Среди самых универсальных и распространенных вариантов обработки разнообразных металлов служит именно токарная технология, с помощью которой возможно производить детали любых необходимых размеров, параметров. Такой метод обработки осуществляется с помощью специализированных станков, оснащенных различными типами резцов.
Но наряду с токарными работами большое распространение получило и фрезерование, штамповка, литье. Такое большое разнообразие вариантов механической обработки позволяет создавать трубы, винты, валы, пластины разной геометрии и массу иных важных деталей, которые подходят под покраску, рассчитаны на надежное и долговечное применение.
Токарная обработка — все о технологическом процессе
Токарная металлообработка — это обширный спектр процедур, направленный на удаление определенного слоя материала путем применения специальных инструментов для получения деталей требуемой формы и размеров. Для контроля параметров производимых изделий используются всевозможный измерительный инструментарий, калибры, а также эталоны.
Среди основных достоинств токарной обработки можно выделить:
- высокая степень точности выполняемых задач;
- технология подходит для работы с разными типами металлов, а также их сплавами;
- возможность производить изделия усложненной конфигурации;
- небольшое количество отходов, причем полученная стружка прекрасно подходит для дальнейшего переплавления и повторного использования;
- возможность добиться требуемой чистоты поверхности;
- возможность крупносерийного изготовления деталей разнообразного назначения.
Токарная обработка широко применяется в самых различных сферах промышленности, а также в строительной отрасли.
Принципы токарной металлообработки
При проведении токарной работы осуществляется срез материала путем контакта резца с вращающейся металлозаготовкой. Вращательное движение производит шпиндель или планшайба, а требуемые для этого усилия и конкретную частоту обеспечивает двигатель через используемую ременную передачу.
Режущий инструмент фиксируется в суппорте, который может перемещаться в различных направлениях. От скорости перемещения суппорта зависит величина подачи. Множество вариантов совмещения вращения металлозаготовки и подачи резца позволяет получать детали самой разной формы, а также проводить целый комплекс технологических задач, к ним можно отнести расточку, нарезание резьбы и т. д.
Режущий инструментарий оборудования
Проведение конкретных токарных работ, качество их исполнения во многом зависит от глубины подачи и выбранной скорости резания инструмента.
Чтобы получить необходимые детали на высоком профессиональном уровне, необходимо обеспечить определенный ряд требований:
- требуемая скорость вращения металлической заготовки;
- устойчивость фиксации режущего инструмента;
- максимально допустимый слой материала, который срезается за один проход инструмента;
- максимальная устойчивость всех рабочих узлов и поддержание их в идеальном техническом состоянии.
Скорость резки высчитывается на основании эксплуатационных параметров используемого материала и качества, степени износа используемого резца.
Используя всевозможные типы резцов, возможно выполнять разные виды токарных задач:
- Черновые операции, которые направлены на удаление большей части припуска с приданием требуемой форм заготовки, приближенной к необходимым параметрам.
- Предчистовое точение, которое позволяет повысить чистоту поверхности.
- Чистовая операция, она заключается уже в придании окончательной формы изделия в указанных пределах точности и степени чистоты поверхности.
Путем изменения параметров режущей кромки инструмента возможно контролировать величину срезаемого слоя материала. Понятно, что каким инструментом обрабатывают материал, а также от его геометрических показателей во многом зависит и качество проведенной работы.
Одним из основных технических параметров режущего инструмента выступает угол, который находится между режущей рабочей кромкой и стороной его подачи.
Угол бывает:
- главный;
- вспомогательный;
- при вершине режущего инструмента, этот угол зависит от того, насколько хорошо была выполнена заточка резца.
Если главный угол инструмента будет большой, значит, уменьшится его устойчивость, поскольку будет задействована минимальная часть кромки. Вспомогательный угол чаще всего устанавливается в промежутке 10°-30°, ведь значительная величина сделает вершину резца слабой и неустойчивой.
На токарном оборудовании монтируются резцы самой разнообразной формы и, соответственно, назначения, а также сверла, метчики, развертки и т. д.
Виды оборудования
Каждый профессиональный токарь должен понимать, какой конкретно инструмент и под каким определенным углом должен монтироваться на станке, чтобы добиться получения изделий необходимых параметров.
На сегодня существует огромное разнообразие оборудования для проведения технологии токарных работ по металлу, среди основных инструментов, конечно же, можно выделить резцы. У каждого инструмента существует точная спецификация, где указан угол заточки, подачи и т. д.
Резцы бывают правые (перемещаются от задней бабки к передней) и левые, которые движутся в ином направлении. По назначению и сфере применения различают подрезные, расточные, фасонные, резьбовые резцы и т. д. Они производятся из металла (к примеру, вольфрам, титан), который по прочности выше, нежели у обрабатываемой детали. Но есть и алмазные твердосплавные резцы, которые применяются при проведении высокоточных работ.
Также существует огромное разнообразие станков от разных производителей, все они отличаются по ряду параметров:
- Габариты конструкции. В продаже представлены как мобильные установки, более предназначены для небольших мастерских, так и крупногабаритные промышленные машины, которые подходят для производства деталей внушительных размеров.
- Вариант управления (ручного типа, с ЧПУ, полностью автоматизированные системы).
- Подходящий материал для работы (деревянные, металлические, пластмассовые заготовки).
К проведению такой обработки допускаются соответствующие специалисты, а именно токари. К тому же с ростом подготовки, приобретения новых навыков, токарь получает высший разряд. Токарь 6 разряда способен осуществлять тонкую настройку режущего инструмента с несколькими сопряженными поверхностями. Чтобы стать настоящим специалистом в данной отрасли, необходимо регулярно подтверждать свою квалификацию. Но важно заказывать токарную обработку исключительно у профессионалов, чтобы не переживать за результат работы.
Основные данные о токарных работах
Процесс токарного обрабатывания схож с расклиниваем, клином выступает рабочая часть инструментария. При механическом воздействии режущая кромка упирается в токарную заготовку. А передняя часть кромки непрерывно воздействует на металл, при этом преодолевая силу сцепления, тем самым, образуя металлическую стружку. Слой заготовки, который срезается при подобной механической обработке, называется припуском.
Для эффективной и качественной обработки стоит обеспечить соблюдение нескольких важных факторов:
- Скорость нарезки. Эта величина определяет частоту вращения шпинделя. Но скорость резки во многом зависит от того, какой конкретно материал будет обрабатываться, так как в соответствии с этим и подбирается подходящая прочность инструмента, способ охлаждения, подача и глубина резки, а также прочие важные рабочие параметры. Но стоит понимать, что чем выше скорость резания, тем более точными будут полученные заготовки.
- Глубина резания, она соответствует размеру подачи резца. Поперечное резание зависит от ширины кромки используемого режущего инструмента. Припуск снимается чаще всего за несколько проходов. Поэтому не всегда необходимо стремиться к минимальному значению количества проходов.
- Режим подачи. Если токарная обработка происходит с большой подачей, то за счет этого можно рассчитывать на хорошую производительность процесса. Но чтобы обеспечить оптимальную подачу режущего инструмента, нужно учитывать уровень жесткости металлической заготовки, прочность резца. Если же будет производиться чистовая либо получистовая обработка, то подача зависит от требуемой степени чистоты поверхности.
В процессе работы получаются разные виды стружки:
- Элементная. Это стружка, которая образуется при работе как с твердыми, так и с мягкими металлами при небольшой скорости нарезки.
- Ступенчатая. Данный вариант стружки получается при работе со сталью, алюминием и его сплавами на небольшой скорости. Такая стружка выглядит как лента, которая с одной стороны гладкая, а с иной — с зазубринами.
- Слитая стружка, она появляется при работе с мягкими материалами, в том числе с пластмассой, но при высокой скорости резания.
- Стружка надлома, она образуется при работе с материалами малой пластичности.
Качество работы во многом зависит от грамотно заданных технических параметров, любые отклонения приведут к появлению брака.
Токарная обработка металлов
Перед стартом работы нужно провести все необходимые расчеты, выбрать подходящие режимы резания, чтобы обеспечить эффективность проведения токарной обработки, повысить качество готовых деталей. Если будет правильно подобран оптимальный режим, то это положительно скажется не только на продолжительности эксплуатации станка и целостности инструментария, но и позволит исключить вероятность появления брака.
Это обширный список важных технических характеристик, которые отвечают за создание технологического маршрута, где обработка любой детали, особенно сложной по геометрии, осуществляется в несколько подходов, и для каждого из них предназначены свои размеры, технические чертежи, оснастку и т. д.
В количество основополагающих показателей для разработки токарной операции включена глубина, скорость подачи резца, припуски, частота, с которой будет перемещаться шпиндель, требуемый уровень шероховатости, окончательная точность.
Существует сразу несколько вариантов, чтобы произвести точный расчет токарной обработки для металла:
- Аналитический, который основан на применении данных паспорта оборудования (мощность электродвигателя, частота вращения заготовки и т. д.).
- Программный. Это современное решение, которое позволяет производить токарные операции путем применения специализированного ПО, что минимизирует вероятность совершения каких-либо ошибок.
- Табличный. В данной ситуации расчет производится на основании нормативов и справочных данных из таблиц. Но понятно, что это достаточно неудобный способ, особенно в промышленных условиях.
Поэтому, конечно же, лучше использовать более современное оборудование.
Особенности процесса
Очень важно произвести точный расчет токарной технологии, подобрать подходящую классификацию инструментов по исполнению, геометрии, иначе могут появиться всевозможные дефекты, а именно:
- Несоответствие заданной шероховатости готовой металлической поверхности. Причиной появления подобного брака может быть излишнее усилие при приближении инструмента, вибрация металлической заготовки из-за естественного износа подшипника шпинделя, большой зазор между различными деталями суппорта, недостаточное крепление резца, недостаточная заточка резца и т. д.
- Овальность формы полученной поверхности. Данный дефект может появиться из-за усиленного биения шпинделя вследствие неравномерной выработки, попадания мусора, стружки. Эту проблему можно решить, если осуществлять постоянную проверку оборудования, с регулярной периодичностью проводить все необходимые ремонтные работы.
- Коническая форма готовой поверхности. В данной ситуации ошибка появляется из-за смещения центров. Исключить такую проблему можно путем правильного выставления заднего центра, чистки конического отверстия пиноли, а также центра.
- Неправильно полученные размеры детали. Это может осуществляться из-за неправильно выставленной глубины резки, измерением пробной стружки.
- Наличие необработанных участков поверхности. Это происходит в результате неправильно заданных изначальных параметров, неточного размера припуска, неграмотно выставленной металлозаготовки.
Многий брак исправить уже невозможно, поэтому очень важно следить за тем, как функционирует оборудование, грамотно задавать рабочие параметры.
Обработка металлозаготовок на токарном станке требует наличия определенной практики, применения инновационного оборудования, высокой квалификации специалистов. Только в этом случае можно добиться максимальной точности работ, повышения производительности.
Особенности станков для работы с металлом
Наиболее многофункциональным и универсальным считается токарное оборудование, которое имеет следующие основные рабочие узлы конструкции:
- Передняя и задняя бабки, на которых находится пиноль, патрон либо планшайба и прочие важные элементы.
- Суппорт, в его конструкцию включена поворотная плита, держатель резца, а также салазки.
- Станина.
- Электрический двигатель.
- Коробка подач.
Но также существует узкоспециализированное оборудование для реализации определенных задач, оно отличается измененной конструкцией.
Типы токарных станков
Но также используются и иные виды станков для обработки разного металла, рассмотрим основные из них:
- Токарно-револьверный. Такой станок рассчитан на производство мелких деталей, но в значительных объемах. В оборудовании предусмотрена специальная револьверная головка, которая позволяет в максимально сжатые сроки поменять режущие инструменты, перестроить станок на иной требуемый вид задач.
- Винторезный. Данное оборудование отличается оптимальным сочетанием быстрого вращения патрона со значительной подачей режущего инструментария. Такие станки незаменимы в массовом производстве всевозможных деталей.
- Карусельный. Это универсальный вариант, который отличается наличием крупногабаритной планшайбы и станины. Таким образом, оборудование позволяет производить достаточно крупные изделия.
- Токарно-фрезерный. Это оборудование, которое подходит для изготовления как индивидуальных деталей, так и изделий серийного производства сложной конфигурации.
- Токарные автоматы. Данное оборудование отличается наличием большого количества шпинделей, они предназначены для изготовления продукции со сложными геометрическими параметрами.
- Лоботокарные станки. Это техника специализированного типа, которая рассчитана на работу с лобовыми поверхностями, но применяется исключительно в штучном производстве изделий, а также минимальных серий.
Таким образом, используя всевозможные станки, можно производить детали, металлоконструкции любой степени сложности.
Внедрение ЧПУ
Современные возможности металлообработки впечатляют, и это, конечно же, возможно за счет использования передового оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ). Это позволяет реализовать сложные задачи при производстве самых разнообразных деталей, поэтому станки с ЧПУ нашли широкое применение в нефтегазовой, машиностроительной и в прочих промышленных сферах.
Рассмотрим основные преимущества такого оборудования:
- Повышенной уровень точности. Такие станки способны с максимальной точностью производиться даже самые маленькие элементы, благодаря специализированному программному обеспечению, чего сложно добиться путем традиционной обработки. Поэтому такие станки пользуются огромной популярностью в производстве деталей разного уровня сложности, причем идентичные рабочие параметры сохраняются даже при крупносерийном выпуске.
- Легкость выполнения работы. При эксплуатации станка с ЧПУ не требуется постоянное присутствие сотрудника. Оператор может контролировать рабочий процесс удаленным образом, что существенно ускоряет выполнение поставленных задач. К тому же один оператор может единовременно работать сразу с 4 станками.
- Оптимизация процесса. При работе на стандартном фрезерно-токарном станке оператору нужно все время следить за скоростью подачи, постоянно увеличивая ее, что часто приводит к появлению разных ошибок, вследствие этого осуществляется неодинаковый и повышенный износ рабочей кромки. У оборудования с ЧПУ подобные риски совершенно исключены, так как скорость работы задается программой и не может изменяться вручную в процессе выполнения программы.
- Гибкость технологического процесса. Чтобы на ручном станке перейти к получению деталей иной формы, нужно произвести большой комплекс работ, изменить оснастку, что, конечно же, влечет за собой трату значительного количества времени. Но используя на производстве станки с ЧПУ, можно обеспечить максимально быстрый и простой переход от изготовления одной продукции к созданию совершенно иной. Достаточно просто подобрать подходящую программу из памяти устройства. Причем смена операций может производиться любое количество раз без каких-либо ограничений.
- Высокий КПД. Машины с ЧПУ способны работать без остановки и действительно выходить на высокий уровень производительности, что позволяет полностью исключить простои. При этом можно рассчитывать на получение максимально точных деталей без какого-либо брака. Все это обеспечивается за счет специальной управляющей программы. При этом все операции на ЧПУ станках могут производиться с одной базы, что позволяет отказаться от переустановки металлической заготовки. Ручное оборудование не может обеспечить повторяемость идентичных процессов, а также совмещение токарных и фрезерных операций. Оборудование с ЧПУ обеспечит универсальную обработку, причем используя всего один инструмент (резец либо фрезу), что существенно дешевле, при этом эффективнее.
- Меньше требований к навыкам и квалификации работников. Для создания действительно усложненных деталей на ручном оборудовании могут быть допущены исключительно высококвалифицированные специалисты, которые уже имеют большой опыт работы и смогут произвести ту или иную деталь без какого-либо брака. А оператор оборудования с программным автоматизированным управлением только следит за его рабочими процессами, вводит соответствующие программы и следит за техническим состоянием инструмента.
- Безопасность рабочего процесса. Оператор при работе передовой машины с ЧПУ находится в безопасной зоне, поэтому риск приобретения травм сведен к минимуму.
Токарные работы могут производиться на высоком уровне исключительно с применением соответствующего качественного оборудования.
Основные характеристики токарной обработки
Существует конкретная последовательность выполнения производственных задач на оборудовании (с ЧПУ):
- Создание цифровой модели деталей в САПР. Современные возможности моделирования позволяют визуализировать весь процесс до получения конечной детали, используя исходные данные. Но также есть и ручной способ создания кода.
- Настройка всех параметров токарного станка. В данном случае осуществляется закрепление детали в патроне, после чего необходимо загрузить головку, провести калибровку. Важно, чтобы инструмент и деталь были правильно настроены относительно друг друга.
- Загрузка готовой программы и производство металлопродукции.
Таким образом, токарные операции производятся согласно заданным параметрам.
Работы, производимые на токарном оборудовании
Существует большое разнообразие видов работ, выполняемых на всевозможных токарных станках.
Обточка цилиндрической поверхности
В этой ситуации используются специализированные проходные резцы для проведения как черновых, так и чистовых задач. Изначально применяются черновые резцы с целью осуществления грубого обтачивания, после которого, конечно же, присутствует высокая шероховатость. Затем уже используются чистовые резцы, которые удаляют незначительный слой материала, таким образом, получается идеально гладкая поверхность.
Подрезка торцов и уступов
Для этой задачи используется и соответствующий резец — отрезной. Когда металлозаготовка фиксируется в патроне только с одной стороны, то для обрабатывания торца можно устанавливать и отогнутый резец проходного типа. Но при проведении данной работы очень важно следить за тем, чтобы вершина рабочей кромки размещалась строго на уровне центров. Если будет сдвиг, то получится бракованное изделие.
Проточка канавок
Данные типы токарных задач осуществляются при помощи резцов прорезного типа, кромка которых воспроизводит требуемую форму канавки. И такие резцы имеют узкую кромку, что позволяет получать мелкие канавки. Чтобы повысить точность работы подобным инструментом, высоту его головки выполняют больше ширины.
Осуществлять проточку канавки также можно и резцами отрезного типа, которые имеют головку большой длины, их размер выбирают исходя из параметров будущей металлопродукции. В данной ситуации также очень важно соблюдать точность монтажных работ, в противном случае перекос приведет к тому, что резец будет осуществлять повышенное трение о стенки канавки, приводить к получению бракованных изделий.
Изготовление широких канавок всего производится в несколько заходов.
Вытачивание разнообразных конусов
Если необходимо сделать наружный либо внутренний конус, то заготовка фиксируется в патроне оборудования. А верхний элемент суппорта проворачивается на угол, величина которого равняется половине угла при вершине конуса. Вытачивание осуществляется путем смещения инструмента за счет применения салазок суппорта. Этот вариант более предназначен для получения конических элементов незначительной длины.
Если нужно получить удлиненный или пологий конус, то понадобится выполнить перемещение заднего центра.
Создание отверстий
Отверстия получают путем применения перовых или спиралевидных сверл. В перовом инструменте предусмотрены две плоские лопатки, которые имеют, соответственно, и 2 рабочие кромки. Для обработки металлов повышенной твердости используется сверло со значительным углом.
Перовое сверло способно обеспечить невысокую точность высверливания отверстий, а спиралевидное демонстрирует уже высокое качество работ.
Сверло состоит из рабочего элемента и хвостовика, который представлен в виде цилиндра либо конуса. При помощи этого хвостовика инструмент фиксируется в патроне или в пиноли бабки. Также применяется специализированный цанговый зажим для квадратного либо шестигранного хвостовика.
Используя сверлильный станок, можно провести еще многие виды работ для изготовления всевозможных деталей.
Если вы хотите заказать токарно-фрезерную обработку на высоком профессиональном уровне и рассчитывать на точность проведения всех работ, обращайтесь в производственное предприятие «ГБЦ». Мы используем исключительно передовые станки с ЧПУ, сможем реализовать задачи любой степени сложности, имеем огромный опыт работы и строго придерживаемся указанных сроков выполнения заказа.
Чтобы получить подробную консультацию, узнать точные расценки услуг, обращайтесь к специалистам по указанным телефонам или отправляйте заявку на сайте. Всем клиентам гарантирована подробная информационная поддержка, выгодные условия сотрудничества.