Как осуществляется работа токарного станка

Токарная обработка металла — все о технологии токарных работ

К наиболее распространенным методикам изготовления деталей с заданными геометрическими параметрами относится токарная обработка металла. Суть данной методики, позволяющей также получать поверхность с требуемой шероховатостью, заключается в том, что с заготовки убирают лишний слой металла.

Процесс токарной обработки металла

Принципы токарной обработки

Технология токарных работ по металлу предполагает использование специальных станков и режущего инструмента (резцы, сверла, развертки и др.), посредством которого с детали снимается слой металла требуемой величины. Токарная обработка выполняется за счет сочетания двух движений: главного (вращение заготовки, закрепленной в патроне или планшайбе) и движения подачи, совершаемого инструментом при обработке деталей до заданных параметров их размера, формы и качества поверхности.

За счет того, что существует множество приемов совмещения этих движений, на токарном оборудовании работают с деталями различной конфигурации, а также осуществляют целый перечень других технологических операций, к которым относятся:

  • нарезание резьбы различного типа;
  • сверление отверстий, их растачивание, развертывание, зенкерование;
  • отрезание части заготовки;
  • вытачивание на поверхности изделия канавок различной конфигурации.

Основные виды токарных работ по металлу

Читайте также:  Станок для правки дисков легкосплавных

Благодаря такой широкой функциональности токарного оборудования на нем можно сделать очень многое. Например, с его помощью выполняют обработку таких изделий, как:

  • гайки;
  • валы различных конфигураций;
  • втулки;
  • шкивы;
  • кольца;
  • муфты;
  • зубчатые колеса.

Естественно, что токарная обработка предполагает получение готового изделия, которое соответствует определенным стандартам качества. Под качеством в данном случае подразумевается соблюдение требований к геометрическим размерам и форме деталей, а также степени шероховатости поверхностей и точности их взаимного расположения.

Для обеспечения контроля над качеством обработки на токарных станках применяют измерительные инструменты: на предприятиях, выпускающих свою продукцию крупными сериями, – предельные калибры; для условий единичного и мелкосерийного производства – штангенциркули, микрометры, нутрометры и другие измерительные устройства.

Измерительные инструменты, часто используемые в токарном деле

Первое, что рассматривают при обучении токарному делу, – это технология обработки металлов и принцип, по которому она осуществляется. Заключается этот принцип в том, что инструмент, врезаясь своей режущей кромкой в поверхность изделия, зажимает его. Чтобы снять слой металла, соответствующий величине такого врезания, инструменту надо преодолеть силы сцепления в металле обрабатываемой детали. В результате такого взаимодействия снимаемый слой металла формируется в стружку. Выделяют следующие разновидности металлической стружки.

Такая стружка формируется тогда, когда на высоких скоростях обрабатываются заготовки, выполненные из мягкой стали, меди, олова, свинца и их сплавов, полимерных материалов.

Образование такой стружки происходит, когда на небольшой скорости обрабатываются заготовки из маловязких и твердых материалов.

Стружка такого вида получается при обработке заготовок из материала, отличающегося невысокой пластичностью.

Формирование такой стружки свойственно для среднескоростной обработки заготовок из стали средней твердости, деталей из алюминиевых сплавов.

Виды стружки при токарной обработке

Режущий инструмент токарного станка

Эффективность, которой отличается работа на токарном станке, определяется рядом параметров: глубиной и скоростью резания, величиной продольной подачи. Чтобы обработка детали была высококачественной, необходимо организовать следующие условия:

  • высокую скорость вращения заготовки, фиксируемой в патроне или планшайбе;
  • устойчивость инструмента и достаточную степень его воздействия на деталь;
  • максимально возможный слой металла, убираемый за проход инструмента;
  • высокую устойчивость всех узлов станка и поддержание их в рабочем состоянии.

Скорость резки выбирается на основе характеристик материала, из которого сделана заготовка, типа и качества применяемого резца. В соответствии с выбранной скоростью резки выбирается частота вращения шпинделя станка, оснащенного токарным патроном или планшайбой.

При помощи различных типов резцов можно выполнять черновые или чистовые виды токарных работ, а на выбор инструмента основное влияние оказывает характер обработки. Изменяя геометрические параметры режущей части инструмента, можно регулировать величину снимаемого слоя металла. Выделяют правые резцы, которые в процессе обработки детали передвигаются от задней бабки к передней, и левые, движущиеся, соответственно, в обратном направлении.

Основные типы токарных резцов

По форме и расположению лезвия резцы классифицируются следующим образом:

  • инструменты с оттянутой рабочей частью, ширина которой меньше ширины их крепежной части;
  • прямые;
  • отогнутые.

Различаются резцы и по цели применения:

  • подрезные (обработка поверхностей, перпендикулярных оси вращения);
  • проходные (точение плоских торцовых поверхностей);
  • канавочные (формирование канавок);
  • фасонные (получение детали с определенным профилем);
  • расточные (расточка отверстий в заготовке);
  • резьбовые (нарезание резьбы любых видов);
  • отрезные (отрезание детали заданной длины).

Качество, точность и производительность обработки, выполняемой на токарном станке, зависят не только от правильного выбора инструмента, но и от его геометрических параметров. Именно поэтому на уроках в специальных учебных заведениях, где обучаются будущие специалисты токарного дела, очень большое внимание уделяется именно вопросам геометрии режущего инструмента.

Основными геометрическими параметрами любого резца являются углы между его режущими кромками и направлением, в котором осуществляется подача. Такие углы режущего инструмента называют углами в плане. Среди них различают:

  • главный угол – φ, измеряемый между главной режущей кромкой инструмента и направлением подачи;
  • вспомогательный – φ1, расположенный, соответственно, между вспомогательной кромкой и направлением подачи;
  • угол при вершине резца – ε.

Угол при вершине зависит только от того, как заточен инструмент, а вспомогательные углы можно регулировать еще и его установкой. При увеличении главного угла уменьшается угол при вершине, при этом уменьшается и часть режущей кромки, участвующей в обработке, соответственно, стойкость инструмента тоже становится меньше. Чем меньше значение этого угла, тем большая часть режущей кромки участвует как в обработке, так и в отводе тепла от зоны резания. Такие резцы являются более стойкими.

Практика показывает, что для токарной обработки не слишком жестких заготовок небольшого диаметра оптимальным является главный угол, величина которого находится в интервале 60–90 градусов. Если обрабатывать необходимо заготовку большого диаметра, то главный угол необходимо выбирать в интервале 30–45 градусов. От величины вспомогательного угла зависит прочность вершины резца, поэтому его не делают большим (как правило, он выбирается из интервала 10–30 градусов).

Особое внимание на уроках по токарному делу уделяется и тому, как правильно выбирать тип резца в зависимости от вида обработки. Так, существуют определенные правила, по которым обработку поверхностей того или иного типа выполняют с помощью резца определенной категории.

  • Обычные прямые и отогнутые резцы необходимы для обработки наружных поверхностей детали.
  • Упорный проходной инструмент потребуется для торцевой и цилиндрической поверхностей.
  • Отрезной резец выбирают для протачивания канавок и обрезки заготовки.
  • Расточные резцы применяются для обработки отверстий, просверленных ранее.

Отдельную категорию токарного инструмента составляют резцы, с помощью которых можно обрабатывать фасонные поверхности с длиной образующей линии до 40 мм. Такие резцы подразделяются на несколько основных типов:

  • по конструктивным особенностям: стержневые, круглые и призматические;
  • по направлению, в котором осуществляется обработка изделия: радиальные и тангенциальные.

Токарно-винторезный станок 1В625МП

Виды оборудования для токарной обработки

Из всех типов оборудования для токарной обработки наибольшее распространение и на крупных, и на мелких предприятиях получил токарно-винторезный станок. Причиной такой популярности является многофункциональность этого устройства, благодаря которой его с полным основанием можно назвать универсальным.

Перечислим основные элементы конструкции такого станка:

  • две бабки – передняя и задняя (в передней бабке размещают коробку скоростей станка; шпиндель с токарным патроном (или планшайбой), на задней бабке размещены продольные салазки и пиноль оборудования);
  • суппорт, в конструкции которого различают верхние и нижние салазки, поворотную плиту и резцедержатель;
  • несущий элемент оборудования – станина, установленная на две тумбы, в которых размещают электродвигатели.
  • коробка подач.

Все большее распространение получают станки, управление которыми осуществляется при помощи специальных компьютерных программ, – станки с ЧПУ. Конструкция таких станков отличается от обычной только тем, что в ней присутствует специальный блок управления.

В отдельные категории выделяют следующие виды станков токарной группы:

  • токарно-револьверное оборудование, применяемое для обработки деталей сложной конфигурации;
  • токарно-карусельные станки, среди которых различают одно- и двухстоечные;
  • многорезцовое полуавтоматическое оборудование, которое можно встретить на предприятиях, выпускающих свою продукцию крупными сериями;
  • обрабатывающие комплексы, на которых можно выполнять как токарные, так и фрезерные операции.

Без токарной обработки сегодня крайне сложно представить многие производственные отрасли. Поэтому данный вид работы с металлом продолжает развиваться, несмотря на и без того высокий уровень, позволяющий обеспечить высочайшее качество и скорость обработки.

Источник

Принцип работы токарного станка

Принцип работы токарного станка

Весь механизм станка укреплен на станине, сделанной из двух стальных брусьев или из профильных чугунных либо алюминиевых балок. С одной стороны станины располагается передняя бабка, внутри которой размещен электрический двигатель (0,5-1,5 л. с.), вращающий шпиндель. Последний имеет конус Морзе, в него может вставляться поводковый центр (с двумя, тремя либо четырьмя ножами и одним острием), патрон или планшайба. С другой стороны станка находится задняя бабка, центр которой поджимает заготовку, удерживая ее в горизонтальном положении.

Поворачивающийся во все стороны подручник, располагающийся как можно ближе к заготовке, поддерживает и направляет резец.

На станках с ручной регулировкой скорость (частота) вращения может переключаться (от 450 до 2 000 об./мин) рычагом коробки передач, в которой расположены шкивы с подшипниками. В более сложных моделях станков коробка передач заменена электронным вариатором, позволяющим плавно регулировать скорость на ходу.

Виды работ на токарном станке для начинающих

В зависимости от того, какой предмет надо изготовить, существует два способа крепления заготовки.

В первом случае деревянная деталь зажимается горизонтально между центрами передней и задней бабок.

Второй способ предусматривает установку исключительно в передней бабке с помощью патрона или планшайбы. Если вы новичок в работе на этом станке, будет логично начинать с первого способа.

1. Обработка заготовки, зажатой между центрами

Этот способ применяется для обработки деталей цилиндрической формы различной длины, укрепленных между центрами передней и задней бабок. Таким образом вы можете изготовить разнообразные детали: от миниатюрных шахматных фигур до ножек стола или стоек перил. Особенно опытным мастерам удается даже вытачивать бильярдные кии.

Как правильно зажать деталь

Первый шаг работы заключается в нахождении положения оси деревянной заготовки, чтобы зажать ее между поводковым центром и центром задней бабки.

  • С помощью углового центроискателя проведите карандашом с обоих торцов заготовки по две-три линии, пересечение которых и будет центром торца.
  • Сильно ударив молотком по разметочному керну, сделайте канавки и осевое углубление на торцах заготовки.
  • Наденьте заготовку на поводковый центр, подведите заднюю бабку к противоположному торцу и подожмите ею деталь так, чтобы поводки хорошо врезались в канавки на торце, а затем отведите центр задней бабки — изделие должно держаться само.
  • Вновь подведите центр задней бабки к заготовке, чтобы зафиксировать ее по оси центров. Поверните маховик задней бабки на четверть оборота, если дерево мягкое, и на пол-оборота, если оно твердое. Деталь должна быть закреплена так, чтобы ее можно было без сопротивления проворачивать рукой.

Подведите подручник как можно ближе. Поворачивая ее рукой, убедитесь, что заготовка свободно вращается и ни за что не задевает. Опорная плоскость подручника должна располагаться примерно на 5 мм ниже оси вращения.

Как работать

Следующий состоит в том, чтобы сделать брусок дерева цилиндрическим. Это осуществляется на скорости 1 000-1 500 об./мин. При этом стружка снимается справа налево с помощью широкой вогнутой желобчатой стамески для черновой обработки — рейера. Если кусок дерева длинный, черновая обработка производится в несколько этапов; подручник придвигается к детали по мере ее обтачивания, не изменяя своего положения по высоте.

Для вытачивания деталей существуют инструменты разной формы: желобчатая стамеска для обработки фасонной поверхности, плоская стамеска, крючок, полукруглый резец, скошенная стамеска (косяк) и др.

В зависимости от типа используемого инструмента и стадии работы, следует периодически приближать подручник к заготовке. После завершения процесса, когда деталь уже выточена, производится окончательная отделка (шлифование, полирование, вощение, тонирование и др.) при снятом подручнике.

2. Обработка заготовки, зажатой с одного конца

При изготовлении коробочки деревянный брусок закрывается только с одного конца. В зависимости от формы и размеров детали используются разные средства крепления: патрон с тремя или четырьмя кулачками (некоторые зажимают в восьми точках), патрон «свиной хвост» (с установочными винтами, вкручивающимися в деталь), цанговый патрон или планшайба.

Эта работа требует немалого мастерства. Здесь надо проявить большую аккуратность при вытачивании уступа, чтобы диаметр не сделать меньше, чем нужно.

Токарно-винторезный станок. Назначение, принцип действия.

Токарно-винторезные станки являются наиболее универсальными станками токарной группы и используются главным образом в условиях единичного и серийного производства.

Конструктивная компоновка станков практически однотипна.

Токарно-винторезные станки — это наиболее распространенная категория токарного металлообрабатывающего оборудования.

Это оборудования предназначены для выполнения разнообразных работ.

На этих станках можно обтачивать наружные цилиндрические, конические и фасонные поверхности, растачивать цилиндрические, конические отверстия, обрабатывать торцовые поверхности, нарезать наружную и внутреннюю резьбы, сверлить, зенкеровать и развертывать отверстия, производить отрезку, подрезку и другие операции.

Для нарезания резьбы метчиком и плашкой необходимо только главное движение, так как подача инструмента осуществляется самозатягиванием.

Токарные автоматы и полуавтоматы: принцип действия

Токарные автоматы и полуавтоматы используются для обработки заготовок сложной формы из прутка и штучных заготовок в условиях крупносерийного и массового производства. Обработка деталей на этих станках производится несколькими инструментами, которые устанавливают на суппортах и в специальных приспособлениях (сверлильных, резьбонарезных и др.)

Высокая производительность токарных автоматов и полуавтоматов достигается благодаря полной автоматизации рабочих и холостых ходов и их частичного совмещения. При этом один рабочий обслуживает несколько автоматов или полуавтоматов. Однако переналадка автоматов и полуавтоматов при переходе на обработку новой заготовки связана со значительными затратами времени, что экономически оправдано только в массовом, крупносерийном и иногда в серийном производствах.

