Токарная обработка металла

Токарная обработка металла виды и технологии

Токарная обработка металла – популярный способ изготовления изделий с геометрическими параметрами. Излишний слой срезают, пока деталь не приобретет определенную шероховатость, размер или форму.

Принципы обработки

При проведении работ мастера используют режущие инструменты и станки: они и снимают слой заданной величины. В процессе происходит два движения:

• основное – закрепленный в планшайбе или патроне элемент вращается;


• движение подачи – его совершает инструмент, пока заготовки не примут заданные параметры.

Поскольку движения можно совмещать по-разному, на оборудовании используют детали разных форм. Предусмотрены и дополнительные технологические операции, среди которых:

• вытачивание канавок любых форм;


• создание разнообразной резьбы;


• срез части элемента;


• зенкерование, развертывание, растачивание, сверление отверстий.

Широкая функциональность оборудования позволяет создавать самые разные детали. Важно, чтобы готовое изделие было качественным: соответствовало формам и размерам, имело определенную степень шероховатости. Контролировать качество позволяют измерительные инструменты – микрометры, калибры, нутрометры, штангенциркули.

Одна из основных задач мастера токарного дела – знание технологии токарной обработки. Выглядит весь процесс так:

• кромка врезается и зажимает поверхность;


• инструмент снимает нужный слой;


• получившийся слой превращается в стружку разных типов.

Поверхности наружные

Для совершения операции подходят резцы для:

• Чернового металлоточения. Они позволяют работать на максимальной скорости, снимается стружка максимального сечения. С их помощью мастеру удается устранить любые неровности и иные дефекты и получить элемент заданного диаметра.


• Чистового точения. Они используются для финальной обточки и удаления верхнего тонкого слоя. 

Оснастка бывает 3 видов. От модели зависит основной угол оснастки:

• отогнутый;


• прямой;


• упорный. 

От угла оснастки зависят оптимальная скорость и возможности режущего инструмента. Чем ниже угол, тем выше возможная скорость. Большая скорость допустима, если и жесткость системы тоже высока. В противном случае появятся вибрации.

Поверхности торцевые

Этот этап позволяет добиться ровного торца элемента и подрезать его в размер. Для этой цели используют проходные упорные или отогнутые резцы. Если нужна большая скорость, следует установить поперечную подачу.

Канавки

За канавки отвечают прорезные или отрезные резцы. Подача – поперечная:

• подвести к месту резец и повернуть ручку;


• дойдя до нужной глубины, медленно вывести резец;


• если ширина канавок больше 5 мм, точение следует проводить в несколько проходов;


• остается чистовое точение: достаточно оставить мм пропуска. Для этого этапа требуется тот же резец.

Резцы центрируются. Если установить их ниже хотя бы на 0,05 мм, участок будет необработанным. Если ниже, инструмент сломается.

Отверстия

На процесс влияют материал и вид совершаемой операции:

Комбинирование операций дает возможность получить любые изделия. 

Процесс проходит так:

• в шпиндель устанавливаются вращающиеся вокруг своей оси элементы;


• затем подводят резец из инструментальной стали, имеющий режущие кромки из сплава;


• разные значения твердости и трения способствуют снятию слоя;


• мастера могут использовать любую подачу либо совмещать обе технологии.

Важный этап – получение стружки. Она бывает:

• Слитая. Возникает при взаимодействии с мягкими металлами на большей скорости. Это медь, олово, полимеры, свинец.


• Стружка надлома. Образуется при взаимодействии с непластичными материалами.


• Ступенчатая. Ее получают при совершении операции на средней скорости и взаимодействии с алюминиевыми и нетвердыми стальными элементами.


• Элементная. Стружка получается в результате оттачивания маловязких и твердых деталей.

Сегодня клиентам кажется, что основным материалом выступала и продолжает выступать сталь. Но это не совсем верно. Первые станки появились при Петре I и обрабатывали они дерево: экземпляры до сих пор хранятся в Эрмитаже. Российский император увлекался разными вещами, но токарная обработка – точение – была его любимой деятельностью.

Современное оборудование сложнее старинных аналогов, но принцип работы сохранен. При этом привод из ручного перешел в электрический и более габаритный. Стандартный станок включает:

• бабку заднюю, фиксирующую крупные элементы;


• бабку переднюю со шпинделем, двигателем;


• станину для крепления элементов;


• суппорт с резцом.

Типы обработки

Существует несколько типов оборудования, выполняющих разные функции:

• Лоботокарные. Позволяют работать с колесами, звездочками, шкивами, фланцами, шестеренками.


• Винторезные. Самое популярное оборудование для вытачивания канавок, накидывания рифлений, поверхностей.


• Карусельные. Модели для работы с элементами крупных диаметров.


• Револьверные. Подходят для отливок, прутков.

Основное оборудование

Для обработки на станке нужны резцы. Они бывают:

• прямыми для наружных поверхностей;


• резьбовыми для резьб, иногда используют прямой инструмент с копьевидными головками;


• расточными – глухие и сквозные (угол 60) отверстия;


• отрезными с головками с твердосплавными напайками для канавок любой глубины;


• отогнутыми подрезными для торцевых поверхностей;


• упорными для работы со ступенчатыми валами.

Виды оборудования 

Существуют следующие типы оборудования:

Подходит для придания формы древесине и ее распилки. Большое преимущество оборудования в том, что для его использования мастеру потребуются самые базовые навыки. Среди пилильных моделей:

• Круглопильные устройства. Они предназначены для распила древесины в наклонной или вертикальной плоскостях. Из-за максимальной точности применяются при формовке.


• Ленточные станки. Линейное движение пилы разрезает металл: для предварительной подготовки дерева, металла.


• Пилорамы. Подходят для продольной, поперечной распилки материала – подготавливают его к дальнейшей работе.

Этот вид устройств нужен для удаления верхнего слоя. Строгальные оборудования бывают:

• двухсторонние рейсмусовые. Эффективное оборудование, но может показаться сложным в эксплуатации;


• односторонние рейсмусовые. Помогают отточить верхнюю поверхность на габаритных заготовках – простая конструкция и обслуживание;


• фуговальные. Доступна и базовая функция, и снятие фаски под конкретным углом.

Автоматизированные модели для сборки элементов.

Название этой группы говорит само за себя. Оборудование при помощи гидравлических прессов с фиксирующими зажимами выгибает и придает конкретную форму элементам.

Оборудование для взаимодействия с деталями на конечной стадии их изготовления. Модель с абразивом не только снимает слой, но и проводит чистовую обработку. Отталкиваясь от устройства, используют для работы с любыми поверхностями:

• кромкошлифовальное – кромка фигурных изделий;


• круглошлифовальное – тела вращения;


• плоскошлифовальное – плоские поверхности;


• специальное – особо сложные случаи.

Подходит для взаимодействия с плоскими поверхностями. Они бывают:

• вертикальные – перпендикулярно к элементу и столу;


• горизонтальные – соответствующее расположение;


• универсальные – положение заготовки меняется без ее переустановки.

Созданы для рассверливания отверстий. Они бывают:

• радиальные – угол наклона меняется для удобной работы;


• горизонтальные – работают только в горизонтальном положении;


• вертикальные – по аналогии с предыдущей группой, но в вертикальной.

С их помощью можно сделать декоративные заготовки, обточить крепежи и корпусные части. В зависимости от степени автоматизации они бывают:

• Автоматизированные. При помощи специальных узлов можно копировать некоторые процессы без участия человека, но при этом он должен контролировать работу устройства.


• Полностью автоматические. Компьютерная программа контролирует все процессы.


• Ручные. Полностью зависят от мастера.

Особенности станков по металлу

При существующем многообразии есть у группы станков и общие особенности:

• шпиндель с патроном-кулачком для закрепления заготовок;


• для крепления элементов с обеих сторон потребуется задняя бабка;


• для работы используют резцы;


• от суппорта зависят доступные методы работы с материалом;


• подача зависит от типа заготовки, шероховатости поверхности;


• станок подходит и для растачивания отверстий вдоль оси;


• в станках имеется продуманная схема передач.

Для работы нужны защитный экран и средства индивидуальной защиты.

Какие операции можно выполнять на токарных станках

С помощью оборудования:

• вытачивают канавки и накатывают рифления;


• нарезают резьбу, обрабатывают поверхности;


• отрезают части;


• делают отверстия.

Методы выполнения 

На оборудовании сверлят отверстия, точат детали, проводят комплексные работы. Для шлифовки заготовок используют притиры и высокоточные резцы: они снижают стоимость деталей и сокращают время на их обработку. В рабочем процессе участвуют развертки, лимб, сверла, измерительные приборы.

Деталь при межцентровом креплении

Методика создана для точения цилиндрических деталей – ножек для стола, стула. Первое, что нужно сделать, – преобразовать болванку. Процедура проводится так:

• Находим центр болванки, наносим разметку диаметра на заготовке, намечаем центр шилом, керном. Для выпилки узких пропилов используем ножовку: должна получиться заготовка с восьмью гранями.


• Пробиваем центр станка в подготовленный торец детали, вставляем хвостик центра в переднюю бабку. Подгоняем к изделию заднюю бабку, помещаем кончик в центральное отверстие. Зажимаем и фиксируем бабку, подаем центр в материал, стопорим штурвал.


• Настраиваем передачу с меньшей скоростью, прежде чем включить станок, проверяем элементы крепления, а затем переходим к обточке болванки до желанной цилиндрической формы.


• Переходим к выравниванию плоским резцом. Поскольку диаметр заготовки изменился, переустанавливаем упор. Кладем скос заточки на изделие, а полотно на упор. Важно, чтобы глубина резки была одинаковой на протяжении процесса. Если все делаем правильно, поверхность получается гладкой и струганной.


• Надеваем защитную маску и переходим к шлифованию цилиндра. В теории этот шаг можно пропустить: после чистовой обработки шлифовка не нужна. Но большинство мастеров предпочитает ее провести.


• Осталось поработать отрезным резцом, снять со станка заготовку, срезать отход ножовкой. Подравниваем концы стамеской или долотом.

Забота о декоративных элементах

Для создания декоративных элементов используют буртик или валик:

• Делаем разметку желобков и валиков при помощи линейки и карандаша.


• Вытачиваем валики. Кладем на упор косой резец, по линиям разметки вырезаем канавку 3 мм. Придаем канавкам V-образную форму. Операцию проделываем с обеими сторонами валика. Чтобы убрать все неровности, снимаем тонкую стружку. Подчищаем пояски, чтобы получить ровные и аккуратные углы.


• Вытачиваем пояски и желобки. Убираем между валиками часть материала, подравниваем пояски. Точим желобок с обеих сторон. Проверяем форму детали. Подчищаем поясок: у желобка должен быть острый край, а у валика – аккуратный угол.

Вытачивание заготовок с креплением в едином центре

При изготовлении элементов с полостью для вытачивания торцевых граней следует убрать заднюю бабку. Такая деталь крепится с одного края при помощи держателя на шпинделе бабки.

• Самый простой вариант – держатель с шурупом. Чаще это обычные шурупы, но в качественных моделях используют огрубленные варианты, надежно удерживающиеся в боковой и торцевой гранях. Предназначен для коротких заготовок.


• В чашечном держателе деталь фиксируется благодаря силе трения. Но для большей надежности иногда используют и шурупы.


• Шпоночный держатель вставляют в отверстие в торце детали. При вращении элемента шпонка поднимается из паза и фиксирует заготовку на держателе.


• Трехкулачковый патрон – самый старинный, но небезопасный способ обработки металла точением, потому он сегодня почти не используется. Если токарь решил остановиться на этом варианте, ему следует использовать специальное ограждение.


• В универсальном держателе предусмотрен и цанговый зажим для захвата цилиндрической части детали.

Вытачивание полостей происходит так. В креплении вытачиваем заготовку черновую, устанавливаем держатель на бабке передней. Убираем заднюю бабку, деталь устанавливаем в держатель и проверяем центровку. Перпендикулярно элементу ставим упор. Обрабатываете боковую сторону? Ведете инструмент к центру от самого края. При взаимодействии с торцевыми волокнами – наоборот. Осталось выточить внешнюю поверхность и отрезным резцом отделить деталь от крепежной части.

Планшайба

Популярный вид – создание вогнутых полостей. Из-за большого диаметра детали требуется все мастерство токаря: одно неправильное движение и происходит непоправимая ошибка. 

Чаще всего для этой цели используют планшайбу – металлический диск. Обычно она продается со станком, но можно приобрести изделия другого диаметра дополнительно.

Контрольная проверка

Для проверки формы заготовки иногда нужно выключать станок:

• картонным трафаретом;


• двумя линейками;


• при помощи кронциркуля (так проверяют толщину стенок).

Разновидности токарных резцов

Производительность станка и качество зависят от продольной подачи, глубины, скорости резания, состояния резца. Параметры влияют на:

• техническое состояние оборудования – можно избежать больших нагрузок;


• толщину снятого слоя;


• время, которое уходит на обработку;


• темп, в котором вращается вал;


• количество и тип производимой стружки.

По положению кромки резцы бывают левыми и правыми. По форме – отогнутыми, прямыми. Выделяют также проходные, расточные, резьбовые, фасонные варианты.

ГОСТы

Каждый пункт при работе на оборудовании регулируют ГОСТы:

• 12-3-025-80 – требования безопасности при металлообработке;


• 18097-93 – стандарты и размеры точности станков;


• 25762-83 – определения и термины металлообработки;


• 20872-80 – размеры токарных резцов.

Режимы

Важный показатель – выбранный режим. Следует учитывать:

• С какой скоростью вращается шпиндель с закрепленными заготовками. Скорость зависит от выбранного режима резания: скорость чернового ниже. Иначе резцы деформируется, а металл будет «гореть». Интенсивная нагрузка вредит состоянию станка.


• Подача зависит от скорости. При чистовой обработке важнее достижение точности, а при черновой – скорость снятия слоя.

Ориентируясь на режим обработки, выбирают и резцы. Популярность токарной методики объясняется просто: больший срок службы, невысокая стоимость, надежность оборудования.

Компания «ПрофБау» занимается обработкой металла. Почему следует обратиться к нам? Мы рады предложить:

• гарантию на каждую выполненную услугу;


• быстрое выполнение заказов;


• эффективное использование инновационных технологий;


• квалифицированных и опытных работников;


• строгое соблюдение рабочих сроков;


• профессиональное современное оборудование;


• возможность приобрести материал в любом объеме.

Компания «ПрофБау» ответственно подходит к выполнению заказов разной степени сложности и объема. Вы можете смело поручить нам любую работу с металлом – выполним в срок и качественно.