Milling-master.ru

В помощь хозяину
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технология металлообработки на токарных станках

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.

Читать еще:  Токарно револьверный станок технические характеристики

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.

Токарная обработка металла

На протяжении многих десятилетий проводится токарная обработка металла и за столь длительный срок, как технология обработки, так и виды станков значительно изменились. Несмотря на это, общие черты, которые свойственны токарным станкам по металлу, сохранились.

Особенности процесса

Токарная обработка металла проходит следующим образом:

  1. установленные в шпиндель заготовки вращаются вокруг своей оси;
  2. точение проводится путем подвода резца. подобные инструменты имеют различную форму, могут быть изготовлены из инструментальной стали или иметь твердосплавные режущие кромки;
  3. точение происходит путем создания поперечного усилия суппортом, в котором закреплены резцы: из-за большой силы трения и разного показателя твердости, которой обладают резцы и заготовка, происходит снятие с поверхности металла обрабатываемой заготовки;
  4. технология, по которое проводится точение, может быть самой разной: совмещение продольной и поперечное подачи или использование только одной.

Учитывая то, как происходит резание на токарном станке по металлу, все они имеют схожую конструкцию.

Особенности токарных станков по металлу

Способ придания необходимых размеров и формы заготовке определяет также особенности станков токарной группы. Несмотря на то, что разные виды станков отличаются между собой, можно выделить несколько схожих признаков, которые свойственные всей токарной группе:

  1. обработки поверхности проводится резанием. инструменты, которые используются в большинстве случаев – резцы, виды которых зависят от многих показателей;
  2. имеется шпиндель с кулачковым патроном, в котором закрепляются заготовки. основное движение – вращательное, передается шпинделю;
  3. резцы закрепляют в суппорте, которому предается возвратно-поступательное движение. особенности конструкции суппорта позволяют использовать разные методы обработки поверхности;
  4. крепление изделия в некоторых случаях может проводиться по двум сторонам, для чего используют заднюю бабку;
  5. станок токарного типа можно использовать для растачивания отверстий, которые расположены вдоль оси изделия;
  6. скорость и подача, при которых проводится резание, могут устанавливаться в зависимости от типа поверхности заготовки, необходимых показателей точности снятия металла и шероховатости получаемой поверхности. для этого конструкция токарных станков имеет сложную схему передач.

Резание на токарных станках выполняется только при условии использования средств индивидуальной защиты, а также при установке защитного экрана.

Виды токарных станков

В зависимости от того, какие изделия нужно получить с какой точностью, можно выделить следующие группы токарных станков:

  1. токарно-винторезные – наиболее распространенная группа. при использовании токарных станков из этой группы можно получить цилиндрические поверхности различного диаметра. есть возможность придать заготовки конусность, нарезать на поверхности резьбу. можно проводить обработку черных и цветных металлов;
  2. токарно-карусельные – используются для получения изделия большого диаметра. также применяется для обработки цветных и черных металлов;
  3. лоботокарная группа отличается тем, что заготовки устанавливаются по горизонтали и есть возможность получения конической или цилиндрической поверхности;
  4. токарно-револьверная группа используется для обработки заготовки, которая представлена калиброванным прудком.
Читать еще:  Токарный станок 1у61м

Существуют и другие, узкоспециализированные виды станков, которые условно относят к токарной группе из-за особенностей резания, когда используются резцы.

Внедрение ЧПУ

Существенным прорывом в области станкостроения стало использование системы Числового Программного Управления. Изделия с появление системы ЧПУ стало можно получить с меньшими затратами, чистота обработки, как и точность находятся на самом высоком уровне.

Наличие системы ЧПУ определяет следующее:

  1. повышение показателя производительности при условии, когда резцы используются с твердосплавной режущей кромкой;
  2. обработка возможна как черных и цветных, так и инструментальных сплавов при соответствующей оснастке;
  3. вмешательство мастера в процесс минимальное. резание происходит в автоматическом режиме;
  4. система ЧПУ позволяет указать все режимы резания. программа для ЧПУ составляется с указанием скорости, при которой проводится резание, а также подачи;
  5. зачастую вся зона, в которой происходит резание, закрыта защитным кожухом, так как система ЧПУ не позволит начать работу без защиты окружающих;
  6. высокая точность работы ЧПУ, которая получается резанием с правильным указанием скорости, позволяет получать детали с меньшим показателем брака для ответственных элементов различных конструкций.

Система ЧПУ широко используется при производстве токарных станков в Китае и США. Возможность внедрения ЧПУ определяется точность позиционирования элементов конструкции станка.

Режимы работы

Важным показателем можно назвать то, какой режим обработки используется. К основным показателям можно отнести:

  1. Скорость вращения шпинделя, в котором закрепляют заготовки. Скорость устанавливается исходя из того, какое резание проводится: чистовое или черновое. Скорость чернового резания меньше, чем скорость чистового резания. Это связано с взаимосвязью: чем больше скорость вращения шпинделя, тем меньше подача. В противном случае возникает ситуация, когда резцы деформируются или начинает «гореть» металл. Чрезмерная нагрузка оказывает плохое влияние на состояние станка.
  2. Подача выбирается с учетом скорости. При черновой обработке она больше, что ускоряет процесс снятия большей части металла, при чистовой – меньше, что необходимо для достижения необходимой точности.

