Черновая обработка или черновое точениеРазделительный алюминийЗавершить поворот
Токарная обработка — это процесс обработки , при котором режущий инструмент , как правило, невращающийся резец , описывает винтовую траекторию, двигаясь более или менее линейно, в то время как заготовка вращается .
Обычно термин «токарная обработка» зарезервирован для создания внешних поверхностей этим режущим действием, тогда как это же самое существенное режущее действие, применяемое к внутренним поверхностям (отверстиям того или иного вида), называется « расточкой ». Таким образом, фраза «токарная обработка и расточка» классифицирует более крупное семейство процессов, известных как токарная обработка. Резка поверхностей на заготовке, будь то токарный или расточный инструмент, называется «обработкой торцов» и может быть объединена в любую из категорий как подмножество.
Токарная обработка может выполняться вручную, на традиционном токарном станке , который часто требует постоянного контроля со стороны оператора, или с помощью автоматизированного токарного станка, который этого не требует. Сегодня наиболее распространенным типом такой автоматизации является числовое программное управление , более известное как ЧПУ. (ЧПУ также широко используется со многими другими типами обработки помимо токарной обработки.)
При точении заготовка (кусок относительно жесткого материала, такого как дерево, металл, пластик или камень) вращается, а режущий инструмент перемещается вдоль 1, 2 или 3 осей движения для получения точных диаметров и глубин. Точение может быть как снаружи цилиндра, так и внутри (также известно как расточка ) для производства трубчатых компонентов с различной геометрией. Хотя сейчас это довольно редко, ранние токарные станки могли использоваться даже для производства сложных геометрических фигур, даже платоновых тел ; хотя с появлением ЧПУ стало необычным использовать некомпьютеризированное управление траекторией инструмента для этой цели.
Процессы токарной обработки обычно выполняются на токарном станке, который считается старейшим из станков, и могут быть разных типов, таких как прямое точение , коническое точение , профилирование или наружная проточка канавок . Эти типы процессов токарной обработки могут производить различные формы материалов, такие как прямые , конические , изогнутые или канавчатые заготовки. В целом, при токарной обработке используются простые одноточечные режущие инструменты. Каждая группа материалов заготовки имеет оптимальный набор углов инструмента, которые были разработаны на протяжении многих лет.
Кусочки отходов металла от токарных операций известны как чипы (Северная Америка) или стружка (Британия). В некоторых областях они могут быть известны как токарная обработка .
Оси движения инструмента могут быть буквально прямой линией или они могут проходить по некоторому набору кривых или углов, но по сути они линейны (в нематематическом смысле).
Деталь, которая подвергается токарной обработке, можно назвать «Точеная деталь» или «Обработанный компонент». Токарные работы выполняются на токарном станке, который может управляться вручную или с помощью ЧПУ.
Токарные работы
Конкретные операции токарной обработки включают в себя:
Поворот
Поворот
Общий процесс токарной обработки включает вращение детали, в то время как одноточечный режущий инструмент перемещается параллельно оси вращения. [1] Точение может выполняться как на внешней, так и на внутренней поверхности детали (процесс, известный как расточка ). Исходным материалом обычно является заготовка, полученная другими процессами, такими как литье , ковка , экструзия или волочение .
Коническая токарная обработка
Конусная токарная обработка создает цилиндрическую форму, которая постепенно уменьшается в диаметре от одного конца к другому. Это может быть достигнуто a) с помощью составного суппорта b) с помощью приспособления для конической токарной обработки c) с помощью гидравлического копировального приспособления d) с помощью токарного станка с ЧПУ e) с помощью формовочного инструмента f) смещением задней бабки - этот метод больше подходит для неглубоких конусов. [2]
Сферическая генерация
Сферическое формирование создает сферическую готовую поверхность путем поворота формы вокруг фиксированной оси вращения. Методы включают в себя a) использование гидравлического копировального приспособления b) токарный станок с ЧПУ (числовым программным управлением) c) использование формовочного инструмента (грубый и готовый метод) d) использование станины (нужен чертеж для объяснения). [2]
Жесткий поворот
Твердая токарная обработка — это вид токарной обработки, выполняемой на материалах с твердостью по шкале Роквелла C более 45. Обычно она выполняется после термической обработки заготовки . [3]
Процесс предназначен для замены или ограничения традиционных шлифовальных операций . Твердая токарная обработка, применяемая исключительно для целей удаления материала, успешно конкурирует с грубой шлифовкой. Однако, когда она применяется для отделки, где форма и размер имеют решающее значение, шлифовка превосходит ее. Шлифовка обеспечивает более высокую размерную точность круглости и цилиндричности. Кроме того, полированная поверхность Rz=0,3-0,8z не может быть достигнута только с помощью твердой токарки. Твердая токарная обработка подходит для деталей, требующих точности круглости 0,5-12 микрометров и/или шероховатости поверхности Rz 0,8-7,0 микрометров. Она используется для зубчатых передач, компонентов впрыскивающих насосов и гидравлических компонентов, среди прочих применений. [3]
Облицовка
Облицовка
Торцевание в контексте токарной обработки подразумевает перемещение режущего инструмента под прямым углом к оси вращения вращающейся заготовки. [1] Это может быть выполнено с помощью операции поперечного суппорта, если он установлен, в отличие от продольной подачи (точения). Это часто первая операция, выполняемая при производстве заготовки, а часто и последняя — отсюда и выражение «finding up».
Расставание
Этот процесс, также называемый отрезкой или обрезкой , используется для создания глубоких канавок, которые позволяют удалить готовый или частично готовый компонент из исходной заготовки.
Проточка канавок похожа на отрезку, за исключением того, что канавки прорезаются на определенную глубину, а не отделяют готовый/частично готовый компонент от заготовки. Проточка канавок может выполняться на внутренних и внешних поверхностях, а также на лицевой стороне детали (торцевая проточка канавок или трепанирование).
Увеличение или сглаживание существующего отверстия, созданного сверлением, формовкой и т. д., то есть обработка внутренних цилиндрических форм (генерация) a) путем установки заготовки на шпиндель через патрон или планшайбу b) путем установки заготовки на поперечный суппорт и помещения режущего инструмента в патрон. Эта работа подходит для отливок, которые слишком неудобны для установки на планшайбу. На токарных станках с длинной станиной большая заготовка может быть прикреплена болтами к приспособлению на станине, а вал может быть пропущен между двумя выступами на заготовке, и эти выступы могут быть рассверлены до нужного размера. Ограниченное применение, но оно доступно опытному токарю/машинисту. [2]
используется для удаления материала с внутренней стороны заготовки. Этот процесс использует стандартные сверла, которые неподвижно закреплены в задней бабке или револьверной головке токарного станка. Процесс может быть выполнен с помощью отдельно доступных сверлильных станков.
Нарезание зубчатого рисунка на поверхности детали для использования в качестве рукоятки или визуального улучшения с помощью специального накатного инструмента. [2]
Операция по калибровке, при которой удаляется небольшое количество металла из уже просверленного отверстия. [2] Она выполняется для изготовления внутренних отверстий очень точного диаметра. Например, отверстие диаметром 6 мм делается путем сверления сверлом диаметром 5,98 мм, а затем рассверливается до точных размеров.
Как стандартную, так и нестандартную резьбу можно нарезать на токарном станке с использованием соответствующего режущего инструмента. (Обычно с углом при вершине 60 или 55°) Либо снаружи, либо внутри отверстия (операция нарезания резьбы представляет собой процесс изготовления внутренней или наружной резьбы в заготовке). [4] Обычно называется одноточечной резьбой.
Нарезание резьбы в гайках и отверстиях а) с помощью ручных метчиков и центра задней бабки б) с помощью резьбонарезного устройства с фрикционной муфтой для снижения риска поломки метчика. [2]
Операции по нарезанию резьбы включают в себя а) все типы наружных и внутренних резьбовых форм с использованием однозаходного инструмента, а также коническую резьбу, двухзаходную резьбу, многозаходную резьбу, червяки, используемые в редукторах червячных колес, ходовой винт с однозаходной или многозаходной резьбой. б) с использованием резьбонарезных коробок, оснащенных 4 формообразующими инструментами, резьба диаметром до 2 дюймов, но можно найти коробки большего размера. [2]
при котором некруглые формы обрабатываются без прерывания вращения сырья.
Токарные станки
Токарный станок — это станок, используемый в основном для обработки деталей из металла, дерева или других материалов, удерживая и вращая заготовку, пока резец продвигается в работу, вызывая режущее действие. Токарные станки можно разделить на три типа для легкой идентификации: токарный станок с двигателем , токарный станок с револьверной головкой и токарные станки специального назначения . Некоторые из них поменьше монтируются на столе и являются полупереносными. Более крупные токарные станки монтируются на полу и могут потребовать специальной транспортировки, если их необходимо переместить. В полевых и ремонтных мастерских обычно используют токарный станок, который можно адаптировать для многих операций и который не слишком велик для перемещения с одного рабочего места на другое. Токарный станок с двигателем идеально подходит для этой цели. Обученный оператор может выполнить больше операций по обработке с помощью токарного станка с двигателем, чем с любым другим станком. Токарные станки с револьверной головкой и токарные станки специального назначения обычно используются в производственных или цеховых цехах для массового производства или специализированных деталей, в то время как базовые токарные станки с двигателем обычно используются для любого типа токарных работ.
На протяжении многих лет в обрабатывающей промышленности, с повышением сложности обработки продукции, появились токарно-фрезерные многоцелевые станки с ЧПУ, которые сохраняют характеристики токарной обработки, но также расширяют функциональные возможности фрезерного станка , сочетание которых повышает эффективность производства.
Методы крепления
Цанги
Патрон : Патроны являются очень распространенным методом крепления заготовки. Существует много типов, некоторые для круглой и квадратной заготовки, а другие для нестандартных форм.
Цанга : в основном используется для небольших круглых заготовок.
Планшайба : для токарной обработки деталей типа D, например, заготовок шестерен, можно использовать планшайбу, поводок и оправку.
Центры : заостренные конусы, между которыми вращается деталь, часто приводимая в движение «собачкой». Могут использоваться для вращения длинных валов и цилиндров.
Приводной центр : использует гидравлические или подпружиненные зубья, которые «вгрызаются» в конец заготовки и могут использоваться, когда необходимо обработать всю длину заготовки.
Инструменты
Различные углы, формы и размеры одноточечного режущего инструмента имеют прямое отношение к получаемой поверхности заготовки в операциях обработки. Существуют различные типы углов, такие как передний угол , боковой передний угол , угол режущей кромки , задний угол, радиус носа , и они могут отличаться в зависимости от заготовки. Кроме того, существует множество форм одноточечных режущих инструментов, таких как V-образные и квадратные. Обычно для надежного удержания режущего инструмента во время работы используется специальный держатель инструмента.
Динамика поворота
Силы
Относительные силы в токарной операции важны при проектировании станков. Станок и его компоненты должны быть способны выдерживать эти силы, не вызывая значительных отклонений, вибраций или дребезжания во время операции. В процессе токарной обработки действуют три основные силы:
Режущая или тангенциальная сила действует вниз на кончик инструмента, позволяя отклонять заготовку вверх. Она обеспечивает энергию, необходимую для операции резания. Удельная сила резания, необходимая для резки материала, называется удельной силой резания. Сила резания зависит от материала.
Осевая или сила подачи действует в продольном направлении. Ее также называют силой подачи, поскольку она действует в направлении подачи инструмента. Эта сила стремится оттолкнуть инструмент от патрона.
Радиальная или осевая сила действует в радиальном направлении и стремится оттолкнуть инструмент от заготовки.
Скорости и подачи
Скорости и подачи при токарной обработке выбираются с учетом материала фрезы, материала заготовки, жесткости установки, жесткости станка и мощности шпинделя, выбора охлаждающей жидкости и других факторов.
Кормить
Расстояние, на которое инструмент продвигается в материале за один оборот, называется «подачей». Оно указывается в мм за оборот (мм/об).
^ ab Тодд, Роберт Х.; Аллен, Делл К.; Альтинг, Лео (1994), Справочное руководство по производственным процессам, Industrial Press Inc., стр. 153, ISBN 0-8311-3049-0.
^ abcdefg Workshop Technology, автор WAJ Chapman Ph.DMSc.(Eng.), MMech.E., MProd.E., директор Hatfield College of Technology, Хартфордшир, впервые опубликовано в 1951 году, части первая, вторая и третья опубликованы Edward Arnold (издательство Limited)
^ ab Koepfer, Chris (2010-01-22). "Твердая токарная обработка как альтернатива шлифованию". Производственная обработка . Получено 2010-03-04 .
^ "Нарезание резьбы на токарном станке: современный механический цех". Mmsonline.com. 2003-01-15 . Получено 2012-03-13 .
Внешние ссылки
На Викискладе есть медиафайлы по теме «Токарная обработка» (процесс механической обработки) .
"Введение в токарный станок". Архивировано из оригинала 2010-01-29 . Получено 2010-01-08 .
