Что можно делать на токарном станке: Токарная обработка на токарном станке

alexxlab | 07.05.2023 | 0 | Разное

Содержание

Обработка металла на токарном станке: методы и виды оборудования

СОДЕРЖАНИЕ

  • Суть обработки металла на токарном станке
  • Виды токарных станков для обработки металла
  • Типы резцов для обработки металла на токарном станке
  • Виды токарных работ по металлу
    • Обработка цилиндрических заготовок из металла на токарном станке
    • Обработка поверхностей конического типа
    • Обработка торцов и уступов заготовки
    • Резка металлических изделий на токарном станке
    • Обработка отверстий заготовок из металлов на токарном станке

Обработка металла на токарном станке – это основная задача данного типа оборудования, цель которой – получение разнообразных по габаритам и назначению деталей. В зависимости от требований к конечному изделию могут использоваться станки с ручным или числовым управлением.

Не менее важны для процесса резцы, которыми выполняют необходимые процедуры. В нашей статье мы расскажем, какие бывают станки и инструменты для обработки металла, и поговорим о типах и технологии самих работ.

Суть обработки металла на токарном станке

Токарный станок – это инструмент, относящийся к категории металлорежущего оборудования, с помощью которого происходит обработка металлического изделия. Срезка верхнего слоя осуществляется до момента, пока оно не примет заданную форму и не приобретет нужный размер, а поверхность не станет гладкой и ровной.

На токарных станках обтачивают кольца, валы, втулки, гайки, муфты, колеса и другие детали и элементы конструкций.

Чаще всего обработке подлежат цилиндрические изделия или изделия конической формы, а также торцевые и фасонные поверхности, уступы. С помощью токарного станка можно обработать отверстие, проточить канавку, сделать нарезку резьбы, убрать часть заготовки. В процессе работы доступны такие действия, как сверление, растачивание, зенкерование, развертывание, накат.

Обработка металла на токарном станке осуществляется с участием режущих инструментов.

Это сверла, резцы, головки для нарезания резьбы, развертки, метчики, плашки, зенкеры и т. д. Главную роль среди них играет резец. Преобразование поверхности детали и придание ей нужной формы происходит в результате контакта резца с заготовкой, вращающейся с определенной скоростью.

 

 

Процесс обработки металлической заготовки происходит следующим образом: режущий край клиновидного резца погружается в заготовку на нужную глубину и как бы расклинивает ее. Его передняя поверхность сжимает находящийся на поверхности металлический слой и с усилием преодолевает сцепление его частиц.

В результате происходит их отделение от основной поверхности детали. В ходе снятия припуска с детали образуется металлическая стружка.

Обязательными условиями осуществления технологического процесса является вращение заготовки, закрепленной в специальном патроне. Оно становится возможным благодаря наличию шпинделя или планшайбы. Силу и частоту подачи через ременную передачу и коробку скоростей обеспечивает электродвигатель.

В результате деталь приобретает необходимые параметры и форму, а поверхность становится гладкой и ровной.

Токарный станок представляет собой многофункциональное устройство. Благодаря ему можно: 

  1. осуществить нарезку резьбы;
  2. удалить лишние элементы заготовки;
  3. проложить канавки по поверхности обрабатываемой детали;
  4. просверлить, расточить, очистить и отшлифовать различные отверстия и т. д.

Профессионально проведенная обработка изделия из металла на токарном станке должна обеспечить его высокое качество на выходе. Соответствие размера и формы заданным стандартам должно быть идеальным, а любые шероховатости полностью отсутствовать.

Проконтролировать результат можно с помощью специальных измерительных инструментов. В условиях масштабного производства параметры серийной продукции измеряются предельными калибрами, а работники небольших мастерских используют для этой цели штангенциркули, микрометры, нутромеры и т.  д.

Виды токарных станков для обработки металла

Существует несколько вариантов токарного оборудования, характеризующегося наличием особых функциональных возможностей. Классификация станков происходит в соответствии с их назначением, универсальностью и наличием конструктивных особенностей.

В зависимости от того, какое изделие подлежит обработке и насколько точен должен быть конечный результат, выделяют:

  • Токарно-винторезное оборудование – это универсальные станки, предназначенные для обработки деталей точением. В ходе обработки происходит одновременное вращение заготовки и продольное движение резца по направлению, параллельному оси.

    Токарно-винторезное оборудование применяется для изготовления конусообразных и цилиндрических изделий всевозможных диаметров и нарезки резьбы. Устанавливаются такие станки как в цехах крупных производственных объектов, так и в небольших мастерских. Обрабатывать с их помощью можно детали из цветных и черных металлов.

  • Токарно-карусельные станки предназначены для работы с крупногабаритными изделиями небольшой длины.
  • Лоботокарное оборудование – оно предусматривает возможность работы с конусообразными заготовками и цилиндрами, но также позволяет производить обработку изделий из металлов, как на простом токарном станке, установив заготовку в горизонтальном положении.
  • Токарно-револьверное оборудование – это станки со сменным держателем инструмента, выполнять различные манипуляции на которых можно, автоматически переключаясь на нужный резец.

Этот список можно дополнить перечнем узкоспециализированного оборудования, которое относят к токарным станкам на основании такого признака, как наличие резцов.

Читайте также: «Оборудование для сварочных работ»

Существенно повысить точность соблюдения параметров и качество обработки материалов стало возможно благодаря появлению токарных станков с числовым программным управлением. Применение ЧПУ также оказало позитивное влияние на стоимость проведения работ.

Эффективность нового оборудования была подтверждена

:

  • ростом эффективности труда;
  • возможностью обработки изделий из металлов и инструментальных сталей при наличии правильной оснастки;
  • минимизацией участия человека в технологическом процессе за счет автоматизации;
  • включением в программу числового управления разнообразных вариантов обработки с запланированной скоростью резания и подачи;
  • повышением уровня безопасности;
  • увеличением точности выполнения работ и снижением количества бракованных изделий.

Токарное оборудование с ЧПУ активно производится американцами и китайцами. Установить ЧПУ на станок можно только в том случае, если он обладает высокой точностью позиционирования частей.

Типы резцов для обработки металла на токарном станке

В зависимости от того, как расположена режущая кромка и куда направлено движение суппорта, резцы для обработки изделий из металла на токарном станке подразделяются на два типа:

  • правые резцы;
  • левые резцы.

Исходя их внешнего вида рабочей части они бывают:

  • прямые — когда у рабочей часть и корпуса присутствуют общие боковые поверхности;
  • отогнутые — когда режущая кромка с переменным сечением выходит за плоскость корпуса.

В соответствии с производимыми при внешней обработке детали операциями различают:

  • проходные резцы;
  • канавочные резцы;
  • фасонные резцы;
  • резьбовые резцы;
  • расточные резцы.

Читайте также: «Металлические стеллажи для склада»

Если необходимо обработать торцы, используют торцевые и отрезные резцы на суппорт. Чтобы совершить необходимые операции, на задней бабке закрепляют:

  • сверла;
  • зенкеры;
  • метчики;
  • расточные резцы.

Режущая кромка клина в зависимости от поставленной задачи может располагаться к направлению движения по-разному — перпендикулярно или под определенным углом. Параллельно оси вращения выставляется кромка отрезных инструментов.

Виды токарных работ по металлу

Обработка изделий из металла на токарном станке представляет собой технически сложную процедуру. Точность соблюдения заданных параметров и идеальное состояние поверхности может быть достигнуто благодаря использованию станков с ЧПУ. При этом очень важно обратить внимание на качество резцов и выбранного сверла.

Перечень стандартных видов работ выглядит следующим образом:

  1. обработка поверхности заготовок в форме цилиндров и конусов;
  2. нарезка деталей нужного размера в соответствии с требованиями заказа;
  3. подготовительная и чистовая обработка торцов и уступов;
  4. вытачивание пазов и канавок;
  5. расточка, сверление и развертывание отверстий;
  6. нарезка резьбы во внутренней части изделия и снаружи.

Выбор станка для решения той или иной задачи определяется в соответствии с объемами предстоящих работ и времени, которое отводится на их выполнение. С этой точки зрения беспроигрышным вариантом является станок с числовым программным управлением.

Обработка цилиндрических заготовок из металла на токарном станке

Точные параметры будущей детали задаются на основе вводных данных, указанных в техническом задании. Скорость, с которой лишний металл снимается с заготовки, и толщина слоя, подлежащего удалению, определяются в соответствии с маркой обрабатываемого материала.

Выполняться такие действия могут как на станках с числовым программным управлением, так и с использованием станков с ручным управлением. В процессе обработки металлических заготовок используются резцы упорного и проходного типов. Изготовленные оси, валы, крепежные элементы и другие детали должны идеально соответствовать указанным в заказе параметрам. 

Обработка поверхностей конического типа

Данный вид работ относится к сложным и имеет следующую специфику:

  • обработка конусообразной заготовки из металла на токарном станке осуществляется сразу в двух плоскостях, и добиться качественного результата с использованием стандартного оборудования практически невозможно;
  • инструмент должен подаваться в поперечном и продольном направлении одновременно;
  • выполнить работу быстро, качественно и в четком соответствии с техническим заданием возможно, только используя станок с числовым программным управлением.

Обработка торцов и уступов заготовки

Эта несложная операция предполагает использование проходных резцов. Чаще всего для обработки торцов используются станки с ручным управлением.

Для реализации поставленной задачи необходимо выбрать параметры с учетом марки стали и провести обработку детали в соответствии с требованиями технического задания.

Резка металлических изделий на токарном станке

Для проведения этой операции используются специальные отрезные резцы, которые движутся от внешнего края детали по направлению к центру. На последнем этапе обработки важно не допустить ее падения, так как это может нанести вред не только ей самой, но и инструменту, участвующему в процессе обработки. Для этого необходимо предусмотреть вариант поддержки детали.

Читайте также: «Оборудование для СТО»

Фиксация изделий большой длины осуществляется с помощью люнета. Этот инструмент поддерживает деталь и позволяет избежать сколов резца.

Обработка отверстий заготовок из металлов на токарном станке

К данной категории работ можно отнести следующие процессы:

  • сверление отверстия по центру цилиндрической или конусообразной детали, которая предварительно фиксируется с помощью кулачков патрона. Необходимый режущий инструмент закрепляется в оправе на бабке;
  • последующая внутренняя и внешняя расточка. Деталь размещается на передней бабке и с помощью специальных резцов с нее постепенно снимается необходимый слой металла;
  • нарезка внутренней и внешней резьбы, развертывание отверстий, подготовка канавок внутри детали и другие операции по обработке отверстий могут быть качественно выполнены на станке с числовым программным управлением.

Обработка цилиндрических и конусообразных деталей с помощью специальных инструментов может осуществляться и на станках с ручной регулировкой, но использование оборудования с ЧПУ позволяет получить качественный результат в более короткие сроки.

Для того чтобы качественно произвести обработку металла на токарном станке, необходимо овладеть практическими навыками. Отработать их можно с помощью операций, выполненных на разных станках. В качестве опытного материала можете использовать бракованные заготовки.

Читайте также: «Гибочные прессы»

Ваша цель – понять принципы работы оборудования и набить руку. Только так вы сможете научиться точному выполнению поставленных задач и добиться высокой производительности труда.

Обработка металла на токарном станке

Оцените, пожалуйста, статью

12345

Всего оценок: 1, Средняя: 5

обтачивание, протачивание, растачивание, сверление, нарезание резьбы, зенкерование, развертывание Спб

Сущность токарной обработки состоит в формировании поверхности детали инструментом с режущей кромкой, при этом, как правило, происходит вращение заготовки и перемещение резца. Процесс точения достаточно разнообразен по форме и материалам обрабатываемых деталей, типам операций, условиям обработки, требованиям, себестоимости и многим другим факторам. С помощью черновых и чистовых операций, выполняемых на токарных станках с ЧПУ, получают детали различной конфигурации с показателем чистоты поверхности Ra до 1,25, а в некоторых случаях и выше. Точность поверхности зависит от жесткости системы станок-инструмент-деталь, от применяемого инструмента и режимов резания: чем тверже режущая кромка инструмента (твердые сплавы, металлокерамика, эльбор, кубический нитрид бора, алмаз и т.д.), выше скорость вращения заготовки, меньше подача и вылет резца, тем лучше показатели чистоты и точности поверхности.

•оформление сложных поверхностей тел вращения, фасонное точение, обтачивание галтелей и скруглений

•нарезание внутренней и наружной резьбы с помощью резцов и инструмента: метчиков, резьбонарезных головок.

Обработка цилиндрических поверхностей

относится к числу самых простых операций по выбору типа инструмента, расчету режимов резания и программированию обработки. 

Точение – это комбинация двух движений – вращения заготовки и перемещения инструмента. В случае обработки цилиндрических поверхностей подача инструмента производится вдоль оси вращающейся заготовки, таким образом производится съем припуска металла, то есть обработка диаметра заготовки. Разновидностью наружного точения являются обработка ступенчатых валов с помощью проходных упорных и подрезных резцов.

На станках с ЧПУ оптимизация процесса точения происходит в направлении повышения скорости и возможности проведения обработки несколькими инструментами за один установ, что позволяет в одном цикле производить как черновую, так и чистовую обработку. Также важно повышение контроля процесса точения, что в конечном итоге сказывается на качестве обрабатываемых деталей и надежности всей работы.

 При токарной обработке цилиндрических поверхностей на станках с ЧПУ высокая точность точения достигается благодаря жесткости системы, современному режущему инструменту и различным системам контроля процесса обработки.

 Для обеспечения жесткости системы станок-инструмент-деталь применяют следующие способы крепления заготовки:

1. при обработке в патроне – уменьшение вылета заготовки (современные токарные станки имеют увеличенное отверстие в шпинделе)

2. при обработке длинных и тяжелых деталей – фиксация в центрах передней и задней бабки. В пиноль, как правило, вставляют вращающийся центр и им поджимают заготовку. Поводковая планшайба передает крутящий момент от шпинделя токарного станка изделию.

2.Закрепление деталей со сравнительно небольшой длиной в трех- или четырехкулачковом токарных патронах. Длинные заготовки также могут закрепляться в патроне шпинделя, а их консольная часть при резании поддерживается люнетом. Люнет устанавливается на направляющие станины или суппорт.

3.Применяют комбинированное (1 и 2) закрепление обрабатываемых изделий.

4. К технологическим приемам часто относят возможности управления шпинделем станка на околорезонансных частотах (управляемый колебательный разгон-торможении шпинделя).

 

Эффективное выполнение различных токарных операций требует применения специально разработанного инструмента.   Подробно о токарном инструменте рассказано в статье:  

К наиболее известным и распространенным системам контроля процесса обработки можно отнести станочные датчики контроля режущей кромки инструмента. Учет времени резания каждым инструментом и автоматическая смена на резервный инструмент.

 

Обточка конических деталей типа вал

При данном виде обработки токарные станки с ЧПУ имеют бесспорное преимущество. Точная и производительная токарная обработка конической поверхности детали на универсальных станках – трудоемкая операция, требующая не только соответствующей квалификации токаря, но и дополнительных приспособлений (применение одновременной подачи по двум осям (при технической возможности), шаблона, копировальной линейки). В то время как станок с ЧПУ осуществляет одновременную продольную и поперечную подачу инструмента. Это позволяет при программировании обработки линейные перемещения по осям Х и Z задать в одном кадре. В этом кадре управляющей программы указывают координаты конечной точки перемещения – вершины резца. Такой способ программирования является наиболее универсальным, так как позволяет осуществлять обработку с любым углом конусности. Обработка фасок часто является стандартной функцией ЧПУ, ускоряющей процесс программирования.

Оформление сложных поверхностей тел вращения, фасонное точение

Для получения тел вращения с криволинейной образующей на универсальных станках необходимо применять проходные или фасонные резцы с использованием копира или гидрокопировального суппорта. Зачастую для подобных операций требуется высокая квалификация токаря, а рентабельность достигается только при серийном производстве.

Современные токарные станки с ЧПУ имеют широкие технологические возможности. Фасонные поверхности  весьма многообразны, их получение во многих случаях обеспечивается не геометрией инструмента, а формообразующими движениями рабочих органов станка по программе. Применение фасонных инструментов для работы на станках с ЧПУ встречается крайне редко. Получение всего разнообразия форм поверхностей детали может быть достигнуто за счет грамотного проектирования программы обработки. Точность круговой и прямолинейной интерполяции позволяет сделать плавные переходы между кадрами.

Это позволяет обойтись сравнительно узкой номенклатурой инструментов при обработке различных деталей. Программируемой точкой резца служит либо его вершина, либо центр  закругления при вершине.

На станках с ЧПУ токарной группы особенно эффективно применение инструментов с многогранными неперетачиваемыми пластинками из твердого сплава и сверх твердых материалов. Они обеспечивают стабильность геометрии, возможность использования максимальной мощности станка, повышенную стойкость инструмента, упрощают наладку станка при износе инструмента. При износе одной из режущих кромок пластинку поворачивают, вводя в работу новую грань. Погрешность положения новой грани обычно не превышает 0,05-0,1 мм и может быть легко устранена при помощи корректоров системы ЧПУ.

Торцовка заготовок, обработка уступов

Этот вид обработки достижим при закреплении детали в патроне шпинделя станка. Операция производится подрезными или проходными резцами. Лучшую чистоту поверхности дает обработка «от центра к периферии» или при движении к центру заготовки соответственное увеличение скорости вращения шпинделя (постоянство скорости резания).

Вытачивание канавок

Канавки прорезают на цилиндрической, конической и торцевой поверхности детали с помощью канавочных и прорезных резцов за один или несколько проходов (в зависимости от конфигурации и требуемой точности поверхностей). При обработке канавок относительно больших размеров можно использовать комбинацию проходного и канавочного резцов. Для обработки канавок предусмотрены стандартные циклы, их программирование осуществляют обычными методами.

Отрезка изделия или заготовки 

производится отрезными резцами, при этом инструмент перемещается в поперечном направлении к центру детали. В зависимости от размера детали применяют различные методы фиксации почти отрезанной или отрезанной детали. Поломку инструмента в конце резания предотвращают использованием поддерживающих люнетов и снижением подачи резца (на 45-55%) при приближении к центру детали на половину радиуса заготовки. Малые детали падают в лоток, ловитель детали или фиксируются в приспособлении револьверной головки.

Сверление, зенкерование, развертывание отверстий

Основным способом получения отверстий является сверление. Сверление – это процесс изготовления цилиндрических отверстий посредством металлорежущего инструмента. Сверление, как правило, предшествует таким операциям как растачивание или развертывание. Обработку можно производить как по центру детали (при зажиме ее в трехкулачковом патроне), так и со смещением центра отверстия. Смещение (эксцентриситет) достигается фиксацией заготовки в четырехкулачковом токарном патроне или на планшайбе передней бабки. На токарном обрабатывающем центре возможно использование приводного инструмента и изготовление отверстий как на оси шпинделя, так и со смещением по оси Х. При использовании радиального приводного блока возможна обработка отверстий расположенных вдоль оси Х.

В универсальном станке обрабатывающий инструмент: зенкер, сверло, развертка — закрепляется в коническом отверстии задней бабки напрямую или через зажимной патрон. в станках ЧПУ – в позиции резцедержки с использованием специальных резцовых блоков и оправок.

С развитием инструмента для обработки коротких отверстий последовательность процесса сверления и подготовка к нему претерпевают существенные изменения. Современный инструмент позволяет засверливаться в сплошной материал и не нуждается в предварительной зацентровке отверстий. Достигается высокое качество поверхности и, зачастую, отпадает необходимость в последующей чистовой обработке отверстия. Применение современных сверл со сменными пластинами позволяет вести обработку с высокими скоростями и большими объемами образующейся стружки, которая в станках с ЧПУ вымывается из отверстия потоками охлаждающей жидкости, подающейся под определенным давлением по внутренним каналам. 

Для точности токарной обработки необходима правильная и одинаковая заточка режущих кромок сверла, перпендикулярность торца заготовки оси инструмента, отсутствие заусенцев, неровностей поверхности. 

С помощью систем контроля и настройки фирмы Renishaw, программное обеспечение в станках с ЧПУ позволяет задать параметры коррекции на длину и диаметр инструмента и выполнять обнаружение поломки в процессе обработки. Подача инструмента в станке происходит механически. Сверло обеспечивает чистоту поверхности отверстия Ra 6.3…3.2, зенкер — Ra 2.5, развертка — Ra 1.25…0,8.

Растачивание отверстий

Получение точных отверстий, ступенчатых отверстий большого диаметра, а также внутренних канавок возможно с помощью операции растачивания. Изделие зажимается в патрон передней бабки, поддерживается люнетом (в случае значительной длины или массы). При этом доступ к торцу, обрабатываемому расточным резцом, остается свободен. Точность расточки на токарном станке с ЧПУ превышает точность сверления, часто обеспечивается технологией обработки, режущим инструментом, опытом токаря, системами уточненной настройки режущего инструмента и техническим состоянием оборудования. 

 

Нарезание внутренней и наружной резьбы

с помощью резцов и инструмента: плашек, метчиков, резьбонарезных головок

 

Подробно о способах нарезания и видах получаемой резьбы рассказано в статье l.

 

Специальные возможности токарных станков

С помощью  токарных станков с ЧПУ может проводиться обработка шпоночных пазов, отделка поверхностей (полировка, суперфиниширование), доводка (притирка), обкатывание шариками и роликами, накатывание, алмазное выглаживание т. д.

 

Станки с ЧПУ характеризуются производственной гибкостью, т. е. способностью быстро переналаживаться на обработку различных деталей. Для этого нужно всего лишь заменить управляющую программу и, при необходимости, оснастку и режущий инструмент. А уже проверенная и отработанная программа может быть использована в любой момент и любое число раз. Эти станки обеспечивают более высокую геометрическую точность обработанных деталей, что объясняется уменьшением влияния человеческого фактора, их более высокой статической и динамической жесткостью, а также более высокой точностью позиционирования и повторяемости траектории движения инструмента относительно обрабатываемой заготовки. Станки с ЧПУ обеспечивают более высокую производительность технологических операций за счет применения максимальных скоростей исполнительных органов при выполнении холостых установочных перемещений, а также назначения оптимальных режимов резания. 

Металлорежущее оборудование с числовым программным управлением позволяет обрабатывать такие детали, которые невозможно изготовить на обычном универсальном оборудовании. Это детали со сложными пространственными рабочими полостями, которые должны быть изготовлены не только с высокой точностью геометрической формы и размеров, но и с низкой шероховатостью, например штампы, пресс-формы и др. 

 

Что такое токарный станок и что делают токарные станки? Горнило

перейти к содержанию

MachiningMachine

Автор: Peter Jacobs

Будучи слесарем или специалистом по ЧПУ, целый день работающим на вертикальных фрезерных станках, вы должны знать о токарном станке. Хотя токарные станки в настоящее время очень продвинуты с новыми технологиями, они являются одним из старейших станков, изобретенных еще в 1300 г. до н.э. в Древнем Египте.

Около 1569 г. н.э. токарные станки в основном использовались во Франции для изготовления изделий из дерева; однако во время промышленной революции 18 века люди в Англии модернизировали токарный станок по металлу.

В этом блоге мы будем вникать в детали, различные типы, как научиться их использовать и многое другое. Давайте начнем.

Что такое токарный станок?

Токарный станок — это станок, используемый для придания формы деревянным или металлическим изделиям. Он обрабатывает деревянную или металлическую деталь, вращая ее вокруг оси, в то время как стационарный режущий инструмент продолжает удалять ненужный материал с заготовки, чтобы придать ей желаемую форму.

Эти машины используются для различных операций по изготовлению изделий, таких как шлифование, сверление, резка, деформация и токарная обработка. Они используются в металлообработке, термическом напылении, обработке стекла и тюнинге различных художественных изделий по дереву.

Являясь одним из самых древних станков, способных выполнять широкий спектр производственных задач, он также известен как «Мать всех станков».

Как работает токарный станок?

Прежде чем узнать, как работает эта машина, необходимо узнать о ее частях. Большинство состоит из следующего:

Токарный станок по металлу Токарный станок по дереву
Мощность двигателя Токарный станок, используемый для обработки металлических деталей, имеет мощный двигатель. Имеет относительно менее мощный двигатель.
Скорость вращения Большинство токарных станков по металлу вращаются намного быстрее, чем токарные станки по дереву, и имеют переменную скорость вращения. Имеет скорость вращения 500-1200 оборотов в минуту и ​​вообще не имеет переменной скорости.
Размер и острота режущих инструментов Токарные станки, используемые для обработки металлических деталей, имеют относительно большие размеры и более заточенные лезвия. Лезвия токарного станка по дереву меньше по размеру и менее заточены.