Как работать на токарном станке по металлу и дереву

Особенности процесса

Отличительной особенностью токарной обработки металла является вращение обрабатываемой заготовки и неподвижное закрепление резца. Это позволяет изготавливать валы и другие детали с большим количеством цилиндрических и конических поверхностей.

Точение относится к высокопроизводительным механическим обработкам, дающим высокую точность размеров и хорошее взаимодействие сопрягаемых деталей.

Режимы обработки

Металл, обрабатываемый точением, имеет различные качества: твердость, вязкость, пластичность. Все они требуют разного угла заточки резца и скорости резания. Перед выдачей чертежей в работу технологи делают расчеты режимов резания при токарной обработке. На их основе производится нормирование по затратам времени на выполнение каждой операции. К режимам резания относятся:

• скорость вращения шпинделя;
• глубина резания;
• подача.

Качество и скорость обработки — противоположные показатели при точении. Они зависят от глубины реза и подачи инструмента. Чем больше стружки снимается за один проход, тем больше погрешность в размерах и шероховатость поверхности.

Первоначально делается черновое точение — снимается большой слой металла проходным резцом с кромкой, образующей острый угол к оси вращения заготовки. Затем ставится инструмент с большой площадью контакта по обрабатываемой поверхности и делается чистовая обработка — снимается тонкий слой металла боковой гранью резца и одновременно происходит сглаживание гребешков кромкой, расположенной вдоль оси заготовки.

Токарная технология

При обработке на токарных станках резец, перемещаясь вдоль заготовки, врезается в ее поверхность. Режущая кромка отделяет узкую полоску металла — стружку. Ширина и толщина стружки задаются станочником.

Технология обработки позволяет изготавливать валы с большим количеством переходов и размеров. При этом все цилиндры и конусы соосны, поскольку вытачивались с одной установки. Сверловка торца и другая обработка делаются без переустановки детали. Неподвижный инструмент закреплен жестко, что позволяет в несколько раз увеличить скорость обработки.

Краткая характеристика

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

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

Типы обрабатываемых деталей

Токарный станок позволяет обрабатывать заготовки типа тел вращения:

Наименование заготовки	Классификация	Изделия
Цилиндрические детали вращения	Втулки	Втулки, вкладыши, буксы, гильзы
Валы	Валы, валики, оси, штоки, цапфы, пальцы, штифты
Плоские детали вращения	Диски	Диски, кольца, маховики, шкивы, фланцы
Многоосные детали	Эксцентрические изделия	Коленчатые валы, эксцентрики
Детали вращения с перекрещивающимися осями	Крестовины	Крестовины, арматура
Прочие заготовки	Зубчатые колеса	Одно- и многовенцовые зубчатые колеса, венцы, зубчатые колеса-валы, колеса-диски
Фасонные кулачки
Ходовые винты и червячные изделия
Крепеж	Болты, гайки, винты

Основные элементы

Какие элементы режимов резания при токарной обработке могут быть использованы? Несмотря на то что точение – это не всегда очень легкая операция, основные его элементы – это скорость, подача, глубина, ширина и толщина. Все эти показатели зависят в первую очередь от материала обрабатываемой детали и размера. Для очень маленьких деталей, например, скорость резания выбирают наименьшую, поскольку даже 0,05 миллиметров, которые случайно срезали, могут привести к браку всей детали.

Кроме того, очень важными показателями, от которых зависит выбор режимов резания при токарной обработке, являются этапы, на которых она производится. Рассмотрим основные элементы и этапы металлорезания более детально.

​PrimeTurning™

PrimeTurning – стратегия точения, при которой первое врезание в деталь происходит у патрона, а материал снимается в направлении к концу детали, а не от конца детали к патрону, как обычно. Такой метод точения гораздо эффективнее и производительнее обычного точения.

Эта стратегия позволяет выполнять точение во всех направлениях – продольную обработку, подрезку торцов и профильную обработку – одним инструментом. Кроме того, тем же инструментом можно выполнять обычное точение, но в этом случае с обычной производительностью.

Малый угол в плане

PrimeTurning обеспечивает идеальные возможности точения уступов и позволяет работать с главными углами в плане 25–30°. Небольшой главный угол в плане создаёт тонкую и широкую стружку, распределяет нагрузку и отводит тепло от вершины пластины. Это позволяет повысить стойкость инструмента и режимы резания и, соответственно, значительно увеличить производительность.

Традиционное точение в сравнении с PrimeTurning

Превосходная эвакуация стружки

При обычном продольном точении зачастую происходит пакетирование стружки. С PrimeTurning резание выполняется в направлении от уступа, поэтому риск пакетирования стружки не возникает.

Когда использовать PrimeTurning

Из-за увеличения радиальных сил этот метод требует стабильности заготовки и наладки. Он оптимально подходит для обработки коротких деталей, а также длинных и тонких деталей с использованием задней бабки. PrimeTurning – отличный выбор для массового производства и деталей, обработка которых требует частых наладок и смен инструмента.

Узнайте больше о наших инструментах CoroTurn Prime 
Узнайте больше о PrimeTurning

Рабочие приспособления для токарной обработки

Характер базирования и закрепления заготовки в рабочих приспособлениях токарных станков зависит от типа станка, вида обрабатываемой поверхности, типа заготовки (вал, диск, кольцо, некруглый стержень), отношения длины заготовки к ее диаметру, требуемой точности обработки и т. д.

При обработке круглых стержней на универсальных токарных станках чаще всего применяется трехили шестикулачковый самоцентрирующий патрон (рис. 12, а). Патрон состоит из корпуса 1, в радиальных пазах которого перемещаются кулачки 3. В корпусе патрона размещена коническая зубчатая передача, на торце одного из конических колес выполнена канавка в виде спирали Архимеда. Кулачки также имеют выступы в виде спирали Архимеда. При вращении шестерни кулачки одновременно перемещаются к центру или от центра патрона, что обеспечивает центрирование заготовки 2 относительно оси вращения патрона. При необходимости установки заготовки эксцентрично относительно ее оси вращения применяют четырехкулачковый патрон, в котором каждый кулачок перемещается независимо от остальных.

Рис. 12. Рабочие приспособления, применяемые в токарных станках: а – трехкулачковый патрон; б – неподвижный центр; в – срезанный центр; г – шариковый центр; д – обратный центр; е – хомутик; ж – неподвижный люнет; з – цанговый патрон; 1 – корпус; 2 – заготовка; 3 – кулачки; 4 – конус

При отношении длины заготовки к ее диаметру от 4 до 10 консольное закрепление заготовки (только в патроне) неприменимо, необходима поддержка второго ее конца. В торце заготовки предварительно просверливают (специальным центровочным сверлом) коническое отверстие, в которое вставляют задний центр (рис. 12, б). Центр выполняют с неподвижной или подвижной конусной частью. Конусная часть неподвижного центра выполняется из легированных сталей или в виде вставки из твердого сплава. Центры с подвижной конусной частью применяют при точении с большими толщинами срезаемого слоя или при больших скоростях резания.

При обработке торца заготовки, установленной в центрах, применяют срезанный центр (рис. 12, в). При обточке конических поверхностей методом смещения задней бабки заготовку устанавливают в шариковом центре (рис. 12, г). При обработке некрупных заготовок последнюю устанавливают в обратных центрах (рис. 12, д). Часто заготовку базируют в двух центрах. В этом случае заготовку приводят во вращение хомутиком (рис. 12, е), который надевают на заготовку, а его загнутый конец упирают в кулачок токарного патрона.

При установке переднего центра в токарном патроне коническую часть центра перед обработкой обязательно протачивают.

При отношении длины заготовки к ее диаметру больше 10 заготовке необходима третья опора, в качестве которой применяют подвижные или неподвижные люнеты.

Неподвижный люнет (рис. 12, ж) устанавливают на станине, подвижный – на продольных салазках суппорта. Для обработки заготовок на станках с полуавтоматическим или автоматическим циклом применяют цанговые патроны.

На рис. 12, з показан цанговый патрон для базирования и закрепления заготовки по отверстию. Заготовка 2 устанавливается на корпусе 7, имеющем упругие лепестки с внутренним конусом. При осевом перемещении конуса 4 лепестки зажимают заготовку. Привод патрона бывает механическим (винтовой или пружинный), гидравлическим или пневматическим. Для базирования и закрепления нежестких втулок по отверстию применяют патроны и различные оправки (цилиндрические с запрессовкой заготовки, конические, упругие с гидропластмассой, тарельчатыми пружинами, гофрированными втулками и т. д.).

