Токарная обработка металла

Токарная обработка металла — это способ изготовления преимущественно тел вращения: валов, осей, втулок, колец, фланцев и других деталей с цилиндрическими, коническими или фасонными поверхностями. Во время обработки заготовка вращается в патроне или между центрами, а режущий инструмент снимает металл по заданной траектории.

ООО «Завод весового оборудования» выполняет токарную обработку деталей на станке с числовым программным управлением серии КЕ50. ЧПУ позволяет автоматизировать перемещение инструмента, выдерживать заданную последовательность операций и обеспечивать повторяемость параметров при изготовлении партии одинаковых изделий.

Возможность обработки конкретной детали определяется после изучения чертежа, материала, размеров заготовки, допусков и требований к состоянию поверхности.

Возможности токарной обработки

На токарном станке можно выполнять несколько технологических операций. Их состав и последовательность зависят от геометрии детали и доступности поверхностей для режущего инструмента.

Наружное точение

Наружное точение применяется для получения цилиндрических и конических поверхностей. Резец перемещается вдоль вращающейся заготовки и последовательно уменьшает её диаметр до размера, установленного чертежом.

Обработка может включать черновые и чистовые проходы. Во время чернового точения удаляется основной объём металла, а при чистовом проходе формируются окончательный размер и требуемая поверхность.

Растачивание отверстий

Растачивание используется для увеличения диаметра предварительно полученного отверстия, исправления его формы и повышения точности. Возможность обработки зависит от диаметра, глубины отверстия и допустимого вылета инструмента.

При обработке глубоких отверстий важно обеспечить достаточную жёсткость расточной оправки и удаление стружки из рабочей зоны.

Подрезка торцов

Подрезка позволяет получить плоскую торцевую поверхность, перпендикулярную оси вращения детали. Операция применяется при подготовке технологической базы, формировании общей длины изделия и обработке уступов.

Проточка канавок

На наружных и внутренних поверхностях могут выполняться канавки под стопорные кольца, уплотнения и другие элементы. Размер канавки определяется шириной режущего инструмента и требованиями чертежа.

Отрезка деталей

Отрезной резец используется для отделения готовой детали от прутка или заготовки. После выполнения операции на поверхности может оставаться припуск для последующей обработки торца.

Нарезание резьбы

На токарном станке возможно изготовление наружной и внутренней резьбы. Шаг, профиль, диаметр и длина резьбового участка должны быть указаны в конструкторской документации.

Способ обработки выбирается с учётом размера резьбы, марки материала и требований к точности.

Сверление и зенкерование

При установке соответствующего инструмента в задней бабке или револьверной головке можно выполнять осевые отверстия, зенкование и отдельные операции по обработке центровых участков.

Изготовление конусных поверхностей

Управляемое перемещение инструмента позволяет формировать наружные и внутренние конусы. Для контроля указываются угол, длина, начальный и конечный диаметры либо другие параметры, однозначно определяющие геометрию.

Обработка фасонных поверхностей

Станок с ЧПУ позволяет перемещать инструмент по заданному профилю и получать плавные переходы, радиусы и другие элементы. Возможность изготовления ограничивается геометрией режущей пластины, доступом инструмента и жёсткостью заготовки.

Преимущества токарной обработки с ЧПУ

Повторяемость операций

После подготовки и проверки управляющей программы станок выполняет одинаковую последовательность движений для каждой детали. Это удобно при выпуске серийных изделий и повторных заказах.

Фактическая повторяемость зависит от состояния оборудования и инструмента, способа закрепления, стабильности заготовок и организации измерительного контроля.

Обработка за несколько переходов

Шестипозиционная револьверная головка позволяет устанавливать несколько инструментов и менять их в соответствии с программой. Это сокращает количество ручных переналадок между точением, растачиванием, сверлением, проточкой канавок и другими операциями.

Подача смазочно-охлаждающей жидкости

Внутренний подвод СОЖ к рабочей зоне помогает охлаждать режущий инструмент, уменьшать нагрев детали и удалять стружку. Конкретный режим подачи выбирается с учётом материала и выполняемой операции.

Обработка длинных заготовок

Задняя бабка используется для поддержки длинных деталей и уменьшения прогиба во время точения. Заготовка может устанавливаться между центрами либо закрепляться в патроне с дополнительной опорой центром.

Для особенно длинных и гибких изделий может потребоваться применение люнета или другой технологической оснастки.

Стабильное перемещение рабочих узлов

В направляющих продольной и поперечной подачи станка применяется износостойкий материал Turcite, снижающий трение скольжения. Глубина закалки направляющих составляет 2–3 мм, заявленная твёрдость — 48–52 HRC.

Получение заданной поверхности

Качество поверхности регулируется выбором инструмента, скорости вращения, подачи и глубины резания. При назначении режима учитываются жёсткость системы, марка металла и требования к шероховатости.

Технические характеристики токарного станка КЕ50

Предельный диаметр над станиной не означает, что заготовка такого размера может быть обработана по всей длине. Фактические возможности определяются конфигурацией детали, положением суппорта, способом закрепления, вылетом инструмента и безопасными зонами перемещения.

Размер патрона также не равен максимальному диаметру заготовки. При оценке заказа учитываются форма детали, длина зажима, масса изделия и доступность обрабатываемых поверхностей.

Какие металлы можно обрабатывать

Токарная обработка применяется для различных чёрных и цветных металлов. Для каждого материала выбираются соответствующие режущие пластины, скорость вращения, подача и глубина резания.

• Углеродистая и конструкционная сталь. Используется для изготовления валов, осей, втулок, пальцев и других деталей.
• Легированная сталь. Режим обработки подбирается с учётом марки, твёрдости и состояния заготовки.
• Нержавеющая сталь. Требует подходящего инструмента, устойчивого режима резания и контроля нагрева.
• Чугун. Применяется для изготовления втулок, колец, корпусов и других изделий.
• Алюминий и его сплавы. Обрабатываются с использованием инструмента, обеспечивающего стабильное удаление стружки.
• Медь, латунь и бронза. Возможность обработки определяется конкретной маркой сплава и геометрией детали.
• Другие металлы и сплавы. Возможность точения оценивается после получения информации о материале и требованиях к изделию.

В заявке рекомендуется указывать точную марку материала. Общее обозначение «сталь» или «алюминий» не позволяет правильно оценить режим обработки, стойкость инструмента и продолжительность изготовления.

Какие детали можно изготовить

Токарная обработка подходит для изготовления деталей, форма которых связана с осью вращения:

• валы и оси;
• пальцы;
• втулки;
• кольца;
• ролики;
• шкивы;
• фланцы;
• ступицы;
• муфты;
• резьбовые элементы;
• переходники;
• штуцеры;
• заглушки;
• детали технологической оснастки;
• запасные части по чертежам или образцам.

Если изделие имеет пазы, плоскости или отверстия, расположенные вне оси вращения, после токарной обработки может потребоваться фрезерование, сверление на отдельном оборудовании или другая технологическая операция.

Изготовление деталей по чертежу и образцу

Обработка по чертежу

Чертёж должен содержать размеры, допуски, сведения о материале, шероховатость и другие технические требования. Однозначная документация сокращает количество уточнений и позволяет правильно разработать технологический процесс.

Обработка по трёхмерной модели

Трёхмерная модель помогает оценить форму детали и подготовить производство, но не всегда содержит допуски и требования к поверхности. Поэтому для точных изделий желательно предоставить модель совместно с чертежом.

Изготовление по образцу

Если документация отсутствует, для предварительной оценки можно предоставить существующую деталь. При восстановлении размеров необходимо учитывать её износ и возможную деформацию.

Изготовление точной копии по изношенному образцу без сведений о первоначальных размерах не всегда возможно. Для ответственных изделий может потребоваться согласование конструкторской документации.

Этапы токарной обработки

Анализ технического задания

Специалисты проверяют размеры детали, материал, допуски, шероховатость и объём партии. Одновременно оценивается соответствие изделия рабочей зоне станка.

Выбор заготовки

Заготовкой может служить круглый прокат, труба, поковка, отливка или предварительно обработанная деталь. Размер выбирается с учётом припусков и способа закрепления.

Разработка технологии

Определяются технологические базы, последовательность операций, количество установок и необходимый инструмент. Для длинной или тонкостенной детали предусматривается дополнительная поддержка.

Подготовка управляющей программы

В программу вносятся траектории перемещения резцов, режимы резания, точки смены инструмента и безопасные перемещения. Перед обработкой партии выполняется проверка программы.

Черновое точение

На черновом этапе удаляется основной объём материала. На поверхностях может оставляться припуск для последующей чистовой обработки.

Чистовое точение

Чистовой проход используется для получения окончательных размеров и требуемого состояния поверхности. Режим выбирается с учётом допуска, материала и жёсткости детали.

Измерительный контроль

После обработки проверяются размеры, предусмотренные чертежом. Объём контроля зависит от назначения детали, размера партии и требований заказчика.

Что влияет на точность детали

Наличие станка с ЧПУ само по себе не гарантирует любой требуемый допуск. На точность результата влияет вся технологическая система.

• жёсткость и форма заготовки;
• способ установки в патроне или между центрами;
• вылет режущего инструмента;
• износ пластины;
• нагрев детали во время обработки;
• количество переустановок;
• стабильность исходного материала;
• состояние оборудования;
• метод измерительного контроля.

Для тонкостенных деталей отдельно учитывается деформация от усилия зажима. Чрезмерное сжатие в патроне может изменить форму заготовки, поэтому для таких изделий разрабатывается подходящий способ закрепления.

Требования к исходной документации

Для расчёта заказа желательно предоставить чертёж в читаемом электронном формате. В нём должны быть указаны все параметры, необходимые для изготовления и контроля.

В техническом задании рекомендуется указать:

• наименование и назначение детали;
• марку материала;
• размеры заготовки;
• габариты готового изделия;
• допуски размеров;
• требования к шероховатости;
• допуски формы и взаимного расположения;
• параметры резьбы;
• необходимость термической обработки;
• необходимость защитного покрытия;
• размер партии;
• планируемую периодичность заказов;
• желаемый срок изготовления.

От чего зависит цена токарной обработки

Стоимость рассчитывается индивидуально после анализа документации. Цена зависит от продолжительности обработки, сложности подготовки и расхода материалов.

При расчёте учитываются:

• марка и стоимость металла;
• размер исходной заготовки;
• объём снимаемого материала;
• длина и диаметр детали;
• количество переходов;
• число установок;
• наличие глубоких отверстий и внутренних поверхностей;
• сложность резьбы и канавок;
• требуемая точность;
• шероховатость;
• необходимость специальной оснастки;
• размер партии;
• объём контрольных операций.

При серийном производстве затраты на разработку программы, подготовку инструмента и первоначальную настройку распределяются на большее количество изделий. Это может снизить стоимость обработки одной детали.

Как заказать токарную обработку

Для предварительного расчёта необходимо направить чертёж или трёхмерную модель, указать материал, количество деталей и желаемый срок изготовления. Если заготовку предоставляет заказчик, необходимо сообщить её фактические размеры и состояние.

Специалисты ООО «Завод весового оборудования» проверят соответствие детали возможностям станка КЕ50, определят необходимую последовательность операций и подготовят расчёт стоимости.