Введение
Обработка на станке
the machining operation
Turning is a machining process in which a cutting tool, typically a non rotary tool bit, describes a helix toolpath by moving more or less linearly while the workpiece rotates. Usually the term "turning" is reserved for the generation of external surfaces by this cutting action, whereas this same essential cutting action when applied to internal surfaces (holes, of one kind or another) is called "boring". Thus the phrase "turning and boring" categorizes the larger family of processes known as lathing. The cutting of faces on the workpiece, whether with a turning or boring tool, is called "facing", and may be lumped into either category as a subset. Turning can be done manually, in a traditional form of lathe, which frequently requires continuous supervision by the operator, or by using an automated lathe which does not. Today the most common type of such automation is computer numerical control, better known as CNC. (CNC is also commonly used with many other types of machining besides turning.) When turning, the workpiece (a piece of relatively rigid material such as wood, metal, plastic, or stone) is rotated and a cutting tool is traversed along 1, 2, or 3 axes of motion to produce precise diameters and depths. Turning can be either on the outside of the cylinder or on the inside (also known as boring) to produce tubular components to various geometries. Although now quite rare, early lathes could even be used to produce complex geometric figures, even the platonic solids; although since the advent of CNC it has become unusual to use non computerized toolpath control for this purpose. The turning processes are typically carried out on a lathe, considered to be the oldest of machine tools, and can be of different types such as straight turning, taper turning, profiling or external grooving. Those types of turning processes can produce various shapes of materials such as straight, conical, curved, or grooved workpieces. In general, turning uses simple single point cutting tools. Each group of workpiece materials has an optimum set of tool angles that have been developed through the years. The bits of waste metal from turning operations are known as chips (North America), or swarf (Britain). In some areas they may be known as turnings. The tool's axes of movement may be literally a straight line, or they may be along some set of curves or angles, but they are essentially linear (in the non mathematical sense). A component that is subject to turning operations can be termed as a “Turned Part” or “Machined Component”. Turning operations are carried out on a lathe machine which can be manually or CNC operated.
Токарная обработка – это процесс обработки, в котором режущий инструмент, как правило, невращающийся, описывает спиральную траекторию, перемещаясь более или менее линейно при вращении заготовки. Обычно термин "токарная обработка" используется для создания внешних поверхностей посредством этого режущего действия, в то время как то же самое резание, применяемое к внутренним поверхностям (отверстиям различного типа), называется "расточкой". Таким образом, фраза "токарная и расточная обработка" классифицирует более широкое семейство процессов, известных как токарные работы. Резка поверхностей на заготовке, с использованием токарного или расточного инструмента, называется "подрезкой" и может быть включена в любую из этих категорий как подмножество. Токарная обработка может выполняться вручную на традиционном токарном станке, что часто требует постоянного контроля оператора, или с использованием автоматизированного токарного станка, который не требует такого контроля. Сегодня наиболее распространенным типом автоматизации является компьютерное числовое управление, более известное как ЧПУ. (ЧПУ также широко используется для многих других видов обработки, помимо токарной.) При токарной обработке заготовка (деталь из относительно жесткого материала, такого как дерево, металл, пластик или камень) вращается, а режущий инструмент перемещается по 1, 2 или 3 осям для получения точных диаметров и глубин. Токарная обработка может выполняться как на внешней, так и на внутренней поверхности цилиндра (также известной как расточка) для изготовления трубчатых деталей различной геометрии. Хотя сейчас это встречается редко, ранние токарные станки могли использоваться для изготовления сложных геометрических фигур, вплоть до платоновых тел; однако с появлением ЧПУ стало необычным использовать некомпьютерное управление траекторией инструмента для этих целей. Токарные процессы обычно выполняются на токарном станке, который считается старейшим из станков, и могут быть различных типов, таких как прямолинейная токарная обработка, коническая токарная обработка, профилирование или наружная подрезка канавок. Эти типы токарных процессов позволяют создавать детали различных форм, такие как прямые, конические, изогнутые или с канавками. Как правило, для токарной обработки используются простые одноточечные режущие инструменты. Для каждой группы материалов существует оптимальный набор углов инструмента, разработанный на протяжении многих лет. Отходы металла, образующиеся в процессе токарной обработки, называются стружкой (в Северной Америке) или обрезками (в Великобритании). В некоторых регионах их также называют "точками". Оси движения инструмента могут быть буквально прямой линией или следовать по кривым или углам, но по сути они линейны (в не математическом смысле). Деталь, подвергающаяся токарной обработке, может называться "токарной деталью" или "обработанным компонентом". Токарные операции выполняются на токарном станке, который может управляться вручную или с помощью ЧПУ.