В зависимости от режима обработки также выбираются резцы. Их виды зависят от формы режущей кромки, головки и стержня.

Точение заготовок из металла путем использования станков токарной группы – наиболее популярный метод обработки, несмотря на появление современного лазерного и другого оборудования. Столь высокая популярность связана с надежность станков и их относительно небольшой стоимость, долгим сроком службы. Некоторые модели из токарно-винторезной группы служат на протяжении нескольких десятилетий при надлежащем уходе и периодическом ремонте.

Токарная обработка

Технология токарной обработки металлов подразумевает использование специальных инструментов высокой технологичности резания. За счет сочетания приспособлений и их техники вращения, возможна работа с деталями разнообразных конфигураций.

Являясь одним из распространённых и доступных способов производства деталей вращения, токарная обработка производится с применением станков токарной группы. Данный технологический процесс основан на съёме лишнего слоя материала с вращающейся заготовки вследствие чего получается готовое изделие. При этом соблюдаются геометрические размеры и шероховатость поверхности согласно графического и текстового содержания чертежа.

Такая обработка осуществляется за счет точной комбинации двух движений:

  • главного движения, т.е. вращения заготовки, закрепленной в патроне станка;
  • движения подачи, которое совершает сам инструмент в процессе работы.

Различные вспомогательные инструменты и приспособления, которые задействованы на станках токарной группы, обеспечивают выполнение определенных задач, в зависимости от технологического предназначения. В этом деле, основными инструментами являются резцы, классифицирующиеся на: чистовые и черновые по характеру обработки; прямые и отогнутые по форме и расположению лезвий относительно стержня; проходные для проточки, подрезные для торцов, а так же расточные, фасонные, отрезные, резьбовые и канавочные.

Еще одним важным инструментом считаются свёрла. Несложно догадаться, что их используют для рассверливания и сверления отверстий разного диаметра в теле заготовок.

Имеется ряд дополнительных инструментов, которые также играют немалую роль в промышленном производстве, где требуется токарная обработка металлов:

  • Обработку отверстий после сверления производят с помощью зенкеров по 11 , 12 — 13 квалитетам;
  • Развертки обеспечивают чистовую обработку полученных отверстий – убирают шероховатости внутри, придают правильную округлую форму и пр.;
  • Резьба, если не используются резцы, нарезается с помощью метчиков либо плашек.
  • Не редко используются зенковки для получения конических или цилиндрических углублений.

На станках в металлообработке производят множество манипуляций с заготовками. Так, основными токарными операциями считают:

  • Обточку конических и цилиндрических поверхностей детали или отверстий;
  • Подрезку торцов;
  • Нарезание резьбовых элементов внутри и снаружи изделий.

С помощью копировальных приспособлений на станках токарной группы, выполняют фасонную обточку тел вращения, расточку отверстий и пр. К слову, подобные виды работ можно выполнить и вручную, но, соответственно, время на изготовление будет затрачено намного больше.

Для приведения деталей в состояния полной готовности на токарных станках выполняются, такие операции как:

  • сверление,
  • накатка,
  • притирка,
  • зенкерование и развёртывание отверстий,
  • нарезание резьбы метчиками и плашками,
  • шлифование переносной головкой.

Таким образом, металлообработка с использованием токарных станков предполагает получение изделий в готовом виде, соответствующих заданным стандартам по качеству и функционалу.

Классификация станков токарной группы включает в себя следующие виды:

Токарная обработка – популярный способ эффективной обработки металла

Токарная обработка представляет собой одну из востребованных методик обработки металлических изделий, которая предполагает удаление с них лишнего слоя. При этом на выходе деталь имеет требуемые размеры, форму и шероховатость поверхности.

1 Токарная обработка металла – общие сведения

Процедура выполняется на специальных станках, которые при помощи сверл, резцов и иных режущих приспособлений срезают на заданную величину металлический слой с заготовки. Вращение детали, подвергаемой обработке, принято именовать главным движением. А движением подачи называют постоянное перемещение инструмента, которое обеспечивает непрерывность резки изделия до запланированных параметров.

Читать еще:  Токарный станок 1м61 инструкция

За счет того что оборудование для токарных работ может выполнять различные сочетания указанных движений, на нем есть возможность производить эффективную обработку фасонных, цилиндрических, резьбовых, конических и прочих поверхностей.

К таковым, в частности, относят:

Также токарные станки позволяют выполнять:

  • нарезание резьбы;
  • обработку растачиванием, сверлением, развертыванием и зенкерованием разных отверстий;
  • отрезание частей деталей;
  • вытачивание канавок.

При подобных видах обработки металлических изделий обязательным является использование разнообразного измерительного инструмента (предельные калибры для предприятий, занятых массовым производством или микрометры, штангенциркули, нутромеры для мелкосерийного и единичного производства). С его помощью определяются формы и размеры, а также и варианты взаиморасположения разных поверхностей обрабатываемой заготовки.

Сущность технологии обработки металлов на токарном оборудовании заключается в следующем. При врезке в деталь кромки режущего инструмента отмечается зажим изделия этой самой кромкой. При этом инструмент преодолевает силы сцепления внутри заготовки, удаляет лишний металлический слой, который превращается в мелкую стружку. Она может быть разных типов:

  • слитая: образовывается при обработке оловянных, медных, пластмассовых, свинцовых заготовок и изделий из мягких марок стали на высоких скоростях;
  • элементная: формируется при обработке на малых скоростях маловязких и твердых деталей;
  • надлом: стружка, характерная для резки малопластичных заготовок;
  • ступенчатая: появляется при обработке на средней скорости средней по твердости стали, сплавов алюминия, изделий из алюминиевых листов.

2 Обработка на токарных станках – виды используемых резцов

Эффективность работы токарных установок зависит от глубины резания, величины продольной подачи изделия для обработки и скорости резки. Именно эти показатели дают возможность достичь:

  • повышенного темпа вращения шпинделя станка и непосредственно обработки заготовки;
  • достаточную устойчивость инструмента для резки и требуемый уровень его воздействия на деталь;
  • максимально допустимый объем стружки, которая образовывается в процессе обработки;
  • поддержания поверхности станка в состоянии, необходимом для выполнения токарных работ.

Конкретная скорость резки определяется видом обрабатываемого материала, типом используемых резцов и их качеством. Показатель обточки изделий и скорость резки того или иного станка устанавливают частоту, с которой вращается его шпиндель. Плотность и прочие физические параметры деталей можно узнать из соответствующих таблиц и спецификаций изделий.

Резцы для токарных станков могут быть чистовыми и черновыми. Конкретный их вид определяется характером обработки. Геометрические размеры резцов (точнее – их режущей части) дают возможность работать с малой и большой площадью слоя, поддающегося срезанию. По направлению движения резцы делят на левые и правые. Вторые движутся при работе станка к передней его бабке от задней (то есть, справа налево), первые, соответственно, наоборот – слева направо.

По расположению лезвия и форме резцы подразделяют на:

  • оттянутые (у них ширина крепежной части выше ширины резцов);
  • прямые;
  • отогнутые.

По назначению резцы классифицируют на:

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

Геометрия конкретного резца оказывает существенное влияние на качество резания и его точность. Производительность обработки на токарных станках повышается в том случае, когда токарь грамотно подбирает геометрию резца. Для этого ему необходимо знать, что означает понятие «углы в плане». Под таковыми понимают углы между направлением подачи и кромками резца:

  • вспомогательный – φ1;
  • главный – φ;
  • при вершине – ε.

Последний угол зависит от заточки резца, первые два – еще и от его установки. Если главный угол имеет большое значение, стойкость резца уменьшается из-за того, что фактически действует лишь малая часть кромки. При малом его значении резец является более стойким, теплота при обработке отводится более эффективно. Для нежестких тонких изделий обычно выбирают главный угол равный 60–90 градусам, для больших по сечению деталей – 30–45 градусов.

Показатель вспомогательного угла, как правило, равняется 10–30°. Большие его значения не имеют смысла, так как вершина резца будет значительно ослабляться. Для обработки (одновременно) торцовой плоскости и цилиндрической поверхности обычно применяют упорные проходные резцы. Отогнутые и обычные прямые оптимальны для наружных поверхностей заготовки, отрезные – для протачивания канавок и отрезания определенных частей детали, расточные (упорные или сквозные) – для растачивания ранее просверленных с использованием разных видов сверл отверстий.

А вот обработка фасонных поверхностей, у которых образующая линия имеет длину до 40 мм, производится при помощи фасонных резцов:

  • круглых, стержневых и призматических по конструкции;
  • тангенциальных и радиальных по движению (его направлению) подачи.

3 Токарное оборудование – виды станков

Распространенным станком, применяемым в настоящее время на многих предприятиях страны, является токарно-винторезный станок. По своим функциональным возможностям такая установка признается широкоуниверсальной, поэтому использовать ее можно не только на крупных предприятиях, но и в мелкосерийном, а также единичном производстве.

К основным узлам таких станков для токарной обработки причисляют:

  • переднюю и заднюю бабку: в передней находится коробка скоростей и шпиндель, в задней – корпус, продольные салазки, пиноль;
  • суппорт (верхне- и среднеполочные, продольные нижние салазки, держатель резца);
  • станину горизонтального плана с тумбами, в которых размещаются двигатели;
  • коробку подач.

Для обработки заготовок с целью получения особо точных линейных и диаметральных геометрических параметров чаще всего применяют программируемые станки (с ЧПУ), которые от универсальных по своей конструкции мало чем отличаются.

Другие виды станков:

  • токарно-револьверные (предназначены для работы со сложными изделиями);
  • токарно-карусельные (двух- и одностоечные);
  • многорезцовые полуавтоматические для крупносерийных и серийных производств;
  • токарно-винторезные;
  • современные обрабатывающие токарно-фрезерные комплексы.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector