Токарная обработка на токарном станке

Токарная обработка на токарном станке

Токарная обработка — это один из наиболее распространенных методов обработки металлических изделий, который основывается на процессе срезания лишнего слоя материала с заготовки. В результате данной операции получают детали, соответствующие заданным формам, размерам и необходимой шероховатости поверхности. Для выполнения токарной обработки используются специальные металлорежущие станки, которые именуются токарными.

На токарных станках можно обрабатывать различные детали, представляющие собой тела вращения, такие как валы, шкивы, зубчатые колеса, втулки, муфты, кольца и гайки, среди прочих.

Среди основных операций, выполняемых на токарных станках, можно выделить: обработку цилиндрических, конических и фасонных поверхностей; торцевую обработку; вытачивание канавок; обрезку излишков заготовки; обработку отверстий различными методами, такими как сверление, растачивание, зенкерование и развертывание; нарезание резьбы и накатывание.

Для выполнения этих операций применяются режущие инструменты, среди которых можно найти резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики и плашки, а также специальные резьбонарезные головки.

Процесс резания имеет много общего с расклиниванием, при этом рабочая часть режущих инструментов функционирует подобно клину.

Когда на режущий инструмент воздействует усилие Р, его режущая кромка проникает в заготовку. Передняя поверхность инструмента сжимает слой металла, находящийся впереди, преодолевая силы сцепления частиц материала, благодаря чему образуется стружка. Слой металла, который срезается в процессе обработки, называется припуском.

Технология обработки металлов, основанная на удалении припуска и превращении его в стружку, определяется термином «резание металла». Универсальной основой успешного процесса резания является его непрерывность и быстрота. Форма детальной конструкции обеспечивается как относительным движением между заготовкой и инструментом, так и геометрией самого инструмента.

Резание происходит при наличии двух основных движений: главного движения, которое представляет собой вращение заготовки, и поступательного движения резца, именуемого движением подачи. Движение подачи может производиться как вдоль, так и поперек изделия, под постоянным или изменяющимся углом к оси вращения детали.

Вращение заготовки считается главным движением, так как оно осуществляется с более высокой скоростью. В процессе обработки заготовки выделяются три основные поверхности: обрабатываемая, обработанная и поверхность резания. В результате срезания припуска формируется элемент, называемый стружкой.

Существует несколько видов стружки:

• Элементная стружка (стружка скалывания) — образуется при обработке твердых и маловязких материалов на низкой скорости резания, например, при обработке твердых сталей. Части такой стружки слабо связаны между собой или вовсе не связаны;
• Ступенчатая стружка формируется при обработке стали средней твердости, алюминия и его сплавов с средней скоростью резания. Она имеет вид гладкой ленты со стороны резца и зазубренной на внутренней стороне;
• Слитая стружка образуется при обработке мягкой стали, меди, свинца, олова и некоторых пластмасс на высокой скорости резания. Эта стружка обычно представляет собой спираль или длинную, часто переплетенную, ленту;
• Стругка надлома образуется при резании малопластичных материалов, таких как чугун и бронза, и состоит из отдельных фрагментов.

Токарная обработка осуществляется на токарных станках различных типов, которые различаются по назначению, компоновке, степени автоматизации и ряду других характеристик.

К станкам токарной группы относятся: токарно-винторезные, токарно-револьверные, лоботокарные и токарно-карусельные станки, а также токарные автоматы, полуавтоматы и станки с программным управлением.

1.2. Устройство токарно-винторезных станков

Токарный станок, который дополнен специальным устройством для нарезания резьбы, называется токарно-винторезным. Данный станок состоит из нескольких ключевых частей и узлов, которые работают в тесной взаимосвязи.

Станина представляет собой массивное чугунное основание, на котором монтированы основные узлы станка. Верхняя часть станины оборудована двумя плоскими и двумя призматическими направляющими, по которым перемещаются суппорт и задняя бабка. Передняя бабка — это чугунная коробка, внутри которой расположен шпиндель, являющийся главным рабочим органом станка, а также коробка скоростей.

Шпиндель — это полый вал, на правом конце которого закрепляется приспособление (например, патрон), предназначенное для зажима заготовки. Коробка скоростей применяется для изменения частоты вращения. Суппорт — это устройство, отвечающее за закрепление резца и осуществление движений подачи, то есть перемещение резца в продольном и поперечном направлениях. Подвижка может осуществляться как вручную, так и механически, где механическое (автоматическое) движение подачи идет от ходового вала или винта (при нарезании резьбы).

Сам суппорт включает в себя несколько сборочных единиц: продольные салазки, фартук, поперечные салазки, верхние резцовые салазки и резцедержатель. Коробка подач представляет собой механизм, передающий вращение от шпинделя к движущему элементу суппорта. Это позволяет изменять скорость подачи, называемую величиной подачи, при этом вращательное движение к коробке подачи поступает от шпинделя через реверсивный механизм и гитару с зубчатыми колесами.

Гитара обеспечивает станок настройками для различных типов нарезаемых резьб.

Задняя бабка предназначена для поджатия длинных заготовок в процессе обработки, а также для закрепления и подачи инструментов (сверл, зенкеров, разверток).

Электрооборудование станка размещается в шкафу, что облегчает доступ к элементам управления.

Включение и выключение электродвигателя, запуск и остановка станка, а также управление коробкой скоростей, коробкой подач и механизмом фартука осуществляются с помощью соответствующих органов управления (рукоятки, кнопки и маховички).

Для более ясного представления работы и взаимосвязей деталей в станке используются кинематические схемы, где показаны детали и передачи условными знаками. На этих схемах указаны числа зубьев шестерен, диаметры шкивов, число заходов червяков и количество зубьев червячных колес, шаг винтовых передач, мощность и частота вращения электродвигателя, порядковые номера валов и муфт и др. Кинематические цепи на этих схемах позволяют проследить, как движение передается от источника к исполнительным органам станка, обеспечивая нужную скорость, направление и точность обработки.

1.3. Организация рабочего места токаря

Рабочим местом токаря называют участок площади производственного цеха, оснащенный одним или несколькими станками, комплектом принадлежностей, технологической оснасткой, состоящей из различных приспособлений, измерительного и вспомогательного инструмента. К этому месту также относятся различные предметы по уходу за станком (масленки, щетки, обтирочные материалы и т.п.) и инструментальные шкафы для хранения оборудования и материалов.

Организация рабочего места должна учитывать характер выполняемых работ, тип станка и специфику производства. Наиболее обширный комплект оснастки требуется токарям в условиях единичного и мелкосерийного производства, в то время как для серийного и крупносерийного производства набор инструментов менее объемный.

Планировка рабочего места также зависит от многих факторов, включая тип токарного станка, его габариты и форму заготовок, а также организацию производства.

Инструментальный шкаф обычно располагается справа от рабочего, а стеллаж для деталей — слева, если токарь работает правой рукой. Если левая рука используется для установки заготовки и снятия обработанных деталей, тогда инструментальный шкаф должен размещаться слева, а стеллаж — справа. На полу перед токарным станком зачастую укладывается деревянная решетка, высота которой должна подбираться в зависимости от роста рабочего.

В верхнем ящике инструментального шкафа главы хранятся чертежи, технологические карты, рабочие наряды, справочники и измерительные инструменты, в среднем ящике — резцы, сгруппированные по типам и размерам. Ниже размещают режущие инструменты, переходные втулки, центры и хомутики, а в нижнем — патроны и кулачки. Не следует загромождать шкаф неиспользуемыми инструментами; полезнее получить нужное в начале смены из кладовой. Перед началом работы все предметы, необходимые для работы, размещаются удобно: те, что берут правой рукой, находятся справа, а для левой — слева. Часто используемые ключи и подкладки удобно складывать на лоток, размещаемый на передней бабке или на специальной стойке.

Рабочее место должно быть наилучшим образом поддерживающе в чистоте, поскольку грязь и беспорядок могут вызывать потерю рабочего времени, брак, несчастные случаи, а также преждевременный износ оборудования. Пол на рабочем месте должен быть ровным и чистым, без подтеков масла и смазочно-охлаждающей жидкости. Помещение для работы должно содержать устройства для уборки загрязненного воздуха и обеспечения притока свежего.

Температура воздуха в мастерской должна находиться в пределах 15-18 градусов Цельсия.

Для достижения высокой производительности труда с полным использованием возможностей оборудования и нормальной физической нагрузки на рабочего организация рабочего пространства должна соответствовать требованиям научной организации труда (НОТ).

Научная организация труда включает рациональное распределение рабочего места; укомплектованность необходимым инвентарем, оснасткой, режущим и измерительным инструментом; своевременную подачу необходимого количества заготовок на рабочее место и вывоз готовых деталей; контроль качества выполненной продукции технической службой; четкую организацию получения и возврата инструментов, их регулярную заточку; обеспечение наличия технической документации, такой как чертежи, операционные карты и наряды; использование оптимальных режимов резания.

Токарь отвечает за поддержание порядка на своем рабочем месте: ежедневно необходимо убирать станок и околостаночное пространство, проводить очистку от смазочно-охлаждающей жидкости и т.д.

Для более подробной информации о токарных станках, вы можете ознакомиться с нашими токарными станками по металлу, а также с токарно-винторезными станками.