Что представляет собой токарная обработка металла: особенности технологии и этапы выполнения

Токарная обработка металла применяется для изготовления деталей цилиндрической, конической и фасонной формы. С помощью токарных станков производятся валы, втулки, оси, шпильки, корпуса, кольца и другие металлические изделия.

Технология обработки выполняется на станках с числовым программным управлением (ЧПУ). Оборудование автоматизирует процесс производства для получения сложных деталей по заданным параметрам с одинаковым качеством изготовления как единичных, так и серийных изделий.

Что такое токарная обработка металла

Токарная обработка представляет собой процесс снятия слоя металла с поверхности вращающейся заготовки с помощью режущего инструмента. Во время работы деталь закрепляется в патроне или другом приспособлении и вращается вокруг оси, а резец перемещается относительно нее, удаляя излишки материала.

Задача токарной обработки — придать заготовке необходимую форму, размеры и требуемое качество поверхности в соответствии с чертежом или техническим заданием.

Например, если исходная заготовка представляет собой круглый пруток диаметром 60 мм, а по чертежу необходимо изготовить вал диаметром 50 мм и длиной 250 мм, станок последовательно снимает около 5 мм металла с каждой стороны заготовки, формируя нужный размер. При этом точность обработки на токарных станках с ЧПУ достигает ±0,01–0,05 мм в зависимости от оборудования, инструмента и требований к детали.

Токарная обработка подходит для получения как простых цилиндрических деталей, так и изделий со сложной геометрией.

В процессе обработки выполняются следующие технологические операции.

• Наружное точение — уменьшение наружного диаметра заготовки. Например, обработка прутка диаметром 80 мм до 70 мм.

• Внутреннее точение (растачивание) — увеличение или доведение внутреннего отверстия до требуемого размера. Например, расточка отверстия с Ø18 мм до Ø20 мм.

• Обработка торцов — выравнивание торцевой поверхности детали для получения точной длины и перпендикулярности.

• Нарезание резьбы — изготовление наружной или внутренней метрической, дюймовой или трапецеидальной резьбы. Например, резьбы М24×2 или М36×4.

• Сверление — получение новых отверстий различных диаметров непосредственно на токарном станке.

• Изготовление канавок — выполнение технологических или уплотнительных канавок заданной ширины и глубины.

• Снятие фасок — обработка кромок под углом, чаще всего 45°, для облегчения сборки и удаления острых краев.

• Обработка конических и фасонных поверхностей — изготовление деталей со сложным профилем, который невозможно получить обычным цилиндрическим точением.

Токарные станки с ЧПУ объединяют несколько операций в одном производственном цикле. Деталь не нужно многократно переустанавливать, что уменьшает вероятность погрешностей и сокращает время обработки.

Особенности токарной обработки металла на ЧПУ

Токарные станки с ЧПУ отличаются точностью и помогают выполнять сложные производственные задачи с минимальным участием оператора. Управление оборудованием осуществляется с помощью заранее подготовленной программы, в которой задаются траектория движения инструмента, скорость вращения шпинделя, глубина резания и последовательность выполнения операций.

К особенностям токарной обработки на ЧПУ относятся:

Точность изготовления

Станки используются для получения деталей с точным соблюдением размеров и заданных допусков. Это важно при производстве комплектующих для оборудования, машин и механизмов, где даже небольшое отклонение влияет на работу готового изделия.

Возможность изготовления сложных деталей

ЧПУ-оборудование подходит для обработки изделий с различной геометрией, создания внутреннего отверстия, резьбового соединения, канавок и других элементов, которые сложно получить при использовании ручной обработки.

Станок ЧПУ P560/28 в компании Rezko обрабатывает детали диаметром до Ø400 мм или Ø350 мм, а также подходит для работы с прутком диаметром до Ø66 мм. Наличие 12 инструментальных позиций помогает последовательно выполнять точение, растачивание, сверление, нарезание резьбы и обработку канавок за один установ детали.

Одинаковое качество при серийном производстве

После настройки управляющей программы станок выпускает большое количество одинаковых деталей с минимальными отклонениями между изделиями. 

Производительность достигается за счет скорости перемещения инструмента по осям X и Z до 30 м/мин, а также автоматической смены инструмента по кратчайшему пути. 

Работа с разными видами металлов

На токарных станках обрабатываются конструкционные и нержавеющие стали, алюминий, латунь, медь, бронза и другие металлические сплавы. Выбор режущего инструмента и режимов обработки зависит от свойств конкретного материала.

Мощность главного двигателя 15/18,5 кВт и крутящий момент шпинделя 235 Н·м помогают обрабатывать как относительно мягкие цветные металлы, так и более прочные марки стали. Максимальная масса устанавливаемой заготовки достигает 200 кг для дисковых деталей и 500 кг для деталей типа «вал».

Какие детали изготавливают методом токарной обработки

Токарная обработка используется в сферах промышленности. С помощью этой технологии изготавливают детали для станков, автомобилей, сельскохозяйственной техники, строительного оборудования и других механизмов.

К наиболее распространенным изделиям относятся:

• валы и оси;

• втулки и кольца;

• шкивы;

• фланцы;

• крепежные элементы;

• корпуса деталей;

• переходники;

• ролики;

• элементы с резьбовыми соединениями.