the machining operation
Turning is a machining process in which a cutting tool, typically a non rotary tool bit, describes a helix toolpath by moving more or less linearly while the workpiece rotates. Usually the term "turning" is reserved for the generation of external surfaces by this cutting action, whereas this same essential cutting action when applied to internal surfaces (holes, of one kind or another) is called "boring". Thus the phrase "turning and boring" categorizes the larger family of processes known as lathing. The cutting of faces on the workpiece, whether with a turning or boring tool, is called "facing", and may be lumped into either category as a subset. Turning can be done manually, in a traditional form of lathe, which frequently requires continuous supervision by the operator, or by using an automated lathe which does not. Today the most common type of such automation is computer numerical control, better known as CNC. (CNC is also commonly used with many other types of machining besides turning.) When turning, the workpiece (a piece of relatively rigid material such as wood, metal, plastic, or stone) is rotated and a cutting tool is traversed along 1, 2, or 3 axes of motion to produce precise diameters and depths. Turning can be either on the outside of the cylinder or on the inside (also known as boring) to produce tubular components to various geometries. Although now quite rare, early lathes could even be used to produce complex geometric figures, even the platonic solids; although since the advent of CNC it has become unusual to use non computerized toolpath control for this purpose. The turning processes are typically carried out on a lathe, considered to be the oldest of machine tools, and can be of different types such as straight turning, taper turning, profiling or external grooving. Those types of turning processes can produce various shapes of materials such as straight, conical, curved, or grooved workpieces. In general, turning uses simple single point cutting tools. Each group of workpiece materials has an optimum set of tool angles that have been developed through the years. The bits of waste metal from turning operations are known as chips (North America), or swarf (Britain). In some areas they may be known as turnings. The tool's axes of movement may be literally a straight line, or they may be along some set of curves or angles, but they are essentially linear (in the non mathematical sense). A component that is subject to turning operations can be termed as a “Turned Part” or “Machined Component”. Turning operations are carried out on a lathe machine which can be manually or CNC operated.
Стержни
Токарный станок – это машинный инструмент, используемый главным образом для придания формы деталям из металла, дерева или других материалов путем вращения заготовки в патроне станка, в то время как режущий инструмент подается в заготовку, осуществляя резание. Для удобства идентификации токарные станки можно разделить на три типа: лобочно-токарные станки, револьверные токарные станки и специальные токарные станки. Некоторые небольшие станки монтируются на верстак и являются полупортативными. Более крупные станки устанавливаются на пол и могут потребовать специальной транспортировки при перемещении. В полевых и ремонтных мастерских обычно используется токарный станок, который можно адаптировать ко многим операциям и который не слишком громоздок для перемещения с одного рабочего места на другое. Для этих целей идеально подходит лобочно-токарный станок. Опытный оператор может выполнить большее количество механических работ на лобочно-токарном станке, чем на любом другом станке. Револьверные и специальные токарные станки обычно используются в серийном или мелкосерийном производстве для изготовления деталей большими партиями или специализированных деталей, в то время как базовые лобочно-токарные станки обычно используются для любых токарных работ. С годами, в машиностроительной отрасли, с повышением сложности обработки продукции, появились многофункциональные токарно-фрезерные центры с ЧПУ, которые сохраняют характеристики токарной обработки, но также добавляют функциональность фрезерного станка, объединяя возможности обоих для повышения эффективности производства.
Методы работы
Чак: Чаки – очень распространенный способ закрепки заготовок. Существует множество типов, некоторые для круглых и квадратных заготовок, а другие – для заготовок неправильной формы. Коллет: В основном используется для небольших круглых деталей. Передняя плита: Передняя плита, упорный диск и оправка могут использоваться для точения деталей типа D, например, заготовок шестерен. Центры: Конические центры, между которыми вращается деталь, часто приводящаяся в движение "упором". Могут использоваться для точения более длинных валов и цилиндров. Приводной центр: Использует гидравлические или пружинные зубья, которые "вгрызаются" в конец заготовки и могут использоваться, когда необходимо обработать всю длину заготовки.
Инструментальная работа
Различные углы, формы и размеры одноточечного режущего инструмента оказывают непосредственное влияние на поверхность детали, получаемую в процессе механической обработки. Существуют различные типы углов, такие как угол наклона, угол бокового наклона, угол режущей кромки, угол отвода, радиус вершины, которые могут варьироваться в зависимости от обрабатываемой детали. Также одноточечные режущие инструменты могут иметь различные формы, например, V-образную и прямоугольную. Как правило, для надежной фиксации режущего инструмента во время работы используется специальный инструментный держатель.
Силы
Относительные силы, возникающие при точении, важны при проектировании станков. Станки и их компоненты должны выдерживать эти силы, не допуская значительных деформаций, вибраций или самовозбуждения в процессе работы. В процессе точения выделяют три основные силы:
Режущая или тангенциальная сила действует вниз на режущую кромку инструмента, вызывая отклонение заготовки вверх. Она обеспечивает энергию, необходимую для процесса резания. Удельная сила резания – это величина режущей силы, приходящаяся на единицу ширины реза и длину режущей кромки. Сила резания зависит от обрабатываемого материала. Осевая или подающая сила действует в продольном направлении. Ее также называют силой подачи, поскольку она направлена по направлению подачи инструмента. Эта сила стремится отодвинуть инструмент от патрона. Радиальная или упорная сила действует в радиальном направлении и стремится отодвинуть инструмент от заготовки.
Скорости и питание
Скорости и подача для точения выбираются в зависимости от материала режущего инструмента, материала заготовки, жесткости оснастки, жесткости станка и мощности шпинделя, типа охлаждающей жидкости и других факторов.
Корм
Расстояние, на которое инструмент подается в материал за один оборот, называется "подачей". Оно указывается в миллиметрах на оборот (мм/об).