3.3 Обработка на токарном станке

На токарных станках обрабатываются детали типа тел вращения: валы, зубчатые колеса, шкивы, втулки, кольца, муфты, гайки и т.д.

Основными видами работ, выполняемых на токарных станках, являются: обработка цилиндрических, конических, фасонных, торцовых поверхностей, уступов; вытачивание канавок; отрезание частей заготовки; обработка отверстий сверлением, растачиванием, зенкерованием, развертыванием; нарезание резьбы; накатывание (рис. 6).

Инструменты, применяемые для выполнения этих процессов, называются режущими. При работе на токарных станках используются различные режущие инструменты: резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, резьбонарезные головки и др.

Процесс резания подобен процессу расклинивания, а рабочая часть режущих инструментов — клину (рис. 7).

При действии усилия Р на резец его режущая кромка врезается в заготовку, а передняя поверхность, непрерывно сжимая лежащий впереди слой металла и преодолевая силы сцепления его частиц, отделяет их от основной массы в виде стружки. Слой металла, срезаемый при обработке, называется припуском.

Все способы обработки металлов, основанные на удалении припуска и превращении его в стружку, определяются понятием резание металла. Для успешной работы необходимо, чтобы процесс резания протекал непрерывно и быстро. Форма обрабатываемой детали обеспечивается, с одной стороны, относительным движением заготовки и инструмента, с другой, — геометрией инструмента.

Процесс резания возможен при наличии основных движений: главного движения — вращения заготовки и поступательного движения резца, называемого движением подачи, которое может совершаться вдоль или поперек изделия, а также под постоянным или изменяющимся углом к оси вращения изделия.

Рис. 6. Основные виды токарных работ:

а - обработка наружных цилиндрических поверхностей; б - обработка наружных конических поверхностей; в - обработка торцов и уступов; г — вытачивание канавок, отрезка заготовки; д - обработка внутренних цилиндрических и конических поверхностей; е - сверление, зенкерование и развертывание отверстий; ж - нарезание наружной резьбы; з - нарезание внутренней 'резьбы; и — обработка фасонных поверхностей; к - накатывание рифлений; 1 проходной прямой резец; 2 - проходной упорный резец 3 - проходной отогнутый резец; 4 - отрезной резец; 5 - канавочный резец; б - расточной резец; 7 - сверло; 8 - зенкер; 9 - развертка; 10 — резьбовой резец; 11 - метчик; 12 - фасонный резец; 13 - накатка (стрелками показаны направления перемещения инструмента вращения заготовки)

Рис. 7. Схемы работы клина (а) и резца (6):

1 — стружка; 2 — резец; 3 — заготовка; 4 — снимаемый слой металла; Р сила, действующая на резей и клин при работе; (5 — угол заострения.)

3.5 Классификация движений

Звенья, несущие заготовку и инструмент, называют рабочими или ис­полнительными. В процессе обработки они совершают согласованные дви­жения, называемые также рабочими или исполнительными. По своему целе­вому назначению исполнительные движения делят на формообразующие, установочные и делительные. Установочные движения необходимы для того, чтобы привести инструмент и заготовку в положение, которое обеспечило бы снятие припуска и получение заданного размера. Установочное движение, при котором происходит резание, называют движением врезания. Установочное движение, при котором резания не проис­ходит, называют наладочным движением. Примером наладочного движения может служить движение стола координатно-сверлильного станка с заготов­кой при перемещении его после обработки одного отверстия в новое положе­ние (на новую координату) для сверления последующих отверстий в этой заготовке.

Делительное движение осуществляется для поворота установленной на станке заготовки на заданный угол. Предназначенные для него механизмы представляют собой либо отдельную делительную головку, либо часть кон­струкции станка или приспособления. Деление может быть прерывным и не­прерывным. В первом случае движение совершается периодически. Заготовка поворачивается вокруг своей оси после окончания обработки оче­редной впадины. Во втором случае делительное движение происходит не­прерывно и продолжается в течение времени, которое необходимо для пере­мещения инструмента по заготовке. Данный метод применяют при обработке зубьев зубчатых колес, шлицевых валов и других подобных деталей. Метод обеспечивает высокую точность, а непрерывность процесса — высокую производительность.

Движения инструмента и заготовки в процессе резания принято де­лить на главное движение и движение подачи. Главным называют такое дви­жение, которое обеспечивает отделение стружки от заготовки с определенной скоростью резания. Движением подачи называют такое движение, которое позволяет подвести под кромку инструмента новые участки заготовки и тем самым обеспечить снятие стружки со всей обрабатываемой поверхности. Главное движение и движение подачи могут быть вращательными и прямо­линейными; они могут совершаться как заготовкой, так и инструментом. Например, в токарных станках главное движение (вращательное) совер­шает заготовка, движение подачи (прямолинейное) — инструмент (резец). Во фрезерных станках, наоборот, главное вращательное движение получает инструмент (фреза), а прямолинейное движение подачи — заготовка (стол). Главное движение и движение подачи являются формообразующими дви­жениями. Если для формообразования требуется одно движение, то оно бу­дет главным движением. При необходимости двух формообразующих движений — одно будет главным, а другое — движением подачи. Если формообразующих движений больше двух, то одно из них будет главным, а остальные — дви­жениями подачи.

Кроме рабочих движений, для обработки деталей на станках необхо­димы вспомогательные движения, которые в процессе резания не участвуют. К числу вспомогательных движений относят движения, связанные с установ­кой и закреплением заготовки, подводом и отводом инструмента, включе­нием и выключением приводов. К ним относятся также движения, осуще­ствляющие автоматическую установку и снятие инструмента, его правку, транспортирование заготовок, активный контроль размеров, реверсирова­ние и др.