Токарный станок

Токарный станок

токарный станок 1

Токарный станок — это наиболее часто используемое оборудование для металлообработки, обеспечивающий точность и высокое качество продукции. Этот станок производит процесс обработки, который используется для удаления нежелательного материала с заготовки, чтобы придать материалу желаемую форму и размер, схожи с функциями токарного автомата.

С помощью такого станка можно достичь минимальную шероховатость поверхности и более высокую скорость удаления материала для получения изделия с низкой стоимостью.

Токарный станок и обработка металла на нём

Обработка с числовым программным управлением была разработана с учетом необходимости повышения производительности, снижения затрат и повышения точности производства. Это новейшая система управления станками со времен промышленной революции, и ее можно рассматривать как самую сложную форму автоматизации для управления станками, оборудованием и процессами.

Едва ли найдется такой аспект производства, который каким-то образом не был бы затронут тем, что могут делать эти инновационные станки. Все, кто работает в металлообработке, хорошо осведомлены о том, что возможно с помощью этих точных станков.

Инженер-конструктор, например, должен обладать достаточными знаниями в области ЧПУ, чтобы усовершенствовать методы определения размеров и допусков для деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ. 

Инженер-инструментальщик должен разбираться в ЧПУ, чтобы проектировать приспособления и режущие инструменты для использования на станках с ЧПУ.

Сотрудники отдела контроль качества должны понимать станки с ЧПУ, используемые в их компании, чтобы соответствующим образом планировать контроль качества и статистический контроль процессов. Персонал производственного контроля должен быть в курсе технологий ЧПУ своей компании, чтобы составлять реалистичные производственные графики.

Менеджеры, бригадиры и руководители групп должны достаточно хорошо разбираться в ЧПУ, чтобы разумно общаться с коллегами по работе. И, само собой разумеется, что программисты с ЧПУ, специалисты по настройке, операторы и другие, работающие непосредственно с оборудованием с ЧПУ, должны очень хорошо разбираться в ЧПУ.

Точение на токарном станке

Точение — это операция механической обработки, при которой изготавливаются цилиндрические детали. При токарной или облицовочной операции на станке заготовка вращается для обеспечения движения резания, а подача обеспечивается движением с функцией смена инструмента. Токарный станок используются для производства всех видов деталей, симметричных относительно их оси вращения.

В своей основной форме его можно определить как механическую обработку внешней поверхности:

  • при вращении заготовки
  • с помощью одноточечного режущего инструмента 
  • с подачей режущего инструмента параллельно оси заготовки и на расстоянии, которое удалит внешнюю поверхность заготовки.

Точение на конус на токарных револьверных станках практически такое же, за исключением того, что траектория резца расположена под углом к рабочей оси. Аналогично, при точении по контуру расстояние резца от рабочей оси изменяется для получения желаемой формы.

Несмотря на то, что указан одноточечный режущий инструмент, это не исключает настройки нескольких инструментов, которые часто используются при данной обработке.

Токарные станки с ЧПУ и их характеристики

Токарные станки предназначены для обработки заготовок. Они имеют систему Числового Программного Управления, в которые встроены команды по проектированию. Команды — это программа, которая загружается в станок через флэшку. В токарных станках заготовка или изделие зажимается и вращается с участием шпиндельной бабкой. При этом  режущий инструмент (работающий с материалом) устанавливается в оснастку, называемой револьверная головка (от 8-24 инструментов) инструментальный блок.

Исходя из этого можно сказать, что…

ЧПУ — это станок с загружаемыми инструкциями по проектированию требуемого изделия из металла, дерева, пластика или оргстекла.

В системе ЧПУ инструкции по эксплуатации вводятся в машину в виде цифр и букв, которые соответствующим образом закодированы для хранения информации. Затем эти инструкции автоматически выполняются на станке в заданной последовательности, с заданной или саморегулируемой скоростью, подачей и т.д. без вмешательства человека. Предотвращение вмешательства человека, отказ от обычных инструментов и фиксации, а также возможность быстрой замены системы станков с чпу являются основными факторами, которые учитываются при определении уровня приемлемости станков  для конкретной работы. Другие доступные для обслуживания преимущества, выявленные у станков с системами ЧПУ по сравнению с обычными станками с автоматизацией, заключаются в следующем:

1 . Оптимизация срока службы режущего инструмента и качества выполняемых работ.

  1. Возможность изготовления деталей, которые невозможны в обычных системах обработки.
  2. Быстрый и более точный контроль и обнаружение ошибок в проектировании и изготовлении.
  3. Улучшенная автоматизация, меньшее количество ошибок, вызванных человеческим фактором, согласованность и предсказуемое время обработки для каждой детали.
  4. Еще одним преимуществом, предлагаемым большинством видов станков — это гибкость. Поскольку эти станки являются с ЧПУ и запускаются из программ. Запустить другую заготовку почти так же просто, как загрузить другую программу. После того, как программа была проверена и выполнена для одного производственного цикла, ее можно легко вызвать при следующем запуске заготовки, что приводит к еще одному преимуществу — быстрой переналадке.

