Обработка на токарных станках- это форма механического обрабатывания, процесс точения материала, который используется для создания вращательных деталей путем вырезания удаления лишнего материала. Для процесса фрезерования требуется токарный станок, заготовка, крепеж и режущий инструмент.

Заготовка представляет собой кусок предварительно сформированного материала, который крепится к приспособлению, которое само прикрепляется к токарному станку и позволяет вращаться с высокой скоростью.

Резак обычно представляет собой одноточечный режущий инструмент, который также закреплен в машине, хотя в некоторых операциях используются многоточечные инструменты. Режущий инструмент подает во вращающийся механизм заготовку и отсекает материал в виде мелких стружек для создания желаемой формы. При точении создается значительное количество отходов, которые также можно использовать.

Такая обработка используется для создания вращательных, обычно аксиально-симметричных деталей, которые имеют много дополнительных конструкционных особенностей, таких как отверстия, канавки, нитки, конусы, различные ступени диаметра и даже контурные поверхности. Элементы, изготовленные посредством фрезерной обработки, часто включают изделия, которые применяются в лимитированных количествах, возможно, для прототипов, например, специально разработанных валов и крепежных деталей.

Обработка фрезерным станком также обычно используется в качестве вторичного процесса для добавления или уточнения характеристик деталей, изготовленных с использованием другого процесса. Благодаря высоким допускам и поверхностным покрытиям, которые может предложить фрезерование, процесс на токарном оборудовании идеально подходит для добавления точных вращательных функций к детали, базовая форма которой уже сформирована.

Возможности и характеристики токарной обработки

Основные характеристики обработки на токарных станках:

  1. Формы: тонкостенные: цилиндрические.
  2. Твердое: цилиндрическое.
  3. Размер детали: Диаметр: 0,02 — 80 дюймов.
  4. Материалы: Металлы, сплав стали, углеродистая сталь, чугун, нержавеющая сталь, алюминий, медь, магниевый цинк, керамика, композиты, свинец, никель, титан, эластомер, термопласты.
  5. Отделка поверхности — Ra: 16 — 125 μin 2 — 250 μin.
  6. Допуск: ± 0,001 дюйма ± 0,0002 дюйма.
  7. Максимальная толщина стенки: 0,02 — 2,5 дюйма 0,02 — 80 дюймов.
  8. Количество: 1 — 1000 1 – 1000000.
  9. Время выполнения: день – два, зависит от количества.

Преимущества обработки на фрезерных станках:

  1. Большое количество совместимых материалов.
  2. Очень хорошие допуски.
  3. Короткое время выполнения.
  4. Высокая точность работы.
  5. Большое количество создаваемых деталей.

Возможные недостатки обработки посредством фрезерного станка:

  1. Ограниченность вращательными частями.
  2. Части могут потребовать несколько операций и машин.
  3. Высокая стоимость оборудования.
  4. Значительный износ инструмента.
  5. Большое количество лома (отходов).

Фрезерование позволяет создавать продукты, которые применяются в качестве компонентов машин, различной техники и оборудования, валов, компонентов двигателей и т.д.

Цикл процесса обработки на станках

Фрезерование может занимать разное время.

Время, требуемое для обработки заданного количества элементов, включает первичное время настройки и время цикла для каждого элемента. Время настройки состоит из периода, необходимого для настройки токарного станка, планирования движения оборудования (независимо от того, выполняются ли оно механически или с помощью машины), и установки приспособления. Время цикла можно разделить на следующие четыре этапа:

  1. Этап загрузки / разгрузки — время, требуемое для загрузки обрабатываемой заготовки во фрезерные станки и фиксации его на крепежном элементе, а также период выгрузки готового изделия. Период загрузки зависит от габаритов, массы и сложности заготовки, а также от вида приспособления.
  2. Этап среза — время, требуемое режущему инструменту для выполнения всех нужных разрезов в обрабатываемой заготовке для каждого процесса. Время среза для любого заданного процесса определяется путем деления общей длины разреза для процесса обработки на скорость подачи, которая представляет собой скорость инструмента касательно детали, которую обрабатывают.
  3. Этап простоя — также называемый непроизводительным временем, это период, необходимый для выполнения любых задач, происходящих в течение технологического цикла, которые не задействуют обработку заготовки и, следовательно, удаляют материал. Это время простоя включает в себя инструмент, приближающийся и убирающийся из заготовки, перемещение инструмента между функциями, настройка параметров машины и изменение оборудования обработки.
  4. Этап замены оборудования и приспособлений — время, нужное для замены инструмента, превысившего срок службы, и, как следствие, потерявшего эффективность. Это время обычно не включается в каждый цикл, а скорее только после достижения жизненного цикла инструмента. При определении времени цикла время замены инструмента настраивается для производства отдельной детали путем умножения на частоту замены инструмента, т.е. время среза, деленное на время жизни инструмента.

Фрезерование после полного цикла не нуждается в последующей обработке. Однако вторичные процессы могут быть использованы для улучшения отделки поверхности детали, если это необходимо. Лом-материал в виде небольших чипов материала, вырезанных из заготовки, отводится от обрабатываемой детали движением режущего инструмента и распылением смазки. Поэтому для удаления отходов не требуется дополнительный этап технологического цикла, который может быть собран и отброшен после производства.

Фрезерные станки и их параметры резки

При обработке скорость и движение режущего инструмента определяются несколькими параметрами. Эти параметры выбираются для каждой операции на основе материала заготовки, материала инструмента, размера инструмента и т.д.

Режущая подача — расстояние, которое станки (режущий инструмент) или заготовка достигают за один оборот шпинделя, измеряемое в дюймах на оборот. В некоторых операциях инструмент загружается в заготовку, а в других — заготовка обрабатывает инструмент. Для многоточечного инструмента режущая подача также равна подаче на зуб, измеренная в дюймах на зуб, умноженная на количество зубьев режущего оборудования.

Скорость резки на станках — скорость поверхности заготовки относительно края режущего инструмента во время среза, измеренная в поверхностных футах в минуту.

Скорость шпинделя — скорость вращения шпинделя и заготовки в оборотах в минуту (об / мин). Скорость шпинделя равна скорости резания, деленной на окружность заготовки, где производится разрез. Для поддержания постоянной скорости резания скорость шпинделя должна варьироваться в зависимости от диаметра разреза. Если скорость шпинделя поддерживается постоянной, скорость резания меняется.

Скорость подачи — скорость движения режущего инструмента относительно обрабатываемого изделия, так как станок делает разрез. Скорость подачи измеряется в дюймах в минуту и является продуктом режущей подачи и скорости шпинделя.

Осевая глубина резки — глубина инструмента вдоль оси заготовки, так как она делает разрез, как при операции облицовки. Большая осевая глубина резки потребует низкой скорости подачи, иначе это приведет к высокой нагрузке на инструмент и сокращению срока службы оборудования. Поэтому характеристика обычно обрабатывается несколькими проходами, когда инструмент перемещается на заданную осевую глубину разреза для каждого прохода.

Радиальная глубина резания — глубина инструмента по радиусу заготовки при его разрезе, как при токарно — расточной операции на фрезерном оборудовании. Большая радиальная глубина резки потребует низкой скорости подачи, иначе это приведет к высокой нагрузке на станки и уменьшит эксплуатационный период инструмента. По этой причине особенность часто обрабатывается несколькими этапами, когда инструмент перемещается на радиальной глубине резания.

Токарная обработка и возможные операции

Во время технологического цикла для детали фрезерный инструмент позволяет выполнить различные операции, чтобы получить желаемую форму детали. Эти операции могут быть классифицированы как внешние или внутренние. Внешние операции изменяют внешний диаметр заготовки, а внутренние операции изменяют внутренний.

Внешние операции при фрезеровании включают в себя точение, облицовку, грувинг (grooving), создание канавок, отсекание (разделение), резьбонарезание. К внутренним операциям относится сверление, сверливание, развертка (расширение, reaming), нарезание резьбы.