Точение как способ обработки металла до нужной формы

1 Что такое точение – черновое и чистовое

Деревянные резные балясины, ножки столиков и стульев, металлические детали в узлах механизмов – все эти изделия сложной формы почти наверняка были изготовлены на токарном станке. Конечно, многие виды продукции из стали и других сплавов можно получить литьем, ковкой, штамповкой и фрезерованием, однако в большинстве случаев нужный результат обеспечивают при помощи простейшей операции, а именно – точения. Так называют любой вид обработки внешней торцевой или вращающейся поверхности посредством воздействия на нее лезвием резца. Применение режущего инструмента для внутренних поверхностей осуществляется в процессе растачивания.

Операции точения возможны только при вращении детали, закрепленной в кулачковом или цанговом механизме фиксирующего патрона и при значительной длине прижатой центром задней бабки. По большей части обработке подвергаются цилиндрические заготовки, за исключением случаев торцевого подрезания и растачивания отверстий, когда допускаются иные формы болванок, с закреплением их только в кулачковом патроне. Если передача вращения применяется на сам резец, это уже не точение, а фрезерование. Именно поэтому при расточке к внутренней поверхности вращающейся обрабатываемой детали подводится неподвижно закрепленный инструмент.

Черновое точение отличается от тонкого чистового силой воздействия лезвия резца на торцевую или цилиндрическую поверхность, а также скоростью вращения детали, что в итоге дает очень малое сечение образующейся стружки. Иными словами, обтачивание применяется для удаления мельчайших шероховатостей, а точение – для придания необходимой формы металлической или деревянной заготовке. При этом тонкая обработка осуществляется с минимальной глубиной погружения резца: до 0,3 миллиметра при первых проходах и до 0,05 миллиметров при завершающих.

2 Как происходит растачивание отверстий?

В токарных работах используется огромное количество разнообразных резцов, ряд которых необходим для расточных операций. При этом выбор инструмента для черновых проходов зависит от того, сквозное отверстие нужно обрабатывать или глухое. Отдельные резцы применяются для чистового растачивания, независимо от типа отверстия. Рассматриваемый вид токарной обработки деревянной или металлической заготовки осуществляется при закреплении последней в кулачковом патроне, без упора в центр задней бабки. Инструмент, зажатый в держателе, располагается по оси вращения заготовки, ею выполняют поступательное движение с постепенным отклонением от центра.

Как правило, растачивание отверстий осуществляется после сверления, однако в некоторых случаях необходимо произвести внутреннюю обработку канавок или пазов, сделанных на фрезерном станке. Каждый раз при этом происходит увеличение диаметра по всей глубине отверстия или на определенном его отрезке. Первый тип работ осуществляется проходным инструментом, а второй вариант имеет место при необходимости вытачивания внутренней канавки с помощью прорезного лезвия. Также с помощью расточного инструмента может быть выполнена обработка внутреннего торца глухого углубления, для чего используются подрезной резец.

Все инструменты, использующиеся при растачивании, имеют меньшую жесткость, чем резцы для наружных операций, вследствие чего скорость вращения детали следует понижать на 10-20 % в сравнении с внешними токарными работами. Также при обработке углублений существуют и другие подводные камни, требующие удвоенного внимания. В частности, очень трудно наблюдать за протеканием процесса, так как стружка снимается внутри отверстия. Еще одна сложность – необходимость выдвигать резец из держателя несколько дальше, чем требует глубина глухого отверстия, из-за чего обработка удаленных отрезков внутренней стенки может быть нарушена пружинящим инструментом.

3 Подрезание металла – поэтапный обзор операции

Выше уже упоминался специальный подрезной инструмент для токарных работ, необходимый для обработки торцевых поверхностей, а также уступов, как внешних, так и внутренних, расположенных в углублении. Перечисленные операции выполняются движением резца вдоль оси вращения, от центра к краю торца. Лезвие подрезного инструмента обычно имеет две заточенные кромки: длинную, которая располагается под небольшим углом к обрабатываемой поверхности, и короткую, отклоненную на 15-20 градусов от оси вращения заготовки.

Однако помимо вышеназванного резца существуют и другие, например, упорный и отогнутый, причем второй бывает проходным. Заточка обоих вариантов несколько отличается от описанной ранее. Упорный тип удобен тем, что им можно выполнять операции с продольной и поперечной подачей. В тех же случаях, когда подрезание выполняется в непосредственной близости от патрона, а также при обработке труднодоступных уступов в отверстиях, возникает необходимость в отогнутых резцах, в том числе и проходных. Последними обычно работают с поперечной подачей.

Примечательно, что все операции на торцах можно выполнять не только зажатием в кулачках, но и при фиксации заготовки с упором в центр задней бабки. Правда, в этом случае рекомендуется применять так называемый "полуцентр", на треть толщины которого по всей длине отсутствует сегмент. Таким образом, обеспечивается возможность обрабатывать весь торец от края к центру подрезным лезвием. При работе с торцом зажатой в патроне детали лучше действовать проходным отогнутым инструментом.

4 Тонкое обтачивание различных поверхностей

Процесс обтачивания, по сути, является аналогом тонкого чистового точения, о котором говорилось выше. Выполняется эта операция при высокой частоте вращения заготовки, от 1500 до 2000 оборотов в минуту. При этом подача резца выполняется на шаг, не превышающий 0,6 ширины режущей кромки на один оборот детали. Следует отметить, что лезвие инструмента обычно применяется широкое, располагается оно параллельно обрабатываемой поверхности. При минимальной глубине резания после обтачивания не требуется шлифование металла, поскольку все шероховатости снимаются при чистовых проходах.

Режущая кромка инструмента должна обладать высокой прочностью, лезвия выполняются из твердых сплавов, а также снабжаются алмазными и эльборовыми вставками.

Как правило, операции обтачивания применяются для цветных металлов, а также их сплавов, значительно реже им подвергаются заготовки из стали и чугуна. Скорости вращения для каждого вида металла выбираются разные. В частности, для чугуна необходима скорость 100-150 метров в минуту, стальные детали обтачиваются при частоте оборотов 150-250 метров в минуту, а цветные металлы и их сплавы обрабатываются при вращении кулачкового патрона от 1000 метров в минуту.