Точение является основным способом обработки поверхностей тел вращения.
Процесс резания осуществляется на токарных станках при вращении обрабатываемой заготовки (главное движение, обозначается символом V) и перемещении резца (движение подачи, обозначается символом S).
Токарные резцы
В качестве режущего инструмента при точении используются токарные резцы.
По технологическому назначению различают резцы : проходные 1 – 3 для обтачивания наружных цилиндрических и конических поверхностей; подрезные 4 для обтачивания плоских торцовых поверхностей; расточные 5 и 6 для растачивания сквозных и глухих отверстий; отрезные 7 для разрезания заготовок; резьбовые для нарезания наружных 8 и внутренних резьб; фасонные круглые 9 и призматические 10 для обтачивания фасонных поверхностей; прорезные для обтачивания кольцевых канавок и др.
По характеру обработки различают резцы черновые, получистовые и чистовые. По форме рабочей части резцы делят на прямые 1, отогнутые 2, оттянутые 7. По направлению подачи резцы подразделяют на правые и левые . Правые работают с подачей справа налево, левые – слева направо. По способу изготовления различают резцы целые, с приваренной встык рабочей частью, с приваренной или припаянной пластинкой инструментального материала, со сменными пластинками режущего материала.
Для высокопроизводительного точения с большими подачами используют резцы с дополнительной режущей кромкой .
В промышленности применяют резцы с многогранными неперетачиваемыми твердосплавными пластинками . Когда одна из режущих кромок выходит из строя вследствие затупления, открепляют механический прижим пластинки и устанавливают в рабочее положение следующую кромку.
Основные операции точения
С помощью точения выполняют следующие основные операции:
1) Обтачивание – обработка наружных цилиндрических и конических поверхностей . Выполняется прямыми, отогнутыми или упорными проходными резцами с продольной подачей.
2) Растачивание – обработка внутренних поверхностей . Выполняется расточными резцами, закрепленными в резцедержателе станка, с продольной подачей. Гладкие сквозные отверстия растачивают проходными резцами, ступенчатые и глухие отверстия – упорными расточными резцами.
3) Подрезание – обработка торцевых поверхностей . Выполняется перед обтачиванием наружных поверхностей. Торцы подрезают подрезными резцами с поперечной подачей к центру или от центра заготовки. При подрезании от центра к периферии поверхность торца получается менее шероховатой.
4) Резьбонарезание – нарезание резьбы. Резьбу нарезают с продольной подачей резца Sпр. Форма режущих кромок резьбовых резцов определяется профилем и размерами поперечного сечения нарезаемых резьб.
5) Резка – разрезание заготовок на части . Выполняется отрезными резцами с поперечной подачей. При отрезке детали резцом с прямой главной режущей кромкой разрушается образующаяся шейка и приходится дополнительно подрезать торец готовой детали. При отрезке детали резцом с наклонной режущей кромкой торец получается чистым.
Кроме того, к токарным операциям относятся протачивание канавок и обтачивание фасонных поверхностей заготовок фасонными резцами или с помощью фасонных копиров.
Режим резания
Основные задачи резания – обеспечить наибольшую производительность и требуемое качество поверхности детали при наименьшей себестоимости обработки. Таким образом, необходимо найти такие режимы резания, при которых сочетание всех факторов, влияющих на стоимость обработки, обеспечит наивыгоднейшие условия обработки конкретной заготовки. Такие режимы называют оптимальными.
Обязательные элементы режима резания при любом виде лезвийной обработки следующие: глубина резания t, скорость резания V, скорость подачи S.
Рассмотрим элементы режима резания при точении .
1) Глубина резания t, [мм] – толщина слоя материала, срезаемая за один рабочий ход резца.
Это расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями заготовки, измеренное перпендикулярно к последней. При точении цилиндрической поверхности глубина резания равна полуразности диаметров до и после обработки : t=(D–d)/2. При подрезке канавок и отрезке глубина резания равна ширине отрезного резца. Рекомендуется глубину резания назначать равной расчетному максимально возможному значению, способствующему получению поверхности требуемой формы и качества.
2) Скорость резания V, [м/мин] – расстояние, пройденное точкой режущей кромки инструмента относительно заготовки в единицу времени.
Наибольшей скоростью при токарной обработке будет обладать точка с наибольшим радиусом цилиндрической или фасонной поверхности (на периферии заготовки). При частоте вращения заготовки n [об/мин], скорость резания будет равна V=p D n / 1000, где D – диаметр обрабатываемой поверхности, мм .
Скорость резания при точении назначается по эмпирической (выведенной экспериментально) зависимости:
Значения коэффициентов С, К и показателей степени x, y, m выбираются по таблицам из справочников (например, технолога-машиностроителя) в зависимости от конкретных условий резания: вида обработки (черновая либо чистовая), материала инструмента и заготовки, глубины резания t, геометрии инструмента, применения смазочно-охлаждающей жидкости и т. д.
В формулу входят также подача резца за один оборот заготовки S [мм/об], и стойкость резца T, [мин]. Стойкость резца T – это время его непрерывной работы до затупления, после чего резец необходимо перетачивать или заменять. Стойкость зависит в основном от вида инструментального материала.
3) Подача S, [мм/об] – при точении это путь точки режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении движения подачи за один оборот заготовки.
Назначается подача также по справочникам в зависимости от глубины резания и других условий резания. Обычно при точении S=(0,05...0,25)t.