Таблица шероховатости

В таблице приведены примеры некоторых видов обработки, при выполнении которых, при определённых условиях, образуется поверхность с настоящим значением шероховатости.

Класс	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
В ячейках сверху указаны классы шероховатости для сопоставления с новым стандартом
Ra	100	50	25	12.5	6.3	3.2	1.6	0.8	0.4	0.2	0.1	0.08	0.025	0.01
Rz	400	200	100	50	25	12.5	6.3	3.2	1.6	0.8	0.4	0.2	0.1	0.05
Пескоструйная обработка	Rz400
Ковка в штампах	Rz400	Rz200	Rz100
Отпиливание	Rz400
Сверление	Rz100	Rz50	Rz25
Зенкерование черновое	Rz100	Rz50	Rz25
Зенкерование чистовое	Rz50	Rz25	3.2	1.6
Развертывание нормальное	3.2	1.6	0.8
Развертывание точное	1.6	0.8	0.4
Развертывание тонкое	0.8	0.4	0.2
Протягивание	Rz25	3.2	1.6	0.8	0.4
Точение черновое	Rz400	Rz200	Rz100	Rz50
Точение чистовое	Rz100	Rz50	Rz25	3.2	1.6	0.8
Точение тонкое	3.2	1.6	0.8	0.4
Строгание предварительное	Rz400	Rz200	Rz100	Rz50
Строгание чистовое	Rz100	Rz50	Rz25	3.2	1.6
Строгание тонкое	1.6	0.8
Фрезерование предварительное	Rz200	Rz100	Rz50	Rz25
Фрезерование чистовое	Rz25	3.2	1.6
Фрезерование тонкое	3.2	1.6	0.8
Шлифование предварительное	Rz25	3.2	1.6
Шлифование чистовое	1.6	0.8	0.4
Шлифование тонкое	0.4	0.2
Шлифование — отделка	0.1	0.08	Rz0.1	Rz0.05
Притирка грубая	0.8	0.4
Притирка средняя	0.4	0.2	0.1
Притирка тонкая	0.1	0.08	Rz0.1	Rz0.05
Хонингование нормальное	1.6	0.8	0.4	0.2
Хонингование зеркальное	0.4	0.2	0.1	0.08
Шабрение	3.2	1.6	0.8
Прокатка	Rz50	Rz25	3.2	1.6	0.8
Литье в кокиль	Rz400	Rz200	Rz100	Rz50
Литье под давлением	Rz400	Rz200	Rz100	Rz50	Rz25	3.2
Литье прецизионное	Rz50	Rz25	3.2	1.6
Литье пластмасс, прецизионное	Rz25	3.2	1.6	0.8	0.4	0.2	0.1

Основные параметры

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

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

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

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

Понятие о режимах резания

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

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

Глубина

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

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

t = (D-d)/2,

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

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

Глубина резания

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

Подача

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

S=(0,05…0,25) ×t,

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

Скорость

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

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

Скорость резания

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

Заточка

Первичная заточка выполняется на заводе при изготовлении. Новый резец имеет готовый профиль режущих кромок с соблюдением углов. Но во время работы инструмент изнашивается, и необходимо его затачивать.

Когда требуется заточить режущий инструмент

Износ резца сказывается на скорости, качестве и точности обработки. При ручной подаче отрезного или канавочного резца появляется ощущение, что инструмент идет туго.

При автоматической обработке признаками износа являются:

• Изменение цвета стружки.
• Ухудшение качества поверхности.
• Искры во время точения.
• Свист, вибрация.
• Появление сколов и зазубрин на режущей кромке.

Совет! Не рекомендуется эксплуатировать резец до полного затупления режущей кромки.

Общие правила выполнения

Заточка выполняется на заточном станке. Для твердосплавных материалов предусмотрен круг из электрокорунда. Инструмент из быстрорежущий стали затачивают на круге из зеленого карбида.

Резец кладут на подручник и прижимают к вращающемуся кругу. Для получения ровной поверхности его необходимо перемещать вдоль круга. Режущая кромка должна располагаться по центру круга, в крайнем случае на 10 мм выше. Когда все поверхности готовы, на пересечении главной и вспомогательной режущей кромки делается небольшое скругление.

Важно!
Зазор между подручником и абразивным кругом допускается не более 3 мм.

Чтобы исключить перегрев режущей кромки, необходимо периодически ее охлаждать. Для этой цели возле заточного станка должна быть емкость с водой. Если пренебречь охлаждением, на поверхности кромки образуются микротрещины. Их не видно невооруженным глазом, но стойкость инструмента и качества обработки снижается.

Для повышения стойкости резца и спрямления кромок выполняют доводку. В зависимости от материала инструмента для этого предусмотрены алмазный (для твердосплавных) и эльборовый (для быстрорежущих) доводочные круги. Для контроля углов резца используют специальные шаблоны.

мтомд.инфо

Токарное точение

Точение является основным способом обработки поверхностей тел вращения. Процесс резания осуществляется на токарных станках при вращении обрабатываемой заготовки (главное движение) и перемещении резца (движение подачи). Движение подачи осуществляется:

• параллельно оси вращения заготовки (продольная);
• перпендикулярно оси вращения заготовки (поперечная);
• под углом к оси вращения заготовки (наклонная).

Схемы операций точения

а — обтачивание — обработка наружных поверхностей; б — растачивание — обработка внутренних поверхностей; в — подрезание — обработка торцевых поверхностей; г — резка — разрезание заготовки на части; д — резьбонарезание – нарезание резьбы

Виды точения

По технологическим возможностям точение условно подразделяют на:

• черновое точение — удаление дефектных слоев заготовки, разрезка, отрезка и подрезка торцов заготовки. Срезается поверхностная «корка» и основная (»70%) часть припуска на обработку, позволяет получать шероховатость 50…12,5 Ra.
• получистовое точение — снятие 20…25% припуска и позволяет получать шероховатость 6,3…3,2 Ra и точность 10…11-го квалитетов. Заготовка получает форму, близкую к детали.
• чистовое точение — обеспечивает получение шероховатости 3,2…1,6 Ra и точность 7-9-го квалитетов. Деталь получает окончательную форму и размеры.
• тонкое точение — позволяет при срезании очень тонких стружек получать на поверхностях детали шероховатость 0,40..0,20 Ra и точность 5-7-го квалитетов.

3 Подрезание металла – поэтапный обзор операции

Выше уже упоминался специальный подрезной инструмент для токарных работ, необходимый для обработки торцевых поверхностей, а также уступов, как внешних, так и внутренних, расположенных в углублении. Перечисленные операции выполняются движением резца вдоль оси вращения, от центра к краю торца. Лезвие подрезного инструмента обычно имеет две заточенные кромки: длинную, которая располагается под небольшим углом к обрабатываемой поверхности, и короткую, отклоненную на 15-20 градусов от оси вращения заготовки.

Однако помимо вышеназванного резца существуют и другие, например, упорный и отогнутый, причем второй бывает проходным. Заточка обоих вариантов несколько отличается от описанной ранее. Упорный тип удобен тем, что им можно выполнять операции с продольной и поперечной подачей. В тех же случаях, когда подрезание выполняется в непосредственной близости от патрона, а также при обработке труднодоступных уступов в отверстиях, возникает необходимость в отогнутых резцах, в том числе и проходных. Последними обычно работают с поперечной подачей.

Основные конструктивные особенности

Универсальный токарно-винторезный станок состоит из основных конструктивных узлов, которые являются типовыми элементами. К ним относятся:

• суппорт;
• станина;
• упорная и шпиндельная бабки;
• электрическое оборудование;
• ходовой вал;
• гитары шестерен;
• коробка, которая обеспечивает выбор и смену подач;
• ходовой винт – именно эта деталь отличает токарно-винторезный от стандартного токарного станка.

В зависимости от некоторых особенностей может различаться точность станка. Поэтому универсальное оборудование может быть как класса точности Н, так и повышенного – П.

Передние и задние бабки

У передней или шпиндельной бабки есть основная роль – фиксировать заготовку в обработке и передавать вращение заготовке от электрического двигателя.

Внутри корпусной части бабки расположен шпиндель. На корпусе станка снаружи монтируется рукоятка регулировки скорости. Задняя бабка или упорная необходима для фиксации заготовки.

Суппорт

Суппорт предназначен для того, чтобы перемещать резцедержатель с резцом в продольном, поперечном направлении по отношению к оси станка. Нижняя часть суппорта именуется салазками или кареткой.

Спустя определенное время работы станка суппорт будет нуждаться в регулировке, поскольку, в противном случае снизится скорость обработки. Регулировка от зазоров заключается в подтягивании клиновой планки. 

По сравнению с другими деталями суппорт имеет большие размеры. Выбор резцедержателя определяется классом станка. Для крупногабаритного оборудования обязательно закреплять резцы дополнительно четырьмя винтами.

Коробка скоростей

Это основная часть привода шпинделя. Она осуществляет передачу энергии двигателя остальным частям станка. Еще одна функция – изменение частоты вращения шпинделя и скорости работы всего станка.

Коробка встраивается в корпус бабки шпинделя или в отдельном корпусном блоке. Изменение скорости может происходить бесступенчатым или ступенчатым способом. В стандартную коробку передач входят следующие составляющие:

• система зубчатых передач;
• клиноременная передача;
• реверсивный электродвигатель;
• электромагнитная муфта с системой торможения;
• рукоять для переключения скоростей.

Работает коробка скоростей за счет шестерен.

Шпиндель

Это основная часть станка, которая сделана в виде вала с конусным отверстием для закрепления заготовок. Чтобы деталь имела высокую прочность и долговечность, ее изготавливают из высокопрочной стали.

В классическом варианте шпиндель сделан на высокоточных подшипниках качения. На опоре детали установлено специальное кольцо, которое обеспечивает точность работы станка.

На торце конструкции расположено коническое отверстие. Полость шпинделю необходима, чтобы установить пруток, помогающий при необходимости выбивать центр из посадочного места.

Непосредственно прочность и долговечность шпинделя зависит от имеющихся там подшипников.

Станина

Это основная часть станка, которая выполнена с помощью чугунного литья. К ней прикреплены все наиболее важные детали и элементы данной конструкции.

Сама станина состоит из двух стальных балок. Балки, в свою очередь, соединены между собой ребрами жесткости. У каждой из балок – соединение к двум направляющим.

Направляющие с обоих сторон относятся к призматической группе. Направляющая плоской формы расположена внутри с левой стороны.

Нарезание резьбы

Нарезать резьбу при помощи токарно-винторезного станка можно несколькими способами. Для этого используется плашка, метчик, резец и другие виды инструмента.

С их помощью есть возможность нарезать внутреннюю и внешнюю резьбу

При использовании резца важно соблюдать полностью технологию. Она включает:

• правильную заточку резца;
• аккуратную настройку режимов работы станка;
• при помощи шаблона правильная установка резца по центру детали;
• замер полученных размеров калибрами или шаблонами.

В такой работе недопустим брак в виде заострений, рваных нитей, задир и дробления.

Электрический блок управления

В стандартный блок управления токарно-винторезным станком входит сразу несколько рукояток и кнопок:

• рукоятка для настройки количества оборотов;
• система управления для установки параметров резцовой поверхности;
• рукоятки для управления суппортом.

Станок с ЧСПУ обладает более сложным устройством, но при этом может работать без участия оператора на промежуточных этапах.

Фартук

В фартуке токарно-винторезного станка расположены механизмы, которые преобразуют вращательное движение ходового винта и ходового вала в поступательное движение суппорта.

Основные параметры

В основном они меняются в зависимости от экономической целесообразности процесса, а именно:

• производительности – как много деталей за короткий срок можно изготовить;
• качества – отсутствие дефектов и достижение высокой точности согласно ГОСТ;
• себестоимость и конечная стоимость изделия;
• износ оборудования;
• срок эксплуатации резцов;
• нормы безопасности на производстве.

В связи с этим высокоскоростное точение конуса или цилиндра на токарном станке на пределе возможностей – не всегда выгодное решение. Опишем основные параметры.

Глубина

Это размер срезанной стружки. Его заранее определяют, чтобы оставить припуск. В технических расчетах определяется по формуле: t = (D-d)/2, где:

D – диаметр заготовки; d – размер итоговой детали.

Осуществляется процедура обычно в 2 подхода, отсюда деление глубины резца на два.

Подача

Это поперечное перемещение резца по направляющим. Не всегда высокая скорость – это хорошо. Обычно производительность напрямую зависит от нее, но, к примеру, при повышении класса точности она должна быть невысокой, только так можно добиться правильной шероховатости. Существует продольное точение – это самый стандартный вид, когда вращается заготовка, а инструмент передвигается по линии. Второй тип, когда сам резец имеет два движения – горизонтальное и вращательное, применяется при сверлении и растачивании отверстий.

Скорость

Фактически это то, сколько метров поверхности будет обработано при перемещении режущей кромки на 1 мм. Параметр прямо зависит от количества оборотов заготовки и от подачи. Определяется по формуле:

Скорость резания при точении – таблицы для черновой и чистовой металлообработки:

—

Обработка ступенчатых валов

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

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

Особенности установки резцов

Главное требование, предъявляемое к фиксации детали на станке при чистовом точении – прочность закрепления во избежание смещения обрабатываемого металлоизделия в ходе обработки. Особенно внимательным нужно быть, когда техпроцессом предусмотрена обработка нескольких поверхностей при одном закреплении заготовки, ведь при смещении детали обрабатываемые поверхности могут не совпасть и в итоге изделие будет забраковано.

Слишком прочное закрепление детали также не пойдет на пользу. К примеру, если сильно зажать в патроне тонкостенное кольцо, то его форма может измениться. Если чистовые работы следуют сразу за черновым точением цилиндрических поверхностей, то можно избежать изменение формы путем ослабления кулачков патрона перед чистовой мехобработкой.

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).

4 Тонкое обтачивание различных поверхностей

Процесс обтачивания, по сути, является аналогом тонкого чистового точения, о котором говорилось выше. Выполняется эта операция при высокой частоте вращения заготовки, от 1500 до 2000 оборотов в минуту. При этом подача резца выполняется на шаг, не превышающий 0,6 ширины режущей кромки на один оборот детали. Следует отметить, что лезвие инструмента обычно применяется широкое, располагается оно параллельно обрабатываемой поверхности. При минимальной глубине резания после обтачивания не требуется шлифование металла, поскольку все шероховатости снимаются при чистовых проходах.

Основные принципы токарной обработки

Для начинающих токарное дело кажется темным лесом, полным непонятных терминов. Хотя на самом деле суть процесса токарного точения довольно проста. Главный инструмент токаря — это станок в котором зажатая деталь вращается на высокой скорости, а режущий элемент производит обрабатывающие процессы по дереву, металлу или пластику.

Но исторически все начиналось с обработки дерева, 12 еще действующих токарных станков Петра Первого до сих пор сохранились в коллекции Эрмитажа. Русский царь увлекался ремеслами, но токарная обработка деревянных и металлических деталей была его любимым занятием.

Современные станки, конечно, гораздо сложнее первых деревянных образцов. Но базовый принцип сохраняется, несмотря на появление электрического двигателя вместо ручного привода и многократное увеличение в размерах.

Токарный станок состоит из нескольких базовых элементов:

• станина, на которую крепятся все остальные элементы;
• передняя бабка с двигателем и шпинделем для фиксации детали;
• суппорт движущийся по направляющим в станине, с расположенным на нем резцом;
• задняя бабка с фиксатором габаритных деталей.

Деталь зажимается, привод сообщает ей вращение и, регулируя положения режущего или фрезеровочного инструмента, производится обработка материала.

Устройство токарного станка

Стандартные токарные операции, которые применяются и в металлообработке, и в обработке дерева это:

1. точение сфер, конусных и цилиндрических заготовок;
2. торцевание;
3. нарезка канавок, внутри и снаружи деталей;
4. отрезание;
5. центровка;
6. сверловка;
7. нарезка резьбы, снаружи и изнутри;
8. зенкерование.

Каждая операция требует специальный инструмент, который подбирают в соответствии с материалом, требуемой точностью обработки и конструктивных особенностей станка.