Как сделать радиус на токарном станке

Обновлено: 05.07.2024

Публикации для людей, интересующихся наукой и техникой

Токарь — одна из самых распространенных профессий металлообработки. На токарных станках изготавливают детали типа тел вращения, которые используются во многих механизмах и без которых невозможно создать автомобиль, станок, трактор и другие технически сложные устройства. В настоящее время станочный парк оснащен различными типами токарного оборудования. Токарь должен уметь работать на токарных станках, правильно использовать технологическую оснастку, инструменты, уметь производить расчет режимов резания и устанавливать их на станке с целью выполнения требуемого задания, уметь выполнять все виды токарной обработки в соответствии с чертежами, знать технологию обработки цилиндрических, торцовых, конических и фасонных поверхностей, отверстий, способы нарезания резьбы и выполнения отделки уже обработанных поверхностей с целью повышения качества изделий.

Токарю необходимо обладать глубокими знаниями и умениями, чтобы творчески решать различные задачи, например, такие, как определение неисправности станка по виду обработанной детали, использование способов ликвидации этих неисправностей, выбор инструмента, позволяющего повысить скорость резания. Повысить производительность труда можно и применением специальных инструментов, таких как много кромочные резцы. Использование таких резцов позволяет сократить число рабочих ходов.

Качественные теоретические и практические знания позволяют повысить уровень профессионального мастерства токаря.

Токарная обработка — один из способов изготовления изделий, которое осуществляются 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, выполняемыми на токарных станках, являются:

обработка цилиндрических, конических, фасонных, торцевых поверхностей, уступов;
вытачивание канавок;
отрезка 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.

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 — канавочный резец; 5 — отрезной резец; 6 — расточный резец; 7 — сверло; 8 — зенкер; 9 — развертка;

10 — резьбовой резец; 11 — метчик; 12 — фасонный резец; 13 — накатник;

D_S — направления перемещения инструмента; D_r — направление вращения заготовки

Процесс резания подобен процессу расклинивания, а рабочая часть режущих инструментов — клину. Рассмотрим элементы лезвия токарного резца, используя рис. 2. При действии усилия 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.

Рис. 2. Элементы лезвия токарного резца:

1 — главная режущая кромка; 2 — передняя поверхность; 3 — главная задняя поверхность;

4 — вспомогательная задняя поверхность; 5 — вспомогательная режущая кромка; 6 — вершина

Форма обрабатываемой детали обеспечивается, с одной стороны, относительным движением заготовки и инструмента, с другой стороны, геометрией инструмента. Процесс резания возможен при наличии основных движений: главного движения — вращения заготовки и поступательного движения резца, называемого подачей, которое может совершаться вдоль или поперек изделия, а также под постоянным или изменяющимся углом к оси вращения изделия.

На обрабатываемой заготовке выделяют следующие поверхности: обрабатываемую, обработанную, поверхность резания.

Токарные резцы применяются для обработки различных поверхностей деталей: цилиндрических, конических, фасонных, торцовых и т. д.

Резцы классифицируются в зависимости от различных параметров.

По назначению различают резцы:

проходные (прямые, отогнутые упорные);
подрезные (торцовые);
прорезные (канавочные);
отрезные;
фасонные;
резьбовые;
расточные.

В зависимости от вида обработки на черновые, служащие для предварительной обработки, и чистовые, служащие для окончательной (чистовой) обработки.

По конструкции резцы могут быть цельные, выполненные из одного материала, и составные — державка из конструкционной стали, а рабочая часть из специального инструментального материала. Рабочая часть составного резца прикрепляется к державке сваркой, припаиванием или механическим прижимом.

По форме головки различают резцы прямые, отогнутые и оттянутые.

В зависимости от расположения режущей кромки на правые и левые.

Правый резец работает при подаче справа налево (от задней бабки к передней), а левые слева направо.

Для определения вида резца накладывают ладонь правой руки на переднюю поверхность, если направление большого пальца и главной режущей кромки совпадают, то резец правый; если нет, то левый.

Токарный резец состоит из режущей части — лезвия резца, которая осуществляет процесс резания, и державки, которая используется для закрепления резца в резцедержателе.

Лезвие резца (см. рис. 2) имеет следующие элементы: переднюю поверхность, по которой сходит стружка; задние поверхности (главную и вспомогательную), обращенные к обрабатываемой заготовке; режущие кромки: главную, образованную пересечением передней и главной задней поверхностей, и вспомогательную, образованную пересечением передней и задней вспомогательной поверхностей; вершину резца — место сопряжения главной и вспомогательной режущих кромок.

Плоскостью резания называют плоскость, касательную к поверхности резания и проходящую через главную режущую кромку резца.

Основной плоскостью называют плоскость, расположенную параллельно направлению продольной и поперечной подачи; она совпадает с нижней опорной поверхностью резца (рис.3).

Углы резца разделяют на главные и вспомогательные. Главные углы резца измеряют в главной секущей плоскости, т. е. плоскости, перпендикулярной проекции главной режущей кромки на основную плоскость.

Главным задним углом α - называется угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания.

Углом заострения β - называется угол между передней и глав ной задней поверхностями резца.

Передним углом γ - называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания и проходящей через главную режущую кромку резца.

Сумма углов равна: α + β + γ = 90 ℃.

Углом резания δ называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью резания.

Главным углом в плане ψ называется угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.

Рис. 3. Основные поверхности заготовки, движения, осуществляющие процесс резания, углы резца:

a — углы лезвия резца; б — углы в главной секущей плоскости; в — угол наклона главной режущей кромки;

γ — передний угол; α — задний угол; β — угол заострения; δ — угол резания; ψ — главный угол в плане;

ψ′ — вспомогательный угол в плане; ε — угол при вершине резца; λ — угол наклона главной режущей кромки;

α′ — вспомогательный задний угол; D_r — главное движение; D _s _поп — движение поперечной подачи;

D_{s прод} — движение продольной подачи

Вспомогательным углом в плане ψ′ называется угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.

Углом при вершине в плане ε называется угол между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость.

Вспомогательным задним углом α′ называется угол между вспомогательной задней поверхностью и плоскостью, проходящей через вспомогательную режущую кромку перпендикулярно основной плоскости.

Углом наклона главной режущей кромки λ называется угол между главной режущей кромкой и плоскостью, проходящей через вершину резца параллельно основной плоскости.

Рассмотренные углы резца обеспечивают режущую способность инструмента и позволяют проводить обработку заготовки в соответствии с требованиями, указанными на чертеже.

Общий вид токарно-винторезного станка

На рис. 4 приведена схема токарно-винторезного станка.

Рис. 4. Схема токарно-винторезного станка:

1 — станина со шлифованными направляющими; 2 — передняя бабка;3 — шпиндель;

4 — коробка подач; 5 — ходовой винт; 6 — ходовой вал;

7 — фартук; 8 — суппорт; 9 — задняя бабка

Основные узлы и их назначение:

1 — станина со шлифованными направляющими, установлена на монолитном основании — служит для соединения всех узлов станка и имеет стружкосборник и резервуар для охлаждающей жидкости. На ней устанавливаются передняя бабка 2 и коробка подач 4, вдоль станины могут перемещаться задняя бабка 9 и суппорт 8 с фартуком 7;

2 — передняя бабка — содержит коробку скоростей и шпиндель 3.

Коробка скоростей — механизм главного движения — регулирует число оборотов шпинделя;

3 — шпиндель — полый вал — служит для передачи движения вращения заготовки от коробки скоростей. На нем крепятся приспособления, зажимающие заготовку;

4 — коробка подач — механизм движения подачи — осуществляет изменение направления и величины подачи инструмента или шага нарезаемой резьбы. Связь шпинделя 3 и суппорта 8 станка для обеспечения оптимального режима резания осуществляется с помощью реверсирующего устройства (трензеля) и гитары, которые передает вращательное движение от шпинделя станка ходовому винту 5 или валу 6;

5 — ходовой винт — предназначен для нарезания резьбы повышенной точности; 6 — ходовой вал — предназначен для всех остальных токарных работ;

7 — фартук — преобразует вращательное движение ходового винта 5 или вала 6 в прямолинейное поступательное движение суппорта 8, крепится к его каретке;

9 — задняя бабка — применяется для поддерживания заготовки при работе в центрах, а также для закрепления режущих инструментов (свёрл, разверток, метчиков и др.). Корпус задней бабки смещается относительно её основания в поперечном направлении, что необходимо при обтачивании наружных конических поверхностей.

Приспособления для закрепления заготовок

В зависимости от формы и размеров заготовки применяются различные способов закрепления её на станке с помощью приспособлений.

Наиболее распространенными способами установки заготовок являются закрепление в кулачковом патроне (рис. 5), в центрах (рис. 6).

