1.1. Сущность токарной обработки
Токарная обработка — один из возможных способов обработки изделий
путем срезания с заготовки лишнего слоя металла до получения детали требуемой
формы, размеров и шероховатости поверхности. Она осуществляется на
металлорежущих станках, называемых токарными.
На токарных станках обрабатываются детали типа тел вращения: валы, зубчатые
колеса, шкивы, втулки, кольца, муфты, гайки и т.д.
Основными видами работ, выполняемых на токарных станках, являются: обработка
цилиндрических, конических, фасонных, торцовых поверхностей, уступов;
вытачивание канавок; отрезание частей заготовки; обработка отверстий
сверлением, растачиванием, зенкерованием, развертыванием; нарезание резьбы;
накатывание (рис. 1).
Инструменты, применяемые для выполнения этих процессов, называются режущими.
При работе на токарных станках используются различные режущие инструменты:
резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, резьбонарезные головки и
др.
Процесс резания подобен процессу расклинивания, а рабочая часть режущих
инструментов — клину (рис. 2).
При действии усилия Р на резец его режущая кромка врезается в заготовку, а
передняя поверхность, непрерывно сжимая лежащий впереди слой металла и
преодолевая силы сцепления его частиц, отделяет их от основной массы в виде
стружки. Слой металла, срезаемый при обработке, называется припуском.
Все способы обработки металлов, основанные на удалении припуска и
превращении его в стружку, определяются понятием резание металла. Для успешной
работы необходимо, чтобы процесс резания протекал непрерывно и быстро. Форма
обрабатываемой детали обеспечивается, с одной стороны, относительным движением
заготовки и инструмента, с другой, — геометрией инструмента.
Процесс резания возможен при наличии основных движений: главного движения
— вращения заготовки и поступательного движения резца, называемого
движением подачи, которое может совершаться вдоль или поперек изделия, а также
под постоянным или изменяющимся углом к оси вращения изделия.
Рис. 1. Основные виды токарных работ: а — обработка наружных
цилиндрических поверхностей; б — обработка наружных конических поверхностей;
в — обработка торцов и уступов; г — вытачивание канавок, отрезка
заготовки; д — обработка внутренних цилиндрических и конических поверхностей;
е — сверление, зенкерование и развертывание отверстий; ж — нарезание наружной
резьбы; з — нарезание внутренней ’резьбы; и — обработка фасонных
поверхностей; к — накатывание рифлений; 1 проходной прямой резец; 2 — проходной
упорный резец 3 — проходной отогнутый резец; 4 — отрезной резец; 5 — канавочный
резец; б — расточной резец; 7 — сверло; 8 — зенкер; 9 — развертка; 10 —
резьбовой резец; 11 — метчик; 12 — фасонный резец; 13 — накатка (стрелками
показаны направления перемещения инструмента вращения заготовки)
Рис. 2. Схемы работы клина (а) и резца (6): 1 —
стружка; 2 — резец; 3 — заготовка; 4 — снимаемый слой
металла; Р сила, действующая на резей и клин при работе; (5 — угол
заострения.)
Вращение заготовки называется главным движением, так как оно выполняется с
большей скоростью. На обрабатываемой заготовке выделяются следующие
поверхности; обрабатываемая, обработанная и поверхность резания. При срезании
припуска образуется элемент, называемый стружкой.
Выделяются следующие виды стружки (рис. 3):
- элементная стружка (стружка скалывания) образуется при обработке твердых и
маловязких материалов с низкой скоростью резания (например, при обработке
твердых сталей). Отдельные элементы такой стружки слабо связаны между собой
или совсем не связаны;
- ступенчатая стружка образуется при обработке стали средней твердости,
алюминия и его сплавов со средней скоростью резания. Она представляет собой
ленту — гладкую со стороны резца и зазубренную с внутренней стороны;
- слитая стружка образуется при обработке мягкой стали«меди, свинца,
олова и некоторых пластмасс при высокой скорости резания. Эта стружка имеет
вид спирали или длинной (часто путаной) ленты;
- стружка надлома образуется при резании малопластичных материалов (чугуна,
бронзы) и состоит из отдельных кусочков.
