Токарная обработка: технические возможности, типы и их описание, изделия по металлу

Токарная обработка: технические возможности, типы, изделия по металлу

Токарная обработка кажется легким и простым процессом. Это объясняется тем, что выбор необходимой детали ограничивается существующими телами вращения, а движение приспособления производится лишь в одной плоскости. Однако на самом деле это не так. В этой работе применяются разные формы используемого инструмента и большой спектр интересных технологий.

Технические возможности

Такая обработка, с технической точки зрения, помогает производить следующие операции:

• Обтачивание и расточку кружка и поковок.
• Торцевание и обработку плоскостей.
• Прорезывание канавок различного профиля.
• Создание качественной резьбы.

Типы токарной обработки

Есть определенное количество типов, а именно:

Токарная металлообработка. Этот способ помогает получить цилиндрические элементы за счет резания и является наиболее популярным. Для выполнения этой процедуры применяется материал огромной степени твердости, прочности, тепло- и износостойкости. Чаще всего на токарных станках обрабатывают инструментальные углеродные и легированные стали, плюс еще некоторые сплавы.

• Сверление. Этот процесс помогает создать в металлических заготовках глухие и сквозные дырки. Для этого применяют спиральное сверло.
• Растачивание. Эта процедура используется для увеличения диаметра дырок в детали. Такая работа выполняется на вертикальных или горизонтальных специальных станках.
• Строгание. Эта работа производится с помощью возвратно-поступательной манипуляции резцов. Различают для этой обработки продольно-строгальные и поперечно-строгальные инструменты.
• Протяжка. Эта манипуляция помогает сделать механическую обработку изделия. В основании такой работы используется инструмент с огромным количеством лезвий.
• Фрезеровка. Производится манипуляция специальным стандартным инструментом с разными лезвиями или фрезами различной формы.
• Шлифовка. Токарная работа на последнем этапе показана в виде этой манипуляции, она заключается в шлифовании поверхности изделия с помощью острых граней некоторых материалов, убирающих тонкий слой металла.

Благодаря такой огромной функциональности станка на нем можно выполнить очень многое. К примеру, с его помощью делают обработку таких изделий, как:

• Гайки.
• Валы с разными конфигурациями.
• Втулки.
• Шкивы.
• Кольца.
• Муфты.
• Специальные колеса.

Помните, что такая работа предполагает создание готового изделия, которое будет соответствовать некоторым стандартам качества. Под качеством в таком случае подразумевают соблюдение характеристик к геометрическим размерам и форме изделий, а также степени шероховатости поверхности и правильности их взаимного расположения.

Для полного контроля над качеством работы на специальных станках используют измерительные приспособления: на предприятиях, которые выпускают свою продукцию огромными сериями, — предельные калибры; для условий единичного и мелкосерийного создания — штангенциркули, микрометры, нутромеры и иные измерительные приборы.

Токарная обработка изделий

Эта манипуляция производится в виде расточки и обтачивания цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, а также подрезания торцов, сверления, нарезки резьбы. Специальная обработка изделий может выполняться как на токарном станке для металла, так и на токарном станке, предназначенном для дерева. Все будет зависеть от вашего оборудования.

Еще одним основным процессом в токарном деле считается обработка дерева. Для выполнения такой работы применяют станки по дереву, которые предназначены для вытачки деревянных фигур цилиндрической формы.

Стандартными инструментами считают те станки, рабочая поверхность которых сделана из стали хорошего качества. Токарный станок помогает создавать самые разные изделия: прялки, посуду, игрушки, прочие бытовые вещи.

К наиболее популярным методикам создания деталей с указанными геометрическими параметрами можно отнести токарную обработку металла. Суть этой методики, помогающей также получать поверхность с нужной шероховатостью, заключается в том, что с заготовки убирают ненужный слой металла.

Без такой обработки сейчас очень сложно представить многие производственные отрасли. Поэтому этот вид работы с металлом продолжает расти, несмотря даже на очень высокий уровень, помогающий обеспечивать высокое качество и скорость работы.

