Токарь-наиважная профессия в мире машиностроения. Без помощи токаря не заработает ни один механизм, не приведётся в движение ни одно транспортное средство. Токарные работы сейчас нужны практически в люой сфере деятельности человека.
Давайте попытаемся разобраться что изготавливает токарь. Сама суть профессии- это обработка заготовки с помощью токарных резцов путём резания и съема слоя за слоем материала, до придания заготовке необходимой формы по чертежу или эскизу.
Токарные детали как правило имеют цилиндрическую форму. Пример на фотографии ниже.
Токарь обрабатывает заготовки в виде прутков, поковок, круглого проката. С помощью токарного станка обрабатываются детали тел вращения типа: валов,осей, винтов, а также крепёжные изделия в виде: болтов гаек шпилек. Штуцера, переходники, патрубки, фланцы также обрабатываются на этом оборудовании.
Спектр работ выполняемых на токарном универсальном станке довольно широк, и чтобы перечислить всё уйдёт большое количество времени. Примеры деталей обработанных на токарном станке на фотографии чуть ниже.
С помощью токарного станка обрабатывают и изделия сложной формы, для этого используют четырёх кулачковые токарные патроны. С помощью четырёх не самоцентрирующих кулачков можно зажать даже очень самую сложную деталь, в которой например необходимо расточить отверстие либо сделать заточку, или канавку.
Настоящий специалист своего дела делает из металла невозможное. Но чтобы овладеть всеми знаниями и навыками необходимо проработать на заводе не менее 3-5 лет. Токаря проработавшие на заводе более 10 лет, уже сами в силах передать опыт начинающему поколению токарей.
Специалист своего дела – гот от года становится всё ценнее. К сожалению таких профессионалов становиться всё меньше.
Наша компания предоставляет высококачественные услуги по токарной обработке (прецизионной) на пяти осевом станке okuma multus B400 и русских классических станках 1К62, 16К20 и ДИП300 (до 5 метров), токарных автоматах.
Детали, изготовленные на наших токарных станках ЧПУ
Изготавливаем дюзы по чертежам. На размеры допуски 0,03-0,08, полировка ra 3,2 и закалка 48-52 HRC.
Изготавливаем валы и кольца из разных сталей с закалкой и покрытиями:
Токарной обработкой называют механическую обработку материалов способом резания на наружных и внутренних поверхностях. К таким видам работ можно отнести снятие фасок, торцевание, прорезание канавок, создание внутренней и наружной резьбы, обработка галтелей. Как известно, процесс точения много десятилетий назад был механизирован и выполнялся на токарных станках. Но токарная обработка чпу сегодня является настоящим новшеством и позволяет эффективно обрабатывать материалы при помощи передовых технологий.
Для начала мы опишем особенности и преимущества токарной обработки чпу , а также расскажем о типах токарных станков и о видах материалов, которые могут обрабатываться на станке чпу.
Основные особенности токарной обработки
Точение – наиболее часто применяемый способ создания таких деталей, как подшипники, втулки, гайки, валы, оси и многое другое. Среди разновидностей точения можно выделить следующие:
1. Резка. В процессе резки заготовку разделяют на несколько частей.
2. Обтачивание. Это процесс наружной обработки заготовки.
3. Растачивание. Во время растачивания осуществляют внутреннюю обработку заготовки.
4. Подрезание. При подрезании осуществляют обработку плоских торцевых поверхностей.
Так же изготавливаем детали на токарных автоматах:
Прежде всего стоит отметить, что аббревиатуру «ЧПУ» можно расшифровать как числовое программное управление. Таким образом, говоря об автоматизированном способе токарной обработки, имеют в виду точение на компьютеризированном станке. Совершается токарная обработка чпу по чертежам, которые вносятся в программу до начала работы. Но расскажем обо всем последовательно.
Токарная обработка материалов из металла и пластика на токарных станках при помощи программирования представляет собой полностью автоматизированный режим цикла обработки заготовок деталей в формате 3-D. Не имеет значения сложность чертежа – результат будет качественным и максимально точным при минимальном количестве переустановок. Благодаря возможности программирования на одном токарном станке чпу можно обрабатывать заготовки и производить детали разных видов повышенной сложности. Следует учесть, что в работе с таким оборудованием объем обработки значения не имеет – аппарат будет качественно и точно обрабатывать и большие объемы заготовок деталей, и единичные, разовые изделия.
Зачастую вращение заготовки – это и есть главное движение резания, при этом поступательное движение резца – это подача. При помощи вращения и резания материал постепенно превращается в заданную деталь, в соответствии с чертежом. Кроме этого, есть несколько второстепенных операций, которые играют вспомогательную роль в процессе обработки материала, например, включение и выключение аппарата, закрепление материала, его перемещение на станке, контроль частоты вращения.
Естественно, токарная обработка деталей на аппарате с числовым программным управлением может выполняться только высококвалифицированным профессионалом со знанием программирования и навыками работы с компьютерной техникой.
Преимущества точения на станке с чпу
Как мы уже говорили, этот способ сегодня является самым эффективным, и преимуществ у него более чем достаточно. Мы расскажем об основных.
