Токарная обработка — это один из фундаментальных методов обработки металлов, суть которой заключается в том, что заготовка, закрепленная в шпинделе, совершает вращательное движение, а режущий инструмент, закрепленный в суппорте, совершает поступательное движение, снимая слой материала для получения детали требуемой формы, размеров и шероховатости поверхности.
Детали, полученные методом точения, окружают нас повсюду – валы, оси, фланцы, втулки, шкивы, резьбовые соединения, элементы корпусов и бесчисленное множество других компонентов, без которых невозможна работа автомобилей, станков, самолетов, бытовой техники и сложного научного оборудования.
В нашей статье мы расскажем вам про основные принципы работы, сферы применения, про режимы оборудования, а также о многом другом!
Содержание
Принцип работы
Основной кинематический принцип точения прост: заготовка вращается, а резец при этом движется.
Это важное отличие от фрезерования, где, как правило, вращается инструмент.
Траектории движения резца могут быть различными:
- Продольными (вдоль оси заготовки для обтачивания цилиндрических поверхностей)
- Поперечными (перпендикулярно оси для подрезания торцов)
- Наклонными (для получения конических поверхностей)
- По сложной программе (для фасонных поверхностей).
Составляющие станков
Классическая конструкция включает несколько основных узлов:
- Станина – массивное основание, направляющие которого обеспечивают точность перемещения всех узлов.
- Шпиндель – узел с вращающимся валом, на котором крепится патрон или планшайба для зажима заготовки. Внутри коробки скоростей изменяется скорость вращения.
- Суппорт – подвижный узел, несущий резцедержатель. Он обеспечивает механизированное перемещение резца в продольном, поперечном и наклонном направлениях. Включает каретки, салазки и поворотную плиту.
- Бабка задняя – поддерживает длинную заготовку с помощью центра или служит для закрепления инструмента. Может перемещаться вдоль станины и фиксироваться.
- Коробка подач – преобразует вращение шпинделя в движение суппорта, позволяя нарезать резьбу с заданным шагом.
Виды выполняемых работ
- Наружное и внутреннее продольное точение
- Торцевание
- Подрезание
- Расточка отверстий
- Нарезание наружной и внутренней резьбы
- Отрезка
- Обработка фасонных поверхностей
- Сверление.
Применение для компрессоров
Токарная обработка применяется и для изготовления деталей компрессоров:
- Подшипниковые валы роторов, коленчатые валы и шатуны, штоки поршней
- Поршни (включая дифференциальные)
- Цилиндры (внутренние поверхности)
- Корпуса цилиндров, картеры и редукторов
- Блоки цилиндров и головки
- Шкивы, муфты и маховики
- Втулки, валы клапанов, болты и шпильки
Материалы режущей части
Должны быть значительно тверже обрабатываемого материала и сохранять эти свойства при высоких температурах.
Применяются:
- Твердые сплавы (вольфрамо-кобальтовые, титано-тантало-вольфрамовые) – основа современной обработки. Поставляются в виде пластин, механически закрепляемых на державках.
- Инструментальные стали (углеродистые и легированные) – для низкоскоростной обработки мягких материалов.
- Керамика и сверхтвердые материалы – для высокоскоростной и прецизионной обработки труднообрабатываемых сплавов и цветных металлов.
Режимы резания
Производительность, качество и экономичность обработки определяются тремя главными параметрами режимов резания:
- Скорость резания – скорость движения режущей кромки относительно обрабатываемой поверхности. Зависит от материала заготовки и резца.
- Подача – путь, пройденный резцом за один оборот заготовки. Определяет шероховатость поверхности: чем меньше подача, тем чище поверхность.
- Глубина резания – толщина слоя металла, снимаемого за один проход. Это расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями.
Высокая скорость и большая глубина сокращают время обработки, но повышают износ инструмента и требуют большей мощности.
Малая подача улучшает чистоту, но увеличивает время работы.
Оптимальные режимы выбираются по справочникам и таблицам в зависимости от конкретных условий.
Оборудование
Современный парк токарных станков разнообразен:
- Универсальные токарно–винторезные станки. Основа ремонтных цехов, опытных производств и учебных мастерских. Позволяют выполнять все виды токарных работ, в том числе нарезание резьбы с помощью ходового винта. Управление ручное, квалификация специалиста критически важна.
- Токарные станки с ЧПУ. Здесь все движения осей управляются компьютером по заранее написанной программе, что обеспечивает высочайшую повторяемость, точность, возможность изготовления деталей со сложным контуром, минимальное вмешательство оператора и высокую производительность в серийном производстве.
- Токарные обрабатывающие центры – это станки с ЧПУ, оснащенные револьверной головкой для множества инструментов и, часто, приводом для фрезерования и сверления.
Обрабатываемые материалы
Токарной обработке поддаются практически все конструкционные материалы:
- Стали. От мягких углеродистых до высоколегированных, нержавеющих и закаленных. Для каждой группы подбирается свой материал резца, охлаждение и режимы.
- Чугун. Обрабатывается без охлаждения, дает сыпучую стружку.
- Цветные металлы и сплавы. Алюминий, дюралюминий, латунь, медь, бронза. Обрабатываются на высоких скоростях, требуют резцов с высокой чистотой режущей кромки для получения блестящей поверхности.
- Титан и жаропрочные сплавы. Относятся к труднообрабатываемым: требуют специальных инструментов, низких скоростей, надежного закрепления и активного охлаждения.
Заключение
Токарная обработка металла не только не утратила своей актуальности, но и стала высокотехнологичным направлением, интегрированным в автоматизированные производственные линии и системы CAD/CAM.
Мы выполняем токарно-фрезерную обработку металлов по доступным ценам, обращайтесь!
Часто задаваемые вопросы
Что такое патрон и какие виды бывают?
Патрон – зажимное устройство для крепления заготовки на шпинделе.
Основные виды:
- Трехкулачковый самоцентрирующийся – самый распространенный, автоматически центрует круглые и шестигранные заготовки.
- Четырехкулачковый независимый – каждый кулачок перемещается отдельно, позволяет зажимать несимметричные и прямоугольные заготовки, требует ручной выверки.
- Цанговый – для точного зажима прутков малого диаметра.
- Гидропластовый – обеспечивает равномерный зажим по всей окружности тонкостенных деталей без их деформации.
Как подобрать правильную скорость резания?
Скорость зависит от материала заготовки, материала резца, типа обработки (черновая или чистовая) и системы охлаждения.
Общее правило: для мягких материалов (алюминий, латунь) скорость выше (200–1000 м/мин и более с твердосплавным инструментом), для твердых (закаленная сталь) – значительно ниже (50–200 м/мин).
Неправильно выбранная скорость ведет к быстрому износу инструмента или ухудшению качества поверхности.