Токарный станок и функции ЧПУ

Самой основной функцией любого станка (токарный станок) с ЧПУ является автоматическое, точное и последовательное управление движением. Универсальными станками называют токарные, токарно винторезный, токарно револьверный, сверлильный, фрезерный, строгальный и др. На универсальных станках задняя бабка является надёжной опорой для закрепления заготовки.

Вместо того, чтобы применять полностью механические устройства для создания движения, как это требуется на большинстве обычных станков, станки с ЧПУ позволяют революционным образом управлять движением.

Все виды оборудования с ЧПУ имеют два или более направлений движения, называемых осями. Эти оси могут быть точно и автоматически расположены вдоль их длины перемещения. Два наиболее распространенных типа осей — линейные (приводимые в движение по прямой траектории) и поворотные (приводимые в движение по круговой траектории). Вместо того чтобы вызывать движение поворотом кривошипов и маховиков, как это требуется на обычных станках, станки с ЧПУ позволяют управлять движениями с помощью запрограммированных команд.

Тип движения (быстрое, линейное и круговое), оси для перемещения, количество движений и скорость движения (скорость подачи) программируются практически на всех станках с ЧПУ. Точное позиционирование выполняется оператором, подсчитывающим количество оборотов, сделанных на маховике, плюс градации на циферблате. Приводной двигатель вращается на соответствующую величину, что, в свою очередь, приводит в движение шариковый винт, вызывая линейное перемещение оси. Устройство обратной связи подтверждает, что произошло надлежащее количество оборотов шарикового ходового винта.

Команда ЧПУ, выполняемая в системе управления (обычно с помощью программы), указывает приводному двигателю вращаться точное количество раз. Вращение приводного двигателя, в свою очередь, приводит во вращение шариковый винт, а шариковый винт приводит в движение линейную ось. Устройство обратной связи на противоположном конце шарикового винта позволяет системе управления подтвердить, что заданное число оборотов выполнено.

Интерполяция станка

Существует три основных движения на станках. Эти три типа движения доступны практически на всех видах оборудования с ЧПУ. Они имеют две общие черты.

Во-первых, все они являются модальными. Это означает, что они остаются в силе до тех пор, пока не будут изменены. Если, например, необходимо последовательно выполнить несколько движений одного и того же вида, соответствующий код G необходимо указать только в первой команде.

Во-вторых, КОНЕЧНАЯ точка движения указывается в каждой команде движения. В качестве отправной точки будет взято текущее положение машины.

Точность позиционирования токарного станка

Этот тип движения (как следует из названия) используется для управления движением с максимально возможной скоростью машины. Он используется для минимизации непроизводительного времени в течение цикла обработки. Обычное использование для быстрого перемещения включает в себя позиционирование инструмента в позиции резания и обратно, перемещение для устранения зажимов и других препятствий и, в целом, любое движение без резания во время программы.

Обычно эта скорость чрезвычайно высока (некоторые машины могут похвастаться скоростью более 3000 RPM). Что означает, что оператор должен быть осторожен при проверке программ во время команд быстрого движения. К счастью, у оператора есть возможность переопределить быструю скорость во время проверки программы.

Команда, которую почти все станки с ЧПУ используют для управления быстрым движением — это GOO. В команде GOO задается конечная точка для движения. Производители элементов управления различаются в зависимости от того, что на самом деле происходит, если в команду быстрого перемещения включено более одной оси. При использовании большинства элементов управления, токарный станок будет двигаться как можно быстрее по всем заданным осям.

Линейная интерполяция ЧПУ

Этот тип движения позволяет программисту управлять идеально прямолинейными движениями. Этот тип движения также позволяет программисту указывать скорость движения (скорость подачи), которая будет использоваться во время движения. Прямолинейное движение может быть использовано в любое время при прямом режущем движении, в том числе при сверлении, точении прямого диаметра, торца или конуса, а также при фрезеровании прямых поверхностей. Метод, с помощью которого программируется скорость подачи, варьируется от одного типа машины к другому.

Вообще говоря, обрабатывающие центры позволяют определять скорость подачи только в минутном формате (дюймы или миллиметры в минуту). Токарные центры также позволяют задавать скорость подачи в формате наоборот (дюймы или миллиметры на оборот).

Слово G01 обычно используется для обозначения прямолинейного движения. В G01 программатор будет включать желаемую конечную точку на каждой оси.

Круговая интерполяция ЧПУ

Этот тип движения заставляет машину совершать движения в форме круговой траектории. Этот тип движения используется для создания радиусов во время обработки. Коды с двумя G используются с круговым движением. G02 обычно используется для указания движения по часовой стрелке, в то время как G03 используется для указания движения против часовой стрелки. Кроме того, круговое движение требует, чтобы программист тем или иным способом указывал радиус создаваемой дуги.

