминиевые сплавы), тип точения (черновое, чистовое), параметры резца и геометрия его подхода к обрабатываемой поверхности. Затем по технологическим таблицам на основании полученных величин t и S определяют vτ — табличное значение скорости резания.

Далее vτ должна быть скорректирована в соответствии с реальными условиями точения, к которым относят: период стойкости и технические параметры резца, прочностные характеристики материала, физическое состояние обрабатываемых поверхностей, геометрия резания.

Корректировка vт осуществляется с помощью группы поправочных коэффициентов:

где vут — уточненная скорость резания; K1 — коэффициент, зависящий от времени работы резца; K2, K4 — коэффициенты, зависящие от технических параметров резца; K3 — коэффициент, зависящий от состояния обрабатываемой поверхности; K4 — коэффициент, зависящий от материала резца; K5 — коэффициент, зависящий от геометрии обработки.

После расчета vут вычисляют уточненную скорость вращения шпинделя nут по следующей формуле:

Значение nут должно лежать в диапазоне паспортных скоростей главного привода станка, которые приведены в заводской документации токарного оборудования. Если полученная в результате расчетов nут не имеет точного соответствия в таблицах станка, то необходимо применить ближайшее самое меньшее число.

Читать еще:  Особенности ножей ручной работы

Формулы для токарной обработки

На последнем этапе рассчитывают фактическую скорость резания vф:

Vф напрямую связана с мощностью главного двигателя станка. Поэтому она является основным параметром при выборе конкретного типа токарного станка для обработки требуемой детали.

Токарная обработка металла — все о технологии токарных работ

К наиболее распространенным методикам изготовления деталей с заданными геометрическими параметрами относится токарная обработка металла. Суть данной методики, позволяющей также получать поверхность с требуемой шероховатостью, заключается в том, что с заготовки убирают лишний слой металла.

Процесс токарной обработки металла

Принципы токарной обработки

Технология токарных работ по металлу предполагает использование специальных станков и режущего инструмента (резцы, сверла, развертки и др.), посредством которого с детали снимается слой металла требуемой величины. Токарная обработка выполняется за счет сочетания двух движений: главного (вращение заготовки, закрепленной в патроне или планшайбе) и движения подачи, совершаемого инструментом при обработке деталей до заданных параметров их размера, формы и качества поверхности.

За счет того, что существует множество приемов совмещения этих движений, на токарном оборудовании работают с деталями различной конфигурации, а также осуществляют целый перечень других технологических операций, к которым относятся:

  • нарезание резьбы различного типа;
  • сверление отверстий, их растачивание, развертывание, зенкерование;
  • отрезание части заготовки;
  • вытачивание на поверхности изделия канавок различной конфигурации.

Основные виды токарных работ по металлу

Благодаря такой широкой функциональности токарного оборудования на нем можно сделать очень многое. Например, с его помощью выполняют обработку таких изделий, как:

  • гайки;
  • валы различных конфигураций;
  • втулки;
  • шкивы;
  • кольца;
  • муфты;
  • зубчатые колеса.

Естественно, что токарная обработка предполагает получение готового изделия, которое соответствует определенным стандартам качества. Под качеством в данном случае подразумевается соблюдение требований к геометрическим размерам и форме деталей, а также степени шероховатости поверхностей и точности их взаимного расположения.

Для обеспечения контроля над качеством обработки на токарных станках применяют измерительные инструменты: на предприятиях, выпускающих свою продукцию крупными сериями, – предельные калибры; для условий единичного и мелкосерийного производства – штангенциркули, микрометры, нутрометры и другие измерительные устройства.

Измерительные инструменты, часто используемые в токарном деле

Первое, что рассматривают при обучении токарному делу, – это технология обработки металлов и принцип, по которому она осуществляется. Заключается этот принцип в том, что инструмент, врезаясь своей режущей кромкой в поверхность изделия, зажимает его. Чтобы снять слой металла, соответствующий величине такого врезания, инструменту надо преодолеть силы сцепления в металле обрабатываемой детали. В результате такого взаимодействия снимаемый слой металла формируется в стружку. Выделяют следующие разновидности металлической стружки.

Такая стружка формируется тогда, когда на высоких скоростях обрабатываются заготовки, выполненные из мягкой стали, меди, олова, свинца и их сплавов, полимерных материалов.

Образование такой стружки происходит, когда на небольшой скорости обрабатываются заготовки из маловязких и твердых материалов.

Стружка такого вида получается при обработке заготовок из материала, отличающегося невысокой пластичностью.

Формирование такой стружки свойственно для среднескоростной обработки заготовок из стали средней твердости, деталей из алюминиевых сплавов.

Виды стружки при токарной обработке

Режущий инструмент токарного станка

Эффективность, которой отличается работа на токарном станке, определяется рядом параметров: глубиной и скоростью резания, величиной продольной подачи. Чтобы обработка детали была высококачественной, необходимо организовать следующие условия:

  • высокую скорость вращения заготовки, фиксируемой в патроне или планшайбе;
  • устойчивость инструмента и достаточную степень его воздействия на деталь;
  • максимально возможный слой металла, убираемый за проход инструмента;
  • высокую устойчивость всех узлов станка и поддержание их в рабочем состоянии.

Скорость резки выбирается на основе характеристик материала, из которого сделана заготовка, типа и качества применяемого резца. В соответствии с выбранной скоростью резки выбирается частота вращения шпинделя станка, оснащенного токарным патроном или планшайбой.

