Точение металла на токарном станке

Раскрой алюминия

Что значит раскрой алюминия? Как происходит раскрой алюминия? Как происходит раскрой алюминия на фрезерном станке с ЧПУ? Какие еще способы раскроя алюминия пользуются популярностью?

Технология электродуговой сварки

Что такое электродуговая сварка? Какие методы электродуговой сварки существуют? Какие металлы можно резать и соединять при помощи технологии электродуговой сварки? Какие требования должны соблюдаться во время электродуговой сварки?

Токарная обработка металла незаменима в том случае, если из обычной заготовки надо сделать деталь с заданными параметрами. Для осуществления токарной обработки металла потребуется токарный станок, также необходимы различные инструменты (резцы), позволяющие придавать заготовке любые формы (цилиндрические, конические, сферические), металлы при этом могут быть также самыми разными (титан, бронза, нержавейка, чугун, медь и т. д.).

Технология токарной обработки металлов

Токарная обработка металла осуществляется на специальных станках с применением различного режущего инструмента (резцов, сверл, разверток и др.), необходимого для того, чтобы придавать заготовке определенный вид. Металл по данной технологии обрабатывается благодаря сочетанию главного движения (вращения закрепленной в патроне/планшайбе заготовки) и движения подачи (совершается резцом до тех пор, пока заготовка не достигнет заданного размера, формы и качества поверхности).

Благодаря различным вариантам совместного использования этих движений, токарной обработке можно подвергать изделия из металла различной формы, кроме того, токарные станки необходимы для:

• нарезки резьбы;
• сверления отверстий, а также их растачивания, обработки разверткой и зенкером;
• резки деталей;
• вытачивания на изделиях канавок различных форм.

Таким образом, на токарных станках можно осуществлять обработку нижеперечисленных деталей из металла:

• гаек;
• валов необходимых конфигураций;
• втулок;
• шкивов;
• колец;
• муфт;
• зубчатых колес.

В результате токарной обработки металла можно получить деталь, удовлетворяющую всем требованиям к качеству, а именно токарная обработка металла подразумевает выполнение изделия с соответствующими требованиям размерами, формами, степени гладкости поверхностей и точности их расположения.

При токарной обработке металла проверку качества осуществляют предельными калибрами (на крупносерийном производстве), а также штангенциркулями, микрометрами, нутрометрами и т. д. (на единичных и мелкосерийных производствах).

Теперь опишем кратко технологию токарной обработки металла. При врезании в деталь кромки резца, этой кромкой отмечают зажим изделия, подготовленного для обработки. Резец снимает лишний слой металла, превращая его в стружку, которая бывает:

• слитой – образуется в результате токарной обработки олова, меди, пластмассы, мягкой стали на высокой скорости;
• элементной – образуется в результате токарной обработки твердого металла (к примеру, это может быть титан) на низкой скорости;
• надломом – образуется в результате токарной обработки малопластичных заготовок;
• ступенчатой – получается в результате токарной обработки металлов средней твердости на средней скорости.

Для того чтобы при токарной обработке металла достичь наибольшей производительности, важно безошибочно рассчитать режим. Расчет можно сделать, воспользовавшись таблицей, содержащей в себе справочные и нормативные сведения.

В таблице представлены различные режимы резания в соответствии с видом материала, подвергаемого токарной обработке, будь то медь, чугун, титан, нержавеющая сталь и т. д. Также в ней есть информация о характеристиках материала (физических). При правильном расчете режима обработки можно быть уверенными в том, что готовое изделие удовлетворит всем предъявленным требованиям к его качеству.

В первую очередь надо определиться с глубиной резания, затем – с подачей и скоростью. Последовательность расчета нарушать нельзя, ведь в основном от скорости зависит устойчивость и длительность эксплуатации режущего инструмента.

Внимание! Для абсолютно точного расчета режима токарной обработки металла нужно учитывать геометрическую форму резца, а также материал, из которого сделаны инструмент и заготовка.

Теперь нужно определиться с величиной шероховатости заготовки, на основе которой подбирают наиболее подходящий способ обточки изделия.

Глубину рассчитывают по показателю припуска на обточку поверхностей. Подачу выбирают в соответствии с необходимой чистотой обточки.

При черновой токарной обработке металла устанавливают наибольшие значения, а для чистовой – наименьшие. Скорость высчитывают по формулам, учитывая уже полученные при расчетах цифры.

Токарная обработка металла имеет ряд достоинств:

• можно производить самые сложные по форме изделия: сферические, цилиндрические и др.;
• обработке на токарном станке поддаются любые металлы и сплавы: бронза, нержавеющая сталь, чугун, титан, медь;
• токарная обработка металла производится на высокой скорости, выдает отличные по качеству и точности обработки детали;
• поскольку металлическую стружку, переплавляя, можно использовать вторично, отходов практически не остается.

Токарная обработка металла – используемые резцы

Важным условием качественной токарной обработки металла является точный расчет глубины и скорости резания, величины продольной подачи. Токарную обработку металла следует осуществлять с учетом нижеперечисленных требований:

• скорость вращения заготовки, закрепленной в патроне или планшайбе, должна быть высокой;
• инструмент должен быть прочно закреплен и в достаточной степени воздействовать на заготовку;
• инструмент за проход должен убирать максимально возможный слой металла;
• все элементы станка должны быть предельно устойчивыми и поддерживаться в рабочем состоянии.

Скорость резки зависит от материала заготовки, а также от того, какой тип резца вы используете и какого качества. После этого определяется частота вращения шпинделя станка, имеющего токарный патрон или планшайбу.

Используя разные резцы, выполняют черновую или чистовую токарную обработку металла, инструмент должен быть подобран в соответствии с характером выполняемых работ. Регулируя геометрические параметры резца, изменяют толщину удаляемого слоя металла. Резцы подразделяют на правые (направлены от задней бабки к передней) и левые (двигаются в обратном направлении).

По форме и расположению лезвия резцы могут быть:

• с оттянутой рабочей частью (по ширине она меньше ширины крепежной);
• прямыми;
• отогнутыми.

По предназначению резцы бывают:

• подрезными (для обрабатывания поверхностей, расположенных перпендикулярно оси вращения);
• проходными (для обрабатывания плоских торцовых поверхностей);
• канавочными (с их помощью формируют канавки);
• фасонными (получают детали с указанным профилем);
• расточными (для растачивания отверстий в заготовке);
• резьбовыми (для того, чтобы делать резьбу любого вида);
• отрезными (для отрезания необходимых по длине деталей).

Качество токарной обработки металла зависит от верного выбора необходимого инструмента и его геометрических параметров. По этой причине студентам, изучающим токарное дело, подробно рассказывают именно о геометрии режущего инструмента.

Наиважнейшие геометрические параметры резца – это углы между его режущими кромками и

направлением подачи (их также называют углы в плане).

Выделяют следующие углы в плане:

• главный – φ. Это угол, который составляет главная режущая кромка и направление подачи;
• вспомогательный – φ1. Угол, который составляет вспомогательная режущая кромка и направление подачи;
• угол при вершине резца – ε.

Величина ε зависит от того, насколько хорошо заточен инструмент, на ф1 оказывает влияние и его установка. При увеличении ф уменьшается ε, становится меньше и рабочая часть режущей кромки, которая участвует в обработке, следовательно, инструмент становится не таким стойким. Чем меньше главный угол, тем больше часть режущей кромки, которая принимает участие в обработке и отводе тепла. Этот инструмент более стойкий.

Если у Вас возникли вопросы по поводу разработки и производства:

➜ корпусов для РЭА;

➜ корпусов для светодиодных табло и мониторов ;

➜ экранирующих конструктивов для электронных устройств.

Позвоните по телефону:
+7(495) 642-51-25
или оставьте заявку.
Мы ответим на все Ваши вопросы!
Это абсолютно бесплатно!

При токарной обработке не очень жестких заготовок небольших диаметров оптимальное значение главного угла должно быть равно 60–90°. Если диаметр заготовки намного больше, то значение главного угла должно быть равным 30–45°. От ф1 зависит, насколько прочной будет вершина резца, поэтому его выставляют обычно в пределах 10–30°.

Будущих токарей обучают также правилам выбора типа резца в соответствии с особенностями обрабатываемых поверхностей. Назовем некоторые из них:

1. При обработке наружной стороны детали надо брать обычные прямые и отогнутые резцы.
2. При обрабатывании торцевых и цилиндрических поверхностей подойдет упорный проходной инструмент.
3. Для того чтобы проточить канавки и обрезать заготовку необходимо взять отрезной резец.
4. Если надо отделать отверстия, сделанные ранее, необходимо взять расточные резцы.

Резцы для токарной обработки фасонных поверхностей с длиной образующей линии до 40 мм делят на следующие типы:

• в зависимости от конструктивных особенностей они бывают стержневыми, круглыми и призматическими;
• в зависимости от направления токарной обработки детали бывают радиальными и тангенциальными.

Токарная обработка металла – виды оборудования

Для токарной обработки металла из-за своей многофункциональности наиболее популярен токарно-винторезный станок. Его можно встретить как на больших, так и малых предприятиях.

Конструкция этого универсального станка следующая:

• передняя бабка (в ней есть коробка скоростей, шпиндель с токарным патроном/планшайбой) и задняя бабка (в ней находятся продольные салазки и пиноль);
• суппорт с верхними и нижними салазками, поворотной плитой и резцедержателем;
• станина, установленная на двух тумбах с электродвигателями;
• механизм, с помощью которого изменяют движение подачи (коробка подач).

Чем выше скорость станка, тем выше его производительность, – это главное, что должно учитываться, когда стоите перед выбором токарного станка.

Наиболее популярными становятся токарные станки с ЧПУ. Их отличие от обычных – в конструкцию включен блок управления.

Станки с ЧПУ имеют следующие преимущества по сравнению с обычными:

• более стойкие к вибрациям;
• есть программы предварительного нагрева узлов, которые снижают деформацию изделий при их неравномерном охлаждении и нагревании;
• в передаточных устройствах нет станочных приводов-зазоров;
• обработка металла происходит на высокой скорости;
• возможность обработки самых разных металлов, таких как чугун, медь, титан, нержавеющая сталь и т. д.;
• обработка изделий любой конфигурации: сферической, цилиндрической и т. д.

Станки с ЧПУ имеют износостойкие направляющие с малыми значениями силы трения, благодаря чему обеспечивается высокая точность и скорость токарной обработки металла. Направляющие в них могут иметь вертикальное и горизонтальное расположение.

Для получения наилучших результатов при токарной обработке металла на станке с ЧПУ нужно тщательно подготовить весь процесс и правильно составить программу управления.

Важно безошибочно связать систему координат механизма с ЧПУ, положение заготовки и исходной точки передвижения резца.

Основа программирования токарного станка с ЧПУ – ход резца относительно системы координат двигателя, находящегося в состоянии покоя.

Токарная обработка изделий из металла на станках с ЧПУ осуществляется таким образом:

1. Процесс делят на три этапа: черновой, чистовой и дополнительной отделочной обработки. Желательно совместить последние два этапа, от этого производительность повысится, а трудоемкость снизится.
2. Обработка совершается согласно конструкторских и технологических правил, что уменьшает погрешности при креплении и размещении деталей.
3. Полная обработка изделия с использованием минимального количества установок.
4. Рациональная работа на станке при обрабатывании деталей.

Особое внимание при токарной обработке металла на станке с ЧПУ нужно уделять отдельной операции, во время которой изготавливается одна деталь на одном станке. Техпроцесс включает определенное количество переходов, разделяющихся на самостоятельные проходы.

Для того чтобы безошибочно запрограммировать станок с ЧПУ, важно четко определить последовательность обработки. Для этого необходимо ввести в программу общее число установок, переходов и проходов, а также задать тип обработки.

Для токарной обработки металла также применяются станки: токарно-револьверные (на них обрабатываются сложные изделия), токарно-винторезные, токарно-карусельные (обрабатываются крупные заготовки), лоботокарные, токарно-фрезерные, многорезцовые полуавтоматические.

Резцы токарно-револьверного станка крепятся в барабане. В этих станках используются приводные блоки, увеличивающие функциональность оборудования (появляется возможность сверления отверстий, нарезания резьбы, фрезеровки). Такого типа станки нашли применение на крупных предприятиях.

На токарном обрабатывающем центре делают токарно-фрезерную обработку металла в полуавтоматическом режиме. Такую обработку используют при работе с титаном, алюминием и другими сложными для резания материалами.

При помощи токарной обработки металла можно осуществлять резку таких металлов, как алюминий, титан, медь, олово и пр. Заметим, что сделать это в домашних условиях невозможно, так как необходимо наличие специального оборудования. Наша компания ООО «Треком» имеет большой опыт в выполнении заказов, связанных с токарной обработкой металла в соответствии с требованиями заказчиков.

Со своей стороны ООО «Треком» всегда предлагает:

• Отработанные технические процессы.

Опытные специалисты используют только высокопрофессиональное оборудование, которое отвечает всем современным техническим стандартам. Применение программных средств способствует не только точности, но и оперативности исполнения заказов наших клиентов.

Помимо непосредственного выполнения заказа, наши специалисты берутся за любые сопроводительные работы: гравировку, дополнительные покрытия, упаковку и доставку готовых изделий в зависимости от желания заказчика.

Производство осуществляется собственными силами без привлечения сторонних исполнителей. Это позволяет держать под контролем весь процесс изготовления изделий. Кроме того, такой подход исключает какие-либо перебои поставок и позволяет добиться максимальной оперативности работы.

Предусмотрен индивидуальный подход к сотрудничеству с постоянными заказчиками. Например, возможно постепенное изготовление большой партии с необходимостью оплаты только того количества изделий, которое требуется заказчику на конкретный период.

Вы можете позвонить нам по телефону: +7(495) 642-51-25
или

Токарная обработка — это механическая обработка резанием наружных и внутренних поверхностей вращения, в том числе цилиндрических и конических, торцевание, отрезание, снятие фасок, обработка галтелей, прорезание канавок, нарезание внутренних и наружных резьб на токарных станках. Точение — одна из самых древних технических операций, которая была механизирована с помощью примитивного токарного станка.

Вращательное движение заготовки называют главным движением резания, а поступательное движение режущего инструмента — движением подачи. Различают также вспомогательные движения, которые не имеют непосредственного отношения к процессу резания, но обеспечивают транспортирование и закрепление заготовки на станке, его включение и изменение частоты вращения заготовки или скорости поступательного движения инструмента и др.

Точение [ править | править код ]

Точение, наиболее распространенный метод изготовления деталей типа тел вращения (валов, дисков, осей, пальцев, цапф, фланцев, колец, втулок, гаек, муфт и др.) на токарных станках.

• Обтачивание — обработка наружных поверхностей.
• Растачивание — обработка внутренних поверхностей.
• Подрезание — обработка плоских торцевых поверхностей.
• Резка — разделение заготовки на части или отделение готовой детали от заготовки.

Наиболее распространенным видом обработки наружных поверхностей тел вращения является обтачивание при продольном перемещении суппорта с режущим инструментом (рис. 25, а).

Фасонное обтачивание осуществляют при одновременном перемещении режущего инструмента в продольном и поперечном направлениях (рис. 25, б), а также при обработке фасонными резцами. Фасонное обтачивание по копиру, контур которого соответствует контуру обрабатываемой заготовки (рис. 25, в), значительно упрощает обработку заготовок сложной конфигурации [3].

Нарезание резьбы (рис. 25, г) также является весьма распространенной операцией. На современных токарных станках можно нарезать метрические, дюймовые и другие резьбы, а также многозаходные резьбы разных профилей.

Рис. 25. Виды токарной обработки основных наружных поверхностей тел вращения: а – обтачивание при продольном перемещении суппорта; б – фасонное обтачивание; в – фасонное обтачивание по копиру; г – нарезание резьбы

Токарная обработка обычно подразделяется на черновые (обдирочные) и чистовые операции. В ряде случаев применяют также получистовую и отделочную (тонкую) обработку. При черновых операциях снимают возможно большую часть припуска с приданием заготовке формы, приближающейся к форме детали; достигаемая при этом чистота поверхности в соответствии с ГОСТ 2789 – 59 не превышает 3.

Получистовое точение позволяет повысить чистоту обрабатываемой поверхности до 4 и достичь более высокой точности обработки.

При чистовых операциях заготовке придают окончательную форму в пределах точности 3–4-го классов и чистоту поверхности 4–6. Тонкое точение может заменить шлифование, представляющее собой отделочную операцию и позволяющее получить чистоту обработанной поверхности 8.

