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
Оборудование и инструмент
На токарных станках производят обработку заготовок при их вращении вокруг горизонтальной и вертикальной оси. Основной применяемый инструмент — резцы. Все токарное оборудование маркируется цифрой «1» и делится на 9 видов с учетом особенностей устройства.
Инструмент вращается с помощью специального приспособления на суппорте. На токарном станке производятся шлифовальные и фрезерные работы.
Виды токарных станков
Различают основные виды токарных станков, применяемых на производстве:
- токарно-винторезный;
- токарно-револьверный;
- токарно-карусельный;
- токарно-шлифовальный;
- лоботокарный.
Наибольшее распространение имеют токарно-винторезные станки. На них обрабатываются длинные детали типа вала и короткие цилиндрические.
Карусельные используют для изготовления втулок, колец и других крупных деталей, у которых диаметр больше высоты.
Классификация резцов
По расположению режущей кромки и направлению движения суппорта, резцы делятся на два типа:
- правые;
- левые.
По форме рабочей части:
- прямые — рабочая часть и корпус имеют общие боковые поверхности;
- отогнутые — режущая кромка выступает за плоскость корпуса и имеет переменное сечение.
Для обработки снаружи используют виды резцов, названные по производимым им операциям:
- проходные;
- канавочные;
- фасонные;
- резьбовые;
- расточные.
Токарное оборудование широко применяется для обработки торцов. При этом устанавливают торцовые и отрезные резцы на суппорт. Кроме этого на задней бабке крепятся:
- сверла;
- зенкера;
- метчики;
- расточные резцы.
Существуют определенные геометрические параметры резца, которые предъявляются к клину. Режущая кромка может располагаться под углом к направлению движения и перпендикулярно. У отрезных инструментов — параллельно оси вращения.
Токарная обработка металла
Внедрение ЧПУ
С появлением станков с ЧПУ значительно упростилась обработка деталей со сложными поверхностями радиальной и эвольвентной формы. Повысилась производительность при изготовлении крупных партий.
На одной установке делается несколько операций, включая фрезеровку. Оборудование может иметь 2 подвижных суппорта и несколько револьверных головок.
Какого типа инструменты нужны для деталей, которые изготавливают на токарных станках
Весь инструментарий можно поделить на режущий и вспомогательный. Резчик работает со следующими приборами:
- Фасонный резец – кромка должна совпадать с профилем заготовки, представлена прутками проката.
- Центровочные сверла – соответственно, необходимы для сверления глухих и сквозных отверстий.
- Расточная насадка – для растачивание полостей.
- Проходная – подходит для черновой, получистовой и чистовой обработки наружных и внутренних поверхностей, для торцевания конических деталей.
- Канавочный резец.
- Отрезной.
- Твердосплавные пластины применяются при изготовлении предметов из инструментальной стали.
На изображении показан приблизительный набор каждого токаря:
Если вас интересовало, каким инструментом обрабатывают детали на токарных станках, обратите внимание на фотографию. Следует всегда держать оборудование в чистоте, а также в заточенном состоянии.
Эволюция
Как ни странно, человечество шло по пути модернизации токарных станков очень медленно. Только к середине XVI века появились машины для обработки металла с ножным приводом, а несколько позже — и с водяным. Но резец все еще держала быстро слабеющая рука мастера. Настоящей проблемой становилось решение следующих задач:
- изготовление металлических деталей сложной геометрической формы;
- нанесение резьбы, как внешней, так и особенно внутренней;
- создание зубчатых колес, столь необходимых в те времена в самых разных отраслях.
К настоящему прорыву в эволюции токарной обработки металла привела промышленно-техническая революция, произошедшая в Европе (главным образом в Великобритании) во второй половине XVIII века. Металлических деталей самого разнообразного назначения требовалось все больше, спрос на них увеличивался в геометрической прогрессии, промышленность развивалась ударными темпами.
Тогда-то и были созданы гораздо более совершенные станки, где режущий инструмент мог перемещаться механически, независимо от физических возможностей оператора. А изобретение парового двигателя позволило создавать токарные станки способные обрабатывать крупные детали и достаточно быстро удалять с тела заготовки толстые слои материала, делать глубокие бороздки, нарезать резьбу с различным шагом и значениями глубины.
Первый прообраз современного токарного станка, содержащий все компоненты, которые мы привыкли видеть в нем сегодня, был окончательно доработан своим изобретателем — англичанином Генри Модсли — ровно в 1800 году. После чего за дело взялись американцы, добившиеся полной механизации процесса токарной обработки и существенно модернизировав конструкцию станка, сделав ее универсальной для производства различных видов работ.
Технология токарной обработки металла
Для токарной обработки металла необходимо оборудование, оснащенное такими режущими инструментами, как сверла, резцы, развертки и пр. Воздействуя на заготовку, они снимают с нее слои металла заданной толщины. Технология токарных работ предписывает выполнение как главного движения, то есть вращения детали, которая установлена на планшайбу (патрон), так и движения подачи. Режущий инструмент продолжает совершать последнее (то есть подачу) до получения изделия с заданными размерами (формой, качеством обработки поверхности).
Существует большое количество приемов, которые позволяют совместить два описанных движения (главное и подачи). Это дает возможность обрабатывать на токарных станках заготовки разной конфигурации. Кроме того, токарное оборудование позволяет выполнять такие технологические операции, как:
- нарезка разной резьбы;
- работа с отверстиями (сверление, растачивание, зенкерование, развертывание);
- разрезание заготовки;
- создание канавок разной конфигурации по поверхности детали.
Оборудование обладает большими функциональными возможностями, что позволяет выполнять различные виды токарной обработки металла, в том числе работать со следующими изделиями:
- гайками;
- валами различной конфигурации;
- втулками;
- кольцами;
- зубчатыми колесами;
- муфтами;
- шкивами.
Производство изделий на токарном оборудовании предполагает получение качественных изделий. Качество при этом подразумевает соответствие заданным формам, размерам, точности расположения и степени шероховатости всех поверхностей готовой продукции.
Рекомендуем статьи по металлообработке
- Марки сталей: классификация и расшифровка
- Марки алюминия и области их применения
- Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска
Электрическая обработка
Технология металлообработки с использованием электрических зарядов подразумевает под собой обработку материала с помощью специального оборудования. Они частично разрушают металлические заготовки.
Технологический процесс:
- На электрод, изготовленный из графита или латуни, подаётся высокое напряжение.
- Он соприкасается с обрабатываемой поверхностью.
- Появляется искра и металл начинает расплавляться.
Чтобы частицы металла не разлетались, в пространство, остающееся между электродом и обрабатываемой поверхностью, заливают специальное масло. Оно улавливает металлические частицы.
8.1. Черновая обработка
Черновая обработка (выборка) является предварительной операцией, позволяющей удалить основную часть материала из массива заготовки.
Черновая обработка производится в плоскостях, параллельных плоскости XY. Положение этих плоскостей по оси Z (Высоты выборки) можно задать как вручную, так и вычислить по определенному критерию (шаг, количество, условие плоскостности и т.д.). Расстояние между соседними слоями вдоль оси Z определяет толщину материала, снимаемого фрезой за один проход (глубину резания).
Существует три варианта (стратегии) черновой обработки:
· По профилю
· 3D смещение
| Стратегия Растр – представляет собой набор проходов, параллельных осямXилиY. | |
| Стратегия По профилю – представляет собой набор проходов, повторяющих профиль детали, в сечениях, параллельных плоскостиXY(слоях). | |
| Стратегия 3Dсмещение– обработка осуществляется эквидистантами к сечению детали до полного удаления материала. |
Нажмите кнопку Выборка
наПанели инструментов
.
Появится следующее окно:
В качестве стратегии черновой обработки из выпадающего списка выберите опцию Смещение
Параметр Шаг
определяет расстояние между соседними проходами инструмента в пределах одного слоя. Зададим его равным ¼ диаметра фрезы.
Значение Припуска
оставьте равным 1мм.
Параметр Допуск
определяет точность, с которой будет выполняться вычисление траектории движения инструмента. Оставьте значениеДопуска
равным 0.1 мм.
Параметр Направление
определяет способ положения режущих кромок инструмента относительно детали.
Существует три варианта.
| Попутное фрезерование Имеет следующие преимущества: · Меньше нагрев инструмента · Выше стойкость · Лучше шероховатость получаемой поверхности · Выше геометрическая точность | |
| Встречное фрезерование Имеет следующие преимущества: · Меньше отжим инструмента | |
| + | Любое Сочетает как встречное так и попутное фрезерование |
Выберите Любое
направление движения фрезы.
Зададим Высоты выборки
(глубину резания).
Выберите Автоматический способ вычисления Высот выборки. Задайте параметр Шаг поZ
равный 8 мм (за один проход фреза будет снимать слой материала, толщиной 8 мм).
Опция Обход профиля
позволяет добавить дополнительный проход инструмента, описывающий контур модели с заданным припуском на каждом слое.
Снимите флаг Финишный проход
. ФункциейОбход профиля
мы воспользуемся при получистовой обработке.
Перед тем как мы получаем заготовку или готовое изделие из металла, оно может пройти через несколько станков и агрегатов, которые придадут ему нужную форму.
Весь комплекс работы с металлической заготовкой называется механообработкой – в ходе неё заготовка превращается в законченное изделие. Если брать в качестве примера работу со сложным изделием, то оно должно пройти через следующие этапы обработки:
- черновую
(черновая металлообработка предполагает придание заготовке формы, приближенной к форме готового изделия); - чистовую
(количество возможных операций в ходе чистовой обработки заметно больше).
Точение (растачивание) — метод обработки заготовки металлическим однолезвийным инструментом.
Технологические параметры:
- t = от 0,03-0,05 до 7-8 мм, иногда t=0,002-0,006 мм;
- S = 0,05-0,1 до 1,5-2 мм/об; (см. таблицы №1-5)
- V = от 1-2 до 150-1000 м/мин; (см. таблицы №6-8)
- силы резания Pz = от 10-15 до 800-900 кгс.
Точение (растачивание) осуществляется на станках:
- Токарных
- Револьверных
- Расточных
- Карусельных
- Токарных автоматах и полуавтоматах (одно- и многошпиндельных) с горизонтальным и вертикальным расположением шпинделей
- Токарных многорезцовых станках
- Токарных гидрокопировальных автоматах
- и др.
Достигаемая точность — от 14-13 квалитета (7-5 класс) до 9-7-го квалитета (3-2а-й класс). При более тщательных условиях обработки — до 5-6-го квалитета (1-2-й класс).
Шероховатость поверхности от 2-3-го класса при черновой обработке до 5-6 класса при получистовой; при более тщательной обработке возможно достижение шероховатости 7-10 классов (Ra=1,25 — 0,16 мкм).
Точность размеров и шероховатость наружных цилиндрических поверхностей при обработке на токарных станках
Вид обработки
| Квалитет | Параметры шероховатости, мкм | ||
| Rz | Ra | ||
| Обтачивание: черновое получистовое чистовое тонкое | 13-12 | 80…60 | — |
| 11-9 | 40…20 | — | |
| 8-7 | — | 2,5 | |
| 7-6 | — | 1,25…0,63 | |
| Подрезание торца резцом: черновое чистовое тонкое | 12 | 40 | — |
| 11 | 20 | — | |
| 8-7 | — | 2,50…1,25 | |
Отклонение от соосности поверхностей тел вращения, обработанных на токарных станках
| Способ обработки поверхности | Отклонение от соосности, мм |
| В центрах: с одного установа с двух установов | 0,008…0,004 |
| 0,015…0,008 | |
| На оправке: проточенной по месту (на том же станке) при отклонении от соосности оправки, шпинделя и заготовки не более ±0,002 мм | 0,008…0,004 |
| 0,012…0,008 |
Разновидности точения и растачивания:
- Черновое t = до 3-10 мм; S = 0,15-1,0 мм/об; Точность обработки: 12-14 квалитет (5-7 класс); Шероховатость поверхности: не выше 3-го класса (Rz=80 мкм); Деформированный поверхностный слой может достигать толщины 0,5-0,9 мм. Область применения: предварительная (черновая) обработка заготовок, снятие основной части припуска, подготовка поверхности для последующией обработки.
- Получистовое t = 0,5-3 мм; S = 0,15-0,7 мм/об; V = от 5-10 до 100-150 м/мин Точность обработки: 11-12 квалитет (4-3 класс); Шероховатость поверхности: 4-6 класс (Ra = 10-2,5 мкм); Область применения: предварительная и окончательная обработка поверхности. Часто предшествует шлифованию.
- Чистовое t = 0,1-1,0 мм; S = 0,1-0,5 мм/об; V = от 2-5 до 100-200 м/мин и более; Точность обработки: 11-7 квалитет (4-2а класс); Шероховатость поверхности: 7-8 класс (Ra = 1,25-0,63 мкм); Область применения: окончательная обработка поверхности, а также для подготовки её для окончательной обработки другими методами (суперфиниш, хонингование, притирка).
- Тонкое t = от 0,002-0,006 до 0,3 мм; S = 0,02-0,12 мм/об; V = от 100 до 1000-6000 м/мин; Точность обработки: 9-5 квалитет (3-1 класс); Шероховатость поверхности: 8-10 класс (Ra = 0,63-0,16 мкм); Область применения: окончательная обработка поверхности.
Таблица №1. Подачи при черновом наружном точении резцами с пластинами из твёрдого сплава и быстрорежущей стали.
| Диаметр детали, мм | Размер державки резца, мм | Обрабатываемый материал | |||||||||
| Сталь конструкционная углеродистая, легированная и жаропрочная | Чугун и медные сплавы | ||||||||||
| Подача S, мм/об, при глубине резания t, мм | |||||||||||
| До 3 | Св. 3 до 5 | Св. 5 до 8 | Св. 8 до 12 | Св.12 | До 3 | Св. 3 до 5 | Св. 5 до 8 | Св. 8 до 12 | Св. 12 | ||
| До 20 | От 16 х 25 до 25 х 25 | 0,3-0,4 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Св. 20 до 40 | От 16 х 25 до 25 х 25 | 0,4-0,5 | 0,3-0,4 | — | — | — | 0,4-0,5 | — | — | — | — |
| » 40 » 60 | От 16 х 25 до 25 х 40 | 0,5-0,9 | 0,4-0,8 | 0,3-0,7 | — | — | 0,6-0,9 | 0,5-0,8 | 0,4-0,7 | — | — |
| » 60 » 100 | От 16 х 25 до 25 х 40 | 0,6-1,2 | 0,5-1,1 | 0,5-0,9 | 0,4-0,8 | — | 0,8-1,4 | 0,7-1,2 | 0,6-1,0 | 0,5-0,9 | — |
| » 100 » 400 | От 16 х 25 до 25 х 40 | 0,8-1,3 | 0,7-1,2 | 0,6-1,0 | 0,5-0,9 | — | 1,0-1,5 | 0,8-1,3 | 0,8-1,1 | 0,6-0,9 | — |
| » 400 » 500 | От 20 х 30 до 40 х 60 | 1,1-1,4 | 1,0-1,3 | 0,7-1,2 | 0,6-1,2 | 0,4-1,1 | 1,3-1,6 | 1,2-1,5 | 1,0-1,2 | 0,7-0,9 | — |
| » 500 » 600 | От 20 х 30 до 40 х 60 | 1,2-1,5 | 1,0-1,4 | 0,8-1,3 | 0,6-1,3 | 0,5-1,2 | 1,5-1,8 | 1,2-1,6 | 1,0-1,4 | 0,9-1,2 | 0,8-1,0 |
| » 600 » 1000 | От 25 х 40 до 40 х 60 | 1,2-1,8 | 1,1-1,5 | 0,9-1,4 | 0,8-1,4 | 0,7-1,3 | 1,5-2,0 | 1,3-1,8 | 1,0-1,4 | 1,0-1,3 | 0,9-1,2 |
| » 1000 » 2500 | От 30 х 45 до 40 х 60 | 1,3-2,0 | 1,3-1,8 | 1,2-1,6 | 1,1-1,5 | 1,0-1,5 | 1,6-2,4 | 1,6-2,0 | 1,4-1,8 | 1,3-1,7 | 1,2-1,7 |
Примечания:
1. Нижние значения подач соответствуют меньшим размерам державки резца и более прочным обрабатываемым материалам, верхние значения подач — большим размерам державки резца и менее прочным обрабатываемым материалам.
2. При обработке жаропрочных сталей и сплавов подачи свыше 1 мм/об не применять.
3. При обработке прерывистых поверхностей и при работах с ударами табличные значения подач следует уменьшать на коэффициент 0,75-0,85.
4. При обработке закалённых сталей табличные значения подачи уменьшать, умножая на коэффициент 0,8 для стали с HRC 44-56 и на 0,5 для стали с HRC 57-62.
Таблица №2. Подачи при черновом растачивании на токарных, токарно-револьверных и карусельных станках резцами с пластинками из твёрдого сплава и быстрорежущей стали.
| Резец или оправка | Обрабатываемый материал | ||||||||||||
| Диаметр кругло- го сечения резца или размеры пря- моугольного сечения оправки, мм | Вылет резца или оп- равки, мм | Сталь конструкционная углеродистая, легированная и жаропрочная | Чугун и медные сплавы | ||||||||||
| Подача S мм/об, при глубине резания t, мм | |||||||||||||
| 2 | 3 | 5 | 8 | 12 | 20 | 2 | 3 | 5 | 8 | 12 | 20 | ||
| Токарные и токарно-револьверные станки | |||||||||||||
| 10 | 50 | 0,08 | — | — | — | — | — | 0,12-0,16 | — | — | — | — | — |
| 12 | 60 | 0,10 | 0,08 | — | — | — | — | 0,12-0,20 | 0,12-0,18 | — | — | — | — |
| 16 | 80 | 0,1-0,2 | 0,15 | 0,1 | — | — | — | 0,2-0,3 | 0,15-0,25 | 0,1-0,18 | — | — | — |
| 20 | 100 | 0,25-0,3 | 0,15-0,25 | 0,12 | — | — | — | 0,3-0,4 | 0,25-0,35 | 0,12-0,25 | — | — | — |
| 25 | 125 | 0,25-0,5 | 0,15-0,4 | 0,12-0,2 | — | — | — | 0,4-0,6 | 0,3-0,5 | 0,25-0,35 | — | — | — |
| 30 | 150 | 0,4-0,7 | 0,2-0,5 | 0,12-0,3 | — | — | — | 0,5-0,8 | 0,4-0,6 | 0,25-0,45 | — | — | — |
| 40 | 200 | — | 0,25-0,6 | 0,15-0,4 | — | — | — | — | 0,6-0,8 | 0,3-0,8 | — | — | — |
| 40 х 40 | 150 | — | 0,6-1,0 | 0,5-0,7 | — | — | — | — | 0,7-1,2 | 0,5-0,9 | 0,4-0,5 | — | — |
| 300 | — | 0,4-0,7 | 0,3-0,6 | — | — | — | — | 0,6-0,9 | 0,4-0,7 | 0,3-0,4 | — | — | |
| 60 х 60 | 150 | — | 0,9-1,2 | 0,8-1,0 | 0,6-0,8 | — | — | — | 1,0-1,5 | 0,8-1,2 | 0,6-0,9 | — | — |
| 300 | — | 0,7-1,0 | 0,5-0,8 | 0,4-0,7 | — | — | — | 0,9-1,2 | 0,7-0,9 | 0,5-0,7 | — | — | |
| 75 х 75 | 300 | — | 0,9-1,3 | 0,8-1,1 | 0,7-0,9 | — | — | — | 1,1-1,6 | 0,9-1,3 | 0,7-1,0 | — | — |
| 500 | — | 0,7-1,0 | 0,6-0,9 | 0,5-0,7 | — | — | — | — | 0,7-1,1 | 0,6-0,8 | — | — | |
| 800 | — | — | 0,4-0,7 | — | — | — | — | — | 0,6-0,8 | — | — | — | |
| Карусельные станки | |||||||||||||
| — | 200 | — | 1,3-1,7 | 1,2-1,5 | 1,1-1,3 | 0,9-1,2 | 0,8-1,0 | — | 1,5-2,0 | 1,4-2,0 | 1,2-1,6 | 1,0-1,4 | 0,9-1,2 |
| 300 | — | 1,2-1,4 | 1,0-1,3 | 0,9-1,1 | 0,8-1,0 | 0,6-0,8 | — | 1,4-1,8 | 1,2-1,7 | 1,0-1,3 | 0,8-1,1 | 0,7-0,9 | |
| 500 | — | 1,0-1,2 | 0,9-1,1 | 0,7-0,9 | 0,6-0,7 | 0,5-0,6 | — | 1,2-1,6 | 1,1-1,5 | 0,8-1,1 | 0,7-0,9 | 0,6-0,7 | |
| 700 | — | 0,8-1,0 | 0,7-0,8 | 0,5-0,6 | — | — | — | 1,0-1,4 | 0,9-1,2 | 0,7-0,9 | — | — | |
Примечания:
1. Верхние пределы подач рекомендуются для меньшей глубины резания при обработке менее прочных материалов, нижние — для большей глубины и более прочных материалов.
2. При обработке жаропрочных сталей и сплавов подачи свыше 1 мм/об не применять.
3. При обработке прерывистых поверхностей и при работах с ударами табличные значения подач следует уменьшать на коэффициент 0,75-0,85.
4. При обработке закалённых сталей табличные значения подачи уменьшать, умножая на коэффициент 0,8 для стали с HRC 44-56 и на 0,5 для стали с HRC 57-62.
Таблица №3. Подачи, мм/об, при чистовом точении.
| Параметр шероховатости поверхности, мкм | Радиус при вершине резца r, мм | ||||||
| 0,4 | 0,8 | 1,2 | 1,6 | 2,0 | 2,4 | ||
| Ra | Rz | ||||||
| 0,63 | — | 0,07 | 0,10 | 0,12 | 0,14 | 0,15 | 0,17 |
| 1,25 | — | 0,10 | 0,13 | 0,165 | 0,19 | 0,21 | 0,23 |
| 2,50 | — | 0,144 | 0,20 | 0,246 | 0,29 | 0,32 | 0,35 |
| — | 20 | 0,25 | 0,33 | 0,42 | 0,49 | 0,55 | 0,60 |
| — | 40 | 0,35 | 0,51 | 0,63 | 0,72 | 0,80 | 0,87 |
| — | 80 | 0,47 | 0,66 | 0,81 | 0,94 | 1,04 | 1,14 |
Примечание:
1. Подачи даны для обработки сталей с σВ=700÷900 МПа и чугунов; для сталей с σВ=500÷700 МПа значение подач умножать на коэффициент KS=0,45; для сталей с σВ=900÷1100 МПа значения подач умножать на коэффициент KS=1,25.
Таблица №4. Подачи, мм/об, при прорезании пазов и отрезании.
| Диаметр обработки, мм | Ширина резца, мм | Обрабатываемый материал | |
| Сталь конструкционная углеродистая и легированная, стальное литьё | Чугун, медные и алюминиевые сплавы | ||
| Токарно-револьверные станки | |||
| До 20 | 3 | 0,06-0,08 | 0,11-0,14 |
| Св. 20 до 40 | 3-4 | 0,10-0,12 | 0,16-0,19 |
| » 40 » 60 | 4-5 | 0,13-0,16 | 0,20-0,24 |
| » 60 » 100 | 5-8 | 0,16-0,23 | 0,24-0,32 |
| » 100 » 150 | 6-10 | 0,18-0,26 | 0,30-0,40 |
| » 150 | 10-15 | 0,28-0,36 | 0,40-0,55 |
| Карусельные станки | |||
| До 2500 | 10-15 | 0,35-0,45 | 0,55-0,60 |
| Св. 2500 | 16-20 | 0,45-0,60 | 0,60-0,70 |
Примечания:
1. При отрезании сплошного материала диаметром более 60 мм при приближении резца к оси детали до 0,5 радиуса табличные значения подачи следует уменьшить на 40-50%.
2. Для закалённой конструкционной стали табличные значения подачи уменьшать на 30% при HRC < 50 и на 50% при HRC > 50.
3. При работе резцами, установленными в револьверной головке, табличные значения умножать на коэффициент 0,8.
Таблица №5. Подачи, мм/об, при фасонном точении.
| Ширина резца, мм | Диаметр обработки, мм | |||
| 20 | 25 | 40 | 60 и более | |
| 8 | 0,03-0,09 | 0,04-0,09 | 0,04-0,09 | 0,04-0,09 |
| 10 | 0,03-0,07 | 0,04-0,085 | 0,04-0,085 | 0,04-0,085 |
| 15 | 0,02-0,05 | 0,035-0,075 | 0,04-0,08 | 0,04-0,08 |
| 20 | — | 0,03-0,06 | 0,04-0,08 | 0,04-0,08 |
| 30 | — | — | 0,035-0,07 | 0,035-0,07 |
| 40 | — | — | 0,03-0,06 | 0,03-0,06 |
| 50 и более | — | — | — | 0,025-0,055 |
Примечание:
1. Меньшие подачи брать для более сложных и глубоких профилей и твёрдых металлов, большие — для простых профилей и мягких металлов.
Таблица 6. Режимы резания при тонком точении и растачивании.
| Обрабатываемый материал | Материал рабо- чей части режу- щего инструмента | Параметр шеро- ховатости повер- хности Ra, мкм | Подача, мм/об | Скорость резания, мм/мин |
| Сталь: σВ < 650 МПа | Т30К4 | 1,25-0,63 | 0,06-0,12 | 250-300 |
| Сталь: σВ = 650÷800 МПа | 150-200 | |||
| Сталь: σВ > 800 МПа | 120-170 | |||
| Чугун: HB 149-163 | ВК3 | 2,5-1,25 | 150-200 | |
| Чугун: HB 156-229 | 120-150 | |||
| Чугун: HB 170-241 | 100-120 | |||
| Алюминиевые сплавы и баббит | 1,25-0,32 | 0,04-0,1 | 300-600 | |
| Бронза и латунь | 0,04-0,08 | 180-500 |
Примечания:
1. Глубина резания 0,1-0,15 мм.
2. Предварительный проход с глубиной резания 0,4 мм улучшает геометрическую форму обработанной поверхности.
3. Меньшие значения параметра шероховатости поверхности соответствуют меньшим подачам.
Таблица 7. Режимы резания при точении закалённой стали резцами с пластинами из твёрдого сплава.
| Подача S, мм/об | Ширина прореза- ния, мм | Твёрдость обрабатываемого материала HRC | |||||||||
| 35 | 39 | 43 | 46 | 49 | 51 | 53 | 56 | 59 | 62 | ||
| Скорость резания V, м/мин | |||||||||||
| Наружное продольное точение | |||||||||||
| 0,2 | — | 157 | 135 | 116 | 107 | 83 | 76 | 66 | 48 | 32 | 26 |
| 0,3 | — | 140 | 118 | 100 | 92 | 70 | 66 | 54 | 39 | 25 | 20 |
| 0,4 | — | 125 | 104 | 88 | 78 | 60 | 66 | 45 | 33 | — | — |
| 0,5 | — | 116 | 95 | 79 | 71 | 53 | — | — | — | — | — |
| 0,6 | — | 108 | 88 | 73 | 64 | 48 | — | — | — | — | — |
| Прорезание паза | |||||||||||
| 0,05 | 3 | 131 | 110 | 95 | 83 | 70 | 61 | 54 | 46 | 38 | 29 |
| 0,08 | 4 | 89 | 75 | 65 | 56 | 47 | 41 | 37 | 31 | 25 | 19 |
| 0,12 | 6 | 65 | 55 | 47 | 41 | 35 | 30 | 27 | 23 | 18 | 14 |
| 0,16 | 8 | 51 | 43 | 37 | 32 | 27 | 23 | — | — | — | — |
| 0,20 | 12 | 43 | 36 | 31 | 27 | 23 | 20 | — | — | — | — |
Примечания:
1. В зависимости от глубины резания на табличное значение скорости резания вводить поправочный коэффициент: 1,15 при t=0,4÷0,9 мм; 1,0 при t=1÷2 мм и 0,91 при t=2÷3 мм
2. В зависимости от параметра шероховатости на табличное значение скорости резания вводить поправочный коэффициент: 1,0 для Rz=10 мкм; 0,9 для Ra=2,5 мкм и 0,7 для Ra=1,25 мкм.
3. В зависимости от марки твёрдого сплава на скорость резания вводить поправочный коэффициент KИV:
| Твёрдость обрабатываемого материала | HRC 35-49 | HRC 50-62 | |||||
| Марка твёрдого сплава | Т30К4 | Т15К6 | ВК6 | ВК8 | ВК4 | ВК6 | ВК8 |
| Коэффициент KИV | 1,25 | 1,0 | 0,85 | 0,83 | 1,0 | 0,92 | 0,74 |
Таблица 8. Режимы резания при точении и растачивании резцами, оснащёнными композитом на основе нитрида бора.
| Обрабатываемый материал | Характер обработки | Марка композита | Глубина резания t, мм | Подача S, мм/об | Скорость резания V, м/мин |
| Закалённая сталь, HRC 40-58 | Без удара | 01; 05 | 0,05-3,00 | 0,03-0,2 | 50-160 |
| С ударом | 10; 10Д | 0,05-1,0 | 0,03-0,1 | 40-120 | |
| Закалённая сталь, HRC 58-68 | Без удара | 01 | 0,05-0,8 | 0,03-0,1 | 50-120 |
| С ударом | 10; 10Д | 0,05-0,2 | 0,03-0,07 | 10-100 | |
| Серые высокопрочные чугуны, HB 150-300 | Без удара | 05; 01 | 0,05-3,0 | 0,05-0,3 | 300-1000 |
| С ударом | 10; 10Д; 05; 01 | 0,05-3,0 | 0,05-0,15 | 300-700 | |
| Отбеленные закалённые чугуны, HB 400-600 | Без удара | 05; 01 | 0,05-2,0 | 0,03-0,15 | 80-200 |
| С ударом | 10; 10Д | 0,05-1,0 | 0,03-0,10 | 50-100 | |
| Твёрдые сплавы ВК15, ВК20, ВК 25 и т.п., HRA 80-86 | Без удара, допу- скается биение | 10; 10Д; 01 | 0,05-1,0 | 0,03-0,10 | 5-20 |
Обработка давлением
Если механические виды обработки металлов не подходят и требуется сохранить целостность заготовки, мастера могут применять оборудование, работающее с давлением. Технологические процессы в этом случае разделяются на две группы:
- Штамповка. Для этого метода используются два ключевых элемента — пуансон и матрица. Между этими деталями помещается обрабатываемая заготовка. Далее с помощью усилия она сдвигается. Заготовка принимает форму матрицы. Существует горячая и холодная штамповка. В первом варианте деталь изначально подвергается нагреванию.
- Ковка. В давние времена кузнецы ковали оружие и доспехи. Для этого заготовка разогревалась в горне, а после этого по ней наносились удары с помощью молота. Так изменяется структура материала и улучшаются его характеристики.
Сейчас при ковке используются пневматические молоты и промышленные печи.
Схема обработки на токарном станке
Для запуска новой серии изделий на любом предприятии разрабатываются схематические изображения, которые играют роль технического задания для токарей. Они позволяют намного упростить и сэкономить время работ по металлу, поскольку мастеру не приходится самостоятельно подбирать режим, скорость, нужный резец. Предварительно проводят проверку схем во избежание различных дефектов. Также это позволяет вычислить более точные параметры изделий, что особенно важно для серийного токарного производства.
Схема показывает:
- способ фиксации резца;
- его положение в отношении заготовки;
- процесс токарной обработки с помощью условных обозначений.
На ней представлены основные параметры, которые при необходимости корректируют для достижения максимальной точности обработки деталей.
Как стать профессионалом в металлообработке
Обучение токарному делу, как, например, в профессии врача, длится целую жизнь, кроме существенного объема теоретической информации, книг и практических навыков которые предстоит освоит стоит есть постоянно обновляющийся парк техники, требующий изучения, токарные станки развиваются. Также увеличивается номенклатура обрабатываемых материалов, появляются новые композитные и полимерные материалы с неизученными свойствами.
Помочь в овладении профессии могут уроки по токарному делу и обработке металлов от более опытных коллег и преподавателей. Сейчас в интернете стала доступна библиотека технической литературы по обработке металлов: справочники, пособия токаря и учебники. Дополнительное образование требует времени, которого постоянно не хватает, и денег, которые тоже не будут лишними, но эти затраты с лихвой окупятся в будущем.
https://youtube.com/watch?v=qEHIrxF013k
Обработка давлением
Если механические виды обработки металлов не подходят и требуется сохранить целостность заготовки, мастера могут применять оборудование, работающее с давлением. Технологические процессы в этом случае разделяются на две группы:
- Штамповка. Для этого метода используются два ключевых элемента — пуансон и матрица. Между этими деталями помещается обрабатываемая заготовка. Далее с помощью усилия она сдвигается. Заготовка принимает форму матрицы. Существует горячая и холодная штамповка. В первом варианте деталь изначально подвергается нагреванию.
- Ковка. В давние времена кузнецы ковали оружие и доспехи. Для этого заготовка разогревалась в горне, а после этого по ней наносились удары с помощью молота. Так изменяется структура материала и улучшаются его характеристики.
Сейчас при ковке используются пневматические молоты и промышленные печи.
Стоимость нормочаса
Стоимость нормочаса в нашей компании от 850 рублей, но в конечном итоге, всегда определяется в зависимости от объема, сложности и необходимой скорости производства.
| Тип работы | Цена с НДС |
| Создание 3D модели по чертежу | от 1 000 руб. / час |
| Разработка технологии и подбор инструмента | от 600 руб. / час |
| Написание управляющих программ | от 1 200 руб. / час |
| Токарная обработка на универсальных станках | от 850 руб. / час |
| Токарная обработка на станках с чпу | от 1 100 руб. / час |
| Срочные токарные работы | от 2 000 руб. / час |
| Токарные работы с твердыми сплавами (вольфрамокобальтовые, титановольфрамокобальтовые, титанотанталовольфрамокобальтовые) | индивидуально |
| Токарная обработка для материалов твердостью до HRC 45 | от 1 300 руб. / час |
нанесения гальванического покрытия
Сфера применения и особенности
Обработка материалов на токарном станке подразумевает закрепление цилиндрической заготовки в трехкулачковый патрон. За счет перпендикулярной подачи режущего инструмента снимается заданная толщина металла. Все это позволяет обточить заготовку до необходимых размеров.
При выполнении определенных работ одной фиксации заготовки в патроне недостаточно. Для обеспечения безопасности, получения нужной чистоты и точности требуется дополнительная поддержка детали задней бабкой.
В каких случаях необходимо использование вращающегося центра:
- Длина заготовки в 5 раз превышает диаметр.
- Точение тяжелых деталей на высоких скоростях (большие обороты и подача).
- Большая толщина снимаемой стружки.
- Когда чистовая обработка будет проходить на шлифовальном станке.
Особенности и преимущества использования центров:
- Длительный срок эксплуатации.
- Устойчивость к высоким нагрузкам.
- Возможность увеличить скорость обработки.
- Повышение производительности оборудования.
- Универсальность — можно использовать на станках с ручным управлением, и на оборудовании с ЧПУ.
- Высокое качество деталей.
Может вам также станет интересно, как правильно смонтировать УЦИ на токарный станок?
К недостаткам приспособления можно отнести радиальное биение. Если по техническим требованиям данная погрешность недопустима, практикуется финишная обработка с применением неподвижного центра на щадящих режимах.
Особенности художественной обработки
Основы металлообработки включают в себя не только изменение формы и размеров заготовки, но и их декоративную обработку. Мастер может создавать отдельные изделия, или украшать уже готовые металлические конструкции. Существует 4 процесса металлообработки, позволяющих изменить внешний вид детали:
- литье;
- ковка;
- чеканка;
- сварка.
Все виды декоративной работы с металлом подразумевают под собой изначальное разогревание заготовки. Чем выше пластичность, тем проще работать с деталями.
Сварочная технология считается новой в сравнении с остальными. Её активное развитие начинается со второй половины 20 века. С помощью сварочного аппарата можно разрезать металлические листы и соединять детали между собой.
Металл является твердым материалом, работая с которым нужно использовать специальное оборудования и разогревать заготовку. Обработка позволяет изменить размер и форму детали, а также улучшить её технические характеристики. С помощью методов декоративной работы с материалом можно украшать изделия, улучшая их внешний вид.
Механическая обработка
Существуют различные виды механической обработки металлов. Это самая большая группа способов обработки материала, в которых используются специальные инструменты и оборудование. Механическое усилие позволяет снимать с заготовки слой металла.
Механическая обработка
Сверление и точение
Сверление — это обработка металлов с помощью специального оборудования. Технология сверления делится на несколько этапов:
- Заготовка закрепляется на рабочем столе с помощью струбцин или тисков.
- В патроне рабочего инструмента закрепляется оснастка — сверло или мечик для нарезания резьбы.
- После включения электродвигателя, шпиндель раскручивает патрон. Оснастка проделывает в металлической заготовке отверстие нужного диаметра.
При выборе оснастки требуется учитывать характеристики обрабатываемого материала. Сверла выдерживают разные нагрузки.
Ещё одни распространённым видом механической обработки металла является точение. С помощью этого технологического процесса создаются детали цилиндрической и конусовидной формы. Метод сверления:
- Заготовка закрепляется в подвижном шпинделе.
- После включения двигателя она раскручивает заготовку.
- Мастер подносит резцы для снятия слоя металла.
Шлифование и фрезерование
Ещё одним популярным способом обработки металла является фрезерование. Он похож на сверление. С помощью фрезы можно изготавливать различные углубления в металлических поверхностях, создавать резьбу, обрабатывать торцы заготовок. При вращении шпинделя оснастка снимает слой металла.
Также в процессе обработки металла и дерева используются абразивные материалы. Круг с напылением фиксируется на подвижном валу, которые раскручивается с помощью электродвигателя. От выбора фракции абразива зависит тип обработки. Чтобы очистить поверхность от толстого слоя ржавчины или металла, требуется использовать абразивные круги с крупными частицами. Для финишной работы подходит мелкая фракция.
Шлифовальная обработка
Основные операции токарной обработки и исполь-зуемые резцы
— задняя бабка О
установлена на станине с правой стороны и может вручную перемещаться по ее внутренним направляющим. Задняя бабка служит:
а
) для поддержания в центрах длинных заго-товок при обработке;
б
) обтачивания конусов смещением корпуса задней бабки относительно направляющих станины вращением болта 18;
в
) закрепления инструментов для обработки отверстий (сверл, зенкеров, разверток, метчиков и т. п.);
— в нижней части станины располагается корыто20 для сбора стружки и стока охлаждающей жидкости из зоны резания. Охлаж-дающая жидкость стекает из корыта по стояку 21 в эмульсионный бак 22, оттуда подается в зону резания через трубопроводы электронасо-сом, расположенным в правой тумбе. Станок включается рукояткой 19. Под съёмным кожухом Е
размещается гитара сменных шестерён
2.3. Кинематическая схема станка [1]
Кинематическая схема станка IM6I включает цепь главного движения, винторезную цепь, а также цепи продольной и поперечной подач.
Цепь главного движения.Главным движением токарно-винторезного станка является вращательное движение шпинделя И (см. рис. 1.2). Движение от электродвигателя М (см. рис. 1.3) через клиноременную передачу со шкивами 2 и 17 предается входному валу I
коробки скоростей. На валу
I
находится два двойных блока зубчатых колес Б1 с колесами 18, 19 и Б2 с колесами 22, 23, которые путем поочередного зацепления с колёсами 16, 20, 21, 24, жестко сидящими на валу
II
, обеспечивают ему четыре различные скорости вращения. На том же валу расположен тройной блок зубчатых колес
Рис. 1. 3. Кинематическая схема токарно-винторезного станка 1М61
Б3 с колесами 25, 26 и 27, дающий посредством последовательного зацепления с колесами 38, 37, 28 валу III
12 различных скоростей вращения. Шпиндель станка (вал
V
) имеет 24 скорости вращения. Двенадцать из них получаются при включенной муфте М1. При этом передача с вала
III
на вал
V
осуществляется передачей
z
30
/z
36. Подвижная часть муфты М1, изготовленная за одно целое с зубчатыми колесами 30 и 33, свободно проворачивается на корпусе шестерни 32. Двенадцать более низких скоростей вращения шпинделю передаются при выключенной муфте М1 (положение, показанное на рис. 1.3) через механизм перебора. Механизм перебора включает зубчатые колёса 29, 30, 31, 33, 35. При выключенной муфте М1 шпиндель получает вращение от зубчатого колеса 32, находящегося на правом конце вала
III
, через колеса 31 и 29 вала
IV
и зацепления
z
29
/z
30
∙z
33
/z
35. Уравнение кинематического баланса цепи главного движения имеет вид:
| . | . |
| = nоб.шп ., (1) | |
| · |
где n
об. э. д. – число оборотов вала электродвигателя в мин.;
n
шп – число оборотов шпинделя в мин.
Реверсирование (изменение направления вращения) шпинделя осуществляется электродвигателем включением рукоятки 19 вниз (см. рис. 1.2).
Цепь подач.Цепь подач на токарно-винторезных станках связывает вращение шпинделя (заготовки) с перемещением суппорта (инструмента) и позволяет получать различные значения продольных и поперечных подач, а также нарезать резьбу резцом с различным шагом. Для осуществления движения подачи и нарезания резьбы вал VI
получает вращение от шпинделя через передачу
z
15
/z
11 или от вала
III
через звено увеличения шага резьбы посредством зацепления
z
39
/z
12. С вала
VI
движение предается на вал
VIII
напрямую через зацепление
z
13
/z
8 или через реверс[4] подачи
z
14
/z
10
∙z
9
/z
8 используемый при нарезании левых резьб. Далее движение передается на входной вал
IX
коробки подач через гитару сменных шестерен
а
,
в
,
с
. В звено увеличения шага резьбы входит передача
z
39
/z
12 и используется только при включенном механизме перебора (муфта М1 включена вправо) для получения резьбы с увеличенным шагом и при нарезании многозаходных резьб. Шаг резьбы при этом, по сравнению с передачей через
z
15
/z
11, увеличивается в 16 раз. Рассмотрим цепь подачи станка в случае, когда муфты М2, М3, М5 (как показано на схеме) включены. В этом случае вал
IX
, на котором находится колесо «
с
» гитары сменных шестерен, напрямую соединен муфтой М2 с валом
Х
и движение передается сразу на вал
ХII
посредством зубчатых колес 40, 41, 43 и 45, жестко закрепленных на валу
Х
, и двух двойных блоков зубчатых колес Б6 и Б7 соответственно с колесами 3, 4 и 79, 42. Поскольку муфта М5 включена, то вращение передается блоку зубчатых колес Б8 вала
ХIII
. С помощью этого блока, путем зацеплений колёс 73/47 и 74/48, при включенной муфте М3 на валу
ХI
может быть получено восемь различных скоростей вращения. Передаточное отношение коробки подач
i
к
.
п. при включенных муфтах М2, М3, М5 определяются отношением
| · | · (2) |
| i кп = |
Уравнение кинематического баланса винторезной цепи имеет вид:
| (правая) | ||
| 1об.шп. · | · | ∙iг ∙ iк.п. ∙ tх.в=Т, мм (3) |
| ∙ ∙ ∙ | ∙ (левая) |
где iг
,
iк.п. —
передаточные отношения гитары сменных шестерен и коробки передач;
tх.в. —
шаг ходового винта, мм (поз. 56 рис. 1.3);
T —
шаг нарезаемой резьбы, мм.
Передаточное отношение гитары сменных шестерен iг
при выполнении всех токарных работ, а также при нарезании метрических и дюймовых резьб определяется отношением:
iг
= , (4),
а при нарезании модульных и питчевых резьб:
iг
= . (5)
При нарезании резьбы вращение ходовому валу 56 от вала ХI
передается включением муфты М4.
Для осуществления продольной и поперечной подач вращение с вала ХI
на ходовой вал
XIV
механизма фартука передается посредством передачи
z
49
/z
76 при выключенной муфте М4.
Уравнение кинематического баланса цепи для продольных S
пр. и поперечных подач
S
поп. имеет вид:
| 1об.шп . ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ · |
| (6) |
где т
— модуль реечного колеса и рейки;
tх.в.
— шаг ходового винта поперечной подачи в мм (поз. 75
рис. 1.3).
⇐ Предыдущая2Следующая ⇒
Рекомендуемые страницы:
Как можно обрабатывать металл резанием?
Обработку резанием можно осуществить несколькими методами. Они ориентированы на разные по форме изделия и имеют разные цели. Основные способы обработки металлов резанием:
- Точение. Выполняется с помощью станка, на котором установлен резец (например, токарный). Процесс работы выглядит так: обрабатываемое изделие совершает вращательное движение вокруг своей оси, а в это время резцом снимается нужный слой металла. Точение применяют для цилиндрических, конических и торцевых поверхностей (и наружных, и внутренних).
- Сверление. Выполняется на станках с установленным сверлом. Легко догадаться, что сверление предназначено для того, чтобы проделывать в деталях отверстия. Деталь прочно зажимается в тисках, и в ней просверливается отверстие нужного диаметра, при этом диаметр определяется размером сверла. Между тем сверла различаются не только размером, но и формой: есть сверла спиральные, перовые, центровочные и другие, каждое для своих целей.
- Фрезерование. Требует специального оборудования, на котором установлена фреза – инструмент с резцами. Фреза совершает вращательное движение, а заготовка, закрепленная на столе, движется продольно. Фрезеровка может быть горизонтальной, вертикальной и диагональной, в зависимости от того, как будут закреплены заготовка и фреза. Существуют и компактные ручные электрические фрезеры, которые при необходимости могут использоваться где угодно, не привязывая мастера к станку. Правда, и возможностей у них гораздо меньше.
- Строгание. Для него необходим строгальный станок (их существует несколько видов: строгально-долбежный, поперечно-строгальный, продольно-строгальный и т. д.). Обрабатывают на них преимущественно рамы, штанги, станины и т. п. Резцы могут использоваться прямые и изогнутые. Прямые наиболее просты в применении, но не позволяют добиться высокой точности. Изогнутые резцы высокоточны, и поэтому являются предпочтительными, и распространены больше.
- Долбление. Необходим долбежный станок. Резец совершает прямолинейное возвратно-поступательное движение, а перпендикулярно ему двигается заготовка. Применяется по большей части для плоских поверхностей с небольшой высотой. С помощью долбления, например, можно получить зубчатые колеса достаточно неплохих степеней точности.
- Шлифование. Для него необходим станок со шлифовальным кругом. Шлифовальный круг крутится, а заготовка получает круговую, продольную или поперечную подачу. Шлифование позволяет получить деталь потрясающей точности, следует лишь учитывать в работе ряд особенностей процесса, таких как нагревание детали во время обработки, устойчивость станка (отсутствие сильных вибраций), глубина резания и т. д.
Особенности процесса
Отличительной особенностью токарной обработки металла является вращение обрабатываемой заготовки и неподвижное закрепление резца. Это позволяет изготавливать валы и другие детали с большим количеством цилиндрических и конических поверхностей.
Точение относится к высокопроизводительным механическим обработкам, дающим высокую точность размеров и хорошее взаимодействие сопрягаемых деталей.
Режимы обработки
Металл, обрабатываемый точением, имеет различные качества: твердость, вязкость, пластичность. Все они требуют разного угла заточки резца и скорости резания. Перед выдачей чертежей в работу технологи делают расчеты режимов резания при токарной обработке. На их основе производится нормирование по затратам времени на выполнение каждой операции. К режимам резания относятся:
- скорость вращения шпинделя;
- глубина резания;
- подача.
Качество и скорость обработки — противоположные показатели при точении. Они зависят от глубины реза и подачи инструмента. Чем больше стружки снимается за один проход, тем больше погрешность в размерах и шероховатость поверхности.
Первоначально делается черновое точение — снимается большой слой металла проходным резцом с кромкой, образующей острый угол к оси вращения заготовки. Затем ставится инструмент с большой площадью контакта по обрабатываемой поверхности и делается чистовая обработка — снимается тонкий слой металла боковой гранью резца и одновременно происходит сглаживание гребешков кромкой, расположенной вдоль оси заготовки.
Чем мягче металл, тем меньше угол заточки — острее резец. Чугун и высоколегированные стали обрабатываются квадратными пластинами. Для алюминия и бронзы делают заточку в 30⁰.
Токарная технология
При обработке на токарных станках резец, перемещаясь вдоль заготовки, врезается в ее поверхность. Режущая кромка отделяет узкую полоску металла — стружку. Ширина и толщина стружки задаются станочником.
Технология обработки позволяет изготавливать валы с большим количеством переходов и размеров. При этом все цилиндры и конусы соосны, поскольку вытачивались с одной установки. Сверловка торца и другая обработка делаются без переустановки детали. Неподвижный инструмент закреплен жестко, что позволяет в несколько раз увеличить скорость обработки.
Внедрение ЧПУ
Существенным прорывом в области станкостроения стало использование системы Числового Программного Управления. Изделия с появление системы ЧПУ стало можно получить с меньшими затратами, чистота обработки, как и точность находятся на самом высоком уровне.
Наличие системы ЧПУ определяет следующее:
- повышение показателя производительности при условии, когда резцы используются с твердосплавной режущей кромкой;
- обработка возможна как черных и цветных, так и инструментальных сплавов при соответствующей оснастке;
- вмешательство мастера в процесс минимальное. резание происходит в автоматическом режиме;
- система ЧПУ позволяет указать все режимы резания. программа для ЧПУ составляется с указанием скорости, при которой проводится резание, а также подачи;
- зачастую вся зона, в которой происходит резание, закрыта защитным кожухом, так как система ЧПУ не позволит начать работу без защиты окружающих;
- высокая точность работы ЧПУ, которая получается резанием с правильным указанием скорости, позволяет получать детали с меньшим показателем брака для ответственных элементов различных конструкций.
Система ЧПУ широко используется при производстве токарных станков в Китае и США. Возможность внедрения ЧПУ определяется точность позиционирования элементов конструкции станка.
Химическая и механическая обработка
Применяются методы термического воздействия с применением химии для насыщения металла элементами, например, углеродом. Такой способ воздействия называется химикотермический. А если на изделие в процессе его остывания воздействовать механически, придавая ему нужную форму, то это термомеханическая обработка.
Сварка
Прочное соединение двух и более металлических деталей между собой.
При сварке изделия нагревают в месте предполагаемого шва до расплавления. Затем атомы соединяемых деталей смешиваются, при остывании образуя шов.
В обычных условиях невозможно соединить детали, сдавливая их между собой, дело в том, что поверхность металла загрязнена разными веществами. В том случае, когда материал нагревается и плавиться, высвобождаются свежие слои металла, поэтому их соединение становится возможным.
Выделяют три вида сварки:
- термическая,
- термомеханическая,
- механическая.
Тепловое или термическое воздействие на детали подразумевает нагрев без применения дополнительного давления. Тепло получают от электрической дуги (электрическое воздействие), газового пламени.
При термомеханическом соединении детали нагревают лишь до состояния их пластичности, после чего плотно соединяют их, сдавливая друг с другом.
При сварке с применением давления металл деформируют до такой степени, что он начинает растекаться, как вода.
Сварка с применением давления
Стекают загрязненные слои, обнажая свежий слой. Затем начинается химическая реакция, соединяющая детали вместе.
Такой процесс происходит только с применением автоматики. Человек не обладает достаточной силой, чтоб привести к таким реакциям. Такая сварка применима в том случае, когда нужно соединить большие детали с толстыми стенками.
Ручная сварка
В быту чаще используют переносные сварочные аппараты, способные сварить конструкции из металлов небольшой толщины. Здесь используется принцип электрической дуги.
При помощи специального электрода вызывают короткое замыкание на свариваемое изделие. Возникает устойчивый дуговой разряд порядка 6 тыс. градусов по Цельсию. Затем, на расстоянии 2–5 миллиметров между электродом и изделием происходит сварочный процесс. В итоге получается прочный шов, способный выдержать большое давление извне.
Сварка под флюсом
В условиях производства используют автоматическую сварку под флюсом.
Процесс сварки под флюсом
Его насыпают на свариваемые изделия слоем в 50–60 миллиметров. Затем приступают к сварке.
Сначала нагревается сам флюс, и сварка происходит в газовой среде флюса, в то время как сам металл не подвергается воздействию кислорода. Шов такой сварки получается прочнее ручной сварки.
Обработка давлением
Для придания будущему изделию нужной формы, при изготовлении полуфабрикатов и деталей, на него воздействуют давлением. При этом свойства материала не изменяются, меняется только форма.
Существуют следующие способы воздействия давлением:
- ковка,
- штамповка,
- штамповка листовая,
- прокатка,
- прессование,
- волочение.
Ковка
Древнейший метод обработки – ковка. Металл нагревают до пластичного состояния, после чего придают ему нужную форму при помощи специальных инструментов. В древние времена с помощью ковки кузнецы изготавливали оружие, орудия работы, инструменты. Сейчас ковка больше используется в архитектуре, при создании узора ворот, поручней лестниц.
А также ковка возможна без предварительного нагрева. Нужную форму придают, изгибая определенным образом. При таком способе нужна будет дополнительная обработка металла, ведь появляются погрешности в работе.
Штамповка
Автоматизированный процесс, с применением станков. Будущую деталь либо помещают в специальную форму, после чего подвергают давлению, либо воздействуют на нее штампом заданной формы. В первом случае получают объемные изделия, во втором используют листовой металл.
При прокатке металл пропускают между двух крутящихся валиков. На выходе получают гладкие листы. Процесс волочения похож на прокатку, однако, получаются не листы, а проволока. А также используется комбинированное воздействие давления на металл.
Электрическая обработка
Одна из последних стадия обработки.
Такая обработка металлов применяется для особо твердых сплавов, требующих ювелирной работы и не поддающихся воздействию другими способами. Все этапы процесса выполняются скрупулезно, придерживая необходимые условия для получения качественного материала.
А также электрической обработкой вырезают в изделии мелкие отверстия, зазубрины, делают гравировку.
Передовые методы металлообработки
Технология металлообработки — это совокупность технологических процессов, с помощью которых кузнецы изменяют характеристики, форму, размеры металлов и сплавов. Чтобы облегчить работу людей, машины постоянно улучшаются. На них устанавливаются дополнительные модули, которые расширяют функционал. Машины снабжаются системами ЧПУ.
Разработчики новых механизмов нацелены на достижение трёх целей:
- Увеличение точности работы подвижных элементов.
- Надёжность в активной эксплуатации. Разработки направлены на изготовление более выносливого оборудования, которое сможет работать дольше, эффективнее.
- Продуктивность — от скорости выполнения операций подвижными механизмами повышается количество готовой продукции.
Установка дополнительных шпинделей, рабочих частей, систем ЧПУ увеличивает производительность, точность, эффективность промышленных станков.
Внедрение ЧПУ
Существенным прорывом в области станкостроения стало использование системы Числового Программного Управления. Изделия с появление системы ЧПУ стало можно получить с меньшими затратами, чистота обработки, как и точность находятся на самом высоком уровне.
Наличие системы ЧПУ определяет следующее:
- повышение показателя производительности при условии, когда резцы используются с твердосплавной режущей кромкой;
- обработка возможна как черных и цветных, так и инструментальных сплавов при соответствующей оснастке;
- вмешательство мастера в процесс минимальное. резание происходит в автоматическом режиме;
- система ЧПУ позволяет указать все режимы резания. программа для ЧПУ составляется с указанием скорости, при которой проводится резание, а также подачи;
- зачастую вся зона, в которой происходит резание, закрыта защитным кожухом, так как система ЧПУ не позволит начать работу без защиты окружающих;
- высокая точность работы ЧПУ, которая получается резанием с правильным указанием скорости, позволяет получать детали с меньшим показателем брака для ответственных элементов различных конструкций.
Система ЧПУ широко используется при производстве токарных станков в Китае и США. Возможность внедрения ЧПУ определяется точность позиционирования элементов конструкции станка.
Техника безопасности при токарной обработке металла
Следует соблюдать определенные правила техники безопасности в процессе выполнения операций на токарном оборудовании. В противном случае можно испортить изделие, сломать резец или получить травму:
- Нельзя забывать о защитной рабочей одежде. В комплект должны входить: роба, головной убор, полностью закрытая обувь, защитные очки. Пренебрежение экипировкой может привести к ожогам и ранам от стружки и летящих осколков металла.
- Нельзя работать в перчатках!
- Резцы должны быть хорошо заточены, а при использовании токарного станка – отцентрованы и закреплены.
- Нужно крепко держать стамески обеими руками при работе с ними.
- Следует обязательно проводить черновую обработку заготовки перед тем, как ее формировать.
- Нельзя отвлекаться и оставлять работающий станок без внимания.
- Не следует торопиться, надо правильно рассчитать свои силы при ручной подаче.
Обработка металла на токарном станке требует практики. Каждый новый станок необходимо освоить, попробовать провести разные операции на бракованных заготовках. Это даст возможность понять особенности оборудования, получить большую точность и добиться повышения производительности. Выполняя перечисленные выше рекомендации, можно получить прекрасный результат, а также избежать брака и травм.
Особенности обработки металла
Металлы, состоящие из разных компонентов, имеют свои показатели прочности и гибкости, другие характеристики. Их нельзя обрабатывать одними и теми же способами. При выборе метода воздействия на материал учитываются требования к изделию, которое нужно получить. Иногда приходится менять не только форму, но и технические характеристики сплава.
Существует 5 способов обработки металлических заготовок:
- механическая;
- химическая;
- электрическая;
- термическая;
- воздействие давлением.
Используя инструменты, предназначенные для механических работ, можно раскроить деталь, проделать в ней отверстие, отшлифовать. Зачастую в результате получается черновая заготовка, на которую дополнительно воздействуют давлением, высокими температурами.
Обработку стали твердых марок выполняют электрическим способом. Еще его применяют, если нужно проделать отверстия разной формы и размеров в металле, выполнить заточку инструментов. Данный способ предполагает использование станков разных типов.
Химическая обработка – это воздействие на заготовку разными составами (кислотами, щелочами), которые вступают в реакцию с металлическим сплавом. После завершения взаимодействия меняются физико-химические характеристики металла. Их улучшение зачастую и есть смыслом воздействия.
При термической обработке, как и при химической, улучшаются эксплуатационные свойства заготовки, повышается ее прочность.
Изменить форму детали, не нарушив при этом ее целостность, можно при помощи высокого давления. Работая с твердыми металлами (некоторые марки стали, к примеру), заготовку предварительно разогревают.
Особенности художественной обработки
Основы металлообработки включают в себя не только изменение формы и размеров заготовки, но и их декоративную обработку. Мастер может создавать отдельные изделия, или украшать уже готовые металлические конструкции. Существует 4 процесса металлообработки, позволяющих изменить внешний вид детали:
- литье;
- ковка;
- чеканка;
- сварка.
Все виды декоративной работы с металлом подразумевают под собой изначальное разогревание заготовки. Чем выше пластичность, тем проще работать с деталями.
Сварочная технология считается новой в сравнении с остальными. Её активное развитие начинается со второй половины 20 века. С помощью сварочного аппарата можно разрезать металлические листы и соединять детали между собой.
Металл является твердым материалом, работая с которым нужно использовать специальное оборудования и разогревать заготовку. Обработка позволяет изменить размер и форму детали, а также улучшить её технические характеристики. С помощью методов декоративной работы с материалом можно украшать изделия, улучшая их внешний вид.
Технология проведения работ
Токарные станки предназначены для обработки тел вращения. На данном оборудовании выполняются следующие работы:
- Подрезка торцов;
- Точение наружных поверхностей;
- Нарезание резьбы любого типа;
- Отрезание деталей;
- Нанесение рифлений;
- Сверление и растачивание внутренних отверстий.
Однако это не единственное, что можно делать на данном станке. Помимо этого на нем можно выполнять полирование и притирку отверстия. Полирование может выполнять при помощи специального войлочного круга и пасты ГОИ. С их помощью изделие приобретает зеркальную поверхность, однако точность поверхности не обеспечивается. Доводка поверхности отверстия выполняется при помощи притира. Данная операция позволяет получить точное отверстие с низким показателем шероховатости.
Инструмент может быть закреплен в шпинделе или в центрах. Центра – это специальные приспособления, которые закреплены в шпинделе и в задней бабке. Для ее обеспечения необходимо предварительно зацентровать (просверлить специальным сверлом отверстие в оси) заготовку с двух сторон. Установка для обработки в центрах позволяет выполнить все переходы за один установ.
Специфика эксплуатации
Перед началом работы токарю необходимо учесть погрешности биения. Оно возникает из-за износа подшипников или наконечника, недостаточно жесткой фиксации. Если требования не допускают такую погрешность, лучше воспользоваться другой оснасткой.
Какие нюансы нужно учесть при обработке в центрах:
- Оси шпинделя и центра должны совпадать, иначе будут погрешности в обработке. При точении деталей с высоким классом точности нужно оставлять припуски для чистовой обработки.
- Сила зажима должна надежно фиксировать заготовку, но при этом не мешать ее вращению.
- При работе с большими скоростями нужно использовать смазку для уменьшения износа наконечника.
Важно!
Биение вращающегося центра приводит к радиальному биению детали относительно оси. Дальнейшая обработка этой же заготовки на другом станке может привести к нарушению соосности.
При обнаружении сильного биения конический наконечник необходимо отшлифовать специальным инструментом, который крепится в резцедержателе. После проверки шаблоном в случае удовлетворительного результата можно приступать к металлообработке.
Важно!
При точении на больших оборотах изнашивается наконечник центра и разбивается центровочное отверстие. Чтобы продлить срок эксплуатации оснастки, наконечник обрабатывают защитной смазкой.
