Токарная обработка

При помощи точения изготавливаются втулки, переходники, соединительные элементы, муфты, кольца, шкивы и прочие детали. На ступенях тел вращения (цилиндрических и конических) могут располагаться различные канавки, скругления, фаски и отверстия.

Рис. 1 Точение на токарном станке

Применяемое оборудование

Обработка точением возможна на различных станках

Тип токарного станка	Описание	Изображение
Многорезцовый	Станки для одновременной обработки несколькими инструментами.
Карусельные	Установки для обработки деталей внушительной массы и габаритов. Заготовки обрабатываются в вертикальной плоскости.
Затыловочные	Станки с особым суппортом, предназначенные для обработки зубьев на шестернях, зубчатых колесах и т.д.
Винторезные	Простые и доступные устройства, выполняющие базовые операции. Они используются не только на предприятиях, но и в образовательных учреждениях.
Револьверные	Станки, в которых все режущие инструменты установлены в револьверную головку. Устройства являются оптимальным решением для обработки калиброванного прутка, предполагают использование нескольких режущих инструментов.
Универсальные	Устройства на базе винторезных моделей, отличающиеся расширенными возможностями.
Станки с ЧПУ	Оборудование с числовым программным управлением для точного, последовательного выполнения операций. Внушительная степень автоматизации обеспечивает быстрое решение задач любой сложности.
Токарные автоматы продольного точения	Устройства для работы со всеми типами прутка. Они отличаются умеренными габаритами и высокой производительностью.

Современное предприятие может комплектоваться несколькими типами устройств. Точение детали на токарном станке осуществляется в соответствии с технологическими картами.

Технология обработки

Технология точения на токарном станке предполагает воздействие режущей кромки на поверхность детали. В результате часть материала удаляется в виде стружки, заготовка приобретает требуемую геометрию. Операция повторяется необходимое количество раз.

При точении токарными резцами формируется стружка различных типов.

Тип стружки	Описание	Изображение
Ступенчатая стружка	Стружка, образующаяся при работе со сталями умеренной твердости и алюминиевыми сплавами. Обработка осуществляется на средних скоростях.
Стружка надлома	Стружка, отделяющаяся небольшими фрагментами. Она образуется при работе с твердыми, хрупкими материалами, такими как бронза и чугун.
Элементная стружка	Выраженная, крупная стружка. Она возникает при обработке конструкционных сталей на повышенных скоростях.
Сливная стружка	Непрерывная стружка значительной длины. Ее формирование сопровождает обработку мягких материалов на средних и высоких скоростях. Выделяют ленточную и спиральную стружку.	Ленточная	Спиральная

В зависимости от операции, геометрии детали и требований чертежа, используются токарные державки с подходящим углом в плане и длиной, а также сменные режущие пластины, с соответствующей формой режущей кромки и радиусом при вершине. Форма стружколома подбирается в зависимости от типа операции (черновая, получистовая или чистовая), требуемой шероховатости поверхности, величины съема материала, наличия или отсутствия ударов и вибраций при обработке, а также материала заготовки. Существуют десятки видов стружколомов, каждый со своим назначением.

Рис. 2 Разновидности стружколомов твердосплавных пластин

Перечень выполняемых операций

В рамках токарной обработки резанием выполняется широкий спектр операций.

Операция	Изображение	Операция	Изображение
Обработка наружных цилиндрических поверхностей		Обработка внутренних цилиндрических поверхностей или растачивание
Обработка наружных конических поверхностей		Растачивание внутренних конических поверхностей
Обработка уступов и торцов		Работа с фасонными деталями
Обработка канавок и отрезные операции

При точении заготовок на токарном станке может выполняться ряд перечисленных операций. Операции и переходы производятся в определенной последовательности, позволяют получить деталь с требуемыми параметрами.

Подбор режима

При выборе режима точения на токарном станке важно учитывать глубину резания, подачу и скорость.

• Глубина резания. Уровень погружения инструмента в тело заготовки в рамках одного прохода. Чем больше глубина, тем больше материала удаляется за один проход. Параметр измеряется в миллиметрах, подбирается с учетом размеров детали, допустимой величины съема для режущей пластины и требовании к готовому изделию.
• Подача. Величина перемещения, пройденного резцом за один оборот шпинделя. Параметр измеряется в мм/об, подбирается исходя из технических характеристик станка, жесткости системы СПИД (станок-приспособление-инструмент-деталь), особенностей обрабатываемого материала и возможностей режущей пластины. При этом учитываются возможности станка и свойства материала заготовки.
• Скорость съема материала. Интенсивность перемещения инструмента в рамках обработки. Параметр измеряется в м/мин.

Скорость имеет прямую корреляцию с подачей, определяется с учетом таблиц и рекомендаций производителя инструмента.

Таблица 1. Рекомендации по подбору скорости

Все параметры режима обработки прописываются в технологической (операционной) карте, корректируются при установке нового оборудования и изменении материала заготовок.

Рис. 3 Наглядное отображение параметров глубины и величина подачи

Оптимальные режимы резания подбираются опытным путем на конкретной детали и оборудовании. Работы выполняются в рамках теоретических значений.

Вероятные дефекты и способы их устранения

При внутреннем и наружном точении на токарном станке возможны следующие дефекты.

• Шероховатость поверхности детали не соответствует заявленным требованиям.
• Заготовка изменила геометрию, приобрела овальную, коническую или иную форму.
• Габариты изделия отличаются от эталонных.
• На поверхности детали присутствуют механические повреждения.
• Часть заготовки не прошла обработку.

К перечисленным проблемам приводит ряд факторов.

• Подача не соответствует рекомендуемому значению.
• Подшипники шпинделя имеют значительную выработку, что создает вибрации при вращении.
• Не была произведена выверка детали, установленной в патроне из-за чего съем материала производился неравномерно. Это привело к биению: радиальному и /или торцевому.
• Между некоторыми частями суппорта присутствует увеличенный зазор.
• Резец или пластина имеют не соответствующий величине съема материала
• радиус при вершине.
• При проведении работ используется затупленный инструмент.
• Геометрия резца искажена.

Устранение обозначенных недочетов поможет предотвратить дефекты, способствует повышению качества обработки заготовок.

Рис. 4 Дефекты на поверхности детали

Работа с различными типами материалов

Каждый материал имеет свои особенности обработки резанием.

Точение стали

В рамках точения стали обрабатываются нелегированные, низко- и высоколегированные сплавы. В первом случае стоит обеспечить повышенную подачу для интенсивного удаления стружки, во втором – использовать режущий инструмент повышенной твердости. При работе с высоколегированной сталью используется инструмент с повышенной прочностью кромки и производительная система охлаждения.

Рис. 5 Точение высоколегированной стали

Точение чугуна

Чугун отличается высоким содержанием углерода и кремния: более 2% и 1% соответственно. Это увеличивает твердость материала, а вместе с ней и хрупкость.

При проведении работ рекомендуется использование профильных резцов на базе керамики и CBN. Скорость – средняя или высокая.

Рис. 6 Точение чугуна

Точение цветных металлов

Обработка заготовок из алюминия, меди, бронзы и прочих цветных металлов предполагает применение пластин с задними углами и острыми кромками. Высокая мягкость материалов обеспечивает быструю обработку и минимальный нагрев. СОЖ используется больше для удаления стружки, нежели охлаждения.

Рис. 7 Точение алюминия

Частые вопросы