С более новыми элементами управления он обрабатывается простым словом «R». Слово R в круговой команде просто сообщает элементу управления радиус управляемой дуги. В более старых элементах управления векторы направления (заданные J, K и I) сообщают элементу управления местоположение центральной точки дуги. 

Операции точения

Тремя основными факторами при любой базовой операции токарной обработки являются скорость, подача и глубина резания. Конечно, большое влияние оказывают и другие факторы, такие как вид материала и тип инструмента, но эти три фактора оператор может изменить, отрегулировав элементы управления прямо на станке.

Скорость всегда относится к шпинделю и обрабатываемой детали. Когда это указано в оборотах в минуту (об/мин), это указывает на их скорость вращения. Но важным показателем для конкретной операции точения является скорость обработки поверхности или скорость, с которой обрабатываемый материал проходит мимо режущего инструмента. Это просто произведение скорости вращения на окружность (в футах или метрах) заготовки до начала резки. Он выражается в метре поверхности в минуту (mpm) и относится только к обрабатываемой детали. Каждый различный диаметр заготовки будет иметь разную скорость резания, даже если скорость вращения останется прежней.

Подача на токарном станке всегда относится к режущему инструменту и это скорость с которой инструмент продвигается по своей траектории резания. На большинстве токарных станках с механической подачей скорость подачи напрямую связана со скоростью вращения шпинделя и выражается в дюймах или мм (продвижения инструмента) за оборот (шпинделя).

Глубина разреза практически не требует объяснений. Это толщина снимаемого слоя с заготовки или расстояние от необрезанной поверхности заготовки до поверхности разреза, выраженное в дюймах или мм. Однако важно отметить, что диаметр заготовки уменьшается в два раза по сравнению с глубиной резания, поскольку этот слой удаляется с обеих сторон заготовки.

Расточка на токарном станке

Расточка — это по сути, внутреннее точение при подаче инструмента параллельно оси вращения заготовки.

Расточка всегда включает в себя расширение существующего отверстия, которое может быть сделано сверлом или может быть результатом сердечника в отливке. Не менее важной и одновременной целью растачивания может быть создание отверстия, концентричного оси вращения заготовки и таким образом, исправить любой эксцентриситет, который мог возникнуть в результате отклонения сверла от центральной линии.

Концентричность является важным атрибутом просверленных отверстий. Когда расточка выполняется на токарном станке, работа обычно проводится в патроне или на лицевой пластине. Отверстия могут быть просверлены прямо, конически или с неправильными контурами.

Токарный станок (фасонное точение)

Фасонное точение- это получение плоской поверхности в результате подачи инструмента через конец вращающейся заготовки. Скорость резания должна определяться по наибольшему диаметру обрабатываемой поверхности. Облицовка может быть выполнена либо снаружи внутрь, либо из центра наружу. В любом случае, точка инструмента должна быть установлена точно на высоте центра вращения.

Поскольку сила резания имеет тенденцию отталкивать инструмент от обрабатываемой детали, обычно желательно прижимать каретку к станине токарного станка (см. конструкции станка ) во время каждого торцевого разреза, чтобы предотвратить ее незначительное перемещение. При облицовке отливок или других материалов, имеющих твердую поверхность, глубина первого разреза должна быть достаточной для проникновения в твердый материал, чтобы избежать чрезмерного износа инструмента.

Резание на токарном станке

Резание на токарном станке — это операция, при которой одна часть заготовки отделяется от остальной части с помощью отрезного инструмента. Поскольку режущие инструменты довольно тонкие и должны иметь значительный выступ, этот процесс менее точен и сложнее. Инструмент должен быть установлен точно на высоте оси вращения, оставаться острым, иметь надлежащие углы зазора и подаваться в заготовку с надлежащей и равномерной скоростью подачи.

Нарезание резьбы на токарном станке

Токарный станок по металлу обеспечил первый метод нарезания резьбы на станках. Хотя большинство резьбовых соединений в настоящее время изготавливается другими методами, токарные станки по-прежнему обеспечивают наиболее универсальный и принципиально простой метод. Следовательно, они часто используются для нарезания резьбы на специальных заготовках, где конфигурация или нестандартный размер не позволяют изготавливать их менее дорогостоящими методами.

Существует два основных требования к нарезанию резьбы.

Необходим инструмент точной формы и правильно установленный, так как нарезание резьбы — это операция резки формы. Результирующий профиль резьбы определяется формой инструмента и его положение относительно заготовки.

Второе требование заключается в том, что инструмент должен перемещаться в продольном направлении в определенном соотношении с вращением заготовки, поскольку это определяет направление резьбы.

Пролистать наверх