Рис. 5. Кулачковые патроны:

а — самоцентрирующий трехкулачковый патрон; б — четырехкулачковый патрон

1 — жесткий опорный центр (а — конус Морзе;б — хвостовик; в — рабочий конус);

2 — вращающийся центр; 3 — скошенный опорный центр

Вспомогательные приспособления для закрепления инструментов

В качестве вспомогательного инструмента на токарных станках применяют: резцедержатели (рис. 7); патроны для закрепления инструментов в пиноли задней бабки (рис. 8); шаблоны для установки резца по оси вращения заготовки; подкладки под резец; воротки и плашкодержатели для закрепления метчиков и плашек и другие вспомогательные инструменты.

Рис. 7. Резцедержатели:

а — однопозиционный; б — четырехпозиционный

Простота конструкции вспомогательного инструмента не требует дальнейших подробных пояснений, а его применение студенты усваивают при выполнении практической работы.

Рис. 8. Сверлильный самоцентрирующий патрон

Токарь должен уметь придавать резцу требуемую геометрию с целью качественного выполнения необходимой обработки.

Заточка резцов является основным способом получения требуемой геометрии инструмента, т. е. углов, под которыми располагаются поверхности резца. Она необходима и при изготовлении инструментов, и при их износе, который происходит в результате трения стружки о переднюю поверхность и задней поверхности о заготовку. Изношенным инструментом работать нельзя, так как резко снижается качество и точность обработки, поэтому необходимо систематически перетачивать резцы.

На крупных предприятиях резцы перетачивают централизованно в специальных инструментальных цехах, рабочий сдает изношенный резец в инструментальную кладовую, а взамен получает заточенный. В ремонтных цехах, различных мастерских, механических цехах единичного производства токарю приходится затачивать инструмент самостоятельно на точильно-шлифовальных станках. На станине этого станка располагается шпиндельная головка со встроенным двухскоростным электродвигателем. На обоих выходных концах вала ротора крепятся шлифовальные круги. Один из них изготовлен из электрокорунда и используется для заточки резцов из быстрорежущей стали, другой — из зеленого карбида кремния и используется для заточки твердосплавных резцов.

При заточке резец укладывают основанием на подручник. Сегментом и поворотным столиком регулируют положение резца по отношению к центру шлифовального круга и производят установку под требуемым углом к рабочей поверхности круга. Вершина резца должна находиться на уровне центра круга или несколько выше его (но не более чем на 10 мм). При заточке резец слегка прижимают затачиваемой поверхностью к вращающемуся кругу, а, чтобы износ круга происходил равномерно, и затачиваемая поверхность получилась плоской, резец непрерывно передвигают вдоль рабочей поверхности круга.

Сначала затачивают главную и вспомогательную задние поверхности, затем переднюю поверхность. На пересечении главной и вспомогательной режущих кромок делают фаску или скругление.

После заточки осуществляют доводку (притирку) задних и передних поверхностей на узких участках вдоль режущей кромки, что обеспечивает спрямление кромки и повышение стойкости резца. Доводку резца выполняют на эльборовых (для быстрорежущей стали) или алмазных (для твердого сплава) доводочных кругах.

Углы заточки резца контролируют специальными шаблонами или угломерами.

При работе на заточном станке необходимо соблюдать следующие правила безопасности труда:

перед тем как приступить к заточке, убедиться в полной исправности всех механизмов станка, в наличии исправного ограждения круга и правильности направления его вращения (круг должен вращаться на резец);
проверить правильность установки подручника — зазор между рабочей поверхностью круга и подручником не должен превышать 3 мм. Перестановка подручника допускается только после полной остановки круга;
запрещается работа без подручника и ограждения круга;
перед заточкой закрыть зону заточки защитным прозрачным экраном или надеть защитные очки.

Для уменьшения величины износа резца при эксплуатации и сокращения числа переточек токарь должен соблюдать следующие правила пользования резцами:

При срезании припуска образуется элемент, называемый стружкой. Различают следующие виды стружки:

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;
сливная стружка образуется при обработке мягкой стали, меди, свинца, олова и некоторых пластмасс при высокой скорости резания. Эта стружка имеет вид спирали или длинной (часто путанной) ленты;
стружка надлома образуется при резании малопластичных материалов (чугуна, бронзы) и состоит из отдельных кусочков.

Понравилась статья? Всё ли вам понятно? Хотел вам порекомендовать заглянуть на наш канал YouTube, где постоянно выходят интересные видео по работе с чертежами, о трассировке печатных плат и 3D-моделировании.