Простейшей формой фасонного обтачивания является обработка конической поверхности. Узкие конические поверхности, например фаски, обрабатывают путем установки резца с прямолинейной режущей кромкой на заданный угол. Конус можно обработать также при повороте суппорта на угол, равный половине угла при вершине конуса.

При небольшом значении угла при вершине конус можно обработать методом поперечного смещения задней бабки. Однако этот метод является приближенным, так как при смещении задней бабки вместе с ней смещается и заготовка, а результате чего ее длина проектируется на плоскость, проходящую через линию центров станка, с искажением.

На токарных станках, и в частности на токарно-винторезных, выполняют точение в центрах, в патроне и на планшайбе; растачивание; торцовое точение; отрезку и подрезку; нарезание винтовой резьбы; точение конусов, фасонных поверхностей и другие виды работ с применением соответствующих инструментов и приспособлений.

Точение в центрах. Прутковые детали (валы, оси) с отношением длины к диаметру L/D > 4 обычно подвергают продольному точению в центрах (рис. 26) с использованием проходных резцов. Деталь с просверленными осевыми отверстиями на торцах и надетым хомутиком а зажимают между центрами передней и задней бабок. Центр передней бабки устанавливают в шпинделе, а задней – в пиноли. Хомутик закрепляют на одном из концов детали при помощи винта 1 так, чтобы его палец 2 входил в прорезь поводковой планшайбы 3. Планшайбу навинчивают на передний конец шпинделя.

Рис. 26. Точение в центрах с неподвижным люнетом: а – хомутик; б – неподвижный люнет; 1 – винт; 2 – палец; 3 – планшайба; 4 – станина; 5 – планка; 6 – болт с гайкой; 7 – упоры

Вместо планшайбы часто применяют поводковый патрон с безопасным хомутиком. Центр и хомутик на передней бабке станка защищены корпусом поводкового патрона; в последнем помещен поводковый палец, вращающий хомутик с деталью.

При обработке длинных деталей (L/D > 10–12) для предохранения их от прогиба применяют направляющие приспособления – люнеты. Люнеты могут быть неподвижными и подвижными.

Неподвижный люнет б (см. рис. 26) ставят на обе направляющие станины 4 и при помощи планки 5, болта с гайкой 6 закрепляют между передней и задней бабками станка. Обрабатываемая деталь охватывается тремя регулирующими упорами 7 (кулачками). При точении с большими скоростями вместо обычных упоров в люнетах устанавливают роликовые или шариковые подшипники, наружные кольца которых служат роликами, касающимися поверхности вращающейся детали.

Подвижный люнет крепится на каретке суппорта и вместе с ней перемещается вдоль обрабатываемой детали. Люнет имеет два упора, касающихся обработанной поверхности детали и принимающих на себя давление от резца.

При обработке на токарном станке тяжелых и длинных деталей один конец закрепляется в патроне, а другой поддерживается центром задней бабки. Это обеспечивает необходимую жесткость крепления детали и уменьшает износ центров.

Точение в патроне. Обработка деталей длиной L

Рис. 27. Токарные патроны: а – самоцентрирующий; б – четырехкулачковый: 1, 2, 3, 7, 8, 9, 10 – захватывающие кулачки; 4 – большое зубчатое колесо; 5 – три малых зубчатых колеса; 6 – корпус; 11 – пазы планшайбы

Обработку торцовых поверхностей пластин и других тонкостенных плоских деталей удобно проводить в патронах с постоянным магнитом.

При массовом и крупносерийном производстве некоторых деталей применяют патроны с пневматическими и гидравлическими зажимами, которые значительно облегчают и ускоряют работу.

Точение на планшайбе. При обработке несимметричных деталей и деталей сложной формы, закрепление которых в кулачковых патронах неудобно или невозможно, применяют планшайбу 1 (рис. 28), навинчиваемую на шпиндель. Планшайба представляет собой диск с радиально прорезанными пазами.

Рис. 28. Крепление детали на планшайбе: 1 – планшайба; 2 – угольник; 3 – обрабатываемая деталь; 4 – противовес

Обрабатываемую деталь укрепляют на планшайбе болтами. Если такое крепление затруднительно, то сначала ставят угольник 2 и к нему уже прикрепляют обрабатываемую деталь 3. Закрепленная деталь уравновешивается противовесом 4.

Растачивание. Данный вид токарной работы производится внутри отверстия с применением расточных резцов (см. рис. 20, д); обрабатываемые детали укрепляют в кулачковых патронах или на планшайбе. Иногда растачиванию предшествует сверление отверстия.

Торцовое точение. При торцовом точении на обрабатываемой детали можно получить сплошную торцовую плоскость или частичную кольцеобразную плоскость путем поперечной подачи резца (см. рис. 20, в). Точение торцовых поверхностей производят подрезными резцами, обрабатываемую деталь закрепляют в кулачковых патронах или на планшайбе.

Отрезка и подрезка. При отрезке или подрезке обрабатываемую деталь закрепляют в патроне. Работа выполняется при поперечной подаче резца. Подрезку можно производить, перемещая резец от периферии к центру детали или от центра к периферии.

Нарезание винтовой резьбы. Перед нарезанием винтовой резьбы настройку станка производят в большинстве случаев набором соответствующих сменных зубчатых колес гитары подач, как указано на схеме (рис. 29); при этом передаточное отношение зубчатой пары, соединяющей шпиндель и трензель, и передаточное отношение трензеля иногда принимают равным единице.

Рис. 29. Схема нарезания резьбы на токарном станке

Расчетное уравнение кинематической цепи шпиндель–суппорт при нарезании винтовой резьбы выводят из условия, что за один оборот шпинделя продольное перемещение суппорта станка должно равняться величине шага нарезаемого винта t_н.в, поэтому

,

где t_х.в – шаг ходового винта станка, мм; t_см – передаточное число гитары сменных зубчатых колес; t_об – общее передаточное отношение всех постоянных передач от шпинделя до ходового винта.

Для двухпарной гитары подач расчетная формула определения передаточного отношения сменных зубчатых колес при нарезании винтовой резьбы будет иметь вид

,

где а, в, с, d – числа зубьев зубчатых колес гитары подач.

Используя это отношение, можно решать различные задачи настройки станка для нарезания резьб путем подбора сменных зубчатых колес с соответствующим числом зубьев; при этом необходимо строго соблюдать размерности t_н.в и t_х.в, которые могут быть выражены в дюймах, миллиметрах, числе ниток резьбы на дюйм, модулях и т. д.

На токарно-винторезном станке модели 1Е61МТ, рассмотренном ранее (см. рис. 19), настройку на различные шаги нарезаемых резьб производят по двум вариантам, соответствующим резьбам нормальной и повышенной точности.

Винтовые резьбы нормальной точности получают при помощи механизма коробки подач и соответствующих шести настроек гитары.

В таблице, помещенной на передней части корпуса шпиндельной бабки, указаны всевозможные величины продольных и поперечных подач и шаги резьб нормальной точности.

Винтовые резьбы повышенной точности нарезаются при более короткой кинематической цепи «напрямую» путем соединения ходового винта S (рис. 19) с валом VI посредством муфты в. В этом случае в передаче движения от шпинделя к ходовому винту шестерни коробки подач не участвуют, чем создается кратчайшая кинематическая винторезная цепь.

В машиностроении применяется четная и нечетная резьба. Если частное от деления шага ходового винта на шаг нарезаемой резьбы есть целое число, резьба называется четной, в остальных случаях – нечетной.

При нарезании четной винтовой резьбы возврат суппорта с резцом в исходное положение после каждого прохода можно осуществлять быстро вручную, выключив маточную гайку и не останавливая или не изменяя движения станка (без реверсирования). При включении маточной гайки для нового прохода резец автоматически попадает в нитку – впадину нарезаемой резьбы.

При нарезании нечетной винтовой резьбы после каждого прохода возврат суппорта в исходное положение для обеспечения точного попадания резца в нитку можно производить, включив обратный ход суппорта без выключения маточной гайки.

Точение конусов. Обработку конических поверхностей производят при повороте верхних салазок суппорта или смещении центра задней бабки, а также при помощи широкого резца, копировальной линейки и других приспособлений.

При точении конической поверхности с повернутыми верхними салазками суппорта (рис. 30, а) сначала определяют угол поворота а по формуле

,

где D – больший диаметр конуса, мм; d – меньший диаметр, мм; l – длина конуса, мм.

Затем верхние салазки поворачивают на угол  вокруг оси 1 и закрепляют в этом положении.