Токарная обработка. Виды токарных работ

Токарная обработка – наиболее распространенный тип обработки изделий из металла. Детали, имеющие форму тел вращения, составляют значительную долю продукции машиностроительных производств и входят в состав большинства машин и механизмов.

Краткая характеристика

Современное машиностроение характеризуется широкой номенклатурой изделий, при этом нестабильностью величины производственной партии деталей, которая меняется от нескольких штук до нескольких тысяч или десятков тысяч. Технологический процесс (ТП) обработки тел вращения отличается разнообразием технологических операций, маршрутов обработки и металлорежущего оборудования, применяемого при их изготовлении.

Согласно типовым маршрутам обработки и в зависимости от конструктивно-технологических особенностей и величины производственной партии тела вращения могут обрабатываться на различных типах токарных станков с ручным управлением и с ЧПУ при использовании как в качестве стандартной, так и специальной технологической оснастки.

История

Токарная обработка деталей на специализированных станках известна с VII века до н. э. Первые механизмы были примитивными: между двумя центрами устанавливалась костяная либо деревянная заготовка. Один человек (как правило, раб) крутил изделие, а мастер, удерживая в руках резец, снимал слой стружки. Процедура была долгой и трудоемкой.

После эпохи упадка (раннее Средневековье), в XIV веке, токарные работы уже проводились на механизмах, где вращение заготовке придавали при помощи ножного привода. К XVI веку станки обзавелись центрами из металла и люнетом. Стало возможным придавать изделиям сложную форму – вплоть до шара, однако механический привод не обеспечивал должной мощности. В XVIII веке усилиями русского изобретателя Нартова была решена задача жесткого крепления резца, что позволило точно нарезать резьбы, сложные узоры и т. д.

К XIX столетию создали мощные станки, полностью выполненные из металла, которые стали основой набиравшего обороты машиностроения. Вслед за массовой электрофикацией станки обзавелись электродвигателями, фактически приняв современную форму. Следующий значимый эволюционный этап связан с внедрением автоматизации и компьютеризацией.

Виды токарных работ

Обработка тел вращения выполняется на станках:

• токарно-винторезных;
• токарно-револьверных;
• с ЧПУ;
• многоцелевых;
• многошпиндельных;
• многорезцовых полуавтоматах.

При этом в зависимости от концентрации технологических переходов (последовательная, параллельная и последовательно-параллельная) применяются одно- или многорезцовые наладки с использованием стандартных или специальных режущих и вспомогательных инструментов.

Обработка на токарных станках отверстий производится как путем одноинструментной последовательной обработки, так и с использованием многошпиндельных головок и комбинированных осевых инструментов.

Выбор техпроцесса

Определяющее влияние на выбор типа токарных станков имеет величина производственной партии деталей и ее конструктивно-технологические особенности:

• максимальный диаметр;
• длина;
• требуемая точность;
• шероховатость поверхности.

Многообразие токарных станков приводит к росту числа конкурирующих вариантов техпроцесса. Например, пользуясь схемой формирования конкурирующих вариантов обработки валов, можно сформировать 20-30 возможных вариантов обработки ступенчатого вала. Поэтому необходимо выбрать правильный (оптимальный) токарный станок, обеспечивающий минимальную трудоемкость при максимальной экономической эффективности. При выборе варианта ТП также учитываются объем выпуска продукции и другие производственные условия.

Технико-экономические показатели

Токарная обработка металла объединяет два определяющих фактора – техническую возможность и целесообразность. В условиях многономенклатурного производства, которое характеризуется нестабильностью объектов и величины производственных партий деталей, выбор выгодного варианта техпроцесса из числа конкурирующих является сложной и трудоемкой задачей, которая требует проведения большого количества расчетов, связанных с определением технико-экономических показателей.

Основными показателями деятельности машиностроительных предприятий являются:

• производительность труда;
• прибыль;
• себестоимость продукции;
• интенсивность и эффективность использования финансовых ресурсов;
• материало- и энергоемкость продукции;
• рентабельность;
• фондоемкость и фондоотдача;
• коэффициент использования оборудования и другие.