Провести процесс точения конуса можно, воспользовавшись следующей рекомендацией:

Берем заготовку и закрепляем ее в шпинделе, а также задней бабкой. Учитывая то, что изготовление конуса проводится с высокой точностью, диаметральный размер и угол могут иметь незначительно отклонение. Если заготовка изготовлена из твердого материала, следует подбирать твердосплавные резцы.
Обработка может проводиться только при соблюдении техники безопасности путем использования средств индивидуальной защиты.
Выбираем скорость резания на токарном станке. Обработка конических поверхностей может проводиться со скоростью, которая выбирается в зависимости от стойкости режущей кромки и твердости материала. Если точных данных, которые позволяют рассчитать скорость резания нет, следует идти испытательным путем – от меньших значений к большим.
Установленной заготовке нужно придать цилиндрическую форму. Для этого используется проходной резец, сначала ведется черновая обработка для снятия большого количества ненужного металла. Обработка возле кулачков проводится отогнутым резцом.
Изготовление точных деталей происходит в два прохода: черновая и чистовая обработка. На токарном станке чистовое точение проводится специальным режущим инструментом при определенной скорости и подачи.
Для создания небольших конических поверхностей верхняя часть суппорта поворачивается на определенный угол, который должен быть равен половине угла конуса у вершины.

Подобным образом можно провести создание конических поверхностей без использования специального приспособления.

Выбор режима на практике

Расчет режимов резания при токарной обработке производится специалистами отдела главного технолога предприятия или технологического бюро цеха. Полученные результаты заносят в операционную карту, в которой приводится последовательность этапов, перечень инструмента и режимы изготовления требуемой детали на конкретном токарном станке. Заводские и цеховые технологи рассчитывают параметры технологического процесса и выбирают соответствующие инструмент и оснастку, используя конструкторские чертежи, эмпирические формулы и табличные показатели из технологических справочников. Но на практике реальные условия точения могут отличаться от нормативных по следующим причинам:

снижение точности оборудования в результате износа;
отклонения в геометрических размерах и физических характеристиках заготовки.
несоответствие характеристик материала расчетным.

Элементы резания при токарной обработке

Поэтому для уточнения расчетных технологических режимов применяют метод пробных проходов: точение небольших участков поверхности с подбором режимов и последующим замером геометрии и качества поверхности. Главные недостатки такой отладки технологического процесса — это возрастание трудозатрат и сверхнормативное использование производственных ресурсов. Поэтому его используют только в особых случаях:

единичное изготовление без операционной карты;
определение точности работы токарного оборудования перед запуском партии;
работа с неполноценными заготовками (брак и неточность размеров);
обточка литейных и кованых заготовок, не прошедших предварительную обдирку;
запуск в производство изделий из новых материалов.

При первом запуске в производство нового изделия, обрабатываемого на автоматизированном оборудовании, также производят пробное точение и подбирают вручную режимы резания. Токарный станок с ЧПУ выполняет все операции по программе, поэтому оператор не всегда может корректировать параметры его работы.

Кроме углеродистых сталей на токарном оборудовании обрабатывают такие металлы как легированная сталь, чугун, титан, сплавы алюминия, бронза и другие сплавы меди. Помимо этого, такую обработку используют для точения материалов с низкой температурой плавления и воспламенения, таких как пластики и дерево. При работе с пластмассами токарные станки чаще всего применяют при обработке деталей из фоторопласта, полистирола, полиуретана, оргстекла, текстолита, а также эпоксидных и карбомидовых композитов. Все перечисленные группы материалов имеют свои особенности расчета и практического применения режимов точения. Это хорошо видно на примере токарной обработки нержавейки — самого распространенного после углеродистой стали конструкционного материала.

Нержавеющая сталь характеризуется низкой теплопроводностью, вязкостью, коррозионной стойкостью, сохранением прочности и твердости при высоких температурах, а также неравномерным упрочнением. Кроме того, в состав некоторых сортов нержавеющей стали входят легирующие добавки повышенной твердости с абразивными характеристиками. Поэтому при работе с ней на практике применяют специальные режимы точения и методы охлаждения и смазки детали.

Обработка нержавейки ведется на повышенных оборотах при уменьшенной подаче. Высокая вязкость этого материала способствует созданию непрерывной вьющейся стружки.

