Изделия из металла на токарном станке - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Изделия из металла на токарном станке

Токарная обработка металла

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

Особенности процесса

Токарная обработка металла проходит следующим образом:

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

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

Особенности токарных станков по металлу

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

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

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

Виды токарных станков

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

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

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

Внедрение ЧПУ

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

Наличие системы ЧПУ определяет следующее:

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

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

Режимы работы

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

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

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

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

Токарная обработка – популярный способ эффективной обработки металла

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

1 Токарная обработка металла – общие сведения

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

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

К таковым, в частности, относят:

Также токарные станки позволяют выполнять:

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

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

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

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

2 Обработка на токарных станках – виды используемых резцов

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

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

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

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

По расположению лезвия и форме резцы подразделяют на:

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

По назначению резцы классифицируют на:

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

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

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

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

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

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

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

3 Токарное оборудование – виды станков

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

К основным узлам таких станков для токарной обработки причисляют:

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

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

Другие виды станков:

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

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.

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.

Режущий инструмент токарного станка

Эффективность, которой отличается работа на токарном станке, определяется рядом параметров: глубиной и скоростью резания, величиной продольной подачи. Чтобы обработка детали была высококачественной, необходимо организовать следующие условия:

  • высокую скорость вращения заготовки, фиксируемой в патроне или планшайбе;
  • устойчивость инструмента и достаточную степень его воздействия на деталь;
  • максимально возможный слой металла, убираемый за проход инструмента;
  • высокую устойчивость всех узлов станка и поддержание их в рабочем состоянии.

Скорость резки выбирается на основе характеристик материала, из которого сделана заготовка, типа и качества применяемого резца. В соответствии с выбранной скоростью резки выбирается частота вращения шпинделя станка, оснащенного токарным патроном или планшайбой.

При помощи различных типов резцов можно выполнять черновые или чистовые виды токарных работ, а на выбор инструмента основное влияние оказывает характер обработки. Изменяя геометрические параметры режущей части инструмента, можно регулировать величину снимаемого слоя металла. Выделяют правые резцы, которые в процессе обработки детали передвигаются от задней бабки к передней, и левые, движущиеся, соответственно, в обратном направлении.

Основные типы токарных резцов

По форме и расположению лезвия резцы классифицируются следующим образом:

  • инструменты с оттянутой рабочей частью, ширина которой меньше ширины их крепежной части;
  • прямые;
  • отогнутые.

Различаются резцы и по цели применения:

  • подрезные (обработка поверхностей, перпендикулярных оси вращения);
  • проходные (точение плоских торцовых поверхностей);
  • канавочные (формирование канавок);
  • фасонные (получение детали с определенным профилем);
  • расточные (расточка отверстий в заготовке);
  • резьбовые (нарезание резьбы любых видов);
  • отрезные (отрезание детали заданной длины).

Качество, точность и производительность обработки, выполняемой на токарном станке, зависят не только от правильного выбора инструмента, но и от его геометрических параметров. Именно поэтому на уроках в специальных учебных заведениях, где обучаются будущие специалисты токарного дела, очень большое внимание уделяется именно вопросам геометрии режущего инструмента.

Углы токарного резца

Основными геометрическими параметрами любого резца являются углы между его режущими кромками и направлением, в котором осуществляется подача. Такие углы режущего инструмента называют углами в плане. Среди них различают:

  • главный угол – φ, измеряемый между главной режущей кромкой инструмента и направлением подачи;
  • вспомогательный – φ1, расположенный, соответственно, между вспомогательной кромкой и направлением подачи;
  • угол при вершине резца – ε.

Угол при вершине зависит только от того, как заточен инструмент, а вспомогательные углы можно регулировать еще и его установкой. При увеличении главного угла уменьшается угол при вершине, при этом уменьшается и часть режущей кромки, участвующей в обработке, соответственно, стойкость инструмента тоже становится меньше. Чем меньше значение этого угла, тем большая часть режущей кромки участвует как в обработке, так и в отводе тепла от зоны резания. Такие резцы являются более стойкими.

Практика показывает, что для токарной обработки не слишком жестких заготовок небольшого диаметра оптимальным является главный угол, величина которого находится в интервале 60–90 градусов. Если обрабатывать необходимо заготовку большого диаметра, то главный угол необходимо выбирать в интервале 30–45 градусов. От величины вспомогательного угла зависит прочность вершины резца, поэтому его не делают большим (как правило, он выбирается из интервала 10–30 градусов).

Особое внимание на уроках по токарному делу уделяется и тому, как правильно выбирать тип резца в зависимости от вида обработки. Так, существуют определенные правила, по которым обработку поверхностей того или иного типа выполняют с помощью резца определенной категории.

  • Обычные прямые и отогнутые резцы необходимы для обработки наружных поверхностей детали.
  • Упорный проходной инструмент потребуется для торцевой и цилиндрической поверхностей.
  • Отрезной резец выбирают для протачивания канавок и обрезки заготовки.
  • Расточные резцы применяются для обработки отверстий, просверленных ранее.

Отдельную категорию токарного инструмента составляют резцы, с помощью которых можно обрабатывать фасонные поверхности с длиной образующей линии до 40 мм. Такие резцы подразделяются на несколько основных типов:

  • по конструктивным особенностям: стержневые, круглые и призматические;
  • по направлению, в котором осуществляется обработка изделия: радиальные и тангенциальные.

Токарно-винторезный станок 1В625МП

Виды оборудования для токарной обработки

Из всех типов оборудования для токарной обработки наибольшее распространение и на крупных, и на мелких предприятиях получил токарно-винторезный станок. Причиной такой популярности является многофункциональность этого устройства, благодаря которой его с полным основанием можно назвать универсальным.

Перечислим основные элементы конструкции такого станка:

  • две бабки – передняя и задняя (в передней бабке размещают коробку скоростей станка; шпиндель с токарным патроном (или планшайбой), на задней бабке размещены продольные салазки и пиноль оборудования);
  • суппорт, в конструкции которого различают верхние и нижние салазки, поворотную плиту и резцедержатель;
  • несущий элемент оборудования – станина, установленная на две тумбы, в которых размещают электродвигатели.
  • коробка подач.

Токарный станок с ЧПУ

Все большее распространение получают станки, управление которыми осуществляется при помощи специальных компьютерных программ, – станки с ЧПУ. Конструкция таких станков отличается от обычной только тем, что в ней присутствует специальный блок управления.

В отдельные категории выделяют следующие виды станков токарной группы:

  • токарно-револьверное оборудование, применяемое для обработки деталей сложной конфигурации;
  • токарно-карусельные станки, среди которых различают одно- и двухстоечные;
  • многорезцовое полуавтоматическое оборудование, которое можно встретить на предприятиях, выпускающих свою продукцию крупными сериями;
  • обрабатывающие комплексы, на которых можно выполнять как токарные, так и фрезерные операции.

Без токарной обработки сегодня крайне сложно представить многие производственные отрасли. Поэтому данный вид работы с металлом продолжает развиваться, несмотря на и без того высокий уровень, позволяющий обеспечить высочайшее качество и скорость обработки.

Режимы и особенности токарной обработки металла

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

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

Токарная технология

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

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

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

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

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

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

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

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

Читайте также:  Изготовление труб из листового металла

Стружка подразделяется на следующие виды:

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

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

надлом — образовывается при обработке малопластичных заготовок;

ступенчатая — образовывается при среднескоростной обработке металлов средней твердости.

Для производительного резания нужно правильно произвести расчет режима.

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

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

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

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

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

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

В первую очередь, производится расчет величины шероховатости заготовки.

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

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

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

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

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

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

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

Преимуществами токарного резания можно назвать:

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

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

высокая скорость, качество и точность обработки металла и деталей;

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

Какие используются резцы?

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

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

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

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

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

Данные параметры обеспечивают:

высокую скорость вращения шпинделя механизма и обточки детали;

высокую устойчивость устройства для рассекания;

максимально допустимое количество образовывающейся стружки.

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

Токарный механизм может иметь чистовые или черновые резцы.

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

По размещению лезвия и форме резцы бывают следующих видов:

оттянутые (когда ширина резца меньше ширины крепления).

По назначению режущие приспособления подразделяются на:

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

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

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

Углы бывают следующих видов:

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

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

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

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

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

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

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

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

Какое оборудование используется?

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

Основными узлами данного оборудования являются:

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

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

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

Главным критерием токарного станка считается скорость, напрямую увеличивающая производительность.

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

Плюсами резания механизмом с ЧПУ являются:

высокая антивибрационная устойчивость;

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

отсутствие станочных приводов-зазоров в передаточных устройствах;

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

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

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

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

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

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

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

Обработка деталей механизмом с ЧПУ производится следующим образом:

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

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

Обеспечение полной обработки детали при минимальном количестве установок;

Рациональная работа с деталями.

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

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

Правильное программирование механизма с ЧПУ нуждается в разработке последовательности процесса.

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

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

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

В токарно-револьверном оборудовании режущие приспособления фиксируются в барабане.

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

Используются подобные станки на крупных предприятиях.

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

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

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

Технология резания представлена на видео в нашей статье.

Изделия из металла на токарном станке

Технология изготовления деталей на токарном станке.

Изготовление любой детали начинают с подбора материала. Отобранный материал нарезают на заготовки. Размер заготовки всегда превышает размеры готовой детали на некоторую величину ( припуск). Величина и форма припуска зависят от формы детали, технологии ее изготовления .

Для точения лучше всего подходит однородная по текстуре древесина. Это береза, липа, осина, бук, вяз, орех.

Точения детали на центровых станках

  1. разметка центров заготовки.
  2. закрепление заготовки в центрах передней и задней бабки.
  3. установка подручника (подручник должен находиться на расстоянии 3-4 ммот боковой поверхности заготовки, верхняя часть подручника должна быть на уровне оси заготовки или на 1-2 ммвыше.)
  4. Черновая обработка, производится рейером. Стружку снимают с лева направо, и обратно передвигая инструмент по подручнику, при этом правая рука держит ручку, левая лезвие ближе к подручнику. Инструмент нужно крепко держать в руках, опирая его на подручник, и не допускать его колебаний. Обработку производят до получения цилиндрической формы нужного диаметра, с припуском на чистовую обработку.
  5. разметка заготовки, нанося риски на заготовку карандашом при помощи шаблона или рулетки. Можно использовать разметочную гребенку – дощечку с вбитыми на необходимом расстоянии гвоздиками, которую подносят к вращающейся заготовке, на которой остаются риски.
  6. Чистовая обработка производится различными инструментами, в основном мейселем для нанесения разметочных рисок и получения выпуклых и конусных форм, скребком для получения цилиндрических форм и рейером для получения вогнутых форм. Обработка ведется по разметочным рискам. При точении выпуклых контуров подачу инструмента осуществляют от центра к краю, вогнутых от края к центру.
  7. Шлифовка придает нужную шероховатость изделию, выполняют ее шлифовальной шкуркой. Натянутую полоску шлифовальной шкурки подносят к вращающиеся заготовке, и перемещают ее последовательно по всей обрабатываемой длине.
  8. Обрезка заготовки мейселем или снятие заготовки с центров.

Рис. 1. Последовательность точения детали

а- закрепление заготовки; б – закрепление заготовки разрез; в- черновая обработка рейером; г- чистовая обработка мейселем; д- обрезка (торцевание) заготовки.

Вытачивание внутренних полостей

Для вытачивания внутренних поверхностей заготовку закрепляют только в передней бабке станка, кулачковым патроном, планшайбой или трубчатым патроном.

  1. вытачивание грубого контура изделия рейером.
  2. выравнивание торца заготовки мейселем, рейером или скребком.
  3. выборка внутренней полости. Подручник располагают поперек направляющих станка, полукруглую стамеску вводят в заготовку перемещая ее от центра к краю, до получения выемки нужной формы и размера. Полые поверхности небольшой глубины и небольшого диаметра выбирают полукруглой стамеской при продольном размещении подручника, инструмент при этом располагают под наклоном и перемещают от центра к краю. Внутренние поверхности сложной формы обрабатывают специальными стамесками – крючками, кольцами.
  4. доводка внешней формы заготовки
  5. шлифовка
  6. отрезка или снятие со станка.
Читайте также:  Изготовление мебели из дерева своими руками

Рис. 2. Точение полых изделий

а- на планшайбе; б- в трубчатом патроне.

Работа на токарных станках с суппортом

На токарных станках с суппортом обработка ведется резцами закрепленными в резцедержателе, установленном на подвижном суппорте станка. Подобные станки, как правило, имеют ручную и механическую подачу вдоль и поперек станка.

Токарные резцы.

По форме головки резцы подразделяются на прямые с прямолинейным стержнем (рис. 3 а) и отогнутые со стержнем отогнутым в право или влево.

По расположению режущей кромки различают правые (рис.3 г) и левые (рис. 3 в) резцы. Правые перемещаются в продольном направлении от задней бабки к передней, левые от передней к задней.

Проходные резцы (рис. 3 а-в) предназначены для обточки, образования фасок, проходные упорные резцы (рис.3 г) для обточки и обработки образуемого торца ступени.

Подрезные резцы (рис. 3 д) служат для образования ступени на торце обрабатываемой заготовки, для обработки плоскости торца.

Канавки на наружной и внутренней поверхности детали можно получить при помощи канавочных резцов (рис. 3 е, з).

Для отрезки применяются отрезные резцы (рис. 3 ж).

Для нарезания резьбы используют резьбовой резец (рис. 3 и).

Фасонные резцы заточены по форме обрабатываемой детали (рис. 3 к).

Рис. 3. Основные виды токарных резцов

Резцы устанавливают, так чтобы вершина резца совпадала с центром задней бабки. Частота вращения шпинделя должна составлять 1200 об/мин.

Точение цилиндрических заготовок.

Рис. 4. Приемы обработки цилиндрических заготовок

Резец постепенно подают вперед до касания с вращающейся заготовкой, и в этом положении отводят его направо. По лимбу подают резец вперед на 2-3 мми делают первый рабочий проход вдоль заготовки. Проходы осуществляют до получения гладкой цилиндрической формы (рис.4 а). Сместив резец по показаниям лимба поперечной подачи до нужного размера, обтачивают небольшой пробный участок. Если замер показал, что резец установлен на нужный размер, то поверхность обрабатывают по все длине справа налево (рис. 4 б). После обтачивания резец отводят назад. И возвращают в исходное положение. Этим же резцом подрезают торец и уступы. Торец подрезают до сближения резца с центром детали (рис. 4 в). Для протачивания прямоугольных канавок и уступов применяют чистовой (лопаточный) резец (рис.4 г). Перемещая его в поперечном направлении и продольно передвигая суппорт, можно выточить цилиндрическую поверхность с разными диаметрами.

Для выборки отверстий и внутренних полостей деталей применяют растачивание. Растачивание выполняют расточным упорным резцом (рис 4 д). Режущею кромку резца устанавливают на уровне оси шпинделя. При растачивании продольную подачу резца чередуют с его поперечными смещениями от края детали к ее центру, слой за слоем снимая материал со стенки вырезаемой полости и выравнивая ее дно.

Точение деталей сложной формы выполняют фасонными резцами

Рис. 5. Варианты заточки и установки фасонных резцов

Фасонные резцы изготавливаются самостоятельно из полос углеродистой или быстрорежущей стали толщиной 3-5 мм, шириной 10-20 мми длиной 100-120 мм. Резец обтачивают по нанесенному контуру, закаливают и затачивают (рис. 5 а). Резцы должны обязательно иметь затыловку боковых граней, чтобы они не соприкасались с деталью в процессе обработки (рис. 5 б). Возможны два варианта установки фасонного резца (рис. 5 в) для прямого и обратного точения, при обратном точении резец переворачивают и получают деталь с обратным профилем. Фасонные резцы можно подавать на деталь в поперечном, продольном направлении и под углом к оси детали (рис.5 г). Для получения деталей различного сложного профиля можно использовать составной резец собранный из резцов толщиной 4-8 мм, с различной заточкой. Их различная комбинация позволяет получать разнообразные профиля (рис. 5 д).

Для получения плавных форм как с наружи, так и внутри детали можно использовать резец с режущим диском. Диск толщиной 4-8 мм, диаметром 12-20 мм, по краю диска протачивается канавка радиусом 2-3 мм. После закалки диск устанавливают с помощью бола на оправке и затачивают (рис. 5 е).

Обработка детали по копиру.

Большой объем одинаковых деталей удобно изготавливать с помощью копира.

В качестве режущего инструмента, в зависимости от конструкции станка, можно использовать токарные резцы, установленные в суппорте станка, стамески с упором или дисковые фрезы.

Рис. 6. Обработка по копиру резцом и стамеской

Рис. 7. Обработка дисковой фрезой по копиру.

Точение по копиру на суппортном станке

Рис. 8. Обработка детали по копиру

Для изготовления копира вытачивают модель детали и распиливают ее вдоль оси. Полученный срез профиля переводят на фанеру толщиной 4-5 мми выпиливают (рис. 8 а). Копиры можно изготавливать из металла при помощи лазерной резки.

Профиль будущих деталей закрепляют на станине станка. К поперечным салазкам суппорта крепят металлический держатель со щупом. Вершина щупа и резца должны иметь одинаковый профиль (рис. 8 б).

Первой заготовке предварительно придают форму цилиндра диаметром равным наибольшему диаметру заготовке, последующие заготовки можно делать с небольшим припуском. Сначала налаживают взаимное положение заготовки и копира (рис. 8 в), затем суппорт станка сдвигают влево до совмещения вершины щупа с линией наибольшего диаметра детали (рис.8 г). Резец подают вперед до упора в поверхность заготовки, а щуп упирают в копир в точке наибольшего диаметра и фиксируют в этом положении. Обработку ведут справа налево. Резец подают на деталь в поперечном направлении до упора щупа в контур копира (рис. 8. д). Величина продольного смещения резца на один поперечный ход составляет 1-2 мм. Следы резания удаляют шлифовальной шкуркой. Один и тот же копир можно использовать для точения деталей одинакового профиля, но разного диаметра (рис. 8 е). Небольшое изменение угла установки копира дает сужение силуэта детали. Длинные детали точат по копиру частями. Симметричные фигуры обрабатывают с края до середины, затем заготовку переворачивают и обрабатывают вторую часть (рис. 8 ж).

Выбор режима резания

Скорость главного движения резания на токарных станках для различных точек режущей кромки различна и зависит от расстояния до оси вращения заготовки. Средняя скорость для средней точки определяется по формуле:

где Dcp– средний диаметр заготовки, мм;

n- частота вращения шпинделя, об/мин;

Частоту вращения шпинделя выбирают в зависимости от диаметра заготовки, при установке планшайбы диаметром более400 ммчастота вращения шпинделя не должна превышать 800 об/мин.

Скорость главного движения резания для древесины мягких пород 10-12 м/с, для древесины твердых пород 0,5-3 м/с.

Продольная подача на один оборот шпинделя для черновой обработки 1,6-2 мм, для чистовой не более0,8 мм. Поперечная подача на один оборот шпинделя не должна превышать1,2 мм.

Обработка деталей на токарных станка с ЧПУ

Токарные станки с ЧПУ, в качестве режущего и инструмента имеют концевые фрезы или комбинируются концевой и дисковой фрезами.

При обработке детали концевой фрезой можно получить различный фигурный профиль на заготовке. Перемещение фрезы и скорость вращения заготовки задается с помощью программного обеспечения в зависимости от формы будущей детали.

Рис. 9. Создание скульптуры на токарном станке с ЧПУ

Станки с концевой и дисковой фрезами, позволяют ускорить процесс точения заготовок. Дисковая фреза делает предварительную черновую обработку, концевая фреза чистовую.

Рис. 10. Обработка заготовки дисковой фрезой

Рис. 11. Обработка заготовки концевой фрезой

После вытачивания заготовки, для окончательной доводки и удаления следов резания, ее обрабатывают шлифовальной шкуркой, обычно используют кусок небольшой ширины, который перемещают в натянутом состоянии по всей заготовке.

Рис. 12. Обработка заготовки шлифовальной шкуркой

1. Буриков В.Г., Власов В.Н. Домовая резьба- М.: Нива России совместно с Компанией «Евразийский регион», 1993-352 с.

2. Ветошкин Ю.И., Старцев В.М., Задимидько В.Т.

Деревянные художества: учеб. пособие. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т. 2012.

3. Гликин М.С. Декоративные работы по дереву на станке «Универсал».- М.: Лесн. пром-сть, 1987.-208 с.

4. Коротков В.И. деревообрабатывающие станки: Учебник для нач. проф. Образования. – М.6 Издательский центр «Академия», 203.-304 с.

5. Лернер П.С., Лукьянов П.М. Токарное и фрезерное дело: Учеб. Пособие для учащихся 8-11 кл. сред. шк.-2-е изд., дораб.-М.: Просвещение, 1990.-208 с.

Делаем кулоны своими руками из металла с помощью станка

Если у Вас есть доступ к токарному станку по металлу, то попробуйте сделать такие красивые кулоны своими руками. В детстве я собирал все виды полудрагоценных камней и другие вещи подобно им. В моей коробке с

сокровищами была и эта жемчужина. Я сделал из нее подвеску — подарок жене ко дню Святого Валентина.

Выточка кулонов своими руками

Перед тем, как сделать подвеску из жемчужины, я поэкспериментировал с различными железками.

Шаг 1. Начальная полировка

Для начала я отрезал кусочек 12 мм трубки.

Такую трубку можно купить в магазине. 1,50 м за 60 рублей. Я поместил ее в токарный станок и отполировал сначала наждачной бумагой Р200, затем Р800 и 2000.

Сделав это, вы облегчите полировку в конце.

Шаг 2. Разрезать

Жемчужина крепится внутри металлического желоба. Я измерил жемчужину, она была около 6,5 мм.

Сначала я промаркировал трубку. По этой отметки я сделал надрез труборезом. Затем я использовал карбидный бур, чтобы нарезать канавку.

Напильником я расширил канавку.

Шаг 3. Усовершенствовать кольцо

После того, как я отрезал кольцо, я подпилил все шероховатости.

Безопасность, прежде всего: Будьте предельно осторожны, когда работаете на токарном станке.

Шаг 4. Открыть кольцо

Я разрезал кольцо ножницами по металлу. Затем немного сплющил его молотком. Не отбивайте его слишком сильно, чтобы не испортить.

Я сформировал из металлической полоски букву U. Я это сделал с помощью тисков и металлического штыря диаметром 0,63 мм. Смотрите фотографии.

Я сжал концы полоски вместе, но они еще не были плотно прижаты друг к другу. Я нагрел их на огне, пока они не раскалились. Затем поместил их в воду. После этого конструкция оставалась закрытой.

Последние две фотографии «до» и «после» нагревания.

Затем я просверлил отверстие для цепочки. Я использовал алмазный диск, чтобы отшлифовать края.

Шаг 7. Полировка и установка

Чтобы быстро отполировать я сделал импровизированный шлифовальный станок. Я покрыл сверло наждачной бумагой и вставил его в сверлильный станок.

Для обработки внутренней стороны я тоже использовал сверло, но меньшего размера.

Для того чтобы вставить жемчужину, я поместил плоскую отвертку между двумя концами петли, расширил зазор, вставил жемчужину и вынул отвертку.

Затем я повесил подвеску на цепочку и положил в шкатулку.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector