Токарная обработка превращает необработанный металл в точные компоненты с помощью различных токарных процессов. Освоение этих основных операций, от прямой токарной обработки до нарезания резьбы, повышает точность изготовления, качество поверхности и функциональность ваших деталей.
Что такое токарная обработка на токарном станке?
Токарная обработка — это производственная операция на токарном станке, которая включает в себя удаление материала с вращающейся заготовки для придания ей желаемой формы. Станок, выполняющий этот процесс, называется токарным станком.
Основные виды токарных операций на токарном станке с ЧПУ
1. Прямой поворот
Прямое точение уменьшает внешний диаметр заготовки по ее длине. Материал вращается вокруг оси Z, а токарный инструмент подается параллельно оси заготовки в направлении оси Z.
Для изменения диаметра можно использовать ось X. В большинстве случаев это работает. токарные станки, Толщина срезаемого материала может составлять от 1 до 5 миллиметров. Конечно, диапазон будет зависеть от системы оснастки и требований к финишной обработке.
В процессе обработки необходимо предотвратить износ инструмента. Важно оптимизировать как скорость подачи, так и скорость вращения.
Вам потребуется сделать несколько проходов, например:
- Сложные перевалы – Материал удаляется быстро при большей глубине резания.
- Завершающие пасы – Световые колебания для определения окончательных размеров и качества поверхности.
2. Коническая токарная обработка
Токарная обработка с конусным изгибом постепенно уменьшает или увеличивает диаметр для придания конической формы. На токарном станке с ЧПУ это делается с помощью запрограммированной интерполяции конуса, при которой оси X и Z перемещаются скоординированным линейным движением. На ручных токарных станках могут использоваться следующие методы:
- Смещение задней бабки – Боковое перемещение задней бабки для создания небольших конусов на длинных заготовках.
- Регулировка составного упора – Регулировка состава до желаемого угла конусности для более коротких конусов.
- Коническое крепление – Для поддержания постоянного угла конусности используется специальная направляющая.
Конусность выражается в виде соотношений, например, 1:20, что означает изменение диаметра на 1 единицу на 20 единиц длины, или в виде углов в градусах. Этот тип операции важен при производстве шпинделей, конусных соединений для станков, фитингов для труб и деталей, для которых необходимы точные угловые поверхности для правильного сопряжения и выравнивания.
3. Поворот ступеней
Ступенчатая токарная обработка используется для разделения заготовки на два или более диаметров с образованием видимых выступов или ступенек между ними. Сначала обрабатывается один диаметр по оси Z, затем инструмент отводится по оси X для создания дополнительной глубины обработки, после чего процесс продолжается с обработкой следующего участка.
Глубину резания и скорость подачи следует тщательно контролировать, чтобы переходы были точными, а плечи формировались должным образом.
Для успешного выполнения поворотов ступеней необходимо учитывать следующие важные факторы:
- Острые плечи – Требуется тщательное позиционирование инструмента, а также, возможно, потребуется торцевая обработка для уточнения перехода.
- Скругленные переходы – Для обеспечения плавного перехода между диаметрами может потребоваться использование радиусных инструментов или специальное программное обеспечение.
- Очистка инструментов – Обеспечьте достаточно места для извлечения и перемещения инструментов между этапами.
4. Поворот плеч
Токарная обработка уступа позволяет получить чистую перпендикулярную поверхность между двумя различными диаметрами заготовки. Для обработки уступа необходимо расположить токарный инструмент радиально вдоль оси X, а для уточнения и зачистки углового перехода — вдоль оси Z.
Для получения более острых и точных углов и лучшего качества поверхности следует использовать более низкие скорости подачи, обычно от 0,1 до 0,3 миллиметра за оборот.
Качественный поворот плеч зависит от:
- геометрия инструмента – Используйте острые токарные инструменты с закруглением режущей кромки, соответствующим требуемому радиусу закругления углов.
- поворот последовательность – Это может включать несколько этапов: черновую обработку, чистовую обработку и зачистку углов.
- Острота углов – Зависит от радиуса закругления режущей кромки инструмента и метода программирования.
Эта операция необходима, когда требуются надежные посадочные поверхности для подшипников, втулок, стопорных колец и механических соединений.
5. Контурный поворот
Контурная токарная обработка позволяет создавать изогнутые, плавные или неровные срезы на внешней поверхности заготовки. Программирование ЧПУ позволяет одновременно координировать движение инструментов по осям X и Z, создавая плавные радиусы, дуги и сложные геометрические формы за счет скоординированной интерполяции. Конечная форма изделия зависит от следующих факторов:
- Компенсация радиуса носовой части инструмента – Ваш станок с ЧПУ должен учесть это при определении фактических размеров профиля.
- Оптимизация скорости подачи – Для получения гладкой поверхности на заготовках различного диаметра необходимы стабильная скорость обработки и правильная подача.
- Точность программирования – Для сложных профилей необходимы точная детализация точек и методы интерполяции кривых.
Эта операция крайне важна при производстве лопаток турбин, профилей автомобильных кулачков, декоративных деталей или любых других деталей, требующих плавных переходов и точных изогнутых поверхностей.
6. Токарная обработка фаски
Токарная обработка для снятия фаски включает в себя удаление острых углов для формирования наклонных кромок в местах пересечения двух поверхностей на заготовке. Инструмент устанавливается под заданным углом, обычно 15, 30, 45 или 60 градусов, и перемещается как по оси X, так и по оси Z для формирования наклонной переходной поверхности. Чаще всего используется фаска под углом 45 градусов, поскольку ее легко обрабатывать и программировать.
Для формирования фаски можно использовать следующие методы:
- Линейная интерполяция – Программируемое перемещение по осям X и Z под требуемым углом.
- Заранее подготовленные циклы – Используйте встроенные функции снятия фаски, которые есть в большинстве систем ЧПУ.
- геометрия инструмента – Для обеспечения единообразия используйте инструменты для снятия фаски с предварительно отшлифованными углами.
Другие процессы обработки, связанные с токарной обработкой
7. Лицом к
Торцевая обработка уменьшает длину заготовки за счет выравнивания торцевой поверхности. Инструмент подается перпендикулярно оси Z, а заготовка вращается в патроне. Эта операция подготавливает компоненты к сборке, создает прямые торцы и повышает качество поверхности для дальнейшей обработки или чистовой отделки.
8. Скучно
Расточка используется для расширения или обработки уже просверленного отверстия до определенного размера. Инструментальная планка вставляется в просверленное отверстие и срезает материал с внутренней поверхности по мере вращения заготовки. Этот процесс повышает точность, соосность и качество обработки деталей, таких как цилиндры и корпуса двигателей.
9. Нарезание канавок
Нарезание канавок используется для создания узких канавок или отверстий на поверхности заготовки. Инструмент врезается по оси X на заданную глубину, радиально погружаясь внутрь, а материал вращается на шпинделе. Эти канавки имеют функциональное назначение, например, для установки уплотнительных колец, стопорных колец или обеспечения зазора для узлов.
10. Расставание
Разделение заготовки — это процесс отделения готовой детали от заготовки. Инструмент в виде лезвия вставляется во вращающуюся заготовку вдоль оси X до тех пор, пока деталь не отделится. Надлежащая смазка предотвращает перегрев и сохраняет качество поверхности. Этот процесс необходим при изготовлении многих деталей из прутка на токарном станке с ЧПУ.
11. Нарезание резьбы
Нарезание резьбы — это процесс создания спиральных канавок на поверхности заготовки. В зависимости от конструкции, нарезается внутренняя или наружная резьба. Стандартные размеры резьбы обычно включают M10 или 1/2 дюйма. Нарезание резьбы обеспечивает удобные поверхности для крепления болтов, винтов и трубных фитингов.
12. Накатка
Накатка — это процесс, при котором узорчатый ролик прижимается к вращающейся заготовке, образуя текстурированную поверхность. В отличие от токарной обработки, этот процесс включает пластическое перемещение материала для образования ромбовидных или прямолинейных узоров. Ролики крепятся к инструментальной стойке и радиально подаются к поверхности. Накатка улучшает сцепление рукоятки, ручки или крепежного элемента.
13. Бурение
Сверление создает прямые цилиндрические отверстия в заготовке с помощью вращающегося сверла, прикрепленного к задней бабке или револьверной головке. Сверло перемещается вдоль оси Z в материал. Скорость вращения шпинделя обычно составляет 500-1500 оборотов в минуту в зависимости от размера отверстий.
14. Расширение
Развертывание используется для обработки предварительно просверленного отверстия с целью повышения точности и качества поверхности. Многогранный развертка вращается и перемещается вдоль оси Z, обеспечивая небольшой припуск, обычно от 0,2 до 0,5 миллиметра. Это позволяет создавать отверстия с жесткими допусками и хорошей чистотой поверхности. Развертывание лучше всего подходит для компонентов, требующих плотной посадки, включая подшипники, высокоточные механические узлы и втулки.
15. Постукивание
Нарезание резьбы в предварительно просверленных отверстиях осуществляется с помощью метчика, прикрепленного к специальным приспособлениям или шпинделям станков с ЧПУ. Метчик перемещает резьбу на один шаг за каждый оборот, что синхронизируется с операциями ЧПУ. Эта операция обеспечивает получение точной резьбы в распространенных размерах, таких как метрическая (M6) и дюймовая (1/4-20 UNC), что гарантирует надежное крепление винтов и болтов.
Заключение
Токарная обработка на токарных станках включает в себя множество процессов, в том числе базовое уменьшение диаметра и сложную чистовую обработку отверстий. Эти процессы повышают точность, прочность и качество поверхности механических деталей.
Часто задаваемые вопросы
В чём разница между токарным и фрезерным обработкой?
При токарной обработке заготовка вращается, а токарный инструмент остается неподвижным. При фрезеровании токарный инструмент вращается, а заготовка остается неподвижной.
Какие материалы чаще всего используются при токарной обработке на станках с ЧПУ?
К числу распространенных материалов относятся низкоуглеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминий, латунь, медь и титан. Выбор материала зависит от требований к применению, таких как прочность, коррозионная стойкость и обрабатываемость.
В чём преимущества токарной обработки на станках с ЧПУ по сравнению с ручной обработкой?
Токарная обработка на станках с ЧПУ обеспечивает более высокую точность, повышенную скорость и стабильное качество. Она сводит к минимуму человеческие ошибки и позволяет создавать сложные конструкции с воспроизводимой точностью.