Для решения этой проблемы применяют резцы со стружколомом. Для отвода тепла и смазки обрабатываемой поверхности в рабочую зону подается специальная СОЖ (смазочно-охлаждающей жидкости) на основе олеиновой кислоты. Это уменьшает нагрев заготовки и снижает износ резца. В последнее время все чаще применяют современные методы, которые также уменьшают износ инструмента: направление в рабочую зону ультразвуковых волн и подвод к металлу слаботочных импульсов.

Метод смещения относительно оси центров

Смещение центров позволяет также получить на токарном станке конус морзе. Однако в этом случае провести точение можно исключительно наружных конических поверхностей. К достоинствам рассматриваемого способа можно отнести:

Есть возможность сделать длинный конус морзе.
Используется механическая подача суппорта, что обуславливает возможность применения обычных моделей токарных станков.

Смещение оси центров

К существенным недостаткам можно отнести:

Невысокую точность, с которой можно сделать деталь.
В процессе получения конуса происходит перекос центровых отверстий.

Показатель величины смещения задней бабки во время создании конических поверхностей определяется при помощи прямоугольного треугольника.

Конусная линейка

Некоторые токарные станки оснащаются специальными конусными линейками. Подобное приспособление позволяет проводить обработку наружных и внутренних поверхностей, когда угол наклона не превышает 12 градусов. Сделать конусную форму в этом случае можно путем сочетания продольной и поперечной передачи.

При использовании линейки можно подобрать угол, который будет создан при одновременном движении суппорта в продольном и поперечном направлении. Правильный угол выдерживать на протяжении всего времени позволяет специальная линейка.

Использование широкого углового резца

Довольно простым способом, при помощи которого на токарном станке можно получить конусную поверхность, является использование углового резца. При его помощи можно создать конус небольшой длины, режущая кромка должна быть прямой. Угол конуса можно корректировать путем заточки кромки или установки его под определенным углом к заготовке.

Точение конуса резцом

Все вышеприведенные способы требуют наличия определенных навыков работы на токарном станке. В некоторых случаях, для крупносерийного производства, изготавливают специальные копиры. Для мелкосерийного производства подойдет способ, в котором используется линейка или поворот салазок токарного станка, смещение бабки.

Универсальная шкала на планшайбу токарного станка

Возникла у меня потребность поделить круглую заготовку на 7 частей. Попытался поделить 360 на 7. И что? Не делится без остатка! И сразу вопрос: как мне поможет шкала на планшайбе, размеченная на 360 частей, т.е. деление по одному градусу? Ответ: никак.

Поэтому пришла идея разметить планшайбу с нанесением на неё универсальной шкалы. Идея заключается в том, чтобы на основную шкалу нанести еще 4 шкалы.

Универсальная шкала кроме этих значений позволит произвести разбивку еще на несколько значений: 7, 14, 16, 21, 48, 72, 80, 144, 240 . То есть на 30 значений, как минимум.

Следовательно, универсальная шкала более функциональна, нежели шкала на 360 делений.

Часть 2. Немного о теории ошибок.

Приходится принять за аксиому, что любое (. ) измерение мы сможем сделать только с ошибкой. Или, иначе, без ошибок выполнить какое-либо измерение практически невозможно.

Часть 3. Разметка.

Для разметки я изготовил рамку из обрезков брусков, куска ДВП. Рамку прикрепил на станок с помощью струбцин, при этом плоскость экрана (листа ДВП с листком бумаги) должна быть перпендикулярна направляющим станка. И еще одно требование: экран должен располагаться не просто перпендикулярно, но и так, чтобы линейка, закрепленная на оси в патроне станка, скользила бы по экрану без зазора. Такое расположение необходимо для максимально возможного исключения ошибок при разметке.

Немного геометрии.

Как это сделать? С помощью остро заточенного карандаша и вторым, третьим, четвертым и пятым отверствием ослабленной линейки чертим на листе бумаги дуги.

Далее, от нижней точки на внешней дуге отмеряем 260 мм, получая вторую (верхнюю) точку основания равностороннего треугольника.

Почему на внешней дуге? Можно на любой из них, но чем больше радиус, тем точнее мы сможем отметить и начертить хорду – основание треугольника. Собственно говоря, чертить линию основания нет необходимости: мы будем использовать только засечки на кривой, которые являются вершинами боковых углов треугольника – углов у его основания.

В результате мы получаем возможность делить окружность на 2, на 3 и на 6 частей.

Движемся далее. Нам нужно получить риски на планшайбе с делением 30 градусов. Для этого основание треугольника нужно поделить пополам. В результате угол поворота линейки от нижней точки до новой точки в середине основания будет равен 30 градусам. Разделить основание треугольника можно двумя способами. Первый. Берем линейку, и от нижней точки основания откладываем 130 мм, то есть половину длины основания (хорды).

Второй, геометрический. Берем циркуль, и с его помощью, раздвинув его ножки на длину больше половины длины основания (в моем примере примерно на 150-160 мм), чиркаем по одну и по другую сторону основания перекрывающие предполагаемый сектор с половиной длины основания. Затем переставляем иглу циркуля в верхнюю точку треугольника, не изменяя расстояние между ножками циркуля, и делаем такие же риски, которые должны пересечься с ранее начерченными. Соединяем полученный точки, и в точке пересечения этой линии с линией основания треугольника будет половина длины этого основания.

В итоге мы получаем возможность делить окружность еще на несколько значений: на 4, 8 и 12 частей. Теперь, чтобы закончить нанесение делений основной шкалы, нужно нанести деления с ценой 15 градусов. То есть сектора в 30 градусов надо поделить пополам любым способом. Это мы уже проходили, в смысле, делали для секторов в 60 градусов. Вот и получим отметки на экране с делением по 15 градусов, и с их помощью нанесем риски на планшайбу.

Итак, основная шкала готова, то есть шкала с делениями ценой в 15 градусов. Теперь нужно нанести на эту основную шкалу еще 4 шкалы для разбивки на 60, 48, 42 и 36 делений. Графически это смотрится так:

Часть 4. Нанесение шкалы на 60 делений.

Для разбивки этой шкалы нам нужно получить деления с ценой в 6 градусов. Для этого вновь немного геометрии. Чтобы в окружности получить треугольник с углом в вершине в 6 градусов, нам нужно рассчитать длину основания такого треугольника. Треугольник будет равносторонний, а основание вписанного в окружность треугольника является хордой.

Формула для вычисления хорды: L=2*R*sin(A/2), L – длина хорды, R- радиус окружности, A – угол.

Из всех известных нам величин мы знаем только значение угла – 6 градусов. Найти синус половины от 6 градусов дело техники.

Отбор значений выглядел так:

Но потом я отказался от этого выбора, так как между 134 и 376 мм слишком большой разрыв. И поискал другие значения. Нашел. В таблице их уже нет, т.к. я их оттуда вырезал. Это значения 195,220,241 и 260 мм. Дуги с такими радиусами расположились достаточно компактно, не мешая друг другу. Да, не все делятся на 4 без остатка. А все нам и не нужны. Для создания основной шкалы я взял дугу с самым большим радиусом. Для деления пополам использовал графический метод, т.е. с помощью циркуля. А если решите пользоваться линейкой, – флаг в руки!, – шкала с радиусом 260 мм делится два раза пополам без остатка. Длины хорд получились, соответственно, 34, 23, 36 и 34 мм.

Часть 5. Остальные шкалы.

И далее уже по отработанному алгоритму с помощью дуги 260 мм разбивается шкала на 48 делений (длина хорды 34 мм). Цена деления 7.5 градусов.

С помощью дуги 241 мм разбивается шкала на 42 деления. Длина хорды 36 мм, цена деления 8.57 градусов.

Еще раз про вопрос: а зачем это нужно так усложнять разметку? Ответ прост: не нужно вам, не делайте. Мне потребовалась такая разбивка для того, чтобы в будущем делать шестерни с зубьями на 42 и 48 зубьев. Еще нужны будут шкалы на 29 и 32 зуба. Но их я сделаю уже к имеющимся с помощью временной разбивки на скотче. Но это будет потом.

И последний вопрос: а как этим пользоваться, ведь каждая из шкал (кроме основной) короткая, всего сегмент на 1/6 окружности планшайбы? Ответ: пользоваться несложно. Покажу чуть позже видео (когда смонтирую). А пока кратко расскажу.

Нужно на патрон наклеить скотч. Вместо одной нужно взять две верхние линейки. Лучше из оцинковки, чтобы линейку можно было бы легко согнуть.

А теперь пара примеров. Допустим, нам нужно разметить круг на 6 частей. Для этого используем основную шкалу, с одной верхней линейкой. Последовательно совмещая риски 0, 60, 120, 180, 240 и 300 мы получим деление на 6 частей. Круг, ест-но, зажат в патроне, который мы поворачиваем и по краю резца или самим резцом делаем риски.

