Точение

Общие сведения о токарной обработке

Станки токарной группы предназначены для обработки поверхностей заготовок, имеющих форму тел вращения, посредством снятия стружки режущим инструментом. Иными словами, обработка на токарных станках представляет собой изменение формы и размеров заготовки путем снятия припуска.

Технологический метод формообразования поверхностей точением характеризуется вращательным движением заготовки и поступательным движением инструмента-резца. Движение подачи осуществляется параллельно оси вращения заготовки (продольная подача), перпендикулярно оси вращения заготовки (поперечная подача) и иногда под углом к оси вращения заготовки (наклонная подача).

Под термином «точение» понимают обработку наружных поверхностей заготовок. Разновидностями точения являются: растачивание – обработка внутренних поверхностей; подрезание – обработка плоских (торцевых) поверхностей; резка – разделение заготовки на части или отрезка готовой детали от ее заготовки – пруткового проката.

Кроме того, на токарных станках могут выполняться зенкование, сверление, зенкерование и развертывание, нарезание наружных и внутренних резьб. Для выполнения этих работ используют резцы, сверла, развертки, зенковки, зенкеры, метчики и плашки и т. п.

На вертикальных полуавтоматах, автоматах и токарно-карусельных станках заготовки имеют вертикальную ось вращения, на других типах токарных станков – горизонтальную.

На токарных станках выполняют черновую, получистовую и чистовую обработку поверхностей заготовок.

При работе на токарных станках различают следующие характеристики резания: глубину резания t, подачу s и скорость резания v (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Схема получения вида стружки в зависимости от вида обработки:

а – наружное обтачивание; б – отрезание; в – подрезание; г – растачивание

Глубиной резания t (мм) называется слой металла, срезаемый за один рабочий проход резца,7 измеряемый как расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностями и определяемый по формуле:

t = (D – d)/2,

где D – наибольший и d – наименьший диаметры обработки, мм.

Скорость резания при токарной обработке – скорость перемещения в главном движении режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности детали в единицу времени (м/мин).

При точении скорость резания определяется по формуле:

где D – наибольший диаметр обработки, мм;

n – частота вращения детали, мин–1.

Подачей s называется величина перемещения режущей кромки за один оборот обрабатываемой детали.

В зависимости от направления, по которому перемешается резец при точении относительно оси центров станка, различают:

• продольную подачу – вдоль оси центров;
• поперечную подачу – перпендикулярно к оси центров;
• наклонную подачу – под углом к оси центров (при обтачивании конической поверхности).

Кроме глубины резания и подачи, различают еще толщину и ширину среза (стружки).

Шириной среза b (мм) называют расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностью, измеренное по поверхности резания.

Толщиной среза называют расстояние между двумя последовательными положениями режущей кромки за один оборот детали, измеряемое перпендикулярно к ширине среза (рис. 7.2). Толщина среза измеряется в миллиметрах и обозначается буквой а. Зависимость толщины среза от величины подачи s и угла в плане φ выражается формулой:

а = s * sin φ.

Площадью поперечного сечения среза называют произведение глубины резания t на подачу s или ширины среза b на толщину а.

Площадь поперечного сечения среза обозначается буквой f (мм2) и определяется по формуле:

f= t * s = а * b

Рис. 7.2. Элементы резания в зависимости от вида обработки:

а – наружное обтачивание, б – отрезание, в – подрезание, г – растачивание

Токарно-винторезные станки

Токарные станки составляют наиболее многочисленную группу металлорежущих станков на машиностроительных заводах и являются весьма разнообразными по размерам и по типам.

Основными размерами токарных станков являются:

• наибольший допустимый диаметр обрабатываемой заготовки над станиной, или высота центров над станиной;
• расстояние между центрами, т. е. расстояние, равное наибольшей длине детали, которая может быть установлена на данном станке.

Все токарные станки по высоте центров над станиной могут быть разделены на:

• мелкие станки – с высотой центров до 150 мм;
• средние станки – с высотой центров 150–300 мм;
• крупные станки – с высотой центров более 300 мм.

Расстояние между центрами у мелких станков не более 750 мм, у средних – 750, 1000 и 1500 мм, у крупных – от 1500 мм и больше. Наиболее распространены на машиностроительных заводах средние токарные станки.

По типам различают:

• токарно-винторезные станки, предназначенные для выполнения всех токарных работ, включая нарезание резьбы резцом (эти станки имеют самое широкое распространение);
• токарные станки, предназначенные для выполнения разнообразных токарных работ, за исключением нарезания резьбы резцом.

К станкам токарной группы относятся револьверные, карусельные и многорезцовые токарные станки; токарные автоматы и полуавтоматы; специальные токарные станки, например для обработки коленчатых валов, вагонных осей и др.

При выполнении работ на токарных станках обрабатываемая заготовка получает вращательное движение, а резец – поступательное перемещение, или движение подачи. Сочетание таких движений обеспечивает получение разнообразных поверхностей вращения: цилиндрических, конических, фасонных и др.

Станки токарной группы имеют однотипную компоновку узлов.

Рассмотрим основные узлы станка на примере токарно-винторезного станка (рис. 7.3): станина 21, передняя бабка с коробкой скоростей 2, задняя бабка 15, коробка подач 23, суппорт 10 с фартуком 20, привод быстрых перемещений суппорта 17, гитара со сменными колесами 7, шкаф с электрооборудованием 16. У многих моделей универсальных токарных станков отсутствуют привод быстрых перемещений суппорта и шкаф с электрооборудованием.

Станина с двумя ножками (тумбами) служит для установки на ней всех остальных узлов станка. Ее изготовляют обычно из серого чугуна. На верхней части предусмотрены направляющие, по которым перемещаются каретка суппорта и задняя бабка.