Токарная металлообработка – один из самых распространенных способов изготовления деталей с точными геометрическими размерами. При снятии слоев с поверхности металлической заготовки можно получить деталь требуемого диаметра с нужными показателями шероховатости.
Что такое токарная обработка металла
Обработка металла дает возможность изготавливать различные изделия (от валов, до зубчатых колес). Токарные работы проводятся с применением специализированного высокоточного оборудования и режущего инструмента, снимающего с заготовки слой металла определенной толщины.
Токарные работы – это обработка круглых или цилиндрических металлических заготовок.Обработка проводится за счет двух основных движений:главного(закрепления и вращения обрабатываемого изделия) и дополнительного(подачи инструмента). Комбинация этих движений позволяет обрабатывать детали разной формы и параметров.
На токарном станке можно выполнять широкий спектр работ:
- Обточка цилиндрических поверхностей. Цилиндрические заготовки обтачивают по 2 или более проходам.Первый проход для черновой обработки, другие – для чистовой. Торцы и уступы подрезают отогнутыми или прямыми резцами.
- Сверление. При сверлении на токарном станке сверло закрепляют в пиноли задней бабки, подачу осуществляют вручную, вращая маховик.
- Центрирование. Этометод сверления центровых отверстий. Центрирующее сверло может закрепляться в патроне или в пиноли задней бабки.
- Расточка, зенкерование и развертывание цилиндрических отверстий. Зенкер – это многолезвийный расточный инструмент, который применяют для получения повышенной точности при обработке отверстий. Зенкеры бывают: хвостовые, насадные, цельные, сборные.
Токарные работы – сложный технологический процесс, каждаяоперация которогоконтролируется в ручном или автоматическом режиме. Современные токарные станки полностью автоматизированы. Они способны без участия оператора выполнять обработку детали по заданной программе, обеспечивая с высокой точностью заданные параметры.
Принципы токарной обработки
Независимо от того, какой материал обрабатывается, чтобы добиться высокого качества металлообработки на токарном станке, нужно придерживаться следующих принципов:
- заготовка жестко фиксируется и вращается с большой скоростью;
- за один проход режущего инструмента снимается большой слой пласта;
- устойчивость и влияние инструмента на изделие с требуемой силой;
- устойчивость и рабочее состояние всех узлов станка.
На токарных станках обрабатывают наружные, внутренние и торцевые поверхности вращающихся заготовок, нарезают резьбу, сверлят и обрабатывают отверстия. Такое оборудование составляет значительную долю станочного оборудования предприятий.
Назначение и классификация токарных станков
Токарное оборудование позволяет обрабатывать не только цилиндрические и конические заготовки, но и фасонные детали. Возможно использование дополнительных приспособлений, значительно расширяющих функциональность агрегатов.
Виды токарных станков:
- Токарно-винторезные – предназначены для обработки внутренней, наружной поверхности деталей из металла, нарезания резьбы, формовки и обработки отверстий. Используются для токарных операций с изделиями любой формы, включая фасонные детали. Это универсальные агрегаты, которые различаются классами точности.
- Токарно-карусельные– применяютсядля работы с массивными деталями. Позволяют обрабатывать заготовки цилиндрической и конической формы, выполнять подрезку торцов, вытачивать канавки, шлифовать, нарезать резьбу. Дополнительные приспособления повышают функциональность станков и дают возможность работы с фасонными заготовками по копиру.
- Лоботокарные – эта группа станков предназначена для точения габаритных изделий с любыми типами поверхностей. Широко используются для обработки труб, дисков, колец и т.д.
- Токарно-револьверные – применяются для обработки прутков, позволяют выполнять практически все типы токарных работ: точение, формовку, обработку отверстий, нарезку резьбы и т. д. Отличаются от других станков этой группы способом фиксации инструментов (используется головка револьверного типа, в которую может устанавливаться весь необходимый комплект инструментов).
- Автоматы продольного точения – применяются при изготовлении изделий из проволоки или прута диаметром до 45 мм. Чаще всего задействуются в массовом производстве. Отличаются от классических токарных агрегатов наличием подвижной бабки.
- Токарно-фрезерные станки – это комплексы, которые сочетают в себе возможности токарных и фрезерных станков. Главным отличием от классических агрегатов является наличие универсального шпинделя, который может использоваться для крепления как вращающихся, так и неподвижных инструментов.
Токарно-винторезный станок – один из самых распространенных, что связано с его многофункциональностью. Сегодня все чаще используются станки с числовым программным управлением. Оснащение станков системой ЧПУ позволяет автоматизировать многие процессы или полностью исключить участие человекаи повысить качество получаемых изделий.Конструктивно они практически не отличаются от стандартного оборудования, за исключением наличия блока управления.
По каким параметром выбирают вид токарного станка:
- максимальный диаметр и длина заготовки;
- межцентровое расстояние;
- размеры планшайбы;
- скорость вращения вала;
- возможность плавной настройки частоты вращения вала;
- напряжение питания (220 или 380 вольт).
Независимо от того, какой токарный станок используется, для токарных работ применяются специальные режущие инструменты: резцы, сверла, плашки и др.
Устройства и инструменты для токарной обработки металлов
Чтобы выполнять резку на токарном станке, нужно точно установить и надежно закрепить обрабатываемую заготовку и резец инструмента.В производственных условиях используют зажимные патроны, которые бывают: четырехкулачковыми, двухкулачковыми, трехкулачковыми.
Чтобы предотвратить прогибание тонких и длинных заготовок под действием усилий резца, применяют специальное устройство – люнет. Он может быть подвижным и неподвижным.
Основным режущим инструментом для токарных станков является резец. Он состоит из рабочей части – головки, действующей по принципу клина, и стержня – для закрепления инструмента в суппорте.
Рабочая часть резца может быть монолитной с черенком, или выполнена, как отдельная составляющая из более жесткого, по сравнению с черенком, материала. В этом случае рабочая часть выполняется в форме пластины специальной формы, которая крепится к древку пайкой или механически.
В зависимости от формы рабочей части (головки) резца, ее положения относительно стержня и расположения главной режущей кромки, резцы подразделяются на правые, левые, прямые, отогнутые и резцы с оттянутой головкой.
Классификация резцов по назначению:
- проходные – применяются для обточки деталей в продольном направлении;
- проходные упорные – применяются при обработке наружных поверхностей тел вращения;
- подрезные – используются при обработке торцевых поверхностей;
- отрезные– используются для разрезания заготовок или отрезки готовой детали от заготовки;
- расточные – используются для расточки в заготовке глухих и сквозных отверстий в заготовке;
- фасонные – имеют специально спрофилированную режущую кромку, профиль которой копируется на обрабатываемой заготовке, резьбовой резец является одним из его видов.
Токарная обработка используется во многих производственных отраслях. Несмотря на высокий уровень, технология развивается и сегодня. Это позволяет повышать скорость и качество обработки деталей.
Но не стоит забывать, что качество во многом зависит и от правильности выбора оборудования, инструмента, технологии обработки, опыта и квалификации токаря.
