Обработка заготовок на токарных станках (стр. 3 из 8)

Обработка заготовок на токарно-винторезных станках

Токарная обработка

План лекции

Лекция 2. Обработка на токарных станках

1. Токарная обработка

2. Обработка заготовок на токарно-винторезных станках

3. Обработка заготовок на токарно-револьверных станках

4 Обработка заготовок на токарно-карусельных станках

5. Обработка на одношпиндельных токарных автоматах и полуавтоматах

6. Обработка на многошпиндельных токарных полуавтоматах и автоматах

Основные методы механической обработки резанием, сопровождающиеся снятием стружки, могут быть реализованы на металлорежущих станках определенных групп: 1) точение; 2) растачивание; 3) сверление, зенкерование, развертывание; 4) фрезерование; 5) строгание, долбление; 6) протягивание, прошивание; 7) зубонарезание; 8) шлифование, доводка, полирование.

Токарная обработка – это наиболее распространенный метод обработки деталей типа тел вращения (валов, осей, цапф, дисков, фланцев, муфт, колец, втулок, гаек и т.п.). На токарных станках можно производить черновое, получистовое и чистовое точение и растачивание цилиндрических, конических, сферических и фасонных поверхностей; подрезание плоских торцовых поверхностей, точение наружных и внутренних канавок, нарезание наружной и внутренней резьбы, сверление, зенкерование, развертывание отверстий и др.

Токарная обработка поверхностей осуществляется при вращательном главном движении заготовки и поступательном (продольном, поперечном или наклонном по отношению к оси заготовки) движении подачи инструмента. Формообразование поверхностей при резании с продольной подачей — по методу следов, при поперечной подаче инструмента — по методу копирования.

В токарную группу входят токарно-винторезные, токарно-револьверные, токарно-карусельные станки; токарные полуавтоматы и автоматы.

Токарно-винторезные станки предназначены для наружной и внутренней обработки, включая нарезание резьбы в условиях единичного и мелкосерийного производства. Компоновка токарно-винторезного станка представлена на рис. 2.1.

Главное вращательное движение (ось вращения горизонтальна) совершает шпиндель 4 с заготовкой. Движение подачи осуществляет продольный 6 или поперечный 5 суппорт; ряд работ можно производить при ручной осевой подаче с установкой инструмента в пиноль 8 задней бабки 9.

Установка и закрепление заготовки на токарном станке, зависят от типа станка, вида обрабатываемой поверхности, типоразмера заготовки, требований к точности обработки и др. факторов. На токарно-винторезных станках для базирования и закрепления заготовок широко используются трехкулачковые самоцентрирующие патроны (рис.2.2,а), которые применяют для закрепления заготовок при отношении их длины к диаметру l/d 10 для уменьшения деформации заготовки при резании применяют люнеты (рис. 2.2,и).

Рис.2.1. Общий вид токарно-винторезного станка: 1 – станина; 2 – коробка подач; 3 – коробка скоростей; 4 – шпиндель; 5 – поперечный суппорт; 6 – продольный суппорт; 7 – верхний суппорт; 8 – пиноль; 9 – задняя бабка; 10 – поддон; 11 – салазки; 12 – ходовой винт; 13 – ходовой валик

Для установки полых заготовок типа колец, втулок, стаканов применяют: конические, цанговые или упругие оправки (рис. 2.2,л, м, н).

а	е	к
б	л
в	ж	з	м
г
д	и	н

Рис. 2.2. Приспособления к токарным станкам

Многообразие видов поверхностей, обрабатываемых на токарных станках, привело к созданию большого числа конструкций токарных резцов. Главный принцип их классификации – технологическое назначение.

Согласно типовым схемам обработки на универсальных токарно-винторезных станках, обработку наружных цилиндрических поверхностей осуществляют проходными резцами с продольной подачей (рис.2.3,а); подрезание торцов – подрезными или отогнутыми резцами с поперечной подачей (рис.2.3,б).

а	б	в
г	д	е
ж	з	и

Рис.2.3. Схемы обработки на токарно-винторезном станке

Короткие фасонные поверхности на токарно-винторезных станках обычно обтачивают с поперечной подачей фасонными резцами; длинные фасонные поверхности – проходными резцами с помощью копира – детали, устанавливаемой на станке и благодаря фасонному рабочему профилю изменяющей нужным образом траекторию перемещения инструмента.

Наружные резьбовые поверхности получают точением резцами, резцовыми головками, гребенками, плашками. Наиболее широко применяется способ нарезания одно- и многозаходных резьб резцами, форма режущих кромок которых определяется профилем нарезаемой резьбы. Этот способ пригоден для нарезания как наружных, так и внутренних резьб. В некоторых случаях для повышения производительности обработки за счет уменьшения числа рабочих ходов в качестве режущего инструмента используют резьбонарезные гребенки. Для нарезания наружной резьбы на винтах, болтах, шпильках и других подобных деталях применяют плашки; при этом участок детали, на котором нарезается резьба, должен иметь несколько меньший диаметр, чем наружный диаметр нарезаемой резьбы, что достигается предварительной обработкой. Внутренняя метрическая резьба диаметром до 50 мм может нарезаться метчиками.

Точение кольцевых канавок и отрезание готовой детали производят с поперечной подачей соответственно прорезными (канавочными) — рис.2.3, в, г и отрезными резцами (рис.2.3, з, и).

Обработку отверстий на токарно-винторезных станках выполняют с продольной подачей режущего инструмента (сверла, зенкера или развертки), который устанавливается в пиноль задней бабки (рис.2.3,д).

Конические поверхности на токарных станках обтачивают следующими способами: а — широкими резцами (рис.2.4,а), при этом длина образующей обычно не превышает 30 мм; б — с поворотом и ручной подачей каретки верхнего суппорта (рис.2.4,б), когда длина образующей не может быть больше величины хода каретки; в — со смещением корпуса задней бабки в поперечном направлении (рис.2.4,в), этот способ используют для обработки длинных поверхностей с небольшой конусностью (a £ 4°); г — с помощью конусной линейки (рис.2.4,г) — устройства, устанавливаемого на станине станка и обеспечивающего перемещение резца вдоль образующей конуса. Способы «а», «б» и «г» пригодны и для растачивания внутренних конических поверхностей.

В серийном производстве широко используются станки с числовым программным управлением (ЧПУ), построенные на базе универсальных токарно-винторезных станков.

а	б
в	г

Рис.2.4. Схемы обработки конических поверхностей на токарно-винторезном станке

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.

Основы токарной обработки металла / Basics of metal turning

1058 Каталог KORLOY 2016 Металлорежущий инструмент и станочная оснастка Стр.L15

Основы токарного дела по металлу Влияние заднего угла Изменение радиальносй и осевой составляющих силы резания при изменении главного угла в плане

Основы токарного дела по металлу Влияние заднего угла Изменение радиальносй и осевой составляющих силы резания при изменении главного угла в плане _ Способствует снижению трения между обрабатываемой поверхностью заготовки и задней поверхностью СМП, уменьшает силы резания Влияние заднего угла на величину износа СМП в статической системе координат Задний угол, Г >ГЕ 3е(мос‘Т; ГеНТ Труднообрабатываемые Нагрузка на оборудование Меньше . Больше Dipnoi шп Вероятность появления Вероятность появления Вибрация низкая высокая Вид обработки Чистовая . Черновая ъаглтлои-м ДЛИННЭЯ ТОНКЭЯ W. КОРОТКЭЯ ЖвСТКЭЯ жесткость заготовки заготовка заготовка Жесткость оборудования Низкая жесткость . Высокая жесткость ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ 15 Точение

1059 Каталог KORLOY 2016 Металлорежущий инструмент и станочная оснастка Стр.L16

Технология токарной обработки металлов на станках Влияние вспомогательного угла в плане при точении Рекомендации по выбору радиуса при вершине пластины

Технология токарной обработки металлов на станках Влияние вспомогательного угла в плане при точении Рекомендации по выбору радиуса при вершине пластины _ резца Способствует снижению трения между обработанной поверхностью и СМП Преимущества и недостатки малого вспомогательного угла в плане 1. Малый угол при вершине способствует улучшению теплоотвода, повышению прочности и стойкости СМП. 2. Малый угол может вызвать увеличение вибраций, радиальной составляющей силы резания и силы трения между инструментом и обрабатываемой деталью, увеличивая нагрев СМП и тем самым снижая её стойкость 0 Влияние радиуса при вершине 1. Радиус при вершине влияет не только на шероховатость, но и на стойкость режущей кромки. 2. Желательно, чтобы величина радиуса при вершине была в 2-3 раза больше, чем величина подачи. Влияние радиуса при вершине на шероховатость поверхности вершинеШероховатость (мкм) Радиус при вершине (мм) Заготовка SNCM439, НВ200 Тв.сплав: Р20 vc = 120м/мин, ар = 0.5мм Влияние радиуса при вершине на стойкость СМП при прерывистом резании Стойкость, количество проходов Заготовка: SCM440, НВ280 Тв.сплав: Р10 vc = 100м/мин, ар = 0.5мм fn = 0.3мм/об Влияние радиуса при вершине на величину износа по задней поверхности Величина износапо задней поверхности (мм) Заготовка: SNCM439, НВ200 Тв.сплав: Р10 vc = 140м/мин, ар = 2мм fn = 0.2MM/o6, T = 10мин Влияние увеличения радиуса при вершине 1. Уменьшается шероховатость обработанной поверхности 2. Уменьшается величина износа по задней поверхности 3. Увеличивается сила резания 4. Увеличивается вибрация Высота микронеровностей (I Боьшой радиус при вершине Рекомендации по выбору радиуса при вершине 1. Чистовое точение при малых глубинах резания, недостаточная жесткостьсистемы СПИД, малая мощность станка — Уменьшить радиус при вершине. 2. Прерывистое резание, тяжелые условия обработки, высокая твердость обрабатываемого материала, большая мощность станка — Увеличить радиус при вершине. микронеровностеи (I h = Большая Малый радиус при вершине Изменение значений шероховатости от радиуса при вершине и подачи сменной режущей

1060 Каталог KORLOY 2016 Металлорежущий инструмент и станочная оснастка Стр.L17

Точение на токарном станке по металлу Влияние переднего угла токарного резца на процесс резания Выбор инструментальных державок и сменных режущих пластин

Точение на токарном станке по металлу Влияние переднего угла токарного резца на процесс резания Выбор инструментальных державок и сменных режущих пластин _ ПЕРЕДНИЙ (а) Зависимость с илы резания от величины переднего угла Principal force(kg) Feed force(kg) 50 100 150 200 250 Cutting speed (m/min) 200 250 Cutting speed (m/min) При увеличении переднего угла: 1. Снижается шероховатость обработанной поверхности 2. При увеличении на 1% снижается сила резания на 1% 3. Ослабляется режущая кромка Рекомендации по выбору переднего угла 1. Высокая твердость заготовки, тяжелые условия обработки — Уменьшить передний угол. 2. Низкая твердость заготовки, хорошая обрабатываемость -Увеличить передний угол. Схема выбора переднего угла и угла наклона режущей кромки Передний угол: у Угол наклона режущей кромки: к Отрицательный: (-) у Отрицательный: (-) К Отрицательный: (-) у Отрицательный: (-) К Y: (-) Отрицательный К: (+) Положительный ПОЗИТИВНЫЕ ПЕРЕДНИЙ УГОЛ (+) Y: (-) Отрицательный К: (+) Положительный Не рекомендуется выбирать сочетание углов противоположных знаков Например у (-) Отрицательный к: (+) Положительный ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ, ПЕРЕДНИЙ УГОЛ (-) 0 Рекомендации по выбору инструмента Оптимальный выбор инструмента обеспечивает высокую производительность и качество обработки, зависит от конкретных условий резания и состоит из определенных составляющих. Выбор инструментальных державок и СМП Основные факторы, влияющие на выбор инструмента и алгоритм выбора. А: Основные факторы Материал заготовки Способ получения заготовки Размеры заготовки Твердость заготовки Состояние обрабатываемой заготовки Точность получаемого размера, точность формы Состояние оборудования. Жесткость системы СПИД. Технологические параметры обрудования. Мощность приводов станка. Тип и состояние вспомогательного инструмента. В: Выбирайте Инструмент с наименьшим углом в плане, учитывая условия обработки и геометрические особенности детали. Державку с наибольшей жесткостью, учитывая её вылет и поперечное сечение Марку сплава СМП наибольшей твердости, учитывая её прочностные характеристики Наибольший радиус при вершине, учитывая точность получаемого размера и шероховатость поверхности. СМП с наибольшим числом режущих граней. СМП наименьшего размера, учитывая режимы резания и условия обработки. Наибольшую глубину резания согласно условий обработки и возможностей оборудования. Наибольшую подачу, учитывая условия обработки и возможности оборудования. Наименьшую скорость резания. Стружколом СМП, учитывая глубину резания и подачу. ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ 17 Точение

242 Мастер-каталог KENNAMETAL 2013 Металлорежущий инструмент Стр.

Токарные державки Kennametal с СРП и стандартным призматическим хвостовиком Металлорежущий инструмент из Америки для наружного точения на металлообраб

Токарные державки Kennametal с СРП и стандартным призматическим хвостовиком Металлорежущий инструмент из Америки для наружного точения на металлообрабатывающих станках Резцы со сменными режущими пластинами Иллюстрация цветная Каталог KENNAMETAL 2013 на русском языке Металлорежущий инструмент Токарная обработка Сверление Нарезание резьбы Растачивание Фрезерование

§ 9. Технология обработки древесины на токарном станке

При обработке на токарном станке заготовка совершает вращательное движение, которое называют главным движением. Инструмент перемещается относительно неё, совершая вспомогательное движение, или движегше подачи. В процессе точения острое лезвие инструмента снимает с поверхности заготовки стружку.

Инструменты для точения заготовок

Для обработки заготовок на станке применяют специальные стамески, имеющие удлинённые ручки (рис. 25). Для предварительной, черновой, обработки применяют полукруглые стамески: желобчатую (рис. 25, е) или плоскую (рис. 25, б). Окончательную, чистовую, обработку выполняют с помощью косых стамесок (рис. 25, г, Э), ими же подрезают торцы и отрезают деталь. Узкую желобчатую стамеску применяют для прорезания канавок (рис. 25, а), а заострённые (рис. 25, в, ж) — для разного вида работ.

Рис. 25. Стамески для токарных работ: а — полукруглая желобчатая узкая; б — полукруглая плоская; в — заострённая с острым утлом при вершине; г — косая узкая; д — косая; е — полукруглая желобчатая; ж — заострённая с тупым утлом при вершине

Концевая часть стамески, срезающая стружку с заготовки, называется лезвием. На рисунке 26 показано лезвие косой стамески. При точении древесины применяют стамески с углом заострения лезвия β = 20°. 40°.

Рис. 26. Лезвие косой токарной стамески: 1 — режущая кромка; 2 — вершина

Заточка лезвий стамесок

Лезвие стамески должно быть обязательно заточено. Это позволит легче и чище обрабатывать поверхность заготовки. Если режущая кромка стамески будет тупой, то поверхность получится шероховатой и ворсистой.

Лезвие сначала затачивают на шлифовальном круге (рис. 27, а, б). После заточки на лезвии появляются небольшие заусенцы, которые снимают на плоском мелкозернистом наждачном бруске (рис. 27, в).

Рис. 27. Заточка лезвий стамесок: а — косой на шлифовальном круге: б — полукруглой на шлифовальном круге: в — косой на наждачном бруске: 1 — правильное положение лезвия при заточке; 2 — неправильное

Внимание! В учебной мастерской заточку стамесок выполняет учитель.

Подготовка заготовки

Выбор заготовки начинают с её осмотра: на ней не должно быть пороков древесины, описанных в § 2 (см. рис. 3). Наиболее пригодна для обработки сухая без сучков древесина лиственных пород: берёзы, липы, клёна и др.

После этого выстругивают из заготовки брусок квадратного сечения с припуском по диаметру 8. 10 мм и по длине 40. 60 мм. Затем на торцах заготовки размечают восьмиугольник и строгают восьмигранник рубанком так же, как и при обработке цилиндрических поверхностей ручным инструментом (см. § 7). Таким образом заготовке придают форму, близкую к цилиндрической. Это облегчает её обработку на станке независимо от способа её закрепления (см. рис. 23).

Установка заготовки на станке

Чтобы закрепить длинную заготовку на станке, со шпинделя снимают трезубец, крепят его в зажиме верстака, совмещают пропил на торце заготовки с трезубцем и забивают киянкой в него заготовку. Не рекомендуется забивать заготовку на трезубец, уже установленный на шпинделе, так как от ударов киянки могут выйти из строя подшипники шпинделя.

Трезубец с заготовкой устанавливают на шпиндель, подводят заднюю бабку и крепят её винтом к направляющим (см. рис. 21, б). Затем прижимают заготовку к трезубцу центром, направляя его в отверстие, подготовленное в заготовке, и закрепляют центр зажимом. Если применяется не вращающийся центр, то его смазывают машинным маслом.

Периодически, через каждые две-три минуты работы, станок останавливают и проверяют надёжность закрепления заготовки. В случае необходимости заготовку дополнительно поджимают центром задней бабки.

Установка подручника станка

Подручник устанавливают так, чтобы его верхняя (опорная) поверхность была на 2. 3 мм выше линии центров станка и находилась на расстоянии 3. 4 мм от поверхности заготовки.

Для проверки этого зазора заготовку при выключенном станке проворачивают вручную на один-два оборота. В процессе обработки зазор будет увеличиваться. Поэтому надо периодически останавливать станок, придвигать подручник ближе к заготовке и опять проворачивать вручную заготовку, проверяя наличие зазора. Каретку подручника крепят к направляющим рукоятками гайки, а подручник в нужном положении фиксируют стопором (см. рис. 21, в).

Точение заготовки

Перед началом работы надевают защитные очки и опускают защитный экран. Затем включают станок. Стамеску, крепко удерживая правой рукой за ручку, помещают на подручник. Левая рука находится сверху стамески и прижимает её к подручнику (рис. 28). При этом рука должна находиться вблизи подручника, но не касаться его.

Рис. 28. Черновое точение заготовки на токарном станке

При черновом точении заготовки (см. рис. 28) полукруглую стамеску медленно подводят к заготовке. Перемещая стамеску по подручнику влево и вправо, можно снять за один проход (одно движение вдоль обрабатываемой поверхности) стружку толщиной 1. 2 мм. Первый проход ведут серединой лезвия, а последующие — его боковыми частями, чтобы обрабатываемая поверхность была менее волнистой. Завершают черновое точение тогда, когда диаметр заготовки станет на 3. 4 мм больше заданного диаметра.

Чистовое точение производят косой стамеской, причём стружку срезают только серединой режущей кромки (рис. 29). Стамеску держат двумя руками и устанавливают ребром на подручник тупым углом вниз. При обработке конической поверхности точение ведут от большего диаметра к меньшему.

Рис. 29. Чистовое точение косой стамеской: а — вид с торца заготовки; 6 — вид сверху

Контроль качества детали

Прямолинейность обработанной поверхности можно проверить линейкой на просвет, а диаметральные размеры — с помощью кронциркуля (рис. 30).

Рис. 30. Контроль качества летали кронциркулем

Шлифование деталей

Шлифование готовой детали выполняют шлифовальной шкуркой, которую обёртывают вокруг детали и удерживают руками (рис. 31, а), или шлифовальной колодкой (рис. 31, 6).

Рис. 31. Шлифование детали: а — шкуркой: б — шлифовальной колодкой

Иногда на поверхность отшлифованной детали наносят декоративные кольцевые полоски. Для этого берут брусок из более твёрдой древесины, чем древесина обрабатываемой детали, и прикладывают ребро бруска к вращающейся на станке детали. Поверхность в месте соприкосновения нагревается и немного подгорает. В результате этого на детали остаются круговые полоски коричневого цвета.

Подрезание торцов

Подрезание торцов выполняют косой стамеской. Первоначально её устанавливают острым углом вниз и делают неглубокую кольцевую канавку глубиной 2. 3 мм в том месте, где будет находиться торец. Затем стамеску переворачивают тупым углом вниз, ставят её на ребро и, отступив немного от канавки, срезают на конус концевую часть заготовки до торца (рис. 32). Повторяют это движение несколько раз, углубляясь в заготовку, пока диаметр шейки не станет равным 10. 12 мм. После этого выключают станок, снимают заготовку со станка и пилой с мелкими зубьями отрезают концевые участки заготовки. Торцы зачищают напильником и шлифовальной шкуркой.

Рис. 32. Подрезание торца косой стамеской

В таблице 4 в качестве примера представлена технологическая карта изготовления изделия «скалка».

Таблица 4

Технологическая карта.
Изготовление изделия «скалка»

Во время работы бережно относитесь к станку, приспособлениям, инструментам, чтобы они служили как можно дольше.

Правила безопасной работы

1. Не включать станок без разрешения учителя.
2. Работать только при опущенном защитном экране.
3. Работать на станке можно только в спецодежде, застёгнутой на все пуговицы, и в защитных очках.
4. Надёжно закреплять заднюю бабку.
5. Надёжно устанавливать и крепить заготовку.
6. Все разметочные операции и измерения заготовки выполнять только при выключенном станке.
7. Обо всех неисправностях сообщать учителю.
8. Не отходить от включённого станка.

Практическая работа № 10

Точение детали из древесины на токарном станке

1. Изучите чертёж детали, выданной учителем, или детали своего творческого проекта, имеющей цилиндрическую или коническую форму.
2. Подумайте и определитесь, в каком шпиндельном приспособлении вы будете закреплять заготовку (в патроне, на планшайбе или с помощью трезубца и центра).
3. Подготовьте заготовку — брусок квадратного сечения, разметьте и прострогайте рубанком восьмигранник.
4. Закрепите заготовку на станке.
5. Установите подручник в необходимом положении, проверив наличие зазора между ним и заготовкой путём проворачивания заготовки вручную на один-два оборота.
6. С разрешения учителя выполните черновую и чистовую обработку заготовки.
7. Отшлифуйте готовую деталь.
8. Снимите деталь со станка, отпилите концевые участки, окончательно зачистите деталь.
9. Если это необходимо, покройте деталь лаком.
10. Проконтролируйте качество полученной детали.

Новые слова и понятия

Главное движение; движение подачи; обработка черновая, чистовая; стамески: полукруглая, косая.

8.3 Обработка заготовок на токарно-карусельных станках

На токарно-карусельных станках обрабатывают тяжелые заготовки больших размеров, у которых отношение длины (высоты) к диаметру составляет 0,3-0,7. Это заготовки роторов водяных и газовых турбин, зубчатых колес, маховиков и т.д. Особенностью токарно-карусельных станков является наличие круглого горизонтального стола – карусели с вертикальной осью вращения. Наличие карусели облегчает установку, выверку и закрепление тяжелых заготовок на станке. Карусельные станки бывают одностоечные и бвухстоечные. Диаметр карусели составляет 0,5-21 м. Это позволяет обрабатывать заготовки диаметром до 24 м.

На рисунке 15 показан общий вид одностоечного токарно-карусельного станка.

Станок универсальный, предназначен для токарной обработки крупных деталей. Станина 1 жестко скреплена со стойкой 9, имеющей вертикальные направляющие для перемещения по ним траверсы 6 и бокового суппорта 10 с четырехместным резцедержателем 12. На станине на круговых направляющих расположена планшайба (карусель) 2 для установки на ней обрабатываемой детали или приспособления. Коробка скоростей размещена внутри станины. На горизонтальных направляющих траверсы может перемещаться вертикальный револьверный суппорт 5 с пятипозиционной револьверной головкой 4. Привод подач револьверного суппорта и бокового суппорта 10 осуществляется от коробок подач 7 и 11. Перемещения револьверного суппорта вручную производят маховичками 8, а бокового суппорта – маховичками 13. Управление станком осуществляется от пульта 3.

Главным движением является вращение планшайбы, которое в качестве источника движения имеет электродвигатель. Револьверный и боковой суппорта перемещаются в горизонтальном и вертикальном направлениях. Кроме того, револьверная головка имеет возможность поворота вокруг горизонтальной оси. Траверса осуществляет подъем и опускание.

Рисунок 15 – Токарно-карусельный одностоечный станок

8.4 Обработка заготовок на многорезцовых токарных полуавтоматах На многорезцовых токарных полуавтоматах обрабатывают заготовки деталей типа ступенчатых валов.

Общий вид многорезцового полуавтомата показан на рисунке 16. Обрабатываемую заготовку устанавливают на станке в центрах: переднем в шпинделе коробки скоростей 2 передней бабки 3 и заднем в пиноли задней бабки 5. Крутящий момент передается на заготовку кулачками специального зажимного патрона. На продольных направляющих станины 1 смонтированы нижний 6 и верхний 4 суппорты. Суппорты служат для одновременного закрепления нескольких резцов.

Особенность обработки заготовок на многорезцовых полуавтоматах состоит в том, что нижний суппорт имеет только продольную подачу, а верхний – только поперечную. Поэтому на нижнем суппорте закрепляют все резцы, работающие с продольной подачей, — проходные резцы; на верхнем суппорте – все резцы, работающие с поперечной подачей, — резцы подрезные, прорезные, фасонные, для обтачивания фасок. При наладке многорезцового полуавтомата резцы устанавливают и закрепляют относительно заготовки так, чтобы одновременно обрабатывалось несколько ее поверхностей. Бы —

Рисунок 16 — Общий вид токарного многорезцового полуавтомата

строе и точное закрепление резцов осуществляется с помощью эталонной детали или шаблона, устанавливаемых на станке.

На токарных многорезцовых полуавтоматах обтачивают только наружные поверхности заготовок: цилиндрические, конические, фасонные, плоские торцовые, кольцевые канавки, галтели, фаски.

Рисунок 17 — Схемы обработки заготовки на токарном многорезцовом полуавтомате

На рисунке 17,а показана обработка заготовки ступенчатого вала одновременно четырьмя проходными резцами, четырьмя прорезными резцами и одним подрезным.

На рисунке 17,б показана обработка заготовки конического зубчатого колеса. На верхнем суппорте установлены резцы, работающие с поперечной подачей. На переднем суппорте установлено два резца: правый обтачивает цилиндрическую шейку вала и левый – коническую поверхность заготовки. Резец, обтачивающий коническую поверхность, работает по копиру, установленному на суппорте.

Учебные материалы

Технологический метод формообразования поверхностей заготовок точением характеризуется двумя рабочими движениями: главное рабочее движение обеспечивается вращательным движением заготовки (скорость резания V) и движение подачи поступательным движением режущего инструмента – резца (движение подачи).

Движение подачи осуществляется параллельно оси вращения заготовки – продольная S_пр, перпендикулярно к оси вращения заготовки – S_попер, под углом к оси вращения заготовки – S_у (наклон).

Разновидности течения

1. Обтачивание – обработка наружных поверхностей проходным резцом;
2. растачивание – обработка внутренних поверхностей;
3. подрезание – обработка плоских (торцовых) поверхностей;
4. резка – разделение заготовки на части или отрезка готовой детали от заготовки – пруткового проката.

Станки токарной группы являются самыми широко применяемыми на машиностроительных заводах и в народном хозяйстве, в частности и в механических мастерских при ремонте, реконструкции и модернизации нефтегазопромыслового оборудования.

Точение – операция обработки тел вращения, винтовых и спиральных поверхностей резанием при помощи режущего инструмента на станках токарной группы. В станках токарной группы главное движение – движение вращения заготовки, движение подачи – движение инструмента (резца).

Основные операции, выполняемые на токарных станках – обтачивание наружных цилиндрических, конических и фасонных поверхностей и галтелей; подрезание торцов; протачивание канавок; растачивание внутренних цилиндрических поверхностей; обрезание; сверление; зенкерование; зенкование; развертывание отверстий и нарезание резьбы.

Главным принципом классификации резцов является их технологическое назначение. Различают резцы проходные – для обтачивания наружных цилиндрических и конических поверхностей; расточные – проходные и упорные – для растачивания глухих и сквозных отверстий; отрезные – для отрезания заготовок; резьбовые – для нарезания наружных и внутренних резьб; фасонные – для обработки фасонных поверхностей; прорезные – для протачивания кольцевых канавок и галтельные – для обтачивания переходных поверхностей между ступенями валов по радиусу.

Характер обработки

По характеру обработки резцы классифицируют на черновые, получистовые и чистовые. По расположению режущей кромки резцы подразделяют на левые и правые. Правые перемещаются от задней бабки к передней, левые – от передней к задней. По форме режущей части – прямые и отогнутые. По конструкции – целые, с приваренной или припаянной пластиной, со сменными пластинами.

Помимо резцов, на токарных станках для обработки отверстий применяют сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, которые закрепляются в задней бабке.

К основным приспособлениям, применяемым на токарных станках, относят: трехкулачковый самоцентрирующийся патрон – для закрепления заготовок; цанговый патрон – для закрепления заготовок (прутковый прокат) в автоматах и полуавтоматах; конические оправки, цанговые оправки, упругие оправки с гидропластмассой или с тарельчатыми пружинами – для обработки заготовок типа втулок, колец и стаканов.

Существуют токарные станки разных видов, типов и размеров. К станкам токарной группы можно отнести: токарные, токарновинторезные, карусельные, многорезцовые, токарноревольверные, токарные автоматы, полуавтоматы и др. Токарновинторезный станок (рисунок 4.4) является универсальным, так как применяется для выполнения самых разнообразных токарных работ. Наиболее распространены токарновинторезные станки, на которых обрабатываются всевозможные поверхности вращения, отверстия и резьбы.

Заготовка на станке устанавливается в центрах или закрепляется на шпинделе в патроне и приводится во вращение. В резцедержателе суппорта закрепляются резцы, а в конус пиноли задней бабки вставляются инструменты для обработки отверстий – сверла, зенкеры, развертки.

Рисунок 4.4 – Схема универсального токарно-винторезного станка:

1 – передняя бабка; 2 – планшайба; 3 – деталь (вал); 4 – резцедержатель;
5 – резец; 6 – суппорт; 7 – задняя бабка; 8 – делительная головка;
9 – поперечная подача; 10 – токарный хомутик

На них обтачивают и растачивают цилиндрические, конические и фасонные поверхности, производят подрезку торцов. Многорезцовые токарные станки позволяют обрабатывать детали, например ступенчатые валы или диски, одновременно несколькими резцами. Большое распространение они получили в массовом производстве. Револьверные станки используются главным образом для обработки некрупных деталей сложной конфигурации.

Токарные автоматы – станки, на которых установка и закрепление заготовок, основные вспомогательные движения автоматизированы. Рабочий ведет лишь наблюдение за их работой, периодически загружает станок заготовками и контролирует размеры. Полуавтоматы – станки, у которых все движения автоматизированы. Заготовки на них устанавливает и снимает рабочий.

Токарная обработка металла: виды, выбор режущего инструмента для токарной обработки

Токарная обработка металла на станке — один из самых популярных методов, с помощью которого можно, например, создать вал или иную деталь цилиндрической или конической форм. В статье подробнее поговорим об особенностях, видах и всех нюансах.

Технологические аспекты процесса

Суть процедуры в последовательном снятии верхнего слоя с вращающейся заготовки посредством резцов и прочих инструментов. При этом образуется стружка, которая может быть более или менее крупной в зависимости от материала и скорости подачи, а также обладать различным оттенком – изменение цвета происходит в связи с нагревом из-за трения и окислением.

Оператор закрепляет изделие с двух сторон в шпиндели. Один из них имеет свободное вращение, то есть фактически только отвечает за надежную фиксацию, в то время как второй – ведущий. Через него передается движение, а также происходит регулирование скорости.

Когда заготовка закреплена, начинается процесс резания на токарных станках. Сперва требуется правильно выбрать скоростной режим. На профессиональном оборудовании мощность достаточно высокая, но нельзя всегда работать на максимуме. Например, если вал очень длинный, то его вибрации и погрешности с увеличением скорости будут только возрастать, что приведет к неточностям. Вторая причина выбирать режим – это тип обработки, а именно, обдирочная, черновая, получистовая, чистовая или тонкая. В идеале, одна деталь должна проходить все эти стадии с изменением выбора подачи, а также с различными режущими инструментами для токарных станков и работ по металлу.

Когда выбраны основные показатели, можно переходить к установке резца. Он может быть изготовлен из разного типа сплава, но он обязан быть:

• более прочным, чем материал заготовки, и менее хрупким;
• всегда хорошо заточенным.

Для разных задач используются особенные режущие кромки. Они устанавливаются в суппорт, который имеет надежные фиксаторы, а также регулируемый угол поворота, наклона, то есть все параметры для максимально точной металлообработки.

Теперь можно приступить к включению установки. Вся операция заключается в правильно выбранных двух движениях:

• подача инструмента;
• вращение вала.

Первое передвижение делает суппорт. Он перемещается по горизонтали и вертикали, а также при наличии полозьев может двигаться диагонально – для обточки конусов. Так осуществляются такие операции на токарном станке, как точение и сверление. Однако для последнего типа задач инструмент (сверло) должен обладать возможностью вращаться, а сама заготовка будет статична. Передвижение данной части обуславливается либо автоматикой, либо ручками и колесами. Сначала оператор устанавливает ее на начальную точку, проверяет глубину, а затем включает аппарат и только корректирует положение резца. Скорость суппорта тоже настраивается в зависимости от типа и материала, и задач.

Второе движение – вращательное. Его производит заготовка. Движок, которые отвечает за подачу, находится в передней балке, а всего их две. Посредством ремней сила передается на шпиндель. Вращение имеет направление и скорость, но больше никаких параметров задать нельзя. Главное для токаря, чтобы были минимальные вибрации и погрешности, иначе будут происходить удары по инструменту.

Так как работает станок в основном на высоких оборотах, то сущность токарной обработки заключается в быстром снятии верхнего слоя.

Задачи, которые решаются таким образом:

• Достижение заданных размеров высокой точности.
• Сверление отверстий, их разверстка и зенкерование, нарезание резьбы внутренней и внешней.
• Нужная шероховатость поверхности – в зависимости от класса точности.
• Разрезные работы – резание части вала, обрезание кромок.
• Вытачивание канавок.

Режущая кромка разъединяет целостность металла для токарных работ, оказывая на него трение и нажим. Происходит разрыв на молекулярном уровне.

Виды стружки

Образование отходов – естественный процесс при металлообработке. При этом одни токари считают это недостатком, а другие, экономичные, сдают весь мусор на переплавку, поскольку основные химические свойства не нарушены, и с помощью воздействия температуры можно добиться стандартов стали при выплавке. Третий вариант – просто сдавать его в пункты приема на вторичную переработку.

При работе вручную, на стандартных станках, необходимо вовремя снимать стружку, чтобы она не приплавилась к рабочей поверхности, не испортила общий результат. Но на автоматизированном оборудовании с ЧПУ, которое реализует компания «САРМАТ», есть специальная функция стружкоотведения, которая гарантирует чистоту процесса.

По форме отходов можно многое сказать и о самой работе. Стружка при токарной обработке бывает четырех видов.

Слитая

Она выглядит как длинные участки закрученной спирали. Если снимается тонкий слой, то витки короткие с малым шагом, а если толстый, то пружинка будет более упругая, с острыми концами. Обычно она получается, когда на высокой скорости обрабатывается мягкий сплав, например, свинец, олово или некоторые виды стали. Еще одно условие для получение такого образца – нет значительных дефектов, ямок, продольных канавок, то есть сам вал уже предварительно обработан, в том числе от ржавчины, окалины, проведены обдирочные работы, выполняемые на токарном станке.

Слитую подразделяют на ленточную и спиральную. О второй мы более подробно написали выше, а вот лента выходит при невысокой скорости воздействия на очень пластичные сплавы.

Элементная

Она разбивается на короткие участки, отходит от заготовки не плавно, как предыдущая, а рывками, потому что в определенном моменте она ломается, выскакивает из-под инструмента, каким обрабатывают детали на токарных станках для твердых металлов. Причин может быть несколько:

• низкая скорость среза, поэтому берется сразу много материала, он не успевает быстро отойти;
• на пути резца встречаются препятствия, к примеру, сильная зернистость стали, нет мягкой однородной структуры;
• образец изготовлен из очень прочного металла, из чугуна, обладающего высокой твердостью, но и немаленькой хрупкостью, то есть вместо плавного растяжения стружка сразу ломается;
• неправильная работа неопытного токаря – неверный выбор скорости, режима.

Надлом

Это совсем небольшие кусочки, которые отлетают от зоны резания. Их не стоит бояться, это естественный результат, когда происходит обработка чугунных или бронзовых заготовок на станках токарной группы. Дело в том, что чугун и бронза обладают низкой пластичностью, поэтому вместо того, чтобы гнуться, верхний слой просто раскалывается, крошится. Здесь главное – не убрать лишнее, вести резец по небольшой глубине и лучше сделать 3-4 прохода, чем один, но глубокий, поскольку последнее действие может привести к образованию трещин в толще металла.

Посмотрим на изображение, надлом мы видим на последней картинке:

Ступенчатая

Очень интересный вид. Прирезцева его часть (сторона, близкая к резцу) обладает ярко выраженной гладкостью, тем более удивительно, что на обороте находится многоярусная структура – материал наслаивается друг на друга, как ступеньки на лестнице, отсюда и название. Ступени, или зазубрины, имеют направление отдельных связанных между собой элементов.

Обычно такой вид образуется при изготовлении заготовок деталей на токарном станке со средней скоростью и невысокой твердостью.

Все квалифицированные токари проходят отдельный курс, посявещенный стружкообразованию. Этот раздел науки изучает пластичные деформации, которые происходят с трением, образованием тепла, износом режущей кромки, изменением шероховатости поверхности и, конечно, с образованием стружки. От всех вышеприведенных процессов зависит то, какой формы она будет.

Цвет зависит от используемого при точении материала и режима. Обычно при обработке стали она выходит синяя – это нормально, поскольку при резании выделяется тепло, оно отходит в остатки, которые под воздействием кислорода и температуры окисляются, приобретая голубой оттенок. Если использовать при работе охлаждающую эмульсию, то можно получить желтый цвет. Оранжевый и коричневый срезы свидетельствуют о наличии ржавчины на заготовке. При еще большем увеличении температурного режима оттенок побежалости – красный, это объясняется интерференцией белого в пленках на отражающей поверхности.

Иногда токарей пугает темный синий, они считают, что идет перенакаление. Действительно, это говорит о значительном повышении температуры, но сказать, что это плохо – нельзя, поскольку термоотвод работает, забирая излишнее тепло у детали. Просто рекомендуется увеличить поток охлаждающей жидкости. Однако ее чрезмерное употребление может привести к быстрому износу резцов.

Выбор режущего инструмента, применяемого для токарной обработки деталей из металла на станках

При изготовлении кромок берется материал, обладающей высокой прочностью, это могут быть:

• углеродистые стали – с высоким содержанием углерода;
• легированные – с добавками в виде хрома, никеля, меди, азота;
• быстрорежущие сплавы;
• твердые вещества;
• минералокерамика;
• искусственные алмазы;
• синтетические материалы (композиты, гек-сомиты).

Резец является наиболее распространенным видом. Он может быть прямым, правым, левым и отогнутым. Вторая часть называется державкой, она может иметь разную форму – прямоугольную, квадратную или круглую. Их крепят в суппорт с помощью прихваток и винтов. Очень важно достичь высокой степени фиксации для прочности материала токарной работы.

В зависимости от назначения разделяют все резцы на:

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

Соответственно, они выполняют разные задачи – снимают верхний слой, подрезают торцы, вытачивают канавки, делают сквозное или глухое отверстие. Также весь инструмент можно поделить по типу работы – одними нужно проводить растачивание, вторыми – черновую обработку заготовок для последующей чистовой или тонкой.

Как работает оборудование

Есть два типа работы – вручную или автоматизированно. Вручную оператор производит все задачи – устанавливает заготовку, резец, проводит расчеты, направляет суппорт на исходную точку, выбирает скорость вращения и режим подачи, а также в процессе деятельности меняет все данные параметры. В этом случае вы имеете дело с классическим аппаратом, созданным по старой токарной технологии обработки металла для растачивания.

Второй тип – это современные модели с ЧПУ. Такую продукцию поставляет компания «САРМАТ». Числовой пульт управления самостоятельно, автоматизировано решает все вышеприведенные задачи, исключая установку болванки, да и то, уже есть оборудование, которое имеет функцию фиксации заготовки. Такие аппараты имеют высокую точность, а также простоту использования.

Основные виды работ, выполняемые на токарных станках, какие операции можно выполнять

• Отделка наружных цилиндрических или конических поверхностей – основная задача токаря. Подразумевает снятие верхнего слоя до нужных размеров и образование шероховатости.
• Сверление, зенкерование и развертывание отверстий.
• Подрезание торцов и уступов.
• Вытачивание пазов и канавок.
• Нарезание наружной и внутренней резьбы – при наличии винтореза.
• Отрезка части детали.
• Обработка внутренних цилиндрических и конических поверхностей.
• Фаска поверхностей.
• Накатывание рифлений.

Данные процедуры производятся при наличии дополнительных возможностей оборудования.

Какого типа инструменты нужны для деталей, которые изготавливают на токарных станках

Весь инструментарий можно поделить на режущий и вспомогательный. Резчик работает со следующими приборами:

• Фасонный резец – кромка должна совпадать с профилем заготовки, представлена прутками проката.
• Центровочные сверла – соответственно, необходимы для сверления глухих и сквозных отверстий.
• Расточная насадка – для растачивание полостей.
• Проходная – подходит для черновой, получистовой и чистовой обработки наружных и внутренних поверхностей, для торцевания конических деталей.
• Канавочный резец.
• Отрезной.
• Твердосплавные пластины применяются при изготовлении предметов из инструментальной стали.

На изображении показан приблизительный набор каждого токаря:

Если вас интересовало, каким инструментом обрабатывают детали на токарных станках, обратите внимание на фотографию. Следует всегда держать оборудование в чистоте, а также в заточенном состоянии.

Схема обработки

На каждом предприятии при запуске новой серии в работу специалисты всегда получают задачу в виде схематического изображения. Это намного проще и удобнее, чем если бы каждый работник самостоятельно подбирал режим, скорость, резец. Обычно проверка производится заблаговременно. Это позволяет избежать различных дефектов, а также добиться точности, что особенно важно при серийном производстве.

Схема включает в себя несколько изображений, на которых показано:

• как фиксируется резец;
• его положение (угол наклона) относительно заготовки;
• условное обозначение самого процесса.

Посмотрим на картинку со схемой обработки на токарном станке:

Здесь представлены все основные параметры, остается только проставить цифры.

В статье мы рассказали, какие операции проводят и какие изделия из металла на оборудовании по обработке можно получить, что делают на токарном станке. Выбирайте продукцию с ЧПУ от «САРМАТ», чтобы добиться высокой точности изготовления деталей и минимизировать нагрузку на работников.

Основные сведения о токарной обработке

1.1. Сущность токарной обработки

Токарная обработка — один из возможных способов обработки изделий путем срезания с заготовки лишнего слоя металла до получения детали требуемой формы, размеров и шероховатости поверхности. Она осуществляется на металлорежущих станках, называемых токарными.

На токарных станках обрабатываются детали типа тел вращения: валы, зубчатые колеса, шкивы, втулки, кольца, муфты, гайки и т.д.

Основными видами работ, выполняемых на токарных станках, являются: обработка цилиндрических, конических, фасонных, торцовых поверхностей, уступов; вытачивание канавок; отрезание частей заготовки; обработка отверстий сверлением, растачиванием, зенкерованием, развертыванием; нарезание резьбы; накатывание (рис. 1).

Инструменты, применяемые для выполнения этих процессов, называются режущими. При работе на токарных станках используются различные режущие инструменты: резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, резьбонарезные головки и др.

Процесс резания подобен процессу расклинивания, а рабочая часть режущих инструментов — клину (рис. 2).

При действии усилия Р на резец его режущая кромка врезается в заготовку, а передняя поверхность, непрерывно сжимая лежащий впереди слой металла и преодолевая силы сцепления его частиц, отделяет их от основной массы в виде стружки. Слой металла, срезаемый при обработке, называется припуском.

Все способы обработки металлов, основанные на удалении припуска и превращении его в стружку, определяются понятием резание металла. Для успешной работы необходимо, чтобы процесс резания протекал непрерывно и быстро. Форма обрабатываемой детали обеспечивается, с одной стороны, относительным движением заготовки и инструмента, с другой, — геометрией инструмента.

Процесс резания возможен при наличии основных движений: главного движения — вращения заготовки и поступательного движения резца, называемого движением подачи, которое может совершаться вдоль или поперек изделия, а также под постоянным или изменяющимся углом к оси вращения изделия.

Рис. 1. Основные виды токарных работ: а — обработка наружных цилиндрических поверхностей; б — обработка наружных конических поверхностей; в — обработка торцов и уступов; г — вытачивание канавок, отрезка заготовки; д — обработка внутренних цилиндрических и конических поверхностей; е — сверление, зенкерование и развертывание отверстий; ж — нарезание наружной резьбы; з — нарезание внутренней ’резьбы; и — обработка фасонных поверхностей; к — накатывание рифлений; 1 проходной прямой резец; 2 — проходной упорный резец 3 — проходной отогнутый резец; 4 — отрезной резец; 5 — канавочный резец; б — расточной резец; 7 — сверло; 8 — зенкер; 9 — развертка; 10 — резьбовой резец; 11 — метчик; 12 — фасонный резец; 13 — накатка (стрелками показаны направления перемещения инструмента вращения заготовки).

Рис. 2. Схемы работы клина (а) и резца (6): 1 — стружка; 2 — резец; 3 — заготовка; 4 — снимаемый слой металла; Р сила, действующая на резей и клин при работе; (5 — угол заострения.)

Вращение заготовки называется главным движением, так как оно выполняется с большей скоростью. На обрабатываемой заготовке выделяются следующие поверхности; обрабатываемая, обработанная и поверхность резания. При срезании припуска образуется элемент, называемый стружкой.

Выделяются следующие виды стружки (рис. 3):

• элементная стружка (стружка скалывания) образуется при обработке твердых и маловязких материалов с низкой скоростью резания (например, при обработке твердых сталей). Отдельные элементы такой стружки слабо связаны между собой или совсем не связаны;
• ступенчатая стружка образуется при обработке стали средней твердости, алюминия и его сплавов со средней скоростью резания. Она представляет собой ленту — гладкую со стороны резца и зазубренную с внутренней стороны;
• слитая стружка образуется при обработке мягкой стали«меди, свинца, олова и некоторых пластмасс при высокой скорости резания. Эта стружка имеет вид спирали или длинной (часто путаной) ленты;
• стружка надлома образуется при резании малопластичных материалов (чугуна, бронзы) и состоит из отдельных кусочков.

Рис. 4. Токарные станки: а — токарно-винторезный, б — токарно-револьверный, в — лоботокарный, г — токарно-карусельный

Токарная обработка выполняется на токарных станках разных типов, различающихся по назначению, компоновке, степени автоматизации и другим признакам.

К станкам токарной группы относятся: токарно-винторезные, токарно-револьверные, лоботокарные, токарно-карусельные (рис. 4), токарные автоматы и полуавтоматы, токарные станки с программным управлением.

1.2. Устройство токарно-винторезных станков

Токарный станок, оснащенный специальным устройством для нарезания резьбы, называется токарно-винторезным. Станок состоит из следующих основных частей и узлов (сборочных единиц) (рис. 5).

Станина 7— массивное чугунное основание, на котором смонтированы основные узлы станка. Верхняя часть станины имеет две плоские и две призматические направляющие, по которым перемещаются суппорт и задняя бабка. Передняя бабка 2 — чугунная коробка, внутри которой расположены главный рабочий орган станка — шпиндель и коробка скоростей.

Рис. 5. Токарно-винторезный станок: 1- коробка подач, 2 — передняя бабка, 3 — поперечные салазки, 4 — верхние салазки суппорта, 5 — задняя бабка, 6 — продольные салазки, 7 — станина, 8 — ходовой винт, 9- ходовой вал, 10 — фартук, 11 — гитара сменных зубчатых колес, 12 — маховики управления продольным и поперечным перемещениями, 13 — электрошкаф

Механическое (автоматическое) движение подачи суппорт получает от ходового вала 9 или ходового винта 8 (при нарезании резьбы).

Суппорт состоит из следующих сборочных единиц; продольных салазок 6, фартука 10, поперечных салазок 3, верхних (резцовых) салазок 4, рез резцедержателя. Коробка подач представляет собой механизм, передающий вращение от шпинделя к ходовому валу или ходовому винту. Коробка подач служит для изменения скорости движения подачи суппорта (величины подачи). Вращательное движение к коробке подач передается от шпинделя через реверсивный механизм (трензель) и гитару со смежными зубчатыми колесами.

Гитара 11 предназначена для настройки станка на различные виды нарезаемых резьб.

Задняя бабка 5 предназначена для поджатая с помощью центра длинных заготовок в процессе обработки, а также для закрепления и подачи стержневых инструментов (сверл, зенкеров, разверток).

Электрооборудование станка размещено в шкафу 13.

Включение и выключение электродвигателя, пуск и останов станка, управление коробкой скоростей, коробкой подач, механизмом фартука и т.д. производится соответствующими органами управления (рукоятками, кнопками, маховичками).

Для наиболее ясного представления о работе и взаимосвязях деталей в станках применяют кинематические схемы, в которых детали и передачи изображены условными упрощенными обозначениями. На этих схемах указываются числа зубьев зубчатых колес, диаметры шкивов, число заходов червяков и число зубьев червячных колес, шаг винтовых передач, мощность и частота вращения вала электродвигателя, порядковая нумерация валов, муфт и т.д. На этих схемах четко просматриваются кинематические цепи, связывающие источник движения и исполнительные органы станка, с помощью которых обеспечиваются передача движения, изменение скорости и направление движения.

1.3. Организация рабочего места токаря

Рабочим местом токаря называется участок производственной площади цеха, оснащенный; одним или несколькими станками с комплектом принадлежностей; комплектом технологической оснастки, состоящим из различных приспособлений, режущего, измерительного и вспомогательного инструментов; комплектом технической документации, постоянно находящейся на рабочем месте (инструкции, справочники, вспомогательные таблицы и т.д.); комплектом предметов ухода за станком (масленки, щетки, крючки, совки, обтирочные материалы и т.д.); инструментальными шкафами, подставками, планшетами, стеллажами и т.п.; передвижной и переносной тарой для заготовок и изготовленных деталей; подножными решетками, табуретками или стульями. Комплект технологической оснастки и комплект предметов ухода (за станком и рабочим местом) постоянного пользования устанавливаются в зависимости от характера выполняемых работ, типа станка и типа производства. Наибольшим количеством такой оснастки располагают токари, работающие в условиях единичного и мелкосерийного производств, и значительно меньшим — токари, работающие в условиях-серийного и крупносерийного производств. Планировка рабочего места, как и его оснащение, зависят от многих факторов, в том числе от типа станка и его габаритных размеров и формы заготовок, типа и организации производства и др.

Рис. 6 Схема размещения оргоснастки на рабочем месте токаря: 1- станок, 2- урна для мусора, 3 — планшет для чертежей, 4 — инструментальный шкаф, 5 — лоток для инструмента, 6 — решетка, 7 — тара, 8 — стеллаж

При обработке заготовок с установкой в центрах, левой рукой планировка рабочего места соответствует схеме, изображенной на рис. 6.

Инструментальный шкаф в этом случае располагается с правой стороны от рабочего, а стеллаж для деталей слева, если токарь устанавливает заготовку и снимает обработанные детали правой рукой, то инструментальный шкаф располагается с левой стороны от рабочего, а стеллаж — с правой. Перед станком на полу укладывают деревянную решетку. Высоту расположения решеток выбирают в зависимости от роста рабочего.

В верхнем ящике инструментального шкафа хранят чертежи, технологические карты, рабочие наряды, справочники, измерительные инструменты, в среднем — резцы, сгруппированные по типам и размерам. Ниже последовательно располагают режущие инструменты, переходные втулки, центры, хомутики, подкладки. В самое нижнее отделение укладывают патроны, а также кулачки к ним. Не следует загромождать шкаф излишним запасом инструмента: все необходимое для работы лучше получать в начале смены из кладовой. Перед началом работы все предметы, которые берут правой рукой, располагают справа от рабочего; а предметы, которые берут левой рукой, — слева; предметы, которыми пользуются чаще (на пример, ключ патрона), кладут ближе к рабочему, чем предметы, которыми пользуются реже <например, ключ резцедержателя). Часто применяемые ключи и подкладки укладывают на лоток, который помещают на передней бабке, станине или на специальной стойке.

Рабочее место важно всегда содержать в чистоте, так как грязь и беспорядок приводят к потере рабочего времени, браку, несчастным случаям, простою и преждевременному износу станка. Пол на рабочем месте должен быть ровным и чистым, не иметь подтеков масла и смазочно-охлаждающей жидкости. Рабочее помещение оборудуется устройствами для удаления загрязненного воздуха и притока свежего.

Температура воздуха в цехе (мастерской) должна быть 15 — 18 градусов С.

Для достижения высокой производительности труда при наиболее полном использовании технических возможностей производственного оборудования и при нормальной физической нагрузке работающего организация рабочего места должна отвечать требованиям научной организации труда (НОТ).

Научная организация труда предусматривает: рациональную планировку рабочего места; оснащение рабочего места необходимым комплектом инвентаря, приспособлений, режущего и измерительного инструмента; своевременную подачу необходимого количества заготовок на рабочее место и вывоз готовых деталей или перемещение их на соседнее рабочее место; своевременный контроль деталей контролером отдела технического контроля (ОТК); четкую организацию получения и сдачи инструментов, их своевременную заточку; своевременное обеспечение технической документацией (чертежами, операционными картами, рабочими нарядами); использование наиболее рациональных режимов резания.

Токарь обязан обслуживать свое рабочее место: ежедневно убирать станок и околостаночное пространство, проводить очистку смазочно-охлаждающей жидкости и т.д.

Другие статьи по сходной тематике

Основные понятия о токарной обработке и токарных станках.

Стали марок AISI 409, 430, 439 — аналоги отечественных марок 08×13, 12×17 и 08×17Т

Гидравлические гильотинные ножницы, гильотинные ножницы с ЧПУ для раскроя и обработки листовых материалов.

Правила нанесения обозначений шероховатости поверхностей на чертежах

Обработка на токарных станках

Обтачивание наружных цилиндрических поверхностей выполняют проходными резцами с продольной подачей, гладкие валы, — при установке заготовки в центрах.

Центровые отверстия обрабатывают на токарных, револьверных, сверлильных и двусторонних центровальных станках. Для центрования применяют типовые наборы инструмента — комбинированные центровочные сверла, а также спиральные сверла и конические зенковки.

Центровые отверстия являются, как правило, установочными базами, и поэтому от точности их исполнения зависит и точность обработки остальных поверхностей заготовки.

В полые заготовки после подрезки торца и обработки отверстия с двух сторон вводят пробки или оправки с зацентрованными отверстиями или на кромке отверстия снимают конические фаски, используемые в качестве технологических баз с последующим удалением их при отделочной обработке.

Ступенчатые валы обтачивают по схемам деления припуска на части или деления длины заготовки на части. В первом случае обрабатывают заготовки с меньшей глубиной резания, однако общий путь резца получается большим и резко возрастает Т_о.

Во втором случае припуск с каждой ступени срезается сразу за счет обработки заготовки с большой глубиной резания. При этом Т₀ уменьшается, но требуется большая мощность привода станка.

Нежесткие валы рекомендуется обрабатывать упорными проходными резцами, с главным углом в плане j = 90°. При обработке заготовок валов такими резцами радиальная составляющая силы резания Р_у = 0, что снижает деформацию заготовок.

Подрезание торцов заготовки выполняют перед обтачиванием наружных поверхностей. Торцы подрезают подрезными резцами с поперечной подачей к центру или от центра заготовки. При подрезании от центра к периферии поверхность торца получается менее шероховатой.

Обтачивание скруглений между ступенями валов — галтелей выполняют проходными резцами с закруглением между режущими кромками по соответствующему радиусу с продольной или поперечной подачей.

Точение канавок выполняют с поперечной подачей канавочными или фасонными резцами, у которых длина главной режущей кромки равна ширине протачиваемой канавки. Широкие канавки протачивают теми же резцами сначала с поперечной, а затем с продольной подачей.

Обработку отверстий в валах выполняют соответствующими инструментами, закрепляемыми в пиноли задней бабки. На рисунке слева показана схема сверления в заготовке цилиндрического отверстия.

Растачивание внутренних цилиндрических поверхностей выполняют расточными резцами, закрепленными в резцедержателе станка, с продольной подачей.

Гладкие сквозные отверстия растачивают проходными резцами; ступенчатые и глухие — упорными расточными резцами.

Отрезку обработанных деталей выполняют отрезными резцами с поперечной подачей. При отрезке детали резцом с прямой главной режущей кромкой (рисунок слева) разрушается образующаяся шейка и приходится дополнительно подрезать торец готовой детали.

При отрезке детали резцом с наклонной режущей кромкой (рисунок справа) торец получается чистым.

Обтачивание наружных конических поверхностей заготовок осуществляют на токарно-винторезных станках одним из следующих способов.

1. Широкими токарными резцами.

Обтачивают короткие конические поверхности с длиной образующей до 30 мм токарными проходными резцами. Обтачивают с поперечной или продольной подачей. Этот способ можно использовать при снятии фасок с обработанных цилиндрических поверхностей.

2. Поворотом каретки верхнего суппорта.

При обработке конических поверхностей каретку верхнего суппорта повертывают на угол, равный половине угла при вершине обрабатываемого конуса. Обрабатывают с ручной подачей верхнего суппорта под углом к линии центров станка ( a ). Таким способом обтачивают конические поверхности, длина образующей которых не превышает величины хода каретки верхнего суппорта. Угол конуса обтачиваемой поверхности любой.

3. Смещением корпуса задней бабки в поперечном направлении.

Обрабатываемую заготовку устанавливают на шариковые центры. Корпус задней бабки смещают относительно её основания в направлении, перпендикулярном к линии центров станка. При этом ось вращения заготовки располагается под углом к линии центров станка, а образующая конической поверхности — параллельно линии центров станка. Таким образом обтачивают длинные конические поверхности с небольшим углом конуса (2 a