А теперь разметим круг, зажатый в патроне, на 5 частей. На основной шкале нет таких делений. Тогда подумаем, какая из шкал без остатка делится на 5? Верно: шкала на 60 делений. Это 12 делений. Но, черт побери: у нас на шкале только 10 делений!?

Интереснее вопрос о разбивке, предположим на 144 части. Не знаю, кому это надо, но вдруг? Здесь алгоритм другой. У нас нет шкал, которые бы без остатка делились на это числе. Тогда мы ищем не количество рисок, с градусы одного деления. 360:144=2.5 градуса. Где бы взять 2.5 градуса? А если на нашей шкале. У нас есть шкала с ценой деления 10 градусов. И есть шкала с ценой деления 7.5 градусов. Если 10 – 7.5 = 2.5. Вот и искомый результат! Как его получить реально? Шкалу на 36 подводим на верх, к линейкам. Одну линейку совмещаем с одной риской шкалы, другую с другой, с ближайшей. Между линейками у нас сектор в 10 градусов. Теперь поворачиваем патрон, подводя к линейкам шкалу на 48. Цена ее делений 7.5 градусов. Одну риску шкалы совмещаем, например, с левой линейкой, которую мы не трогали. Затем перемещаем эту линейку ко второй до совмещения с ближайшей риской шкалы на 48. То есть уменьшаем сектор величиной 10 градусов на 7.5. В остатке между линейками получаем сектор величиной 2.5 градуса. И вперёд! По тому же принципу, что и при делении на 5 частей используем две линейки.

Ладно, еще пример. Допустим, нужно разбить окружность на 40 частей. Посчитали: 360 : 40 = 9 градусов. Прослезились – у нас нет такой шкалы! Включаем голову. У нас есть шкала с ценой деления 7.5 градусов. Два деления на этой шкале составят сектор в 15 градусов. Устанавливаем линейки на расстоянии друг от друга в два деления на шкале 48.

А теперь от 15 надо отнять 6, чтобы получить искомые 9 градусов. Где у нас 6? Верно, на шкале 60. Как отнять с помощью линеек несколько градусов мы уже знаем. Делаем, размечаем.

По такому же принципу можно разбить окружность на 80 частей. 360 : 80 = 4.5 градуса. Три деления на шкале 48 дадут 3 х 7.5 = 22.5. Три деления на шкале 60 дадут 3 х 6 = 18 градусов. 22.5 – 18 = 4.5.

Подготовимся к проведению одной из наиболее распространенных операций. Рассмотрим расчет подачи и режимов резания при токарной обработке. Его важность сложно переоценить, ведь если он проведен правильно, то помогает сделать техпроцесс эффективным, снизить себестоимость производства, повысить качество поверхностей деталей. Когда он выбран оптимально, это самым положительным образом влияет на продолжительность работы и целостность инструментов, что особенно важно в перспективе длительной эксплуатации станков с поддержанием их динамических и кинематических характеристик. И наоборот, если его неверно выбрать и взять не те исходные показатели, ни о каком высоком уровне исполнения продукции говорить не придется, возможно, вы даже столкнетесь с браком.

Режимы резания: что это такое

Это целый комплекс характеристик, задающих условия проведения токарной операции. Согласно технологическим маршрутам, обработка любого элемента (особенно сложного по форме) проводится в несколько переходов, для каждого из которых требуются свои чертежи, размеры и допуски, оборудование и оснастка. Вычислив и/или подобрав все эти параметры один раз для первой заготовки, в дальнейшем вы сможете подставлять их по умолчанию – при выпуске второй, пятой, сотой детали – и таким образом минимизируете время на подготовку станка и упростите контроль качества, то есть оптимизируете процесс производства.

В число основных показателей входит глубина, скорость, подача, в список дополнительных – масса объекта, припуски, частота, с которой вращается шпиндель, и в принципе любая характеристика, влияющая на результат обработки. И важно взять те из них, что обеспечат лучшую итоговую точность, шероховатость и экономическую целесообразность.

Есть несколько способов провести расчет режимов резания при точении:

• аналитический;
• программный;
• табличный.

Первый достаточно точный и до появления мощной компьютерной техники считался самым удобным. По нему все вычисления осуществлялись на основании паспортных данных оборудования: мощность двигателя, частоту вращения шпинделя и другие показатели подставляли в уже проверенные эмпирические выражения и получали нужные характеристики.

С разработкой специализированного ПО задача калькуляции существенно упростилась – все операции выполняет машина, быстрее человека и с гораздо меньшей вероятностью совершения ошибок.

Когда под рукой нет компьютера или формул, зато есть опыт, можно определить подходящие критерии на основании нормативных и справочных данных из таблиц. Но для этого необходимо учитывать все изменения значений, даже малейшие, что не всегда удобно в условиях производства.

Особенности определения режимов резания при точении

В первую очередь нужно выбрать глубину обработки, после нее – подачу и скорость. Важно соблюсти именно такую последовательность – в порядке увеличения степени воздействия на инструмент. Сначала вычисляются те характеристики, которые могут лишь минимально изменить износ резца, в конце те, что влияют на ресурс по максимуму.

Параметры следует определять для предельных возможностей оборудования, в обязательном порядке учитывая размеры, металл исполнения, конструкцию инструмента.

Важным пунктом является нахождение подходящей шероховатости. Плюс, правильнее всего взять лезвие под конкретный материал, ведь у того же чугуна одна прочность и твердость, а у алюминия – совсем другая. Не забывайте также, что в процессе происходит нагрев детали и возрастает риск ее деформации.

Выбор режима резания при точении на токарном станке продолжается установлением типа обработки. Какой она будет, черновой или чистовой? Первая грубая, для нее подойдут инструменты, выполненные из твердых сталей и способные выдержать высокую интенсивность техпроцесса. Вторая тонкая, осуществляется на малых оборотах, со снятием минимального слоя металла.

Глубина определяется количеством проходов, за которые убирается припуск. Подача представляет собой расстояние, преодолеваемое кромкой за вращение заготовки, и может быть одного из трех типов:

• минутная;
• на зуб;
• на оборот.

Скорость в значительной степени зависит от того, какая именно операция выполняется, например, при торцевании она должна быть высокой.

Характеристики режимов резания

Прежде чем подробно рассмотреть все основные параметры, скажем еще несколько слов о методах вычислений. Точнее, о том, как от графики перешли к аналитике и компьютеризации.

По мере совершенствования производства даже самые подробные таблицы оказывались все менее удобными: столбцы, колонки, соотношения – на изучение этого и поиск нужного значения уходило огромное количество времени. И это при том, что основные показатели связаны между собой, и уменьшение/увеличение одного из них провоцировало менять остальные.

Установив столь очевидную зависимость, инженеры стали пользоваться аналитическим способом, то есть продумали эмпирические формулы, и начали подставлять в них частоту вращения шпинделя, мощность силового агрегата и подачу и находить нужные характеристики. Ну а развитие компьютеров и появление вычислительного ПО серьезно упростило задачу и защитило итоговые результаты от ошибок человеческого фактора.

Схема расчетов режима резания на токарном станке

Порядок действий следующий:

• Выбираете, каким инструментом будете пользоваться в данной ситуации; для хрупких материалов подойдет лезвие со сравнительно небольшими показателями прочности, но для твердых – с максимальными.
• Определяете толщину снимаемого слоя и число проходов, исходя из актуального метода обработки. Здесь важно обеспечить оптимальную точность, чтобы изготовить изделие с минимальными погрешностями геометрических габаритов и поверхностей.

Теперь переходим к рассмотрению конкретных характеристик, играющих важную роль, и к способам их практического нахождения или изменения.

Глубина резания при токарной обработке на станке

Ключевой показатель для обеспечения качества исполнения детали, показывающий, сколько материала нужно убрать за один проход. Общее количество последних вычисляется с учетом следующего соотношения припусков:

• 60% – черновая;
• от 20 до 30% – смешанная;
• от 10 до 20% – чистовая.

Также свою роль играет то, какая форма у заготовки и что за операция выполняется. Например, при торцевании рассматриваемый параметр приравнивается к двойному радиусу предмета, а для цилиндрических деталей он находится так:

D и d – диаметры, начальный и итоговый соответственно;
k – глубина снятия.

Если же изделие плоское, используются обычные линейные значения длины – 2, 1-2 и до 1 мм соответственно. Здесь же есть зависимость от поддерживаемого класса точности: чем он меньше, тем больше нужно совершить подходов для получения результата.

Как определить подачу при точении

Фактически она представляет собой то расстояние, на которое резец передвигается за один оборот, совершаемый заготовкой. Наиболее высока она при черновой обработке, наименее – при чистовой, когда действовать следует аккуратно, и в дело также вступает квалитет шероховатости. В общем случае ее делают максимально возможной (для операции) с учетом ограничивающих факторов, в числе которых: