Обработка детали на токарном станке: принципы, виды и этапы

О чем речь? Обработка детали на токарном станке – процесс, суть которого состоит в последовательном срезании слоев с поверхности вращающейся заготовки с помощью рабочего инструмента.

На что обратить внимание? Токарная обработка выполняется путем обтачивания, растачивания, сверления, нарезания резьбы и позволяет получить деталь точных размеров, в связи с чем пользуется широкой популярностью и применяется на крупных заводах и в домашних условиях.

Что представляет собой токарная обработка

Обработка детали на токарном станке представляет собой один из основных способов механического воздействия на дерево, металл и другие материалы. Этот метод входит в число первых процессов, к которым стали выдвигать особые требования по точности, что подразумевает обеспечение заданных геометрических размеров готового изделия.

Кроме того, такое требование позволяет создавать точные копии конкретной детали с нужными параметрами.

Технология обработки деталей на токарных станках заключается в применении не только специального оборудования, но и особого режущего инструмента. Речь идет о резцах, развертках, сверлах и других приспособлениях, обеспечивающих снятие слоев материала с заготовки с целью получения требуемой формы.

Процесс включает параллельное осуществление движений двух типов: поступательного (режущий инструмент таким образом подается параллельно поверхности обрабатываемого изделия) и вращательного (деталь, зафиксированная в патроне, вращается вокруг собственной оси). При их совмещении обеспечивается получение детали с требуемыми геометрическими параметрами и гладкостью поверхности.

Принцип работы токарного станка

Как было отмечено выше, обработка деталей на токарных станках осуществляется с помощью режущих инструментов разных типов.

Технология включает два вида движения:

• главное: вращение заготовки;
• движение подачи: скорость поступательного перемещения режущего инструмента.

Токарь (мастер токарной обработки) должен произвести правильные настройки по амплитуде указанных движений. Кроме того, определить параметры обработки, чтобы настроить под них программу.

В процессе работы на токарном станке может выполняться широкий перечень операций с изделиями в форме цилиндра из металла и других материалов: нарезка резьбы, формирование конусной поверхности и др. При этом технологически порядок работы будет одинаков:

• Предварительно обрабатываемую деталь фиксируют в патроне или планшайбе. Обязательно следует обеспечить плотное прикручивание специальной плашки, чтобы она не выскочила при вращении.
• Режущий токарный инструмент устанавливают и плотно зажимают в держателе.

Стружка, которая образуется при точении на токарном станке и при разных видах обработки будет отличаться.

Читайте также

«Обработка поверхностей на токарных станках: способы и правила»

Подробнее

Она может быть:

• Слитая. Такой тип стружки встречается в двух вариантах: ленточная и спиральная (зависит от упругости обрабатываемого материала). Они выглядят, как неразрывная закрученная полоса. Как правило, слитая стружка образуется в процессе точения мягких сплавов и пластмассы.
• Элементная. В этом случае срезаемый материал выходит из-под инструмента частями в виде коротких элементов. Такая стружка получается при работе с твердыми материалами при медленном вращении заготовки.
• С надломом. Формируется при обработке материалов с низкой пластичностью.
• Ступенчатая. Это монолитная стружка, получаемая при явно заметном неравномерном движении.

• Скорость вращения. Как правило, этот параметр зависит от твердости обрабатываемой поверхности (чем тверже, тем меньше должна быть скорость вращения). Материалы с высокой пластичностью лучше «отдают» верхний слой.
• Тип режущего инструмента. Резец подбирается исходя их необходимых параметров среза, канавки, резьбы, фаски и т.д. Кроме того, плотность развертки определяется исходя из характеристик материала.
• Подача (скорость перемещения режущего инструмента вдоль детали). Этот показатель влияет на уровень шероховатости обработанной поверхности.

Для контроля качества обработки детали на токарном станке применяется соответствующее измерительное оборудование. Производственные предприятия, осуществляющие серийный выпуск продукции, используют предельные калибры.

Для мелкосерийного и штучного производства применяются высокоточные микрометры, нутромеры, штангенциркули и т.д.

Виды токарной обработки деталей

Токарная обработка деталей на токарном станке уже давно является незаменимым производственным процессом. Используя данную технологию, можно выпускать изделие с высокой производительностью и точным соблюдением проектных размеров. Различают несколько ключевых видов такой обработки:

Обтачивание

Достаточно популярный метод обработки, применяемый для получения изделий сферической, конической и цилиндрической форм.

• В ходе точения детали, имеющей форму цилиндра, она совершает вращательные движения вокруг собственной оси. При этом резец перемещается поступательно в перпендикулярном направлении. Глубина обтачивания зависит от режима подачи.
• Обтачивание деталей конической формы происходит при их вращении вокруг собственной оси, поступательном перемещении резца в направлении к ней и одновременном повороте вокруг своей оси (угол поворота режущего инструмента определяется углом конуса изделия).

Читайте также

«Коническая резьба: виды, размер и нарезка»

Подробнее

• В процессе обтачивания сферических деталей заготовки совершают вращение вокруг собственной оси, а резец поступательно перемещается к этой оси и параллельно совершает колебания в плоскости, расположенной перпендикулярной такой оси.

Нарезание резьбы

Данная операция является необходимой в производстве изделий с резьбовыми соединениями.

• Нарезание внешней резьбы выполняется режущим инструментом, профиль которого соответствует параметрам будущей детали. Резец подводится к заготовке и совершает вращение вместе с ней. Формирование резьбы происходит путем удаления слоя материала.

• Нарезание внутренней резьбы осуществляют с применением метчика. Такой инструмент подводится к отверстию в заготовке, после чего он начинает вращаться вместе с ней. Формирование внутренней резьбы происходит путем снятия слоя материала.

Обработка торцов и уступов на токарном станке

Данная операция используется для формирования торцов и уступов на поверхности изделий.

• Обработка торцов осуществляется за счет снятия слоя материала в торцевой части изделия. Регулировка глубины торцевания происходит путем изменения величины подачи.

• Обработка уступов выполняется за счет удаления слоя материала в торцевой части изделий. Угол уступа может меняться в зависимости от угла поворота резца.

Подрезание торцов

Данная операция применяется для обработки торцов изделий, находящихся под наклоном друг к другу.

Вытачивание канавок

Такой вид вытачивания позволяет формировать канавки. Операция осуществляется путем удаления слоя материала с поверхности заготовки. За счет такой обработки формируются канавки с разными формами и размерами.

Растачивание

Растачивание используется с целью обработки отверстий внутри изделия. Операция выполняется с торца детали путем удаления внутреннего слоя. При растачивании с цилиндрической поверхности снимается часть материала с заготовки, что приводит к формированию отверстия нужного диаметра. Существует отдельная технология обработки тонкостенных деталей на токарном станке.

Накатывание рифлений

Данный вид используется для нанесения рифлений на поверхность деталей.

Для накатывания рифлений применяют специальный инструмент – накатной ролик. Его рабочая часть вращается вместе с изделием и прижимается к нему. В процессе работы ролик воздействует на поверхность детали, формируя рифление.

Обработка отверстий на токарном станке метчиками, зенкерами и сверлами

Процесс обработки с помощью таких инструментов используется с целью выполнения отверстий в детали.

• Для операций сверления на токарном станке применяются сверла. Этот инструмент прижимается к детали и вращается вместе с ней. Сверло формирует отверстие нужного диаметра.
• Нарезка резьбы осуществляется с помощью метчика. Инструмент вставляется в отверстие детали и вращается вместе с ней. Таким образом метчик нарезает внутреннюю резьбу.
• Для операций зенкерования применяются зенкеры. Приспособление прижимается к обрабатываемой детали и вращается вместе с ней. За счет этого происходит расширение отверстия.

Обработка фасонных поверхностей

Данная операция позволяет изготавливать фасонные поверхности деталей. Для этого применяются специальные резцы, рабочая часть которых имеет профиль фасонной поверхности. Режущий инструмент прижимается к детали и вращается вместе с ней. В результате снимается часть материала и формируется фасонная поверхность.

Читайте также

«Отпуск стали после закалки: виды, этапы и цвета»

Подробнее

Отметим, что у каждого из вышеперечисленных видов обработки деталей на токарном станке есть своя специфика. Параметры резания определяются с учетом конфигурации и размеров обрабатываемой поверхности, характеристики материала заготовки и заданной точности.

Какие детали обрабатывают на токарных станках

Токарные станки предназначены для производства изделий в форме тел вращения. Перечислим основные детали, которые производят на таком оборудовании:

• Втулки: классический вариант изделий, имеющих коническую или цилиндрическую форму. Обработка тонкостенных и других деталей на токарных станках подразумевает наличие у них осевой симметрии. Особенность втулок заключается в том, что у них такая ось проходит через отверстие, в которое затем должно войти сопрягаемое изделие.

• Шкивы: имеют вид фрикционных колес. Такие детали имеют расположенный по краю окружности желоб или обод. Функциональное назначение шкивов состоит в передаче вращательного момента приводным ремням, тросам и т.д.

• Валы: изготавливаются методом токарной обработки и являются элементами различных механизмов. Их функция состоит в передаче крутящего момента. Такие детали востребованы в разных сферах, включая производство авто и добывающие отрасли.
• Сборные и крепежные элементы: болты, гайки, шпильки и муфты. Последнее изделие является единицей сборочных конструкций. Муфты обеспечивают соединение деталей привода и предназначены для передачи вращения без изменения его направления. Они отдают механическую энергию за счет упругих или жестких элементов устройства.

Обработка деталей в деревообрабатывающем производстве применяется для изготовления дверных ручек, мебельных ножек, оконных наличников, элементов интерьера, посуды и др.

Виды токарных станков

Любой вид обработки деталей на станках токарной группы выполняется с помощью специального режущего инструмента.

Ниже представлены основные типы токарных станков.

• Токарно-винторезные

Данная группа оборудования является наиболее массовой. Обработка деталей на универсальных токарных станках, как правило, применяется при работе с изделиями, имеющими форму вращения, для решения следующих задач:

• формирование конусной поверхности деталей;
• нарезание резьбы;
• обработка внешних поверхностей цилиндрических деталей;

• нарезание резьбы (внешней и внутренней).
• резка заготовок на отдельные элементы;
• точение канавок;

• торцевание и обработка уступов;
• формирование фасонных поверхностей, накатывание рифлений;
• развертывание отверстий, сверление, зенкерование;
• Токарно-карусельные станки применяются для обработки габаритных деталей (с большим диаметром).
• Токарно-револьверные – для работы с поковками, отливками и прутками.
• Лоботокарные станки позволяют делать заготовки шестеренок, звездочек, колес, шкивов, фланцев и др.
• Токарно-фрезерные являются универсальным оборудованием, которое используется в серийном производстве деталей, имеющих сложную конфигурацию.

Читайте также

«Полосовая сталь: какая бывает, как производится и где используется»

Подробнее

• Токарные автоматы представляют собой установки с несколькими шпинделями. Они используются для производства изделий, имеющих сложную геометрию многопрофильных поверхностей.
• Токарные станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Оборудование этого типа оснащается автоматизированными системами управления, поэтому может осуществлять многообразные, повторяющиеся операции с высокой точностью.

Любой вид токарного оборудования должен иметь соответствующую маркировку, содержащую сведения о параметрах и рабочих характеристиках. Как правило, она включает:

• Данные производителя: название и логотип.
• Модель: марка и серия.
• Характеристики: максимальные показатели диаметра и длины обрабатываемого изделия, мощность мотора, число оборотов шпинделя и др.
• Тип управления: ручной, полуавтомат или ЧПУ.
• Год выпуска конкретного станка.

Чтобы выбрать определенную модель, необходимо учитывать производственные задачи и необходимую производительность.

Виды токарных резцов

Токарные работы подразделяются на чистовые и черновые. Под тот или другой их вид соответственно подбирают и режущий инструмент. В зависимости от типа резца изменяется и максимальный снимаемый слой, что и определяет производительность оборудования при каждом конкретном способе вытачивания.

Резцы для обработки деталей на токарном станке классифицируются по следующим характеристикам:

• направление продольного перемещения: правые (в ходе обработки детали передвигаются от задней к передней бабке станка) и левые (перемещаются в обратном направлении);
• форма режущей части: с оттянутой кромкой (крепежная часть резца тоньше режущей), прямые и отогнутые;

• цель обработки: подрезные (обрабатываемая поверхность перпендикулярна оси вращения), проходные (для торцевания), канавочные (точение канавок), фасонные (формируют сложный профиль обрабатываемой поверхности), расточные (для развертки отверстий в деталях), резьбовые (нарезают резьбы), отрезные (торцовка изделий требуемой длины).

Основные правила токарной обработки поверхностей деталей с помощью токарных резцов:

• Отогнутые или прямые резцы применяются для внешних поверхностей изделий.
• Упорные резцы используются для работы с торцевыми и цилиндрическими поверхностями деталей.
• Канавки при черновой токарной обработке могут формироваться отрезными резцами. Такой инструмент применяют для торцовки изделий и отрезания заготовок перпендикулярно оси вращения.
• Расточные резцы позволяют развертывать имеющиеся отверстия.

Существуют также отдельные резцы для токарной обработки фасонных поверхностей.

Читайте также

«Способы обработки тонколистового металла и области применения»

Подробнее

Таким инструментом может выполняться вытачивание не очень длинных деталей (образующая линия до 4 см). Такие резцы классифицируются:

• с учетом особенностей конструкции: стержневые, круглые и призматические;
• по направлению перемещения инструмента в процессе обработки: радиальные и тангенциальные.

На показатели производительности токарных станков и качество обрабатываемой поверхности также влияет сложность конфигурации готового изделия.

Техника безопасности при работе на токарном станке

Предусматриваются определенная последовательность и правила обработки детали на токарном станке. Их соблюдение позволяет не испортить изделие, избежать поломки режущего инструмента и травмирования токаря.

• Обязательно должна использоваться защитная экипировка (спецодежда, очки, головной убор, обувь закрытого типа. Это необходимо для предотвращения ожогов и травм от осколков материала или стружки.
• Запрещается работать на токарном станке в перчатках.

• Режущий токарный инструмент должен быть правильно заточен, отцентрован и надежно закреплен.
• В случае применения стамески ее необходимо надежно удерживать двумя руками.
• Перед выполнением формовки изделия следует выполнить черновую обработку. На этом этапе срезаются все неровности на поверхности заготовки на низкой скорости (без черновой обработки возрастает риск поломки инструмента и оснастки).
• Во время работы нельзя отвлекаться или оставлять без присмотра включенный станок.
• Следует избегать спешки при выполнении операций, связанных с ручной подачей. Важно правильно рассчитать прикладываемые усилия.

Специалисты рекомендуют перед началом обработки детали на токарном станке провести тренировочные проходы с ненужными заготовками.

Соблюдая установленный порядок обработки продукции на токарном станке, можно гарантировать хороший результат работы без неприятных последствий.

Часто задаваемые вопросы о токарной обработке детали

Что включает конструкция токарного станка?

Основные конструкционные элементы:

• Станина: прочная основа, способная выдерживать высокие нагрузки.
• Бабки (передняя и задняя): специальные фиксирующие зажимы, предназначенные для фиксации детали и ее вращения.
• Суппорта с резцом.

Выше перечислены лишь основные конструкционные узлы станка для токарной обработки. Любое действие такого оборудования обеспечивается слаженной работой сразу нескольких элементов.

Читайте также

«Холоднокатаная сталь: виды, маркировка, сферы применения»

Подробнее

К примеру, электромотор создает усилие, необходимое для приведения в движение ряда агрегатов.

Какой режущий инструмент применяется для обработки на токарном станке деталей из дерева?

Для работы с древесиной применяются два основных типа резцов:

• рейер: черновая обработка заготовок;
• мейсель: формирование изделий требуемой формы.

Какая оснастка используется для обработки деталей на токарном станке?

Различают несколько наиболее распространенных видов оснасток для токарного оборудования:

• Патрон: фиксирует обрабатываемую деталь.
• Вращающийся центр: для обеспечения дополнительного крепления заготовки фиксируется в пиноль задней бабки.
• Резцедержатель: позволяет быстро менять режущий инструмент.

Представленные выше устройства способствуют более высокой точности вытачивания и повышают качество изготавливаемых изделий.

Внедряя передовые методы производства и используя современное оборудование, предприятия обеспечивают высокую точность и качество продукции. Этот фактор особенно важен в таких отраслях, как строительство и промышленное производство.