Важной задачей является обеспечение конкурентоспособности продукции с учетом постоянно растущих требований к качеству изделий и ограничения затрат трудовых, материальных, финансовых и энергетических ресурсов.

Типы обрабатываемых деталей

Токарный станок позволяет обрабатывать заготовки типа тел вращения:

Цилиндрические детали вращения

Втулки, вкладыши, буксы, гильзы

Валы, валики, оси, штоки, цапфы, пальцы, штифты

Плоские детали вращения

Диски, кольца, маховики, шкивы, фланцы

Коленчатые валы, эксцентрики

Детали вращения с перекрещивающимися осями

Одно- и многовенцовые зубчатые колеса, венцы, зубчатые колеса-валы, колеса-диски

Ходовые винты и червячные изделия

Болты, гайки, винты

Обработка ступенчатых валов

Токарная обработка вала может проводиться при помощи токарного, токарно-копировального, горизонтального многорезцового станка, вертикального одношпиндельного и многошпиндельного автомата, станка с ЧПУ. Устанавливают вал в центрах станка или закрепляют в патроне (планшайбе). Короткие заготовки, отливки, поковки закрепляют в трехкулачковом и реже в четырехкулачковом патронах. Валы с отношением длины к диаметру более 12 обтачивают с использованием подвижных и неподвижных люнетов.

Обычно на многорезцовых станках предусмотрены два суппорта (задний, передний). Передний предназначен для продольной обточки заготовок. Задний суппорт – для подрезания торцов, прорезания канавок, фасонной обточки. Количество резцов на мульти-суппортах может достигать 20. Движения суппортов автоматизированы.

Нарезание резьбы

В конструкциях валов встречаются внешние и внутренние крепежные резьбы. Токарная обработка осуществляется специальными резьбовыми резцами. Станки должны иметь быстрый реверс шпинделя для быстрой смены направления рабочего вращения на обратное, когда резьба будет нарезана до нужной глубины. При нарезании глухих резьб используют самовыключающиеся патроны. Внешние резьбы нарезают резьбонарезными головками, гребешками, резьбовыми резцами и другими методами. Калибровки резьбы выполняют плашками с доводочными режущими кромками.

Нарезание червяков

Винтовая поверхность червяков в зависимости от серийности может быть нарезана с помощью токарного либо профильного токарно-винторезного станка. Резцы для токарного станка выбирают с прямолинейным профилем. Нужный профиль витка при этом обеспечивается соответствующей установкой резца. При крупносерийном производстве червяки нарезают кольцевой резцовой головкой.

При чистовом нарезании червяков с некрупным модулем используются специальные пружинящие резцы. Для однозаходных заготовок, имеющих малый угол (до 7 градусов) подъема винтовой линии резцу придают профиль, соответствующий профилю впадины червяка.

Обработка корпусов

С помощью карусельно-токарных станков осуществляют точение корпусных деталей паровых турбин, крупногабаритных вентилей, электродвигателей, компрессоров, планшайб станков, центробежных насосов, генераторов и т. д. Использование простого и дешевого инструмента – резцов – позволяет снимать за рабочий ход до 15 мм, устанавливать относительно высокие режимы резания, выполнять непрерывную обработку. В результате токарные работы становятся более производительными.

Обрабатываемые заготовки со сложной пространственной формой или формой тел вращения с внутренними либо внешними коническими, цилиндрическими поверхностями, перпендикулярными торцами сравнительно просто получать путем точения.

Токарная обработка ЧПУ

Станки токарные с числовым программным управлением являются одними из самых распространенных видов оборудования современного серийного машиностроительного производства. Существенным преимуществом станков с ЧПУ по сравнению с другими станками, работающими в автоматическом и полуавтоматическом режимах, являются малые затраты времени и материальные на переход от обрабатываемой партии деталей к следующей. В настоящее время в машиностроении распространилось использование станков с ОПК (оперативным программным управлением). В этих устройствах программа может вводиться непосредственно с клавиатуры пульта управления отладчиком-оператором.

Технологические возможности

Станки с ЧПУ классифицируются по расположению оси вращения шпинделя (горизонтальные, вертикальные), расположению направляющих (наклонные, горизонтальные, вертикальные), структуре инструментальной системы (с револьверной головкой или инструментальным магазином), виду работ:

• патронные;
• центровые;
• патронно-центровые;
• карусельные.

Центровые станки (составляют около 10 % от всех станков с ЧПУ) служат для наружной отделки валов, включая нарезания резьбы резцом (наибольший диаметр D_max заготовки 250-380 мм).

Патронные станки (около 40 %) применяют для обработки (наружной и внутренней) втулок, фланцев и прочих. Кроме обточки, расточки и подрезки торцов токарная обработка может на этих станках дополняться сверлением, зенкерованием, развертыванием, нарезанием резьбы метчиками, плашками, а также нарезанием внешней и внутренней резьбы резцом (D_max 160-1250 мм).

Патронно-центровые (около 35 % парка ЧПУ-станков) сочетают технологические возможности первых двух групп. Их используют для патронной и центровой обработки деталей D_max 160-630 мм. Для обработки изделий типа фланцев, дисков и корпусов больших размеров применяют карусельные станки.

Вывод

Используя методы токарной обработки, можно вытачивать разнообразные изделия, имеющие форму вращения, с требуемыми характеристиками. Обширный парк токарных станков позволяет изготавливать как миниатюрные детали, так и огромные – для энергетики, тяжелого машиностроения, судостроения и других отраслей.

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.

Режимы и особенности токарной обработки металла

[Токарная обработка] – один из распространенных методов обработки металла, посредством которого обычная стальная заготовка становится подходящей деталью для механизма.

Для токарных работ используются токарные станки, инструменты и приспособления в виде резцов, которые являются многофункциональными и способны создавать детали любых геометрических форм: цилиндрических, конических, сферических из всех металлов: титана, бронзы, нержавеющей стали, чугуна, меди и др.

Токарная технология

Токарная обработка металла производится на токарном станке, имеющим сверла, резцы и иные режущие приспособления, срезающие слой металла с изделия до установленной величины. Является оптимальной для работы с деталями из нержавеющей стали.

Вращение обрабатываемой детали называется главным движением, а постоянное перемещение режущего инструмента обозначается движением подачи, обеспечивающим непрерывную резку до установленных показателей.

Возможность сочетать различные движения позволяет обтачивать на токарном устройстве детали резьбовых, конических, цилиндрических, сферических и многих других поверхностей.

Также на токарных устройствах нарезается резьба, отрезаются части деталей из разных металлов и нержавеющей стали, обрабатываются различные отверстия сверлением, развертыванием, растачиванием. Все процессы подробно представлены на видео.

Для таких видов резания обязательно нужно использовать разнообразные измерительные приспособления (штангенциркули, нутромеры и т.д.).

Эти инструменты и приспособления определяют формы и размеры, и иные параметры деталей, изготовленных из различных материалов: свинца, железа, титана, нержавеющей стали и др.

Технология токарной обработки следующая. Когда под воздействием усилия в деталь врезается кромка режущего инструмента, данная кромка отмечает зажим обрабатываемого изделия.

В это время резцом удаляется лишний слой металла, превращающийся в стружку. Принцип резания можно посмотреть на видео.

Стружка подразделяется на следующие виды:

слитая — возникает при высокоскоростной обработке олова, меди, пластмасса, мягкой стали;

элементная — образовывается при низкоскоростной обработке твердого металла, например, титана;

надлом — образовывается при обработке малопластичных заготовок;

ступенчатая — образовывается при среднескоростной обработке металлов средней твердости.

Для производительного резания нужно правильно произвести расчет режима.

Расчет режимов производится на основе справочных и нормативных сведений, которые объединяет специальная таблица.

Таблица отображает режимы скорости резания для разных материалов: меди, чугуна, титана, латуни, нержавеющей стали и т.д. Также таблица отображает плотность и другие физические параметры материала.

Расчет режимов служит гарантией подбора оптимальных значений всех показателей и обеспечения высокоэффективного резания стали.

Любой расчет начинается с подбора глубины резания, после чего устанавливается подача и скорость.

Расчет должен выполнять строго в данной последовательности, так как скорость больше всего влияет устойчивость и износ резца.

Расчет режимов будет идеальным, если учесть геометрическую форму резца, металл изготовления резца и материал обрабатываемой заготовки.

В первую очередь, производится расчет величины шероховатости заготовки.

Исходя из данного показателя, выбирается оптимальный способ обточки поверхностей заготовки, таблица содержит данные значения.

Таблица содержит данные, указывающие на то, какой инструмент рекомендуется для резания.

Нужно иметь в виду, что таблица также содержит иллюстрации, демонстрирующие рациональные способы токарной обработки поверхностей разных металлов: олова, алюминия, титана, меди, нержавеющей стали.

Расчет глубины высчитывается показателем припуска на обточку поверхностей. На расчет величины подачи влияет уровень требуемой чистоты обточки.

Максимальные показатели выставляются для черновой обработки, минимальные – для чистовой.

Расчет скорости обработки поверхностей основывается на основе полученных значений по формулам. Допускается брать скорость, значения которой содержит таблица.

Также необходим расчет усилия резания по эмпирическим формулам, установленным для каждого типа обработки.

Преимуществами токарного резания можно назвать:

возможность производства деталей самых сложных форм: сферических, цилиндрических и др.;

возможность обработки любых металлов (и деталей из них) и сплавов: бронзы, нержавеющей стали, чугуна, титана, меди;

высокая скорость, качество и точность обработки металла и деталей;

минимальное количество отходов, так как образовавшаяся стружка может повторно переплавляться и использовать для создания деталей.

Какие используются резцы?

Широкий спектр токарных работ обеспечивается разнообразием обрабатывающих инструментов. Наиболее распространенным инструментом являются резцы.

Ключевое отличие всех резцов — форма режущей кромки, влияющей на тип обработки.

Все режущие приспособления изготовлены из металлов, прочность которых превышает прочность обрабатываемого изделия: вольфрама, титана, тантала.

Также можно встретить резцы керамические и алмазные, использующиеся для обточки, требующей высокой точности.

На эффективность работы оборудования влияет глубина и скорость обработки, величина продольной подачи заготовки.

Данные параметры обеспечивают:

высокую скорость вращения шпинделя механизма и обточки детали;

высокую устойчивость устройства для рассекания;

максимально допустимое количество образовывающейся стружки.

Скорость резки зависит от вида металла, типа и качества режущего приспособления. Показатель обточки и скорость рассекания устанавливают частоту вращения шпинделя.

Токарный механизм может иметь чистовые или черновые резцы.

Геометрические размеры режущего приспособления позволяют срезать малые и большие площади слоя. По направлению движения резцы делятся на правые и левые.

По размещению лезвия и форме резцы бывают следующих видов:

оттянутые (когда ширина резца меньше ширины крепления).

По назначению режущие приспособления подразделяются на:

• резьбовые;
• расточные;
• фасонные;
• проходные;
• канавочные;
• подрезные;
• отрезные.

Эффективность токарной обработки значительно увеличивается при грамотном подборе геометрии резца, влияющей на качество и скорость обработки.

Для правильного выбора нужно знать про углы, представляющие собой углы между направлением подачи и кромками режущего инструмента.

Углы бывают следующих видов:

Угол при вершине выставляется в зависимости от расточки резца, а главный и вспомогательный – от установки резца.

При больших показателях главного угла снизится стойкость резца, так как в работе будет только небольшая часть кромки.

При низких показателях главного угла, резец будет устойчивым, что обеспечит эффективную обработку резцом.

Для тонких деталей средней жесткости главный угол выставляется в значении 60-90°, для деталей с большим сечением выставляется угол в 30-45°.

Вспомогательный угол для создания деталей должен составлять 10-30°. Большое значение угла ослабит вершину резца.

Для торцовых, сферических и цилиндрических поверхностей деталей одновременно используются упорные проходные резцы.

Для наружных поверхностей используются отогнутые и прямые резцы, отрезные резцы применяются для обточки канавок и отрезания определенных частей изделия.

Обточка фасонных поверхностей, у которых образуется линия длиной до 4 см, осуществляется фасонными резцами круглыми, стержневыми, тангенциальными и радиальными по направлению подачи.

Какое оборудование используется?

Самым востребованным оборудованием для резания поверхностей является токарно-винторезный станок, который считается широко универсальным.

Основными узлами данного оборудования являются:

передняя бабка на станке, имеющая коробку скоростей и шпиндель, и задняя бабка, оснащенная корпусом, продольной салазкой и пинолью;

суппорт – верхне- и среднеполочные, продольные нижние салазки на станке, держатель резца;

станина горизонтального плана с тумбами, в которых расположены двигатели на станке;

коробка подач на станке.

Главным критерием токарного станка считается скорость, напрямую увеличивающая производительность.

Для получения высокоточных линейных и диаметральных геометрических величин часто используются программируемые станки с ЧПУ.

Плюсами резания механизмом с ЧПУ являются:

высокая антивибрационная устойчивость;

наличие программ предварительного нагрева узлов, что снижает термическую деформацию заготовок;

отсутствие станочных приводов-зазоров в передаточных устройствах;

высокая скорость обработки;

рассекание любых металлов: чугуна, меди, титана, нержавеющей стали и др.;

обточка поверхностей любых форм: сферических, цилиндрических и т.д.

Все устройства с ЧПУ оснащены износостойкими направляющими с низкими показателями силы трения, что обеспечивает высокую точность и скорость обработки.

В устройстве с ЧПУ направляющие могут быть расположены вертикально и горизонтально.

Для максимально эффективного использования токарного устройства с ЧПУ должен быть тщательно подготовлен весь процесс и составлена программа управления.

Важным моментом является грамотное связывание системы координат механизма с ЧПУ, положение обрабатываемой заготовки и исходной точки передвижения режущего инструмента.

Основой программирования механизма с ЧПУ является движение режущего приспособления по отношению к системе координат двигателя, которая находится в состоянии покоя.

Обработка деталей механизмом с ЧПУ производится следующим образом:

Разделение процесса на 3 стадии: черновую, чистовую и дополнительную отделочную. Если есть возможность, то последние оба вида отделки нужно совместить, что увеличит производительность и снизит трудоемкость;

Соблюдение конструкторских и технологических правил для уменьшения погрешностей крепления и размещения детали;

Обеспечение полной обработки детали при минимальном количестве установок;

Рациональная работа с деталями.

Важной частью процесса резания на устройстве с ЧПУ является, так называемая, отдельная операция, подразумевающая обработку одного изделия на одном станке.

Процесс состоит из нескольких переходов, которые делятся на самостоятельные проходы.

Правильное программирование механизма с ЧПУ нуждается в разработке последовательности процесса.

Для этого нужно задать общее количество установок, количество переходов и проходов, тип обработки.

Также для резания используются такие виды станков, как токарно-револьверные, предназначенные для сложных изделий, токарно-карусельные, многорезцовые полуавтоматические, токарно-винторезные, токарно-фрезерные, лоботокарные.

Частое применение получили винторезные и карусельные станки. Отличаются карусельные станки возможностью обработки крупных заготовок, на винторезном механизме это невозможно.

В токарно-револьверном оборудовании режущие приспособления фиксируются в барабане.

Такой вид оборудования оснащается приводными блоками, расширяющими спектр работ в отличие от стандартных устройств, например сверление отверстий, нарезание резьбы, фрезеровка.

Используются подобные станки на крупных предприятиях.

С использованием токарного обрабатывающего центра выполняется токарно-фрезерная обработка в полуавтоматическом режиме.

Токарно-фрезерная обработка часто используется для титана, алюминия и других сложных в обработке материалов.

Токарная обработка металла – один из популярных методов резания любых металлов: алюминия, титана, меди, олова и других, однако осуществить такую обработку можно лишь на предприятии, что обусловлено использованием станков.

Технология резания представлена на видео в нашей статье.