Качество готовых изделий. Поскольку обработка деталей полностью компьютеризирована, точность соблюдения заданных параметров гораздо выше, чем при точении на обычном токарном станке. То есть на выходе параметры готовой детали максимально отвечают заданным параметрам в проекте, а при работе токаря такого соответствия достичь практически очень тяжело.
Объем работ. Один станок с ЧПУ способен заменить 6 рядовых токарных аппаратов.
Рациональное использование трудовых ресурсов. Для эффективного и налаженного производства сотрудников понадобится намного меньше, нежели для работы на обычном станке.
Увеличение количества машинного времени (приблизительно с 25 до 70 процентов), что позволяет гораздо эффективнее использовать рабочее время.
Количество операций доводки сокращается в 5–6 раз.
Уменьшение денежных затрат на проектирование, изготовление необходимого оснащения и доводочные операции.
При программном управлении количество субъективных факторов, влияющих на процесс, сокращается до минимума, поскольку минимальным является вмешательство оператора. Необходимо грамотно наладить станок и правильно задавать требуемые параметры, а далее программа все сделает сама.
Что касается материалов, которые можно поддавать токарной обработке с ЧПУ, то к ним можно отнести различные сплавы металлов, чугун, титан, нержавеющая сталь, алюминий, латунь, медь и даже пластик.
Возможно, на первый взгляд такая разнородность вызовет сомнение в качестве работы – ведь титан и пластик совершенно разные материалы. Тем не менее станок может одинаково успешно обработать оба материала. Оператору необходимо задать нужные параметры, и программа сама подберет оптимально подходящую мощность, скорость вращения и так далее.
Что касается обработки титана, на нем хотелось бы остановиться детальнее. Сегодня титан очень востребован во многих сферах производства, например, автомобилестроении, что делает его популярным и часто используемым материалом, в том числе и для токарной обработки деталей. Дело в том, что этот материал известен своей сверхпрочностью, и справиться с ним простому токарному станку не под силу. Сплавы из титана предъявляют очень высокие требования к оснащению и выдерживанию технологических процессов, для него нужно подбирать специфическую подачу и скорость. Ведь при всей своей прочности это, тем не менее очень хрупкий материал, заготовка из которого может лопнуть при нарушении одного из указанных требований.
Но токарная обработка титана при всей своей сложности вполне под силу современным аппаратам с чпу. Все это обеспечивается благодаря программированию, которым предусмотрены всевозможные нормативы для работы с тем или иным материалом.
Типы токарных станков с программированием
Токарно-фрезерные станки. Принципы их работы в процессе токарной обработки чпу и преимущества использования по сравнению с простыми станками мы уже описали ранее.
Обрабатывающие центры. Это многофункциональные устройства, которые предназначены для выполнения ряда задач – растачивания, рассверливания, нарезания резьбы, фрезерования. Они оснащены функцией смены заготовок и инструментов в автоматическом режиме.
Токарные автоматы. Многошпиндельные автоматы, которые производят ведущие западные изготовители, позволяют выполнять разнообразные операции – нарезание резьбы, фрезерование, сверление на перпендикулярных и наклонных поверхностях, при этом они отличаются минимальным остатком материала, высоким качеством обработки материалов и исключительной технологичностью операций. Такие автоматы отличаются повышенной производительностью и точностью готовых изделий, они способны заменить 7 универсальных станков. По желанию эти аппараты могут быть оснащены несколькими устройствами одновременно – резцами, патронами и другими приспособлениями. Все это обеспечивает возможность создавать детали без необходимости ее доработки на других станках.
Автоматы продольного сечения незаменимы для создания больших серий сложных деталей. Такие автоматы способны без дополнительных переналадок обрабатывать широкую номенклатуру заготовок будущих деталей небольшого размера, которые применяются в различных сферах промышленности – в электронике, автомобилестроении и машиностроении. Устройство аппарата обеспечивает безопасность работы оператора и существенно экономит не только время и ресурсы, но и производственную площадь.
Таким образом, выполнение токарной обработки чпу на токарных автоматах позволяет получить большие объемы точно и качественно выполненных изделий за короткий промежуток времени, без привлечения дополнительных человеческих ресурсов или оборудования.
Сегодня токарная обработка чпу на заказ пользуется повышенным спросом. Наша компания может предложить вам свои услуги по токарной обработке любых металлов и пластика.
Мы выполним токарную обработку с чпу в любом объеме, в кратчайшие сроки и соответствующего качества.
В нашем распоряжении имеются самые современные и высокотехнологичные обрабатывающие центры, токарно-фрезерные станки и токарные автоматы. Мы обладаем достаточными мощностями для того, чтобы максимально быстро создать для вас отдельную технологическую линию.
Сотрудничеством с нами вы неизменно будете довольны.
Токарные станки широко используются в современной промышленности для точной обработки деталей и изделий из черных и цветных металлов и дерева. С их помощью можно, например, вытачивать конусы заданных параметров, нарезать резьбу – винтовую, дюймовую, модульную и т.д.
На сегодняшний день призвано решать самые разные задачи. Поэтому существует множество видов подобных станков, среди которых токарно-винторезные, токарно-карусельные, токарно-револьверные станки, автоматы продольного точения, многошпиндельные токарные станки и ряд других.
Первые аналоги современных токарных станков появились еще до нашей эры. Этот факт точно установлен археологами, нашедшими среди исторических реликвий прошлых веков множественные рисунки неких агрегатов, с помощью которых хозяин и раб-подмастерье обрабатывали зажатые намертво между двумя центрами куски дерева, рога или кости. С тех пор прошли десятки веков, процесс претерпел огромные изменения, и примерно в 15 веке появился токарный станок, оборудованный ножным приводом, а в его конструкции использовались металлические элементы. И лишь в 18 веке станки стали широко использовать для обработки металлов, а не только мягких материалов, таких как древесина или кость.
Процесс изготовления деталей на токарных станках может отличаться степенью автоматизации. Первое оборудование, появившееся в России в серийном производстве, было довольно примитивным и малопроизводительным. С течением времени станки модернизировались, становились более мощными и функциональными. Первое токарное оборудование с программным управлением появилось в нашей стране еще в советские времена. Станочные автоматы, выпускавшиеся на московском, харьковском и куйбышевском заводах, позволяли вести изготовление деталей на токарных станках большими партиями, снизить процент бракованных изделий. Появилось отдельное оборудование для черновой и чистовой обработки деталей.
Несмотря на бурное развитие научно-технического прогресса, токарные станки на сегодняшний день остаются неотъемлемым звеном производственной цепочки во многих отраслях промышленности. С их помощью с заготовки срезается лишний металл, и она точнейшим образом обрабатывается до получения параметров, заданных чертежами. Таким образом ведется изготовление деталей на токарных станках – валов, шкивов, втулок, колес зубчатых передач, гаек, муфт и т.д.
С помощью токарных станков различных видов ведется точная обработка различных поверхностей – цилиндров, конусов, уступов, торцов, нарезается резьба, вытачиваются канавки, сверлятся и обрабатываются до нужных размеров отверстия. Для этих целей токарные станки различных видов имеют специальную конструкцию и оборудованы соответствующими инструментами: резьбонарезными головками, резцами, сверлами,
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Новосибирский Государственный Технический Университет
Бердский филиал
По предмету «Технология машиностроения»
Тема: Обработка деталей на токарных станках
Выполнил: Студент 3 курса
Группы ЭУБ-72.
Камышанов А.Ю.
Шифр: 505667207
Проверил: Никитин Юрий
Вадимович
г. Бердск
Введение
Технологическая оснастка
Заключение
Приложение
Введение
Научно-технический прогресс во всех отраслях общественного производства означает непрерывное развитие и совершенствование орудий и предметов труда, создание принципиально новых машин, материалов, источников энергии, технологических процессов, а также связанных с ними прогрессивных форм организации производства.
Ведущая роль в решении этих задач принадлежит машиностроению, которое создает наиболее активную часть основных производственных фондов, в значительной степени определяет темпы технического прогресса, роста общественного производства и его эффективности.
Продукция машиностроения обеспечивает создание не только собственной технологической базы, но и технологической базы для других отраслей промышленности, а также во многом определяет уровень развития социально-экономической системы страны и ее национальной безопасности.
Обработка резанием – одна из наиболее распространенных операций при изготовлении деталей из конструкционных материалов. В настоящее время до 80% деталей машин, аппаратов и приборов изготовляется методом снятия стружки. Большое разнообразие конструкционных материалов, применяемых в машиностроении, а также высокие требования к точности и качеству обрабатываемых поверхностей ставят перед технологами проблемы изыскания методов и средств наиболее производительной и экономически целесообразной обработки резанием.
Токарная обработка является одной из разновидностей обработки металлорезанием. Она осуществляется срезанием с поверхностей заготовки определенного слоя металла (припуска) резцами, сверлами и другими режущими инструментами на токарных станках. На них можно производить обтачивание и растачивание цилиндрических, конических, шаровых и профильных поверхностей этих деталей, подрезание торцов, вытачивание канавок, нарезание наружных и внутренних резьб, накатывание рифлений, сверление, зенкерование, развертывание отверстий и другие виды токарных работ. Станок сообщает заготовке вращение, а режущему инструменту – движение относительно нее. Благодаря различным движениям заготовки и резца происходит процесс резания.
Основные понятия и определения токарной обработки
Токарная обработка (точение) – наиболее распространенный метод изготовления деталей типа тел вращения (валов, дисков, осей, пальцев, цапф, фланцев, колец, втулок, гаек, муфт и др.) на токарных станках. На них можно производить обтачивание и растачивание цилиндрических, конических, шаровых и профильных поверхностей этих деталей, подрезание торцов, вытачивание канавок, нарезание наружных и внутренних резьб, накатывание рифлений, сверление, зенкерование, развертывание отверстий и другие виды токарных работ. Иными словами обработка на токарных станках представляет собой изменение формы и размеров заготовки путем снятия припуска. Станок сообщает заготовке вращение, а режущему инструменту – движение относительно нее. Благодаря различным движениям заготовки и резца происходит процесс резания.