Изготовление выполняется как по готовому чертежу заказчика, так и по техническому заданию с указанием размеров, материала и требований к изделию.

Этапы выполнения токарной обработки металла

Каждый этап изготовления изделия на токарном станке с ЧПУ влияет на точность, качество поверхности и соответствие детали требованиям заказчика.

1. Подготовка технической документации

Перед началом работ изучают чертеж детали, техническое задание или образец изделия. Определяются параметры будущего изделия, включая размеры, форму, материал заготовки, требования к точности, шероховатости поверхности и допустимым отклонениям.

На основании полученной информации разрабатывается маршрут обработки и выбираются необходимые инструменты. Для станков с ЧПУ создается управляющая программа, в которой задаются координаты перемещения инструмента, скорость вращения шпинделя, глубина резания и порядок выполнения операций.

Например, при изготовлении детали длиной 300 мм с наружным диаметром Ø50 мм заранее определяется, сколько операций потребуется для получения готового изделия: предварительное точение, чистовая обработка, сверление отверстий, нарезание резьбы или выполнение канавок.

2. Выбор и подготовка заготовки

После анализа документации подбирается подходящая металлическая заготовка. В зависимости от конструкции детали это может быть круглый пруток, поковка, труба, отрезок металлопроката или другая исходная заготовка.

При выборе учитываются:

• марка металла;

• размеры будущей детали;

• объем снимаемого материала;

• требования к прочности и качеству поверхности.

Размер заготовки выбирается с учетом технологического припуска, то есть дополнительного слоя металла, который удаляется во время обработки.

Например, для изготовления детали диаметром Ø50 мм используется пруток диаметром Ø60 мм, с которого в процессе точения снимается лишний слой материала. Токарный станок P560/28 подходит для работы с заготовками из прутка диаметром до Ø66 мм, а максимальный диаметр обработки достигает Ø560 мм над станиной.

3. Настройка оборудования

Перед началом обработки выполняется подготовка станка, включающая установку и закрепление заготовки в патроне, подбор режущего инструмента, настройку координат и ввод управляющей программы.

Задаются следующие параметры обработки:

• скорость вращения шпинделя;

• скорость подачи инструмента;

• глубина резания;

• последовательность выполнения операций;

• точки перемещения режущего инструмента.

На токарном станке P560/28 используется шпиндель типа А2-8 со скоростью вращения от 50 до 3200 об/мин. Перемещение инструмента по осям X и Z выполняется со скоростью до 30 м/мин для выполнения как черновой, так и чистовой обработки.

4. Механическая обработка детали

После настройки оборудования начинается непосредственное снятие слоя металла. Заготовка вращается в шпинделе, а режущий инструмент перемещается по заданной траектории, постепенно формируя необходимую геометрию детали.

В зависимости от требований чертежа выполняются следующие операции:

• наружное точение;

• растачивание внутренних отверстий;

• обработка торцевых поверхностей;

• сверление;

• нарезание резьбы;

• изготовление канавок;

• снятие фасок.

Например, из металлической заготовки диаметром Ø80 мм получается вал диаметром Ø60 мм с обработанными торцами, канавкой под стопорное кольцо и резьбовым участком. Максимальная длина обработки на используемом оборудовании составляет 500 мм, а диаметр обрабатываемой детали достигает Ø400 мм для дисковых изделий и Ø350 мм для деталей типа «вал».

Главный двигатель имеет мощность 15/18,5 кВт, а максимальный крутящий момент шпинделя составляет 235 Н·м.

5. Контроль качества готовой детали

После завершения обработки выполняется проверка готового изделия на соответствие техническим требованиям. Контролируются геометрические размеры, форма, точность расположения элементов и качество поверхности.

При необходимости специалисты проводят дополнительные измерения и корректируют параметры обработки.

Токарный станок P560/28 гарантирует точность обработки IT6, точность позиционирования 0,008 мм, повторяемость 0,004 мм, а показатель шероховатости поверхности может достигать Ra 1,25.

Контроль качества важен при изготовлении ответственных деталей, где даже небольшие отклонения приводят к неправильной сборке или снижению срока службы готового изделия. Поэтому перед передачей заказчику каждая деталь проверяется на соответствие чертежу и техническому заданию.

Преимущества токарной обработки металла

Токарная обработка металла остается одной из наиболее востребованных технологий изготовления деталей для промышленности, машиностроения, сельского хозяйства, строительства и других отраслей.

Обработка требует применения точного оборудования, профессионального режущего инструмента и опыта специалистов. Поэтому для изготовления надежных деталей выгоднее обращаться в специализированную металлообрабатывающую компанию, чем приобретать собственный станочный парк и организовывать производство самостоятельно.

Металлообрабатывающая компания «Rezko» в Кирове предоставляет услуги токарной обработки металла на оборудовании с ЧПУ.

Преимущества обращения в компанию «Rezko»:

• изготовление деталей по индивидуальным чертежам, эскизам или образцам;

• обработка конструкционных, нержавеющих и цветных металлов;

• выполнение единичных, мелкосерийных и серийных заказов;

• точность обработки благодаря использованию станков с ЧПУ;

• выполнение нескольких технологических операций за один установ детали;

• контроль качества на каждом этапе производства;

• соблюдение согласованных сроков выполнения заказа.

Для получения консультации или расчета стоимости заказа оставьте заявку на сайте или свяжитесь с нами другим удобным способом.