Токарська обробка - найбільш поширений тип обробки виробів з металу. Деталі, що мають форму тіл обертання, складають значну частку продукції машинобудівних виробництв і входять до складу більшості машин і механізмів.
коротка характеристика
Сучасне машинобудування характеризується широкою номенклатурою виробів, при цьому нестабільністю величини виробничої партії деталей, яка змінюється від декількох штук до декількох тисяч або десятків тисяч. Технологічний процес (ТП) обробки тіл обертання відрізняється різноманітністю технологічних операцій, маршрутів обробки і металорізального устаткування, яке застосовується при їх виготовленні.
Відповідно до типових маршрутах обробки і в залежності від конструктивно-технологічних особливостей і величини виробничої партії тіла обертання можуть оброблятися на різних типах токарних верстатів з ручним керуванням і з ЧПУ при використанні як в якості стандартної, так і спеціального технологічного оснащення.
Історія
Токарська обробка деталей на спеціалізованих верстатах відома з VII століття до н. е. Перші механізми були примітивними: між двома центрами встановлювалася кістяна або дерев`яна заготовка. Одна людина (як правило, раб) крутив виріб, а майстер, утримуючи в руках різець, знімав шар стружки. Процедура була довгою і трудомісткою.
Після епохи занепаду (раннє Середньовіччя), в XIV столітті, токарні роботи вже проводилися на механізмах, де обертання заготівлі надавали за допомогою ножного приводу. До XVI століття верстати обзавелися центрами з металу і люнетом. Стало можливим надавати виробам складну форму - аж до кулі, однак механічний привід не забезпечував належної потужності. У XVIII столітті зусиллями російського винахідника Нартова була вирішена задача жорсткого кріплення різця, що дозволило точно нарізати різьблення, складні візерунки і т. Д.
До XIX сторіччя створили потужні верстати, повністю виконані з металу, які стали основою набирав обертів машинобудування. Слідом за масової електрифікації верстати обзавелися електродвигунами, фактично прийнявши сучасну форму. Наступний значимий еволюційний етап пов`язаний з впровадженням автоматизації і комп`ютеризацією.
Види токарних робіт
Обробка тіл обертання виконується на верстатах:
- токарно-гвинторізних;
- токарно-револьверних;
- з ЧПУ;
- багатоцільових;
- багатошпіндельних;
- багаторізцевих напівавтоматах.
При цьому в залежності від концентрації технологічних переходів (послідовна, паралельна і послідовно-паралельна) застосовуються одно- або багаторізцові налагодження з використанням стандартних або спеціальних ріжучих і допоміжних інструментів.
Обробка на токарних верстатах отворів проводиться як шляхом одноінструментной послідовної обробки, так і з використанням багатошпиндельних головок і комбінованих осьових інструментів.
вибір техпроцесу
Визначальний вплив на вибір типу токарних верстатів має величина виробничої партії деталей і її конструктивно-технологічні особливості:
- максимальний діаметр;
- довжина;
- необхідної точності;
- шорсткість поверхні.
Різноманіття токарних верстатів призводить до зростання числа конкуруючих варіантів техпроцесу. Наприклад, користуючись схемою формування конкуруючих варіантів обробки валів, можна сформувати 20-30 можливих варіантів обробки ступеневої валу. Тому необхідно вибрати правильний (оптимальний) токарний верстат, що забезпечує мінімальну трудомісткість при максимальній економічній ефективності. При виборі варіанту ТП також враховуються обсяг випуску продукції та інші виробничі умови.
Техніко-економічні показники
Токарська обробка металу об`єднує два визначальні чинники - технічну можливість та доцільність. В умовах багато виробництва, яке характеризується нестабільністю об`єктів і величини виробничих партій деталей, вибір вигідного варіанту техпроцесу з числа конкуруючих є складною і трудомісткою завданням, яка вимагає проведення великої кількості розрахунків, пов`язаних з визначенням техніко-економічних показників.
Основними показниками діяльності машинобудівних підприємств є:
- продуктивність праці;
- прибуток;
- собівартість продукції;
- інтенсивність і ефективність використання фінансових ресурсів;
- матеріало- і енергоємність продукції;
- рентабельність;
- фондомісткість і фондовіддача;
- коефіцієнт використання обладнання та інші.
Важливим завданням є забезпечення конкурентоспроможності продукції з урахуванням постійно зростаючих вимог до якості виробів і обмеження витрат трудових, матеріальних, фінансових та енергетичних ресурсів.