Понятие о припуске на обработку. Детали машин, обрабатываемые на металлорежущих станках, изготавливают из отливок, поковок, кусков прокатного материала и других заготовок.
Припуском называется слой металла, который необходимо удалить с заготовки для получения детали в окончательно обработанном виде.
Слой металла, снимаемый на токарном станке, называется припуском на токарную обработку.
Часть металла, снятая с заготовки в процессе её обработки, называется стружкой.
Клин как основа любого режущего инструмента. Резание металлов осуществляется инструментами, имеющими, как правило, форму клина. Это объясняется способностью клина создавать выигрыш в силе, необходимой для проникновения инструмента в обрабатываемый материал. Причем этот выигрыш возрастает по мере уменьшения угла заострения клина р (рис. 1).
Рис. 1. Схемы действия клина (а) и резца (б)
Движения резания при точении. На рис. 2 схематически показано обтачивание детали 1 резцом 2. Деталь при этом вращается по стрелке υ, а резец перемещается по стрелке s и снимает с детали стружку. Первое из этих движений является главным. Оно характеризуется скоростью резания. Второе движение – движением подачи.
Рисунок 2. Движения и элементы резания при точении.
Скорость резания. Скоростью резания называется длина пути, который проходит в одну минуту точка А обрабатываемой поверхности (рис.2) детали относительно режущей кромки резца. Скорость резания измеряется в метрах в минуту и обозначается буквой υ.
где υ- искомая скорость резания в м/мин; π- отношение длины окружности в её диаметру, равное 3,14; D- диаметр обрабатываемой поверхности детали в мм; n- число оборотов в минуту.
Подача. Подачей называется величина перемещения резца за один оборот обрабатываемой детали. Измеряется в мм, обозначается буквой s.
Подача называется продольной, если перемещение резца происходит параллельно оси обрабатываемой детали, и поперечной, когда резец перемещается перпендикулярно к этой оси.
Глубина резания. Глубиной резания называется толщина снимаемого слоя материала, измеренная по перпендикуляру к обработанной поверхности детали. Измеряется в мм и обозначается буквой t.
Глубиной резания при наружном обтачивании является половина разности диаметров обрабатываемой детали до и после прохода резца. Таким образом, если диаметр детали до обтачивания был 100 мм, а после прохода резца стал равен 90 мм, то это значит, что глубина резания была:
t =(100-90)/2 = 5 мм.
Срез, его толщина, ширина и площадь. Срезом называется поперечное сечение слоя металла, снимаемого при данной глубине резания и подаче. Размеры среза характеризуются его толщиной и шириной.
Толщиной среза называется расстояние между положениями режущей кромки резца до и после одного оборота детали, измеренное по перпендикуляру к режущей кромке. Толщина среза измеряется в мм и обозначается буквой a.
Шириной среза называется расстояние между крайними точками работающей части режущей кромки. Измеряется в мм и обозначается буквой b.
Четырехугольник, заштрихованный на рис. 2, изображает площадь среза. Площадь среза равна произведению подачи на глубину резания. Площадь среза измеряется в мм, обозначается буквой f и определяется по формуле:
где f- площадь среза, мм; s- подача на один оборот в мм; t- глубина резания в мм.
Образование стружки и сопровождающие его явления. Процесс резания (стружкообразования) – сложный физический процесс, сопровождающийся большим тепловыделением, деформацией металла, изнашиванием режущего инструмента и наростообразованием на резце. Знание закономерностей процесса резания и сопровождающих его явления позволяет рационально управлять этим процессом и обрабатывать детали более качественно, производительно и экономично.
При резании различных материалов могут образовываться следующие виды стружек: сливные (непрерывные), скалывания (элементные) и надлома (рис.3).
Рисунок 3. Типы стружек: а – сливная, б – скалывания, в – надлома.
Сливная стружка образуется при резании вязких и мягких металлов (мягкая сталь, латунь) с высокой скоростью. Чем больше скорость резания и вязкость обрабатываемого материала, а также меньше угол резания и толщина среза и выше качество смазочно-охлаждающей жидкости, тем стружка ближе к сливной.
Стружка надлома образуется при резании хрупких металлов (бронзы, чугуны). Такая стружка состоит из отдельных, почти не связанных между собой элементов. Обработанная поверхность при образовании такой стружки получается шероховатой, с большими впадинами и выступами. В определенных условиях, например при обработке чугунов средней твердости, стружка надлома может получиться в виде колец. Сходство ее со сливной стружкой только внешнее, так как достаточно сжать такую стружку в руке, и она легко разрушится на отдельные элементы.
Стружка скалывания занимает промежуточное положение между сливной стружкой и стружкой надлома и образуется при обработке некоторых сортов латуни и твердых сталей с большими подачами и относительно малыми скоростями резания. С изменением условий резания стружка скалывания может перейти в сливную, и наоборот.
В целях создания наилучших условий для отвода стружки из зоны резания необходимо обеспечить ее дробление или завивание в спираль определенной длины.
Дробленую стружку в виде колец и полуколец диаметром 10-15 мм и более следует рассматривать как хорошую. Эта стружка, несмотря на то, что занимает меньший объем и легче транспортируется, снижает стойкость инструмента.
Мелкодробленая стружка должна рассматриваться как удовлетворительная. Помимо снижения стойкости резцов такая стружка, разлетаясь во все стороны, попадает на поверхности станка, нарушает нормальную работу его узлов.
Формирование стружки в виде непрерывной спирали, прямой ленты и путаного клубка не удовлетворяет требованиям обработки деталей на станках с ЧПУ и поэтому должно быть исключено.
При некоторых условиях резания на переднюю, поверхность режущей кромки налипает обрабатываемый материал, образуя нарост. Он имеет клиновидную форму, по твердости в 2-3 раза превышает твердость обрабатываемого металла. Являясь как бы продолжением резца, нарост изменяет его геометрические параметры: участвует в резании металла, влияет на результаты обработки, изнашивание резца и силы, действующие не резец. При обработке нарост периодически разрушается (скалывается) и вновь образуется. Часть его уходит со стружкой, а часть остается вдавленной в обработанную поверхность (рис. 4).
Рисунок 4. Образование и срыв нароста.
Отрыв частиц нароста происходит неравномерно по длине режущего лезвия, что приводит к мгновенному изменению глубины резания. Эти явления, повторяющиеся периодически, ухудшают качество обработанной поверхности, так как вся она оказывается усеянной неровностями. С увеличением пластичности обрабатываемого металла размеры нароста возрастают. При обработке хрупких материалов, например чугуна, нарост может и не образоваться.
Оборудование, применяемое при токарной обработке
Токарный станок – станок для обработки резанием (точением) заготовок из металлов и др. материалов в виде тел вращения. На токарных станках выполняют обточку и расточку цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание резьбы, подрезку и обработку торцов, сверление, зенкерование и развертывание отверстий и т. д. Заготовка получает вращение от шпинделя, резец – режущий инструмент – перемещается вместе с салазками суппорта от ходового вала или ходового винта, получающих вращение от механизма подачи.
Виды токарных станков.
1. Токарно-винторезный станок. Токарно-винторезный станок модели 1К62 (к примеру) служит для токарной обработки методом точения наружных поверхностей и торцов деталей с помощью резцов, а также сверление отверстий в деталях с центральной осью вращения, зенкерование, развертывание, тонкого растачивания отверстий, нарезания всех видов наружных и внутренних резьб с помощью резцов – метчиков и плашек.
Станок используется в единичном и мелкосерийном производствах, т.к. он широкоуниверсальный.
Основными узлами принятого в качестве примера станка 1К62 являются (рис. 5):
1 – передняя бабка, в которой расположен шпиндель, коробка скоростей.
2 – суппорт, состоящий из фартука впереди, нижних продольных салазок (продольная подача), среднепоперечных салазок (поперечная подача), верхнеповоротных салазок (угловая подача), резцедержателя.
3– задняя бабка, состоит из продольных салазок, корпуса и выдвигаемой пиноли. 4– горизонтальная станина на двух тумбах, внутри передней тумбы двигатель привода главного движения, в задней- двигатель ускоренных подач суппорта, между тумбами – металлическое корыто для сбора стружки.
5- коробка подач, служит для изменения величин подач суппорта.
Метод работы: деталь крепится в центрах или в патроне и от шпинделя получает главное вращательное движение. Режущий инструмент – резец крепится в резцедержателе и получает движение продольной, поперечной и угловой подач. Хвостовые инструменты (сверла, зенкеры, метчики, развертки) крепятся в пиноли задней бабки и получают движение осевой подачи.
Особенности конструкции токарно-программных станков и особенности их применения
Конструктивно, программные и универсальные станки имеют те же узлы, но вместо механических приводов с ручным переключением подач и скоростей в этих станках стоят электроприводы с изменением скорости и подачи плавно, непрерывно по командам ЧПУ.
Назначение программных станков: токарная обработка точных диаметральных и линейных размеров, завязанных между собой жесткими требованиями цилиндричности, допусков перпендикулярности торцов коси деталей. Применяют в единичном и в серийном производствах.
В карусельных станках для обеспечения безопасности обслуживания ось шпинделя вертикальна, а базовая плоскость планшайбы – горизонтальна (рис.6).
Карусельные станки бывают: 1) одностоечные; 2) двухстоечные.
2. Токарно-карусельные станки. Относятся к классу средних и тяжелых станков, которые служат для обработки деталей диаметром от 500 мм и выше, массой более 50 – 100 кг.
Токарные станки серийного производства. Они отличаются от универсальных тем, что на них обрабатывают заготовки штампованные, литые, т.е. весь припуск можно снимать за один проход одного инструмента. Конструктивно у них имеется переднепоперечный суппорт и задний револьверный суппорт.
Токарно – револьверные станки позволяют резко увеличить производительность при обработки сложных деталей, требующих большого количества инструментов в серийном производстве.
Многорезцовые токарные полуавтоматы. Токарные резцовые полуавтоматы служат для обработки из поковок и отливок многоступенчатых валов в серийном и крупносерийном производстве. Такие станки могут одновременно выполнять более одной операции, с использованием большого количества инструментов (до 10 резцов), что серьёзно повышает производительность таких станков (рис.7).
Рисунок 7. Эскиз устройства резцедержателя и обработки заготовки на многорезцовом токарном полуавтомате
Инструмент, применяемый при токарной обработке
Резцы. Основными инструментами при токарной обработке являются резцы. В зависимости от характера обработки резцы бывают черновые и чистовые. Геометрические параметры режущей части этих резцов таковы, что они приспособлены к работе с большой и малой площадью сечения срезаемого слоя. По форме и расположению лезвия относительно стержня резцы подразделяют на прямые (рис. 8, а), отогнутые (рис.8, б), и оттянутые (рис.8, в). У оттянутых резцов ширина лезвия обычно меньше ширины крепежной части.
Рисунок 8. Разновидности токарных резцов: а – прямые, б – отогнутые, в – изогнутые, г – оттянутые по отношению к оси державки резца или быть смещено вправо или влево.
По назначению токарные резцы разделяют на проходные, расточные, подрезные, отрезные, фасонные, резьбовые и канавочные (рис.9).
Рисунок 9. Типы токарных резцов: а – проходные прямые и б – проходные отогнутые, в – проходные упорные, г, д – подрезные, е – расточные проходные, ж – расточные упорные, 3 – отрезные, и -фасонные, к -резьбовые
Проходные прямые (рис.9, а) и отогнутые (рис.9, б) резцы применяют для обработки наружных поверхностей.
Для одновременной обработки цилиндрической поверхности и торцовой плоскости применяют проходные упорные резцы (рис.9, в), работающие с продольным движением подачи.
Подрезные резцы применяют для подрезания торцов заготовок. Они работают с поперечным движением подачи по направлению к центру (рис.9, г) или от центра (рис.9, д) заготовки. Расточные резцы используют для растачивания отверстий, предварительно просверленных или полученных штамповкой или литьем. Применяют два типа расточных резцов: проходные – для сквозного растачивания (рис.9, е), упорные – для глухого (рис.9, ж).
Отрезные резцы применяют для разрезания заготовок на части, отрезания обработанной заготовки и протачивания канавок. Они работают с поперечным движением подачи (рис.9, з).
Фасонные резцы применяют для обработки коротких фа сонных поверхностей с длиной образующей линии до 30-40 мм. Форма режущей кромки фасонного резца соответствует профилю детали. По конструкции такие резцы подразделяют на стержне вые, круглые, призматические, а по направлению движения подачи – на радиальные и тангенциальные. На токарновинторезных станках фасонные поверхности обрабатывают, как правило, стержневыми резцами, которые закрепляют в резцедержателе станка (рис.9, и). Резьбовые резцы (рис.9, к) служат для формирования наружных внутренних резьб любого профиля: прямоугольного, треугольного, трапецеидального. Форма их режущих лезвий соответствует профилю и размерам поперечного сечения нарезаемых резьб.
По конструкции различают резцы цельные, изготовленные из одной заготовки; составные (с неразъемным соединением его частей); с припаянными пластинами; с механическим креплением пластин (рис.10).
Рисунок 10. Типы токарных резцов по конструкции: цельные (а, б) составные с припаянными (в) или с механическим креплением (г) пластинами.
Сверла. Свёрла предназначены для сверления и рассверливания орверстий диаметром до 80 мм. Различают следующие типы сверл (рис. 1 приложения): цилиндрические с винтовой канавкой и коническим хвостовиком (стандартные и удлиненные); сверла для рассверливания чугуна с пластинкой из твердого сплава; перовые для глубоких отверстий; полые для кольцевого сверления отверстий диаметром более 60 мм.
Зенкеры. Зенкеры предназначены для окончательной обработки просверленных отверстий по 11, 12-13 квалитетам или для обработки гнезд с плоским дном под головки винтов и болтов.
Зенкеры бывают следующих типов (рис. 2 приложения): 1) со спиральным зубом, коническим и цилиндрическим хвостовиком (быстрорежущие или с пластинками твердого сплава); 2) со спиральным зубом (насадные и цельные); 3)насадные, со вставными ножами, быстрорежущие; 4) насадные, оснащенные твердым сплавом; 5) для цилиндрических углублений (цельные и съемные); 6) для зачистки торцовых поверхностей (пластинчатые или со вставными ножами); 7) зенковки обратные со штифтовым замком, оснащенные пластинками твердого сплава; 8) специальные для борштанг.
Развертки. Развертки предназначены для чистовой обработки отверстий с целью получения правильной формы и точных размеров по 6-7 и 8-9 квалитетам и шероховатости поверхности по 7-8 классам.
Типы разверток следующие (рис. 3 приложения): 1)цельные с цилиндрическим или коничским хвостовиком; 2) насадные для сквозных и глухих отверстий; 3) конические; 4) специальные для оправок и борштанг.
Метчики. На токарных станках нарезание резьбы в отверстиях производятся машинными метчиками или резьбовыми резцами. Машинные метчики (рис. 15) используют для нарезания метрической резьбы от М6 до М52 мм, дюймовой резьбы от ¼ до 2″” , трубной резьбы от 1/8 до 2″” и конической резьбы от 1/16 до 2″”.
Рисунок 15. Метчики: а – для цилиндрических резьб, б – для конических резьб
Резьбы большого диаметра нарезают сборными регилируемыми метчиками, размеры и конструкция которых не стандартизированы.
Технологическая оснастка
Универсальность металлорежущего станка расширяется применением принадлежностей и приспособлений. На токарном станке основными из них являются: патроны, центры (рис.16), люнеты. Применяются и вспомогательные приспособления: сверлильный патрон, переходные втулки, хомутики.
Рисунок 16. Вращающийся центр
Из патронов наибольшее распространение получил самоцентрирующийся трех кулачковый патрон (рис.17). Его конструкция обеспечивает одновременное перемещение трех кулачков в радиальном направлении, благодаря чему заготовка устанавливается по оси шпинделя.
Рисунок 17. Самоцентрирующийся трех кулачковый патрон
При несимметричном сечении заготовок, когда правильное ее закрепление в трех кулачковом патроне невозможно, применяют четырех кулачковый патрон с раздельным зажимом кулачков или планшайбу (рис.18).
Рисунок 18. Планшайба
При обработке в центрах, для придания вращения заготовке, применяют поводковые патроны (рис.19). При наружной обработке длинномерных заготовок малого диаметра с целью предотвращения прогиба используют неподвижный (рис.20, а) или подвижный (рис.20, б) люнеты.
Рисунок 19. Обработка в центрах: 1 – поводковый патрон, 2 – передний центр, 3 – хомутик, 4 – задний патрон, 5 – пиноль задней бабки
Рисунок 20. Обработка длиномерных заготовок с использованием неподвижного (а) и подвижного (б) люнетов
Конические поверхности на токарном станке обрабатывают следующим способами: широким, токарным резцом, поворотом верхних салазок, смещением корпуса задней бабки в поперечном направлении и с помощью копирной или конусной линейки.
Широким резцом (рис.21, а) обтачивают обычно короткие конические поверхности с длиной в 25- 30 мм.
При обработке конических поверхностей поворотом верхнего суппорта (рис.21, б) его устанавливают под углом, равным половине угла при вершине обрабатываемого конуса. Обработка ведется при ручной подаче. Угол поворота определяется по формуле:
Смещением корпуса задней бабки в поперечном направлении (рис.21, в) обтачивает длинные конические поверхности с небольшим углом конуса при вершине (до 12°). При этом смещение заднего центра в поперечном направлении определяется из выражения:
Способ обработки конических поверхностей с помощью конусной линейки (рис.21, г), прикрепляемой к станине станка, позволяет получать коническую поверхность с углом при вершине до 40°. Обработка ведется с включением механической подачи.
Рисунок 21. Способы обтачивания конусов: а – широким резцом, б- поворотом верхнего суппорта, в -смещением корпуса задней бабки; г – с помощью конусной линейки, 1- поворотная линейка, 2 – ползушка, 3 – неподвижная линейка, 4 – винт, 5 – шкала, 6- тяга, 7 – кронштейн, 8 -салазки, 9 –корпус; где D u d- диаметры обрабатываемых конических поверхностей, мм; L – высота конуса, мм.
В зависимости от формы и размеров заготовок применяют различные способы их закрепления. При отношении длины заготовки к диаметру L/D < 4 заготовку закрепляют в патроне. При 4
Распространенным способом является обработка в центрах (рис. 22), так как она позволяет переставлять деталь со станка на станок без последующей выверки. При этом в торцах обрабатываемой детали предварительно засверливают центровые отверстия. Форма и размеры центровых отверстий (рис.22) стандартизованы. При установке на станке в эти отверстия входят острия центров передней и задней бабок станка. Для передачи вращения от шпинделя передней бабки к обрабатываемой детали применяют поводковый патрон 1 (рис.22), устанавливаемый на шпинделе, и хомутик 2, закрепленный на заготовке.
Рисунок 22. Обработка в центрах: 1 -поводковый патрон, 2 – хомутик, 3 – гайка, 4 -стержень, 5 -гайка, 6 – вращающийся центр, 7 – втулка, 8 – передний центр
Центры устанавливаются в шпинделе станка и пиноли задней бабки. Центр, установленный в шпинделе, вращается вместе с заготовкой. Простой центр (рис.23, а), установленный в пиноли задней бабки, не вращается, поэтому изнашивается сам и изнашивает центровое отверстие заготовки. Для предотвращения износа применяют вращающийся центр Иногда используют: срезанный центр при подрезке торца; обратный центр (рис.23, б) при обтачивании заготовок небольшого диаметра (до 5 мм).
Рисунок 23. Токарные центры: а – простой центр (1 – конус, 2 – шейка, 3 – конус, 4 – хвостовик); б – обратный центр
Автоматизация и механизация токарной обработки
Чтобы повысить производительность и качество токарной обработки, рациональнее использовать рабочее время токаря и повысить эффективность его труда, проводят постоянную работу по автоматизации и механизации токарных станков. Автоматизация – это процесс создания приборов, устройств и механизмов, которым частично или полностью передаются функции управления станком и контроля качества обработки деталей. Механизация – это оснащение станка устройствами, которые облегчают труд токаря и освобождают его от выполнения физически тяжелых, трудоемких и утомительных работ.
К средствам механизации относят транспортные средства, зажимные устройства (самозажимные поводковые патроны, патроны с пневмо – или гидрозажимом, заднюю бабку с гидро – или пневмоприводом пиноли), механизированный привод подач резцовых салазок, задней бабки, а также гидросуппорт, который позволяет обрабатывать заготовки по копиру, закрепляемые в центрах и в патроне, по наружным и внутренним поверхностям.
К средствам автоматизации можно отнести устройства управления (датчики, кулачки, ограничители, конечные выключатели, упоры) и измерения, загрузочные устройства, устройства уборки стружки, действие которых скоординировано с работой станка и требует вмешательства рабочего только при наладке станка или при подналадке в процессе работы.
В условиях серийного производства деталей эффективно использование автоматов и полуавтоматов, обрабатывающих детали типа втулок, колец, валов, включая контроль их размеров, автоматически, без участия рабочего, который следит за исправной работой автомата, периодически загружает его заготовками и контролирует качество обработки. Обработка деталей на полуавтомате производится с участием рабочего, который производит смену заготовки, пуск станка, измерение обработанной детали и др.
Автоматы и полуавтоматы, связанные между собой транспортными и загрузочными устройствами, образуют автоматизированные участки (если имеется возможность переналадки на обработку другой детали) или автоматическую линию (если такая возможность практически отсутствует).
Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) по сравнению с обычными имеют следующие преимущества: повышение производительности и сокращение времени переналадки станка с одной детали на другую; сокращение сроков подготовки производства и др.
Огромное число морально устаревших станков может быть рационально использовано путем модернизации силами предприятия. Модернизация оборудования не является временным мероприятием. В связи с тем, что моральное старение станочного оборудования происходит значительно быстрее его физического износа, промышленные предприятия вынуждены постоянно заниматься вопросами модернизации станков.
Заключение
Из всего вышесказанного в данной работе можно заключить, что токарная обработка является одним из самых универсальных видов обработки. Этим методом можно получать детали любой формы при любых требованиях к чистоте и точности обрабатываемых поверхностей. Однако универсальность токарной обработки (универсальные методы, универсальное оборудование) способствует увеличению стоимости изготовления, т.к. многие операции требуют ручного труда высокой квалификации.
На токарных станках производится обработка наружных и внутренних цилиндрических, конических, фасонных поверхностей, торцевых плоскостей; нарезка резьбы внутренней и наружной резцами, метчиками и плашками; обрабатываются отверстия сверлами, зенкерами, развертками; накатывается рельеф и мелкомодульные зубчатые колеса и другое.
При токарной обработке применяются различные приспособления, повышающие производительность и сокращают трудоемкость рабочих.
Для повышения производительности и качества токарной обработки, рационального использования рабочего времени токаря и повышения эффективности его труда, проводят постоянную работу по автоматизации и механизации токарных станков.
Универсальность токарного станка играет большую роль в производстве деталей, однако требует больших затрат высококвалифицированного труда рабочих. Но в условиях серийного производства рациональнее использовать автоматические и полуавтоматические станки, работающих без участия человека или с малозначительной ролью такового в процессе обработки.
Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) имеют ряд преимуществ по сравнению с обычными, а именно они в значительной мере повышают производительность и сокращают время переналадки станка с одной детали на другую; сокращают сроки подготовки производства и повышают точность и качество обработки.
Список использованной литературы
1. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для машиностр. вузов – 2-е изд., перераб. и доп. – М: Машиностроение. 1980.-493 с., ил.
2. Обработка металлов резанием: Справочник технолога. А.А. Панов и др.; Под общ. Ред. А.А. Панова. 2-е изд., перераб. и доп. –М.: Машиностроение, 2004.-784 с.
3. Оглоблин А.Н. Основы токарного дела. Изд. 3-е, перераб. Под ред. Проф. Г.А.Глазова. Л.: Машиностроение. 1974. -328 с.
4. Тепинкичев В.К. Станки металлорежущие. Уч. Мет. Пособие для вузов.
Приложение
Рисунок 1. Сверла: а – цилиндрические с винтовой канавкой и коническим хвостовиком, б – цилиндрические с пластинкой ВК8, в – перовые для глубоких отверстий, г- полые для кольцевого сверления отверстий
Станка отражаются основные признаки классификации: токарно-револьверный одношпиндельный прутковый автомат, токарный одношпиндельный автомат продольного точения, токарный шестишпиндельный горизонтальный прутковый автомат, токарный восьмпшпиндельный вертикальный полуавтомат, токарно-копировальный полуавтомат для обработки профиля кулачков распределительного вала специализированный и т.п. Основные…
ов обработки металлов резанием, осуществляемый на станках токарной группы. Детали, обрабатываемые на этих станках, делятся на три класса: валы, диски, втулки. Детали обрабатываются на специализированных станках, налаженных для обработки определенных простых и средней сложности заготовок или выполнения отдельных операций: нарезание наружную и внутреннюю треугольную и прямоугольную резьбы метчиками…