Рис. 4. Токарные станки: а — токарно-винторезный, б — токарно-револьверный, в — лоботокарный, г —
токарно-карусельный
Токарная обработка выполняется на токарных станках разных типов,
различающихся по назначению, компоновке, степени автоматизации и другим
признакам.
К станкам токарной группы относятся: токарно-винторезные,
токарно-револьверные, лоботокарные, токарно-карусельные (рис. 4), токарные
автоматы и полуавтоматы, токарные станки с программным управлением.
1.2. Устройство токарно-винторезных станков
Токарный станок, оснащенный специальным устройством для нарезания резьбы,
называется токарно-винторезным. Станок состоит из следующих основных частей и
узлов (сборочных единиц) (рис. 5).
Станина 7— массивное чугунное основание, на котором смонтированы
основные узлы станка. Верхняя часть станины имеет две плоские и две
призматические направляющие, по которым перемещаются суппорт и задняя бабка.
Передняя бабка 2 — чугунная коробка, внутри которой расположены главный
рабочий орган станка — шпиндель и коробка скоростей.
Рис. 5. Токарно-винторезный станок: 1- коробка подач,
2 — передняя бабка, 3 — поперечные салазки, 4 — верхние салазки
суппорта, 5 — задняя бабка, 6 — продольные салазки, 7 — станина,
8 — ходовой винт, 9- ходовой вал, 10 — фартук, 11 — гитара
сменных зубчатых колес, 12 — маховики управления продольным и поперечным
перемещениями, 13 — электрошкаф
Шпиндель представляет собой полый вал. На правом конце шпинделя крепится
приспособление {например, патрон), зажимающее заготовку. Коробка скоростей
служит для изменения частот вращения Суппорт — устройство для закрепления
резца и обеспечения движения подачи, т.е. перемещения резца в продольном и
поперечном направлениях. Движение подачи может осуществляться вручную или
механически.
Механическое (автоматическое) движение подачи суппорт получает от ходового
вала 9 или ходового винта 8 (при нарезании резьбы).
Суппорт состоит из следующих сборочных единиц; продольных салазок 6, фартука
10, поперечных салазок 3, верхних (резцовых) салазок 4, рез резцедержателя.
Коробка подач представляет собой механизм, передающий вращение от
шпинделя к ходовому валу или ходовому винту. Коробка подач служит для
изменения скорости движения подачи суппорта (величины подачи). Вращательное
движение к коробке подач передается от шпинделя через реверсивный механизм
(трензель) и гитару со смежными зубчатыми колесами.
Гитара 11 предназначена для настройки станка на различные виды нарезаемых
резьб.
Задняя бабка 5 предназначена для поджатая с помощью центра длинных заготовок
в процессе обработки, а также для закрепления и подачи стержневых инструментов
(сверл, зенкеров, разверток).
Электрооборудование станка размещено в шкафу 13.
Включение и выключение электродвигателя, пуск и останов станка, управление
коробкой скоростей, коробкой подач, механизмом фартука и т.д. производится
соответствующими органами управления (рукоятками, кнопками, маховичками).
Для наиболее ясного представления о работе и взаимосвязях деталей в станках
применяют кинематические схемы, в которых детали и передачи изображены
условными упрощенными обозначениями. На этих схемах указываются числа зубьев
зубчатых колес, диаметры шкивов, число заходов червяков и число зубьев
червячных колес, шаг винтовых передач, мощность и частота вращения вала
электродвигателя, порядковая нумерация валов, муфт и т.д. На этих схемах четко
просматриваются кинематические цепи, связывающие источник движения и
исполнительные органы станка, с помощью которых обеспечиваются передача
движения, изменение скорости и направление движения.
1.3. Организация рабочего места токаря
Рабочим местом токаря называется участок производственной площади цеха,
оснащенный; одним или несколькими станками с комплектом принадлежностей;
комплектом технологической оснастки, состоящим из различных приспособлений,
режущего, измерительного и вспомогательного инструментов; комплектом
технической документации, постоянно находящейся на рабочем месте (инструкции,
справочники, вспомогательные таблицы и т.д.); комплектом предметов ухода за
станком (масленки, щетки, крючки, совки, обтирочные материалы и т.д.);
инструментальными шкафами, подставками, планшетами, стеллажами и т.п.;
передвижной и переносной тарой для заготовок и изготовленных деталей;
подножными решетками, табуретками или стульями. Комплект технологической
оснастки и комплект предметов ухода (за станком и рабочим местом) постоянного
пользования устанавливаются в зависимости от характера выполняемых работ, типа
станка и типа производства. Наибольшим количеством такой оснастки располагают
токари, работающие в условиях единичного и мелкосерийного производств, и
значительно меньшим — токари, работающие в условиях-серийного и
крупносерийного производств. Планировка рабочего места, как и его оснащение,
зависят от многих факторов, в том числе от типа станка и его габаритных
размеров и формы заготовок, типа и организации производства и др.
Рис. 6 Схема размещения оргоснастки на рабочем месте токаря:
1- станок, 2- урна для мусора, 3 — планшет для чертежей, 4 —
инструментальный шкаф, 5 — лоток для инструмента, 6 — решетка,
7 — тара, 8 — стеллаж
При обработке заготовок с установкой в центрах, левой рукой планировка
рабочего места соответствует схеме, изображенной на рис. 6.
Инструментальный шкаф в этом случае располагается с правой стороны от
рабочего, а стеллаж для деталей слева, если токарь устанавливает заготовку и
снимает обработанные детали правой рукой, то инструментальный шкаф
располагается с левой стороны от рабочего, а стеллаж — с правой. Перед
станком на полу укладывают деревянную решетку. Высоту расположения решеток
выбирают в зависимости от роста рабочего.
В верхнем ящике инструментального шкафа хранят чертежи, технологические
карты, рабочие наряды, справочники, измерительные инструменты, в среднем —
резцы, сгруппированные по типам и размерам. Ниже последовательно располагают
режущие инструменты, переходные втулки, центры, хомутики, подкладки. В самое
нижнее отделение укладывают патроны, а также кулачки к ним. Не следует
загромождать шкаф излишним запасом инструмента: все необходимое для работы
лучше получать в начале смены из кладовой. Перед началом работы все предметы,
которые берут правой рукой, располагают справа от рабочего; а предметы,
которые берут левой рукой, — слева; предметы, которыми пользуются чаще
(на пример, ключ патрона), кладут ближе к рабочему, чем предметы, которыми
пользуются реже {например, ключ резцедержателя). Часто применяемые ключи и
подкладки укладывают на лоток, который помещают на передней бабке, станине или
на специальной стойке.
Рабочее место важно всегда содержать в чистоте, так как грязь и беспорядок
приводят к потере рабочего времени, браку, несчастным случаям, простою и
преждевременному износу станка. Пол на рабочем месте должен быть ровным и
чистым, не иметь подтеков масла и смазочно-охлаждающей жидкости. Рабочее
помещение оборудуется устройствами для удаления загрязненного воздуха и
притока свежего.
Температура воздуха в цехе (мастерской) должна быть 15 — 18 градусов С.
Для достижения высокой производительности труда при наиболее полном
использовании технических возможностей производственного оборудования и при
нормальной физической нагрузке работающего организация рабочего места должна
отвечать требованиям научной организации труда (НОТ).
Научная организация труда предусматривает: рациональную планировку рабочего
места; оснащение рабочего места необходимым комплектом инвентаря,
приспособлений, режущего и измерительного инструмента; своевременную подачу
необходимого количества заготовок на рабочее место и вывоз готовых деталей или
перемещение их на соседнее рабочее место; своевременный контроль деталей
контролером отдела технического контроля (ОТК); четкую организацию получения и
сдачи инструментов, их своевременную заточку; своевременное обеспечение
технической документацией (чертежами, операционными картами, рабочими
нарядами); использование наиболее рациональных режимов резания.
Токарь обязан обслуживать свое рабочее место: ежедневно убирать станок и
околостаночное пространство, проводить очистку смазочно-охлаждающей жидкости и
т.д.
По материалам сайта www.gig-ant.com