При помощи различных типов резцов можно выполнять черновые или чистовые виды токарных работ, а на выбор инструмента основное влияние оказывает характер обработки. Изменяя геометрические параметры режущей части инструмента, можно регулировать величину снимаемого слоя металла. Выделяют правые резцы, которые в процессе обработки детали передвигаются от задней бабки к передней, и левые, движущиеся, соответственно, в обратном направлении.

Основные типы токарных резцов

По форме и расположению лезвия резцы классифицируются следующим образом:

  • инструменты с оттянутой рабочей частью, ширина которой меньше ширины их крепежной части;
  • прямые;
  • отогнутые.

Различаются резцы и по цели применения:

  • подрезные (обработка поверхностей, перпендикулярных оси вращения);
  • проходные (точение плоских торцовых поверхностей);
  • канавочные (формирование канавок);
  • фасонные (получение детали с определенным профилем);
  • расточные (расточка отверстий в заготовке);
  • резьбовые (нарезание резьбы любых видов);
  • отрезные (отрезание детали заданной длины).

Качество, точность и производительность обработки, выполняемой на токарном станке, зависят не только от правильного выбора инструмента, но и от его геометрических параметров. Именно поэтому на уроках в специальных учебных заведениях, где обучаются будущие специалисты токарного дела, очень большое внимание уделяется именно вопросам геометрии режущего инструмента.

Углы токарного резца

Основными геометрическими параметрами любого резца являются углы между его режущими кромками и направлением, в котором осуществляется подача. Такие углы режущего инструмента называют углами в плане. Среди них различают:

  • главный угол – φ, измеряемый между главной режущей кромкой инструмента и направлением подачи;
  • вспомогательный – φ1, расположенный, соответственно, между вспомогательной кромкой и направлением подачи;
  • угол при вершине резца – ε.

Угол при вершине зависит только от того, как заточен инструмент, а вспомогательные углы можно регулировать еще и его установкой. При увеличении главного угла уменьшается угол при вершине, при этом уменьшается и часть режущей кромки, участвующей в обработке, соответственно, стойкость инструмента тоже становится меньше. Чем меньше значение этого угла, тем большая часть режущей кромки участвует как в обработке, так и в отводе тепла от зоны резания. Такие резцы являются более стойкими.

Практика показывает, что для токарной обработки не слишком жестких заготовок небольшого диаметра оптимальным является главный угол, величина которого находится в интервале 60–90 градусов. Если обрабатывать необходимо заготовку большого диаметра, то главный угол необходимо выбирать в интервале 30–45 градусов. От величины вспомогательного угла зависит прочность вершины резца, поэтому его не делают большим (как правило, он выбирается из интервала 10–30 градусов).

Особое внимание на уроках по токарному делу уделяется и тому, как правильно выбирать тип резца в зависимости от вида обработки. Так, существуют определенные правила, по которым обработку поверхностей того или иного типа выполняют с помощью резца определенной категории.

  • Обычные прямые и отогнутые резцы необходимы для обработки наружных поверхностей детали.
  • Упорный проходной инструмент потребуется для торцевой и цилиндрической поверхностей.
  • Отрезной резец выбирают для протачивания канавок и обрезки заготовки.
  • Расточные резцы применяются для обработки отверстий, просверленных ранее.

Отдельную категорию токарного инструмента составляют резцы, с помощью которых можно обрабатывать фасонные поверхности с длиной образующей линии до 40 мм. Такие резцы подразделяются на несколько основных типов:

  • по конструктивным особенностям: стержневые, круглые и призматические;
  • по направлению, в котором осуществляется обработка изделия: радиальные и тангенциальные.

Токарно-винторезный станок 1В625МП

Виды оборудования для токарной обработки

Из всех типов оборудования для токарной обработки наибольшее распространение и на крупных, и на мелких предприятиях получил токарно-винторезный станок. Причиной такой популярности является многофункциональность этого устройства, благодаря которой его с полным основанием можно назвать универсальным.

Перечислим основные элементы конструкции такого станка:

  • две бабки – передняя и задняя (в передней бабке размещают коробку скоростей станка; шпиндель с токарным патроном (или планшайбой), на задней бабке размещены продольные салазки и пиноль оборудования);
  • суппорт, в конструкции которого различают верхние и нижние салазки, поворотную плиту и резцедержатель;
  • несущий элемент оборудования – станина, установленная на две тумбы, в которых размещают электродвигатели.
  • коробка подач.

Токарный станок с ЧПУ

Все большее распространение получают станки, управление которыми осуществляется при помощи специальных компьютерных программ, – станки с ЧПУ. Конструкция таких станков отличается от обычной только тем, что в ней присутствует специальный блок управления.

В отдельные категории выделяют следующие виды станков токарной группы:

  • токарно-револьверное оборудование, применяемое для обработки деталей сложной конфигурации;
  • токарно-карусельные станки, среди которых различают одно- и двухстоечные;
  • многорезцовое полуавтоматическое оборудование, которое можно встретить на предприятиях, выпускающих свою продукцию крупными сериями;
  • обрабатывающие комплексы, на которых можно выполнять как токарные, так и фрезерные операции.

Без токарной обработки сегодня крайне сложно представить многие производственные отрасли. Поэтому данный вид работы с металлом продолжает развиваться, несмотря на и без того высокий уровень, позволяющий обеспечить высочайшее качество и скорость обработки.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector