Обработка резцами на токарном станке: виды и правила

О чем речь? Обработка резцами на токарном станке – один из наиболее востребованных способов получить деталь по заданным параметрам и приемлемой цене. Его применяют для нарезания резьбы, изготовления крепежа, частей станков, валов и муфт.

На что обратить внимание? Для обработки используются различные резцы, классифицируемые по виду и назначению. Также на итоговый результат влияет правильность выбора режимов: глубины обработки, скорости подачи и нарезания.

Суть обработки резцами на токарном станке

Точение на токарном станке — это процесс, при котором осуществляется вращательное движение детали в горизонтальной плоскости с одновременным поступательным перемещением инструмента, который срезает с поверхности заготовки слой металла определенной толщины за один проход. В ходе обработки кромка резца зажимает заготовку, а инструмент снимает слой металла, преодолевая силу трения.

Чтобы обработка на станке была точной, применяются такие измерительные инструменты, как нутрометры, штангенциркули, линейки, микрометры, предельные калибры и другие. Они позволяют контролировать расположение поверхностей относительно друг друга, находить размеры деталей и определять их форму.

Классификация резцов для токарной обработки

Классификация по форме головок

Выделяют четыре типа резцов:

• Прямые. Рабочая головка и державка находятся на одной оси или на двух параллельных.
• Изогнутые. Отличаются изогнутой формой державки.

Фото: EyeEm / Freepik

• Оттянутые. Ширина державки превышает диаметр головки. Есть симметричные модели, либо такие, где головка оттянута вправо или влево.
• Отогнутые. Невооруженным глазом заметно, что головка отогнута в сторону.

Классификация по конструкции

В зависимости от конструкции резцы делятся на следующие типы:

• Цельные. Полностью выполнены из инструментальной, а чаще легированной стали. У них невысокая стоимость, однако они быстро выходят из строя и не подходят для работы с твердыми материалами.
• С напайками из твердых сплавов. Как правило, такие элементы делают из сталей Т5К10, ВК8, Т5К6. У данных резцов средняя цена и хорошая устойчивость к износу.
• Со сменными пластинами из твердых сплавов. Это самые удобные, но и наиболее дорогие резцы. Чтобы поменять пластину, режущий инструмент снимать не требуется.

Читайте также

«Токарная обработка металла: суть, виды, оборудование»

Подробнее

Классификация по направлению резания

Различают следующие виды резцов:

• Правые. Это наиболее часто используемый вид. В процессе работы данные инструменты подаются в направлении справа налево, то есть, если на инструмент сверху положить правую руку, режущая кромка будет находиться со стороны отведенного большого пальца.
• Левые. В ходе работы подаются в направлении слева направо. Если на резец сверху положить левую руку, режущая кромка будет находиться со стороны отведенного большого пальца.

Классификация по точности операций

В зависимости от данного критерия резцы бывают:

• Черновые. Их еще называют обдирочные. Используются для грубой обработки деталей.
• Получистовые. Обработка происходит на среднем уровне точности.

[sgInset53]

• Чистовые. Применяются для высокоточной обработки.
• Специальные. Используются при проведении тонких технологических операций.

Виды обработки резцами на токарном станке

Точение

Это основной тип обработки резцами на токарном станке, при котором слой металла с поверхности заготовки снимется вращательными движениями. Данный метод используется для получения конических и цилиндрических объектов. Деталь фиксируется между центрами станка либо в патроне и вращается. В это время режущий инструмент передвигается поперек либо вдоль заготовки, благодаря чему создается нужная геометрия поверхности.

Отрезка и обработка канавок

Данный вид обработки используется для отделения от заготовки части определенного размера. Резец особой формы входит вглубь детали до тех пор, пока полностью ее не перережет.

Фото: cookie_studio / Freepik

Обработка канавок состоит в формировании специальными инструментами поперечных или продольных выемок или углублений на поверхности изделия (в зависимости от того, в каком направлении перемещается резец).

Нарезание резьбы

Это вид обработки на токарном станке, который позволяет создавать наружную или внутреннюю резьбу на детали. Резьбонарезание проводится с применением специальных инструментов, профиль которых совпадает с профилем узора. Во время вращения детали резец движется вглубь изделия либо вдоль него, создавая на поверхности резьбовой профиль.

Такие методы обработки на токарном станке используются на основных этапах изготовления деталей для авиационной промышленности, машино- и судостроения, а также других отраслей.

Фрезерование

Иногда фрезерование выделяют отдельно, поскольку оно имеет свою специфику, но это также вид токарной обработки.

Посредством такого процесса получают косые, плоские, криволинейные и другие поверхности. Данный метод обеспечивает высокоточную обработку деталей и позволяет формировать сложный геометрический профиль изделий.

Сверление

Процесс состоит в создании отверстий в заготовке с помощью сверла. Деталь при этом может вращаться или оставаться неподвижной. Основное отличие сверления – формирование круглых отверстий разной глубины и диаметра. В зависимости от того, каким требованиям должна соответствовать деталь, делают глухие либо сквозные отверстия.

Растачивание

Способ обработки ранее выполненных отверстий с целью улучшения качества поверхности и уточнения размеров.

Читайте также

«Процесс обработки металла: 7 основных методов»

Подробнее

Такая операция часто нужна после сверления. Она проводится расточными головками или специальными резцами.

Режимы обработки резцами на токарном станке

Любой метод резания требует правильного выбора режима. При принятии решения необходимо учитывать следующее:

• производительность оборудования и общее время службы;
• качество оснащения прибора;
• качество и структурные особенности металла, из которого сделана заготовка.

Работа станка сопряжена с двумя видами усилий: движение и подача резца, вращение детали. От этого зависят главные технологические характеристики всех токарных станков.

Все производственные элементы, а значит и экономика процесса напрямую зависят от выбора режима. При интенсивной обработке резцами основные элементы на токарном станке быстро приходят в негодность, изнашивается оснастка, страдает силовой момент электродвигателя.

Лучше выбирать более щадящий режим работы, поскольку станки стоят недешево, а производительность труда удается поднять лишь на некоторое время.

Также выбор режима зависит от качества металла, из которого сделана деталь. Например, для титана или нержавеющей стали нужен максимально плавный и медленный ход подачи, поскольку в противном случае материал будет крошиться или колоться.

Неправильно установленная скорость вращения шпинделя в сочетании с режимом подачи может спровоцировать разбалансировку вала и приводов станка, особенно, если оборудование не новое, или много и часто используется.

Читайте также

«Из какой стали делают трубы: технологи производства и основные марки сплавов»

Подробнее

Кроме того, точность обработки не всегда повышается при увеличении скорости вращения детали. Намного чаще это вызывает появление сколов и трещин на детали, а также может привести к порче инструментов.

Глубина резания

Здесь важно упомянуть о припуске, то есть слое материала на поверхности изделия, который необходимо снять резцом, чтобы в чистовом варианте деталь соответствовала размерам, указанным в чертеже. При расточке или обработке металл срезается послойно (поэтапно), при этом слой, снимаемый за один проход, не превышает установленной толщины.

В случае механической обработки данная толщина называется глубиной резания и имеет обозначение «t». При стандартной обточке она измеряется с точностью до десятой доли миллиметра, при тщательной — до сотой доли миллиметра.

Толщина при процессах обточки находится как разность диаметров до и после обработки, поделенная на два.

Фото: reflex-ajans / Freepik

Формула выглядит следующим образом:

t = (D - d) / 2,

Где:

t – глубина резания;

D – первоначальный диаметр заготовки;

d – заданный диаметр изделия (по чертежу).

Под глубиной резания в процессе подрезки подразумевается слой материала, который инструмент за один проход может снять с торца заготовки. В случае удаления части детали вместо термина «глубина резания» применяют термин «глубина канавки».

Первое определение предполагает, что режущий инструмент сделает единственный проход, но для опытных специалистов данный показатель не является догмой.

Кроме того, на толщину снятия стружки влияет то, какая обработка (чистовая или черновая) выполняется. Чем выше вязкость металла и эффективность станка, тем больше удается срезать за один проход.

Подача при обработке резанием

Подача – это скорость передвижения крепления режущего инструмента вдоль изделия, то есть это путь, который проходит резец за каждый оборот шпинделя, измеряемый в мм/об. Скорость подачи выбирается с помощью справочной литературы. На нее влияет качество передачи, мощность оборудования, качество подшипников, свойства обрабатываемого материала.

Подача определяется по формуле:

S= (0,05…0,25) × t,

где t – это глубина резания.

Производительность токарного станка определяется скоростью подачи.

Читайте также

«Дефекты металлических изделий: виды и причины появления»

Подробнее

Любой начальник хочет, чтобы подчиненные работали на оборудовании с максимальной отдачей, однако нужно учитывать, что износ станка с увеличением скорости движения режущего инструмента ускоряется. К тому же, подача оказывает непосредственное влияние на качество поверхности изделия. Черновая обработка обычно проводится при более высокой подаче.

Скорость резания при токарной обработке

Скорость резания – это общая траектория режущей кромки инструмента, пройденная за единицу времени, измеряемая в метрах в минуту. Она, в отличие от скорости подачи, является комплексной характеристикой, поскольку учитывает также и глубину резания.

В таблицах рассматриваемый параметр обозначается «v». Данную величину рассчитывают, основываясь на нескольких сложных формулах, применяя их в определенном порядке:

• сначала находят значение t;
• затем с использованием справочника выбирают величину S;

Фото: kuzmichstudio / Freepik

• после с помощью таблиц находят vт;
• уточняют величину vут, умножая на корректирующие коэффициенты;
• определяют фактическое значение vф, учитывая скорость вращения главного вала станка.

Величина v является основной характеристикой, по которой можно судить о производительности оборудования. Также от данного показателя зависят режимы эксплуатации станка, быстрота износа режущего инструмента и качество полученного изделия.

Часто задаваемые вопросы об обработке резцами на токарном станке

Какие есть ГОСТы?

Работа на токарных станках регламентируется следующими ГОСТами:

• ГОСТ 12-3-025-80 – требования безопасности при обработке металла.
• ГОСТ 18097-93 – стандарты точности оборудования.
• ГОСТ 25762-83 – термины и определения в сфере обработки металла.
• ГОСТ 20872-80 – размеры токарных резцов.

Читайте также

«Методы фрезерования металла и частые проблемы фрезеровки»

Подробнее

Какие дополнительные инструменты используют?

С помощью вспомогательного инструмента на станке устанавливается и закрепляется режущее оборудование. Он помогает увеличить производительность обработки и сделать ее более точной. Для токарных станков могут применяться следующие виды вспомогательных инструментов:

• державки, имеющие цилиндрический хвостовик и сложную конфигурацию;
• цилиндрические державки;
• державки байонетного типа;
• призматические державки с цилиндрическим хвостовиком.

Как еще классифицируют резцы?

По назначению резцы бывают:

• подрезные (торцовые);
• отрезные;
• резьбовые;
• проходные (отогнутые упорные и прямые);
• прорезные (канавочные);
• фасонные;
• расточные.

В настоящее время самым популярным видом слесарной обработки является физическое воздействие на материал путем резания.

Однако данная операция все же является единственным способом, позволяющим получить качественное чистовое изделие в приемлемые сроки.

Изображение в шапке статьи: EyeEm / Freepik