Типи оброблюваних деталей
Токарний верстат дозволяє обробляти заготовки типу тіл обертання:
Найменування заготовки | Класифікація | вироби |
Циліндричні деталі обертання | втулки | Втулки, вкладиші, букси, гільзи |
вали | Вали, валики, осі, штоки, цапфи, пальці, штифти | |
Плоскі деталі обертання | диски | Диски, кільця, маховики, шківи, фланці |
багатовісної деталі | ексцентричні вироби | Колінчасті вали, ексцентрики |
Деталі обертання з перехресними осями | хрестовини | Хрестовини, арматура |
Інші заготовки | зубчасті колеса | Одно- і многовенцовие зубчасті колеса, вінці, зубчасті колеса-вали, колеса-диски |
фасонні кулачки | ||
Ходові гвинти і черв`ячні вироби | ||
Кріплення | Болти, гайки, гвинти |
Обробка ступінчастих валів
Токарська обробка вала може проводитися за допомогою токарного, токарно-копіювального, горизонтального Багаторізцевий верстата, вертикального одношпиндельних і багатошпиндельного автомата, верстата з ЧПУ. Встановлюють вал в центрах верстата або закріплюють в патроні (планшайбе). Короткі заготовки, виливки, поковки закріплюють в трикулачні і рідше в чотирикулачні патронах. Вали з відношенням довжини до діаметра більше 12 обточують з використанням рухомих і нерухомих люнетів.
Зазвичай на багаторізцевих верстатах передбачені два супорти (задній, передній). Передній призначений для поздовжнього обточування заготовок. Задній супорт - для підрізання торців, прорізання канавок, фасонної обточування. Кількість різців на мульти-супортах може досягати 20. Руху супортів автоматизовані.
нарізування різьблення
У конструкціях валів зустрічаються зовнішні і внутрішні кріпильні різьби. Токарська обробка здійснюється спеціальними різьбовими різцями. Верстати повинні мати швидкий реверс шпинделя для швидкої зміни напряму робочого обертання на протилежне, коли різьблення буде нарізано до потрібної глибини. При нарізанні глухих резьб використовують самовиключающіеся патрони. Зовнішні різьблення нарізають різьбонарізні головки, гребінцями, різьбовими різцями і іншими методами. Калібрування різьби виконують плашками з доводочних ріжучими крайками.
нарізування черв`яків
Гвинтові поверхню черв`яків в залежності від серійності може бути нарізана за допомогою токарного або профільного токарно-гвинторізного верстата. Різці для токарного верстата вибирають з прямолінійним профілем. Потрібний профіль витка при цьому забезпечується відповідною установкою різця. При великосерійному виробництві черв`яки нарізають кільцевої різцевої головкою.
При чистовому нарізуванні черв`яків з невеликим модулем використовуються спеціальні пружні різці. Для однозахідних заготовок, що мають малий кут (до 7 градусів) підйому гвинтової лінії різцю надають профіль, відповідний профілю западини черв`яка.
Обробка корпусів
За допомогою карусельно-токарних верстатів здійснюють точіння корпусних деталей парових турбін, великогабаритних вентилів, електродвигунів, компресорів, планшайб верстатів, відцентрових насосів, генераторів і т. Д. Використання простого і дешевого інструменту - різців - дозволяє знімати за робочий хід до 15 мм, встановлювати відносно високі режими різання, виконувати безперервну обробку. В результаті токарні роботи стають більш продуктивними.
Оброблювані заготовки зі складною просторовою формою або формою тіл обертання з внутрішніми або зовнішніми конічними, циліндричними поверхнями, перпендикулярними торцями порівняно просто отримувати шляхом точіння.
Токарська обробка ЧПУ
Верстати токарські із числовим програмним управлінням є одними з найпоширеніших видів обладнання сучасного серійного машинобудівного виробництва. Істотною перевагою верстатів з ЧПУ в порівнянні з іншими верстатами, що працюють в автоматичному і напівавтоматичному режимах, є малі витрати часу і матеріальні на перехід від оброблюваної партії деталей до наступної. В даний час в машинобудуванні поширилося використання верстатів з ОПК (оперативним програмним управлінням). У цих пристроях програма може вводитися безпосередньо з клавіатури пульта управління отладчиком-оператором.
технологічні можливості
Верстати з ЧПУ класифікуються за розташуванням осі обертання шпинделя (горизонтальні, вертикальні), розташуванню напрямних (похилі, горизонтальні, вертикальні), структурі інструментальної системи (з револьверною голівкою або інструментальним магазином), виду робіт:
- патронні;
- центрові;
- патронно-центрові;
- карусельні.
Центрові верстати (становлять близько 10% від усіх верстатів з ЧПУ) служать для зовнішньої обробки валів, включаючи нарізування різьблення різцем (найбільший діаметр Dmax заготовки 250-380 мм).
Патронні верстати (близько 40%) застосовують для обробки (зовнішньої і внутрішньої) втулок, фланців і інших. Крім обточування, розточування і підрізання торців токарна обробка може на цих верстатах доповнюватися свердлінням, зенкування, розгортанням, нарізуванням різьби мітчиками, плашками, а також нарізування зовнішньої і внутрішньої різьби різцем (Dmax 160-1250 мм).
Патронно-центрові (близько 35% парку ЧПУ-верстатів) поєднують технологічні можливості перших двох груп. Їх використовують для патронної і центровий обробки деталей Dmax 160-630 мм. Для обробки виробів типу фланців, дисків і корпусів великих розмірів застосовують карусельні верстати.
висновок
Використовуючи методи токарного оброблення, можна виточувати різноманітні вироби, які мають форму обертання, з необхідними характеристиками. Великий парк токарних верстатів дозволяє виготовляти як дрібних деталей: так і величезні - для енергетики, важкого машинобудування, суднобудування та інших галузей.