Токарные автоматы и полуавтоматы выпускают с горизонтальной и вертикальной осью вращения шпинделя. Последние имеют преимущества по сравнению с горизонтальными: занимают меньшую площадь; обеспечивают более высокую точность обработки благодаря тому, что силы тяжести не влияют на поперечные деформации шпинделя; лучше обеспечивается защита направляющих от стружки и ее отвод. На горизонтальных токарных автоматах обрабатывают преимущественно заготовки пруткового и трубчатого типа, хотя не исключена обработка и штучных заготовок.

По способу обработки токарные автоматы и полуавтоматы делят на фасонно-отрезные, продольного точения, токарно-револьверные, многорезцовые и копировальные.

Вертикально-сверлильный станок: принцип действия

Сверлильные станки предназначены для сверления глухих и сквозных отверстий в сплошном материале, рассверливания, зенкерования, развертывания, вырезания дисков из листового материала. Для выполнения подобных операций используют сверла, зенкеры, развертки, метчики и другие инструменты. Формообразующими движениями при обработке отверстий на сверлильных станках являются главное вращательное движение инструмента и поступательное движение подачи инструмента по его оси.

Основной параметр станка — наибольший условный диаметр сверления отверстия (по стали). Кроме того, станок характеризуется вылетом и наибольшим ходом шпинделя, скоростными и другими показателями.

Станина имеет вертикальные направляющие, по которым перемещается стол и сверлильная головка J, несущая шпиндель и электродвигатель. Заготовку или приспособление устанавливают на столе станка, причем соосность отверстия заготовки и шпинделя достигается перемещением заготовки.

Управление коробками скоростей и подач осуществляется рукоятками , ручная подача — штурвалом . Глубину обработки контролируют по лимбу . Противовес размещают в нише, электрооборудование вынесено в отдельный шкаф . Фундаментная плита служит опорой станка. В средних и тяжелых станках ее верхняя плоскость используется для установки заготовок. Внутренние полости фундаментной плиты в отдельных конструкциях станков служат резервуаром для СОЖ.

Стол 9 можно перемещать по вертикальным направляющим вручную с помощью ходового винта, вращая рукоятку. В некоторых моделях стол бывает неподвижным (съемным) или поворотным (откидным). Охлаждающая жидкость подается электронасосом по шлангу. Узлы сверлильной головки смазывают с помощью насоса, остальные узлы — вручную.

Сверлильная головка представляет собой чугунную отливку, в которой смонтированы коробка скоростей, механизмы подачи и шпиндель. Коробка скоростей содержит двух- и трех-венцовый блоки зубчатых колес, переключениями которых с помощью одной из рукояток шпиндель получает различные угловые скорости. Частота вращения шпинделя, как правило, изменяется ступенчато, что обеспечивается коробкой скоростей и двухскоростным электродвигателем.

Назначение токарных мини-станков

По сути, мини-станок — это уменьшенная копия более крупного заводского оборудования.

Она подходит для работы с относительно небольшими заготовками, в основном с телами вращения: к таким относятся детали в виде сфер, цилиндров, конусов и так далее. Можно с помощью такого станка и сверлить, вытачивать канавки, нарезать резьбу, подрезать торцы и многое другое. Подойдёт он и для выравнивания поверхности. Его удобно использовать при разнообразных видах работы, а качество зависит лишь от конкретной фирмы и модели.

Приобретя настольный токарный станок, установите его на специальной подставке или просто поставьте на рабочий стол. Однако он может сдвигаться и качаться при выполнении работы, поэтому для устойчивости рекомендуем прикрепить его к поверхности. Это необязательно делать, если у вас есть специальный поддон или рабочие детали небольшие.

Основная масса таких аппаратов используется мастерами в быту, в небольших автомастерских, а также для обучения школьников и студентов токарному делу — в школьных кабинетах труда или в цехах институтов технической направленности. Они славятся высокой функциональностью, при этом не занимая много места и не требуя особенного дополнительного оборудования. Для работы с большими объёмами деталей и в промышленном производстве они, как правило, не подходят.

Тем не менее и на крупных предприятиях возникает необходимость изготовления миниатюрных изделий — например, при производстве часовых механизмов. В таких случаях используются особо точные модели для серийного и мелкосерийного производства.

Конструкция токарных мини-станков по металлу

Его главный элемент — это станина, к которой крепятся все остальные части. Она является основой всех узлов и имеет отверстия для крепления к столу. Обычно изготовлена из чугуна.

Следующий элемент — это суппорт, в который укрепляется сверло, резец или другой обрабатывающий инструмент.

Он же отвечает за перемещение сверла в нужном направлении, не отклоняясь от курса. Он передвигается при помощи вала хода и устройств передачи.

Деталь фиксируется на шпинделе — ещё одной части станка, выполненной в форме цилиндра. Именно от его параметров зависит качество работы всего устройства. Он питается энергией от электродвигателя.

На задней стойке есть специальный центр, удерживающий длинные детали во время их точения. Стойка приводится в движение специальным рычагом и фиксируется после установки необходимой позиции. Впрочем, такая тонкая регуляция есть не на всех аппаратах.

Привод у станка чаще всего бывает ременным — это наиболее удобный вариант, так как он более надёжен в случаях, когда заготовку заклинивает и механизм останавливается.

Самые маленькие станки имеют только одно место для резца в держателе, поэтому каждый раз перед сменой операции придётся вставлять его заново и регулировать высоту. Есть и возможность надстройки мини-станка — вы можете купить специальный держатель с поворотом.

Принцип работы настольных станков

Мини-токарные станки работают по тому же принципу, что и большое промышленное оборудование.

Принцип работы станка несложен. Если нужно обработать достаточно длинную деталь, ее закрепляют в патроне шпинделя, на задней бабке устанавливают сверлильный патрон со сверлом, выполняют в торце детали центровочное отверстие.

Потом патрон меняют на вращающийся центр, которым поджимают заготовку со свободного торца.

В резцедержателе закрепляют и выставляют по высоте нужный резец. Суппорт приводится в движение либо с помощью рукояток подачи, либо автоматически, в зависимости от модели станка и выбранного режима обработки.

Коробка передач позволяет менять скорость вращения и режимы работы.

Закрепленная в патроне шпинделя деталь вращается вокруг горизонтальной оси, а резец снимает стружку на заданную глубину.

Для обработки металлических деталей резец изготавливается из твердосплавных материалов.

Настольные комбинированные станки

Если настольные компактные станки становятся незаменимыми для малогабаритной или передвижной мастерской, то что уж говорить о комбинированных устройствах.

Мини-токарно-фрезерный станок, мало того что не требует большой площади для установки, он и стоит дешевле, чем два станка по отдельности.

На место резцедержателя устанавливаются тиски фрезерной части или же фрезеруется деталь, установленная в центрах.

На комбинированном станке выполняются токарные операции по резанию, проточке, сверлению, накатке, зенкованию и фрезерные по вырезанию канавок и пазов, получению профильных поверхностей, торцеванию.

Мини-токарный станок по дереву

В деревообработке разделение оборудования на промышленное и бытовое значительно более условно, чем в металлообработке.

На маленьких настольных токарных станках обрабатывается абсолютное большинство деталей цилиндрической формы даже на крупных предприятиях по производству мебели.

Устройство токарных станков по металлу и дереву практически одинаково с теми же передней и задней бабками на станине, электродвигателем и ременной передачей. В деревообработке значительно многообразнее инструменты и приспособления для разных видов обработки дерева, включая фасонную обработку и художественную резьбу. Поэтому и больше набор патронов и планшайб для установки их на станке. Существует даже специальное приспособление в виде насадки на шпиндель с эксцентриком и ползунами для точения овалов.

Источник

Оцените статью