Как производится точение цилиндрических и торцевых поверхностей?


При рассмотрении данного вопроса первое, что требует основного внимания — подготовка оборудования к выполнению работ, ведь поверхность, характеризующуюся высоким качеством обработки, можно получить лишь на исправно функционирующем станке. Из этого следует, что перед началом механообработки нужно проверить шпиндельные узел и устранить все недочеты, если таковые имеются.

Если предполагается точение детали, нуждающейся в поддержании задним центром, то заднюю бабку тоже следует проверить. Для ее проверки в шпиндель и пиноль вставляются центры, имеющие вершины, а затем задняя бабка постепенно перемещается к передней. Данный процесс совершается до тех пор, пока центры не соприкоснутся. Идеальный вариант — вершины центров совпадают. Если данное условие не соблюдается, то исправить ситуацию можно за счет смещения задней бабки по промежуточной плите. Определить положение центров гораздо проще, если под ними расположить чистый бумажный лист.

Фиксация заготовок при выполнении чистовых работ

При выполнении чистовых работ закреплять заготовку следует очень аккуратно, чтобы исключить малейшее ее смещение в процессе механообработки. Пренебрежительное отношение к этому условию может привести к забраковке изготовленной таким образом детали. Когда точение поверхности производится без смены позиции болванки, ее положение при неудовлетворительной фиксации может быть изменено, отчего оси обработанных поверхностей не совпадут, следовательно, готовое изделие не будет соответствовать предъявляемым к нему требованиям.

Если при фиксации болванки перестараться, к примеру, чрезмерно зажать кулачки патрона, используемого при подрезке кольца с тонкими стенками, по завершению работ можно обнаружить измененную форму детали. Предупредить подобные отклонения от нормы рекомендуется ослаблением кулачков перед чистовой механообработкой (актуально для случаев, когда предварительно производилось черновое точение).

Каким инструментом выполняется чистовое точение?

Именно режущий инструмент отвечает за шероховатость образуемых поверхностей. Чтобы полученная деталь характеризовалась высокой степенью чистоты поверхности, нужно правильно подобрать форму режущего инструмента. Обыкновенный проходной резец — отличный вариант, способный выполнить требования, которые касаются непосредственно шероховатости поверхности.

Точение нередко сопровождается вырыванием твердых вкраплений, содержащихся в материале заготовки. Это приводит к образованию углублений, которые недопустимы. Чтобы этого избежать, нужно воспользоваться пружинящей державкой. При этом твердые вкрапления не вырываются, а сглаживаются.

Из чего изготавливаются резцы?

Для чистового точения характерно снятие стружки малого сечения и повышенные скорости резания, в ходе которых инструмент не должен терять собственной твердости. К тому же, лезвие резца должно обладать достаточной износостойкостью.

В соответствии с вышеперечисленными требованиями, чистовые резцы, которые применяются в работе с чугуном и сталью, изготавливаются из быстрорежущей стали, твердосплавных материалов, минералокерамики. Сегодня все чаще используются керметы, в составе которых, помимо окиси алюминия, присутствуют присадки вольфрама, молибдена, титана и прочих металлов.

Металлообработка — Механическая — Со съёмом стружки — Металлическим лезвийным инструментом — Точение

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

КвалитетПараметры шероховатости, мкм
RzRa
Обтачивание: черновое

получистовое

чистовое

тонкое

13-1280…60
11-940…20
8-72,5
7-61,25…0,63
Подрезание торца резцом: черновое

чистовое

тонкое

1240
1120
8-72,50…1,25

Отклонение от соосности поверхностей тел вращения, обработанных на токарных станках

Способ обработки поверхностиОтклонение 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, ммРазмер державки резца, ммОбрабатываемый материал
Сталь конструкционная углеродистая, легированная и жаропрочнаяЧугун и медные сплавы
Подача S, мм/об, при глубине резания t, мм
До 3Св. 3 до 5Св. 5 до 8Св. 8 до 12Св.12До 3Св. 3 до 5Св. 5 до 8Св. 8 до 12Св. 12
До 20От 16 х 25 до 25 х 250,3-0,4
Св. 20 до 40От 16 х 25 до 25 х 250,4-0,50,3-0,40,4-0,5
» 40 » 60От 16 х 25 до 25 х 400,5-0,90,4-0,80,3-0,70,6-0,90,5-0,80,4-0,7
» 60 » 100От 16 х 25 до 25 х 400,6-1,20,5-1,10,5-0,90,4-0,80,8-1,40,7-1,20,6-1,00,5-0,9
» 100 » 400От 16 х 25 до 25 х 400,8-1,30,7-1,20,6-1,00,5-0,91,0-1,50,8-1,30,8-1,10,6-0,9
» 400 » 500От 20 х 30 до 40 х 601,1-1,41,0-1,30,7-1,20,6-1,20,4-1,11,3-1,61,2-1,51,0-1,20,7-0,9
» 500 » 600От 20 х 30 до 40 х 601,2-1,51,0-1,40,8-1,30,6-1,30,5-1,21,5-1,81,2-1,61,0-1,40,9-1,20,8-1,0
» 600 » 1000От 25 х 40 до 40 х 601,2-1,81,1-1,50,9-1,40,8-1,40,7-1,31,5-2,01,3-1,81,0-1,41,0-1,30,9-1,2
» 1000 » 2500От 30 х 45 до 40 х 601,3-2,01,3-1,81,2-1,61,1-1,51,0-1,51,6-2,41,6-2,01,4-1,81,3-1,71,2-1,7

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 оправкаОбрабатываемый материал
Диаметр кругло- го сечения резца или размеры пря- моугольного сечения оправки, ммВылет резца или оп- равки, ммСталь конструкционная углеродистая, легированная и жаропрочнаяЧугун и медные сплавы
Подача S мм/об, при глубине резания t, мм
2358122023581220
Токарные и токарно-револьверные станки
10500,080,12-0,16
12600,100,080,12-0,200,12-0,18
16800,1-0,20,150,10,2-0,30,15-0,250,1-0,18
201000,25-0,30,15-0,250,120,3-0,40,25-0,350,12-0,25
251250,25-0,50,15-0,40,12-0,20,4-0,60,3-0,50,25-0,35
301500,4-0,70,2-0,50,12-0,30,5-0,80,4-0,60,25-0,45
402000,25-0,60,15-0,40,6-0,80,3-0,8
40 х 401500,6-1,00,5-0,70,7-1,20,5-0,90,4-0,5
3000,4-0,70,3-0,60,6-0,90,4-0,70,3-0,4
60 х 601500,9-1,20,8-1,00,6-0,81,0-1,50,8-1,20,6-0,9
3000,7-1,00,5-0,80,4-0,70,9-1,20,7-0,90,5-0,7
75 х 753000,9-1,30,8-1,10,7-0,91,1-1,60,9-1,30,7-1,0
5000,7-1,00,6-0,90,5-0,70,7-1,10,6-0,8
8000,4-0,70,6-0,8
Карусельные станки
2001,3-1,71,2-1,51,1-1,30,9-1,20,8-1,01,5-2,01,4-2,01,2-1,61,0-1,40,9-1,2
3001,2-1,41,0-1,30,9-1,10,8-1,00,6-0,81,4-1,81,2-1,71,0-1,30,8-1,10,7-0,9
5001,0-1,20,9-1,10,7-0,90,6-0,70,5-0,61,2-1,61,1-1,50,8-1,10,7-0,90,6-0,7
7000,8-1,00,7-0,80,5-0,61,0-1,40,9-1,20,7-0,9

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
0,40,81,21,62,02,4
RaRz
0,630,070,100,120,140,150,17
1,250,100,130,1650,190,210,23
2,500,1440,200,2460,290,320,35
200,250,330,420,490,550,60
400,350,510,630,720,800,87
800,470,660,810,941,041,14

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, ммШирина резца, ммОбрабатываемый материал
Сталь конструкционная углеродистая и легированная, стальное литьёЧугун, медные и алюминиевые сплавы
Токарно-револьверные станки
До 2030,06-0,080,11-0,14
Св. 20 до 403-40,10-0,120,16-0,19
» 40 » 604-50,13-0,160,20-0,24
» 60 » 1005-80,16-0,230,24-0,32
» 100 » 1506-100,18-0,260,30-0,40
» 15010-150,28-0,360,40-0,55
Карусельные станки
До 250010-150,35-0,450,55-0,60
Св. 250016-200,45-0,600,60-0,70

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, ммДиаметр обработки, мм
20254060 и более
80,03-0,090,04-0,090,04-0,090,04-0,09
100,03-0,070,04-0,0850,04-0,0850,04-0,085
150,02-0,050,035-0,0750,04-0,080,04-0,08
200,03-0,060,04-0,080,04-0,08
300,035-0,070,035-0,07
400,03-0,060,03-0,06
50 и более0,025-0,055

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 материалМатериал рабо- чей части режу- щего инструментаПараметр шеро- ховатости повер- хности Ra, мкмПодача, мм/обСкорость резания, мм/мин
Сталь: σВ < 650 МПаТ30К41,25-0,630,06-0,12250-300
Сталь: σВ = 650÷800 МПа150-200
Сталь: σВ > 800 МПа120-170
Чугун: HB 149-163ВК32,5-1,25150-200
Чугун: HB 156-229120-150
Чугун: HB 170-241100-120
Алюминиевые сплавы и баббит1,25-0,320,04-0,1300-600
Бронза и латунь0,04-0,08180-500

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/обШирина прореза- ния, ммТвёрдость обрабатываемого материала HRC
35394346495153565962
Скорость резания V, м/мин
Наружное продольное точение
0,2157135116107837666483226
0,314011810092706654392520
0,4125104887860664533
0,511695797153
0,610888736448
Прорезание паза
0,0531311109583706154463829
0,08489756556474137312519
0,12665554741353027231814
0,168514337322723
0,2012433631272320

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 материалаHRC 35-49HRC 50-62
Марка твёрдого сплаваТ30К4Т15К6ВК6ВК8ВК4ВК6ВК8
Коэффициент KИV1,251,00,850,831,00,920,74

Таблица 8. Режимы резания при точении и растачивании резцами, оснащёнными композитом на основе нитрида бора.

Обрабатываемый материалХарактер обработкиМарка композитаГлубина резания t, ммПодача S, мм/обСкорость резания V, м/мин
Закалённая сталь, HRC 40-58Без удара01; 050,05-3,000,03-0,250-160
С ударом10; 10Д0,05-1,00,03-0,140-120
Закалённая сталь, HRC 58-68Без удара010,05-0,80,03-0,150-120
С ударом10; 10Д0,05-0,20,03-0,0710-100
Серые высокопрочные чугуны, HB 150-300Без удара05; 010,05-3,00,05-0,3300-1000
С ударом10; 10Д; 05; 010,05-3,00,05-0,15300-700
Отбеленные закалённые чугуны, HB 400-600Без удара05; 010,05-2,00,03-0,1580-200
С ударом10; 10Д0,05-1,00,03-0,1050-100
Твёрдые сплавы ВК15, ВК20, ВК 25 и т.п., HRA 80-86Без удара, допу- скается биение10; 10Д; 010,05-1,00,03-0,105-20

Торцевое точение: оптимальный инструмент


Для обработки торцевой поверхности детали чаще всего используется подрезной резец. Данный вид режущего инструмента предназначен специально для механообработки открытых поверхностей, таких как торец. Он совершенно не подходит для подрезания торцевых поверхностей валов, поддерживаемых задним центром. Это обусловлено спецификой конструктивного исполнения всех элементов, участвующих в данном процессе. Вершина резца не успеет достичь даже середины обрабатываемой поверхности, поскольку режущая кромка инструмента упрется в центр гораздо быстрее.

При обработке торца изделия проходной прямой резец устанавливается в резцедержателе параллельно оси центров оборудования.

Среди подрезных резцов различают правые и левые типы конструкций. Уступы, обращенные к передней бабке, обрабатываются левыми резцами, а правые применяются для точения уступов, которые обращены к задней бабке.
Перейти к списку статей >>

Автоматизация оборудования для черновой обработки металла

Несмотря на то, что черновая обработка металла – это только подготовительный этап к основной доработке, она является сложным и трудоемким процессом. Именно по этой причине большинство оборудования, которое используется на серийных производствах, автоматизировано.

Специальные станки с ЧПУ выполняют даже самые сложные задачи с минимальным участием человека. Оператор следит за выполнением всех процессов и задает машинам программы, по которым они должны работать.

Кроме того, включение агрегатов в автоматическую линию сводит к минимуму или вообще исключает простаивание заготовок, после предварительной обработки они сразу же направляются по конвейеру на получистовую и чистовую доработку.

Также использование машин с программным обеспечением помогает сократить энергоемкость процессов, поскольку все современные установки снабжены энергосберегающими механизмами.

Ученые постоянно разрабатывают новые технологии, позволяющие выполнять даже самые сложные задачи с минимальными потерями сырья и в короткий срок.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]