16.01.2025
1107
Токарная обработка резанием: методы, инструменты, режимы
О чем речь? Токарная обработка резанием – способ доведения заготовки металла путем удаления ее слоев с помощью резца до достижения заданного размера и формы. Параметры оценивают специальным инструментом: микрометром, штангенциркулем, калибрами.
На что обратить внимание? Качество токарной обработки резанием зависит от выбранных режимов. К основным относят скорость резания, подачу и глубину. Параметры высчитываются по формулам с использованием табличных значений.
В статье рассказывается:
Суть и задачи токарной обработки резанием
Процесс точения на токарном станке – это снятие слоя металла заданной толщины вдоль заготовки за один проход резца. При этом происходит одновременное вращательное движение детали в горизонтальной плоскости и поступательное перемещение инструмента. В ходе работы заготовка прижимается режущей кромкой резца, который преодолевает силу трения и удаляет металл на требуемую толщину.
Фото: unaihuiziphotography / Freepik
Токарный станок может сочетать 2 вида движения, а также позволяет использовать резцы разного типа, свёрла и иной инструмент. Это даёт возможность обрабатывать заготовки с цилиндрической, фасонной, конической и иной поверхностью, создавать внутренние отверстия, нарезать резьбу, а также совершать другие металлорежущие операции. Станок позволяет выточить гайки, болты, шкивы, валы, муфты и иные детали.
Перечень основных токарных операций:
- обработка цилиндрических, конических и фигурных поверхностей;
- нарезание резьбы;
- вытачивание канавок;
- сверление внутренних отверстий;
- резание деталей и заготовок;
- развертывание и зенкование отверстий.
Токарная обработка заготовок требует соблюдения точности заданных параметров. Для этого применяются измерительные инструменты: штангенциркули, микрометры, нутромеры, линейки, предельные калибры и другие.
Читайте также
«Виды механической обработки и их преимущества»Они дают возможность осуществить контроль взаимного расположения различных поверхностей, размеров и форм готовой детали.
Ирина Балтаг
Заместитель директора
3 документа, которые помогут сохранить бюджет и уложиться в сроки работ
Металлообработка — это многогранный процесс, требующий внимания ко многим деталям.
Мы подготовили подборку полезных документов, которые не только помогут вам сохранить бюджет и уложиться в сроки работ, но и научат правильно выбрать подрядчика, чтобы работа была сделана качественно. И да, это бесплатно!
Как выбрать калиброванный круг
Все, что необходимо учесть, чтобы не не потерять в качестве
5 критических ошибок при металлообработке
Никогда не совершайте 4-ю ошибку!
И в 2 раза сэкономить
Уже скачали 100 500 человек
DOC 0,8 mb
PDF 3,7 mb
3 документа, которые помогут сохранить бюджет и уложиться в сроки работ
Металлообработка — это многогранный процесс, требующий внимания ко многим деталям.
Мы подготовили подборку полезных документов, которые не только помогут вам сохранить бюджет и уложиться в сроки работ, но и научат правильно выбрать подрядчика, чтобы работа была сделана качественно. И да, это бесплатно!
Ирина Балтаг
Заместитель директора
Все, что необходимо учесть, чтобы не не потерять в качестве
5 критических ошибок при металлообработке
Никогда не совершайте 4-ю ошибку!
Как рассчитать стоимость работ по металлообработке
И в 2 раза сэкономить
Уже скачали 100 500 человек
DOC 0,8 mb
PDF 3,7 mb
3 документа, которые помогут сохранить бюджет и уложиться в сроки работ
Металлообработка — это многогранный процесс, требующий внимания ко многим деталям.
Мы подготовили подборку полезных документов, которые не только помогут вам сохранить бюджет и уложиться в сроки работ, но и научат правильно выбрать подрядчика, чтобы работа была сделана качественно. И да, это бесплатно!
Ирина Балтаг
Заместитель директора
Никогда не совершайте 4-ю ошибку!
И в 2 раза сэкономить
Как выбрать калиброванный круг
Все, что необходимо учесть, чтобы не не потерять в качестве
Уже скачали 27173 человек
DOC 0,8 mb
PDF 3,7 mb
Методы и инструменты токарной обработки резанием
Есть два вида обработки.
Ручной
Оператор держит под контролем весь процесс – размещает заготовку, закрепляет инструмент, осуществляет расчёты, устанавливает суппорт в начальную точку, выставляет скорость вращения и режим подачи, корректирует все параметры в ходе выполнения задания. Это традиционный метод токарной обработки деталей.
Автоматизированный
Современные станки с числовым программным управлением (ЧПУ) позволяют выполнить все операции, кроме закрепления заготовки, в автоматическом режиме. Впрочем, уже создана техника, умеющая даже фиксировать болванку без помощи человека. Подобные устройства характеризуются точностью деятельности и удобством применения.
Обработка резанием на токарном станке даёт возможность произвести большое количество разных операций.
К главным типам деятельности можно отнести:
- Удаление верхнего слоя материала с внешних цилиндрических либо конических поверхностей заготовки для получения нужного размера детали и создания определённой шероховатости.
- Сверление отверстий, их зенкерование и последующее развертывание.
- Вытачивание пазов и канавок.
- Нарезка внешней или внутренней резьбы.
- Точная работа с внутренними цилиндрическими и коническими поверхностями.
- Отрезание элементов изделия.
- Вытачивание фасок.
- Накатка рифлений.
Эти операции можно осуществить, если станок оборудован необходимым функционалом.
Фото: EyeEm / Freepik
В качестве основного инструмента для металла чаще всего используется резец. Передняя и задняя его стороны сходятся, формируя основное и дополнительное лезвия для производства работ. Место их пересечения – вершина резца. Если сделать поперечный разрез инструмента, то можно увидеть, что лезвия всегда имеют клинковую форму.
Правильное размещение поверхностей и лезвий в режущей части оснастки относительно державки невозможно без знания угловых размеров. При изучении геометрических особенностей резца внимание, прежде всего, уделяется главной плоскости. А затем – поверхностям резания и главной секущей.
Резание, как вид металлообработки, требует особой оснастки, которая может отсекать слои материала с поверхности заготовки. Эффективность операции связана с качеством инструмента. Высокопрочный материал, из которого его производят, обязан обладать механической прочностью и теплостойкостью.
Для механической обработки металлических изделий лезвия применяемых инструментов изготавливают из быстрорежущей стали, иных твёрдых материалов, например, металлокерамики и минералокерамических сплавов (например, керметов).
Возможно использование сверхтвёрдых материалов и синтетических алмазов. С целью повышения прочности сплавов их могут покрывать титановым карбидом, ниобием, боридом или нитридом. Толщина слоя нанесённого вещества – от пяти до пятнадцати микрометров.
Режимы токарной обработки резанием
Метод должен быть оптимальным. Это комплексное решение, зависящее от ряда факторов:
- мощность токарного станка, срок службы оборудования;
- качество применяемой оснастки;
- свойства заготовки – характеристики материала, структура металла.
Оборудование даёт возможность осуществлять два вида усилий: главное движение (вращение заготовки) и подача (перемещение резца).
Читайте также
«Фрезерование детали: методы, этапы, оборудование»Это позволяет определить основные технические характеристики любого токарного станка:
- глубину резания (толщину снимаемого с поверхности обрабатываемой детали слоя);
- обороты шпинделя (скорость вращения заготовки);
- скорость подачи (резания).
Обычное требование – не просто выточить деталь, но ещё сэкономить время работы и уменьшить расход материала. Выбор оптимального режима влияет на экономику процесса.
Следует учесть, что желание добиться максимальной производительности обязательно приведёт к быстрому износу двигателя, базовых узлов станка и его оснастки. При этом КПД труда повысится не так уж и намного. Правильнее остановиться на таком варианте, который позволит сберечь дорогостоящую технику.
Также режим работы зависит от материала, из которого изготовлена заготовка. Есть металлы, например, титан или нержавеющая сталь, которые можно обрабатывать, только используя самый плавный и тихий ход подачи. Иначе материал станет крошиться, скалываться и заготовка уйдёт в брак.
Фото: AntonyGridin / Freepik
Неправильно установленная скорость вращения шпинделя, усугублённая некорректно использованным режимом подачи, приводит к разбалансировке главного вала станка и его приводов. Особенно если техника имеет большой срок эксплуатации.
Кроме того, «очевидный» для многих вывод, что чем выше скорость оборотов, тем точнее обработка детали, неверен. Скорее на заготовке появится трещина или скол, да и резцы выходят из строя гораздо чаще.
Глубина резания
Припуск – слой металла, который нужно удалить с заготовки, чтобы получить заданные размеры готового изделия. При токарной обработке металла резанием (или расточке) с обрабатываемой детали материал снимается слоями (поэтапно).
За один проход резца можно убрать слой лишь определённой толщины. Она называется глубиной резания, и обозначается латинской буквой t.
При стандартной обточке она измеряется с точностью до 0,1 мм, а при точной – до 0, 01 мм. Во время обработки толщина равняется половине разности диаметров до и после обточки заготовки. Формула такова:
t = (D – d) / 2,
где:
t – глубина резания;
D – изначальный диаметр детали;
d – указанный в чертеже диаметр изделия.
Глубина обработки при подрезке – это слой металла, который удаляется с поверхности заготовки резцом, начиная с торца, за один проход. Если же речь идёт об отрезании фрагмента от изделия, тогда имеет место подрезка, и вместо «глубины резания» говорят «глубина канавки».
Таким образом, «глубина резания» - это единственный проход резца. Для опытного специалиста данный показатель не является догмой. Токарь, опираясь на знания, выберет режим обработки, учитывая различные факторы.
Ещё один момент – толщина снятия стружки определяется тем, черновая это или чистовая стадия обработки. В зависимости от состояния техники и вязкости материала есть возможность за один проход снять слой металла большей толщины.
Подача при резании
Это скорость передвижения резца вдоль заготовки. Иными словами – путь режущего инструмента (S) за один оборот шпинделя. Обозначается в мм/об. Конкретную скорость подачи определяют по справочникам. Она зависит от мощности двигателя станка, качества передачи, состояния подшипников и свойств материала заготовки, с которой имеет дело рабочий.
При токарной обработке резанием расчёт подачи осуществляется по формуле
S = (0,05 … 0,25) × t,
где:
t – глубина резания.
Понятно, что производительность токарного оборудования напрямую зависит от скорости подачи. Поэтому руководство заинтересовано, чтобы данный параметр на производстве был максимален.
Но не стоит забывать, что чем скорость подачи выше, тем быстрее станки изнашиваются.
Кроме того, высокая подача допустима на стадии черновой обработки заготовок, где требования к качеству минимальны.
Скорость резания
При токарной обработке – это суммарная траектория режущей кромки резца за единицу времени. Измеряется в метрах в минуту. Данный показатель является комплексным, потому что здесь во внимание берётся и глубина резания.
Обозначается скорость резания латинской буквой v. Параметр рассчитывают при помощи комплекса формул. Последовательность такова:
- сначала определяют величину t;
- далее по справочнику подбирается значение S;
- затем по таблицам определяют значение vт;
- рассчитывается значение vут (с помощью умножения на корректирующие коэффициенты);
- выбирается фактическое значение vф (с учетом скорости вращения главного станочного вала).
Скорость резания – это основная характеристика производительности станка.
Фото: onlyyouqj / Freepik
Также параметр v устанавливает эксплуатационные режимы оборудования, износ режущего инструмента и качество готовых изделий.
Часто задаваемые вопросы о токарной обработке резанием
Как подобрать оптимальный способ?
Для этого следует учесть ряд нюансов:
- скорость подачи должна быть высокой, но не сказываться на качестве готового изделия;
- нужно, чтобы обработанная поверхность была без деформаций, остаточных следов и неровностей;
- инструмент должен одинаково качественно резать заготовки любого диаметра;
- резцы должны быть износоустойчивыми.
На какие параметры влияет режим резания?
Главное – на качество получившегося изделия. Оптимально подобранный режим резания позволяет получить деталь с соблюдением всех размеров и минимальным количеством дефектов.
Имеется ли связь между режимом обработки и экономией ресурсов?
Оптимизированная скорость вращения шпинделя уменьшает на выходе количество отходов и брака. Особенно это важно, если материал заготовки стоит дорого.
До сих пор одним из основных вариантов слесарной обработки металлов является физическое воздействие на них посредством резания.
И хотя до 20 % массы заготовки уйдёт в отходы, превратившись в стружку, а оборудование и инструменты отличаются высокой стоимостью и изнашиваются, но резание сейчас – это единственный метод обработки, позволяющий изготовить деталь заданного размера, оптимального качества в приемлемый срок.
Изображение в шапке статьи: haritonovstock / Freepik
Читайте также