Как осуществляется обработка меди

Медь проходит несколько этапов обработки перед тем как ее можно использовать в производстве

После получения металла из медной руды, он формируется в слитки различной формы и для дальнейшего производства изделий из таких заготовок необходима предварительная обработка меди. В зависимости о требуемого состояния металла, обработка осуществляется различными способами:

Когда применяют термообработку меди

Термообработка — это нагрев сырья или готово изделия

Если необходимо повысить прочность изделий, упругость, износоустойчивость или, наоборот, получить более мягкий металл, поддающийся дальнейшему механическому воздействию, используют термическую обработку меди. Этот процесс может осуществляться различными способами — закалкой и отжигом, они различаются температурой нагрева и способом остывания. Для того чтобы изделию из меди придать твердость и прочность ее следует нагреть до температуры 600 о С и остудить на воздухе, это так называемое медленное остывание. Если нужен мягкий металл, то сырье следует нагреть до 600 о С и подвергнуть быстрому остужению в воде, далее придать форму изделию, снова нагреть, на этот раз до 400 о С и оставить медленно остывать в итоге получится мягкое изделие. Для того чтобы изогнуть медную трубу ее сначала наполняют песком, это позволит избежать сплющивания в процессе термической обработки, а затем нагревают и придают нужную форму. С помощью термической обработки меди осуществляется процесс снятия наклепа и окалины, для этого металл нагревают до 500 о С и охлаждают в воде.

Как осуществляют механическую обработку

После процесса отжига металлу необходимо придать форму, блеск, рисунок, для этого применяют механические способы обработки. Для начала изделия необходимо очистить от масла, оксидов, накала и прочих загрязнений, осуществлять процессы можно только на сухой поверхности. Холодная или механическая обработка меди выполняется несколькими способами:

Для товарного вида медные изделия подвергают механической обработке

• прокатка;
• протяжка;
• шлифовка;
• полировка.

Процесс прокатки металла осуществляется с помощью механической или автоматической установки, оснащенной вальцами, между которыми пропускается лист медной заготовки. Толщина готового изделия регулируется в зависимости от потребности. Вальца смазываются маслом или специальной эмульсией, которые оставляют тонкий слой пленки на готовом изделии.

Протяжка меди осуществляется при изготовлении проволоки, жил для проводов и кабелей. Выполняется с помощью экструдерного механизма, регулировка диаметра выполняется автоматически по заранее заданным параметрам.

Шлифование медных изделий

Шлифование медных изделий происходит с помощью дисков и лент, на которые нанесено абразивное покрытие. Для шлифовки обычно используют абразивные материалы с зернистостью порядка 180 – 200 мкм, для изделий, которые прошли ковку достаточно будет 80 – 100 мкм.

Полирование осуществляется с использованием тканевых или войлочных дисков, пемзой, трепела, а также с применением оксида железа и венской извести. Этот процесс выполняется на полировочных машинах, для меди достаточно скорости в 20 – 40 м/с, увеличение ведет к более глубокому снятию верхнего слоя. Для предотвращения обесцвечивания применяют слабый раствор органической кислоты, например, щавелевой или винной. Эффективно обрабатывать полируемую поверхность растворами, содержащими ингибитор коррозии, они препятствуют окислению и дольше сохраняют цвет.

Токарный способ обработки

Распространенным способом обработки медных заготовок является токарный, с использованием специальных станков, оснащенных резцами. Благодаря этому методу обработки можно изготавливать большое разнообразие форм и деталей цилиндрической, сферической, конической формы. Механизм работы токарных станков заключается в воздействии режущего механизма на деталь, он врезается в заготовку и снимает лишний слой, который превращается в стружку. Скорость движения режущего механизма имеет большое значение в обработке различных видов металла. Поскольку медь является мягким материалом, для нее будет достаточно 40 — 50 м/с. С помощью токарной обработки меди можно получить следующие виды изделий:

Токарная обработка позволяет получить деталь любой формы

• шайбы;
• втулки;
• фланцы;
• шпильки;
• штуцеры.

Предприятия, осуществляющие токарную обработку металлов, могут выполнять большое разнообразие видов изделий по индивидуальным заказам. Станки настраиваются под параметры, каждой детали. С помощью токарного оборудования на медные заготовки наносится резьба, осуществляется выточка фасок, сверление отверстий, геометрическая обрезка. Использование автоматизированных станков позволяет выполнять сложнейшую отделку заготовок с максимальной точностью, при этом снижается процент брака и минимизируются отходы.

Видео: Обработка меди

Как осуществляется обработка меди

Как осуществляется обработка меди

Медь проходит несколько этапов обработки перед тем как ее можно использовать в производстве

После получения металла из медной руды, он формируется в слитки различной формы и для дальнейшего производства изделий из таких заготовок необходима предварительная обработка меди. В зависимости о требуемого состояния металла, обработка осуществляется различными способами:

Когда применяют термообработку меди

Термообработка — это нагрев сырья или готово изделия

Если необходимо повысить прочность изделий, упругость, износоустойчивость или, наоборот, получить более мягкий металл, поддающийся дальнейшему механическому воздействию, используют термическую обработку меди. Этот процесс может осуществляться различными способами — закалкой и отжигом, они различаются температурой нагрева и способом остывания. Для того чтобы изделию из меди придать твердость и прочность ее следует нагреть до температуры 600 о С и остудить на воздухе, это так называемое медленное остывание. Если нужен мягкий металл, то сырье следует нагреть до 600 о С и подвергнуть быстрому остужению в воде, далее придать форму изделию, снова нагреть, на этот раз до 400 о С и оставить медленно остывать в итоге получится мягкое изделие. Для того чтобы изогнуть медную трубу ее сначала наполняют песком, это позволит избежать сплющивания в процессе термической обработки, а затем нагревают и придают нужную форму. С помощью термической обработки меди осуществляется процесс снятия наклепа и окалины, для этого металл нагревают до 500 о С и охлаждают в воде.

Как осуществляют механическую обработку

После процесса отжига металлу необходимо придать форму, блеск, рисунок, для этого применяют механические способы обработки. Для начала изделия необходимо очистить от масла, оксидов, накала и прочих загрязнений, осуществлять процессы можно только на сухой поверхности. Холодная или механическая обработка меди выполняется несколькими способами:

Для товарного вида медные изделия подвергают механической обработке

Процесс прокатки металла осуществляется с помощью механической или автоматической установки, оснащенной вальцами, между которыми пропускается лист медной заготовки. Толщина готового изделия регулируется в зависимости от потребности. Вальца смазываются маслом или специальной эмульсией, которые оставляют тонкий слой пленки на готовом изделии.

Протяжка меди осуществляется при изготовлении проволоки, жил для проводов и кабелей. Выполняется с помощью экструдерного механизма, регулировка диаметра выполняется автоматически по заранее заданным параметрам.

Шлифование медных изделий

Шлифование медных изделий происходит с помощью дисков и лент, на которые нанесено абразивное покрытие. Для шлифовки обычно используют абразивные материалы с зернистостью порядка 180 – 200 мкм, для изделий, которые прошли ковку достаточно будет 80 – 100 мкм.

Полирование осуществляется с использованием тканевых или войлочных дисков, пемзой, трепела, а также с применением оксида железа и венской извести. Этот процесс выполняется на полировочных машинах, для меди достаточно скорости в 20 – 40 м/с, увеличение ведет к более глубокому снятию верхнего слоя. Для предотвращения обесцвечивания применяют слабый раствор органической кислоты, например, щавелевой или винной. Эффективно обрабатывать полируемую поверхность растворами, содержащими ингибитор коррозии, они препятствуют окислению и дольше сохраняют цвет.

Токарный способ обработки

Распространенным способом обработки медных заготовок является токарный, с использованием специальных станков, оснащенных резцами. Благодаря этому методу обработки можно изготавливать большое разнообразие форм и деталей цилиндрической, сферической, конической формы. Механизм работы токарных станков заключается в воздействии режущего механизма на деталь, он врезается в заготовку и снимает лишний слой, который превращается в стружку. Скорость движения режущего механизма имеет большое значение в обработке различных видов металла. Поскольку медь является мягким материалом, для нее будет достаточно 40 — 50 м/с. С помощью токарной обработки меди можно получить следующие виды изделий:

Токарная обработка позволяет получить деталь любой формы

Предприятия, осуществляющие токарную обработку металлов, могут выполнять большое разнообразие видов изделий по индивидуальным заказам. Станки настраиваются под параметры, каждой детали. С помощью токарного оборудования на медные заготовки наносится резьба, осуществляется выточка фасок, сверление отверстий, геометрическая обрезка. Использование автоматизированных станков позволяет выполнять сложнейшую отделку заготовок с максимальной точностью, при этом снижается процент брака и минимизируются отходы.

Видео: Обработка меди

Токарные работы по меди

• 

Одним из самых распространенных конструкционных материалов, используемых для изготовления различных деталей, является медь.

Рассчитать стоимость токарных работ по меди

Рассчитать стоимость токарных работ по меди

Этот металл обладает рядом очень востребованных свойств, делающих его незаменимым при применении в различных сферах производства:

• высокая теплопроводность;
• высокая электропроводность;
• ковкость;
• достаточная прочность;
• пластичность.

Токарные работы по меди позволяют изготавливать бесшовные трубы, теплообменники, шайбы, фланцы, штуцеры, втулки, шпильки и другие детали, широко используемые в теплотехнике и электротехнике. Наличие высокой пластичности накладывает определенные условия при обработке меди на токарном станке, которые нужно выполнять для получения хорошего конечного результата. При контактной обработке резанием инструмент имеет склонность к определенному «увязанию» в теле медной заготовки, поэтому нужно:

• применять твердосплавный инструмент для резки;
• постоянно поддерживать высокую остроту резца;
• не превышать рекомендуемые скорости вращения шпинделя и подачи суппорта;
• применение СОЖ обязательно;
• постоянно удалять стружку из зоны обработки.

При производстве токарных работ по меди в России станок должен быть оборудован системой подачи СОЖ. Из двух функций смазывающе-охлаждающей жидкости основной при обработке меди и ее сплавов является именно смазка, так как значительного повышения температуры в зоне контакта не происходит. Не рекомендуется применять в качестве СОЖ водный раствор соды по причине недостаточных смазывающих свойств. При обработке меди на токарном станке струю СОЖ следует направлять непосредственно в зону обработки, одновременно со смазкой она будет выполнять функцию очистки рабочей зоны от стружки.

В зависимости от типа и сложности заготовки из меди выбирают оптимальный режим обработки на токарном станке. Скорость вращения шпинделя должна быть невысокой, форсирование режима резки возможно только при применении стойкого резца с повышенной твердостью. Рекомендуется снимать за один проход слой меди или ее сплавов толщиной не более 0,2 мм. Использование умеренных режимов обработки при токарных работах по меди влечет за собой увеличение времени получения готовой детали. Это обстоятельство нужно учитывать при планировании производства крупных партий деталей из меди или ее сплавов.

Имея в наличии инновационное оборудование и подготовленный профессиональный технический персонал, компания Феррополис выполняет сложные токарные работы по металлу для частных клиентов и юридических лиц.

Токарная обработка металла: виды, выбор режущего инструмента для токарной обработки

Токарная обработка металла на станке — один из самых популярных методов, с помощью которого можно, например, создать вал или иную деталь цилиндрической или конической форм. В статье подробнее поговорим об особенностях, видах и всех нюансах.

Технологические аспекты процесса

Суть процедуры в последовательном снятии верхнего слоя с вращающейся заготовки посредством резцов и прочих инструментов. При этом образуется стружка, которая может быть более или менее крупной в зависимости от материала и скорости подачи, а также обладать различным оттенком – изменение цвета происходит в связи с нагревом из-за трения и окислением.

Оператор закрепляет изделие с двух сторон в шпиндели. Один из них имеет свободное вращение, то есть фактически только отвечает за надежную фиксацию, в то время как второй – ведущий. Через него передается движение, а также происходит регулирование скорости.

Когда заготовка закреплена, начинается процесс резания на токарных станках. Сперва требуется правильно выбрать скоростной режим. На профессиональном оборудовании мощность достаточно высокая, но нельзя всегда работать на максимуме. Например, если вал очень длинный, то его вибрации и погрешности с увеличением скорости будут только возрастать, что приведет к неточностям. Вторая причина выбирать режим – это тип обработки, а именно, обдирочная, черновая, получистовая, чистовая или тонкая. В идеале, одна деталь должна проходить все эти стадии с изменением выбора подачи, а также с различными режущими инструментами для токарных станков и работ по металлу.

Когда выбраны основные показатели, можно переходить к установке резца. Он может быть изготовлен из разного типа сплава, но он обязан быть:

• более прочным, чем материал заготовки, и менее хрупким;
• всегда хорошо заточенным.

Для разных задач используются особенные режущие кромки. Они устанавливаются в суппорт, который имеет надежные фиксаторы, а также регулируемый угол поворота, наклона, то есть все параметры для максимально точной металлообработки.

Теперь можно приступить к включению установки. Вся операция заключается в правильно выбранных двух движениях:

• подача инструмента;
• вращение вала.

Первое передвижение делает суппорт. Он перемещается по горизонтали и вертикали, а также при наличии полозьев может двигаться диагонально – для обточки конусов. Так осуществляются такие операции на токарном станке, как точение и сверление. Однако для последнего типа задач инструмент (сверло) должен обладать возможностью вращаться, а сама заготовка будет статична. Передвижение данной части обуславливается либо автоматикой, либо ручками и колесами. Сначала оператор устанавливает ее на начальную точку, проверяет глубину, а затем включает аппарат и только корректирует положение резца. Скорость суппорта тоже настраивается в зависимости от типа и материала, и задач.

Второе движение – вращательное. Его производит заготовка. Движок, которые отвечает за подачу, находится в передней балке, а всего их две. Посредством ремней сила передается на шпиндель. Вращение имеет направление и скорость, но больше никаких параметров задать нельзя. Главное для токаря, чтобы были минимальные вибрации и погрешности, иначе будут происходить удары по инструменту.

Так как работает станок в основном на высоких оборотах, то сущность токарной обработки заключается в быстром снятии верхнего слоя.

Задачи, которые решаются таким образом:

• Достижение заданных размеров высокой точности.
• Сверление отверстий, их разверстка и зенкерование, нарезание резьбы внутренней и внешней.
• Нужная шероховатость поверхности – в зависимости от класса точности.
• Разрезные работы – резание части вала, обрезание кромок.
• Вытачивание канавок.

Режущая кромка разъединяет целостность металла для токарных работ, оказывая на него трение и нажим. Происходит разрыв на молекулярном уровне.

Виды стружки

Образование отходов – естественный процесс при металлообработке. При этом одни токари считают это недостатком, а другие, экономичные, сдают весь мусор на переплавку, поскольку основные химические свойства не нарушены, и с помощью воздействия температуры можно добиться стандартов стали при выплавке. Третий вариант – просто сдавать его в пункты приема на вторичную переработку.

При работе вручную, на стандартных станках, необходимо вовремя снимать стружку, чтобы она не приплавилась к рабочей поверхности, не испортила общий результат. Но на автоматизированном оборудовании с ЧПУ, которое реализует компания «САРМАТ», есть специальная функция стружкоотведения, которая гарантирует чистоту процесса.

По форме отходов можно многое сказать и о самой работе. Стружка при токарной обработке бывает четырех видов.

Она выглядит как длинные участки закрученной спирали. Если снимается тонкий слой, то витки короткие с малым шагом, а если толстый, то пружинка будет более упругая, с острыми концами. Обычно она получается, когда на высокой скорости обрабатывается мягкий сплав, например, свинец, олово или некоторые виды стали. Еще одно условие для получение такого образца – нет значительных дефектов, ямок, продольных канавок, то есть сам вал уже предварительно обработан, в том числе от ржавчины, окалины, проведены обдирочные работы, выполняемые на токарном станке.

Слитую подразделяют на ленточную и спиральную. О второй мы более подробно написали выше, а вот лента выходит при невысокой скорости воздействия на очень пластичные сплавы.

Элементная

Она разбивается на короткие участки, отходит от заготовки не плавно, как предыдущая, а рывками, потому что в определенном моменте она ломается, выскакивает из-под инструмента, каким обрабатывают детали на токарных станках для твердых металлов. Причин может быть несколько:

• низкая скорость среза, поэтому берется сразу много материала, он не успевает быстро отойти;
• на пути резца встречаются препятствия, к примеру, сильная зернистость стали, нет мягкой однородной структуры;
• образец изготовлен из очень прочного металла, из чугуна, обладающего высокой твердостью, но и немаленькой хрупкостью, то есть вместо плавного растяжения стружка сразу ломается;
• неправильная работа неопытного токаря – неверный выбор скорости, режима.

Это совсем небольшие кусочки, которые отлетают от зоны резания. Их не стоит бояться, это естественный результат, когда происходит обработка чугунных или бронзовых заготовок на станках токарной группы. Дело в том, что чугун и бронза обладают низкой пластичностью, поэтому вместо того, чтобы гнуться, верхний слой просто раскалывается, крошится. Здесь главное – не убрать лишнее, вести резец по небольшой глубине и лучше сделать 3-4 прохода, чем один, но глубокий, поскольку последнее действие может привести к образованию трещин в толще металла.

Посмотрим на изображение, надлом мы видим на последней картинке:

Ступенчатая

Очень интересный вид. Прирезцева его часть (сторона, близкая к резцу) обладает ярко выраженной гладкостью, тем более удивительно, что на обороте находится многоярусная структура – материал наслаивается друг на друга, как ступеньки на лестнице, отсюда и название. Ступени, или зазубрины, имеют направление отдельных связанных между собой элементов.

Обычно такой вид образуется при изготовлении заготовок деталей на токарном станке со средней скоростью и невысокой твердостью.

Все квалифицированные токари проходят отдельный курс, посявещенный стружкообразованию. Этот раздел науки изучает пластичные деформации, которые происходят с трением, образованием тепла, износом режущей кромки, изменением шероховатости поверхности и, конечно, с образованием стружки. От всех вышеприведенных процессов зависит то, какой формы она будет.

Цвет зависит от используемого при точении материала и режима. Обычно при обработке стали она выходит синяя – это нормально, поскольку при резании выделяется тепло, оно отходит в остатки, которые под воздействием кислорода и температуры окисляются, приобретая голубой оттенок. Если использовать при работе охлаждающую эмульсию, то можно получить желтый цвет. Оранжевый и коричневый срезы свидетельствуют о наличии ржавчины на заготовке. При еще большем увеличении температурного режима оттенок побежалости – красный, это объясняется интерференцией белого в пленках на отражающей поверхности.

Иногда токарей пугает темный синий, они считают, что идет перенакаление. Действительно, это говорит о значительном повышении температуры, но сказать, что это плохо – нельзя, поскольку термоотвод работает, забирая излишнее тепло у детали. Просто рекомендуется увеличить поток охлаждающей жидкости. Однако ее чрезмерное употребление может привести к быстрому износу резцов.

Выбор режущего инструмента, применяемого для токарной обработки деталей из металла на станках

При изготовлении кромок берется материал, обладающей высокой прочностью, это могут быть:

• углеродистые стали – с высоким содержанием углерода;
• легированные – с добавками в виде хрома, никеля, меди, азота;
• быстрорежущие сплавы;
• твердые вещества;
• минералокерамика;
• искусственные алмазы;
• синтетические материалы (композиты, гек-сомиты).

Резец является наиболее распространенным видом. Он может быть прямым, правым, левым и отогнутым. Вторая часть называется державкой, она может иметь разную форму – прямоугольную, квадратную или круглую. Их крепят в суппорт с помощью прихваток и винтов. Очень важно достичь высокой степени фиксации для прочности материала токарной работы.

В зависимости от назначения разделяют все резцы на:

• проходные;
• подрезные;
• отрезные;
• расточные;
• канавочные;
• резьбовые;
• винторезные;
• фасонные.

Соответственно, они выполняют разные задачи – снимают верхний слой, подрезают торцы, вытачивают канавки, делают сквозное или глухое отверстие. Также весь инструмент можно поделить по типу работы – одними нужно проводить растачивание, вторыми – черновую обработку заготовок для последующей чистовой или тонкой.

Как работает оборудование

Есть два типа работы – вручную или автоматизированно. Вручную оператор производит все задачи – устанавливает заготовку, резец, проводит расчеты, направляет суппорт на исходную точку, выбирает скорость вращения и режим подачи, а также в процессе деятельности меняет все данные параметры. В этом случае вы имеете дело с классическим аппаратом, созданным по старой токарной технологии обработки металла для растачивания.

Второй тип – это современные модели с ЧПУ. Такую продукцию поставляет компания «САРМАТ». Числовой пульт управления самостоятельно, автоматизировано решает все вышеприведенные задачи, исключая установку болванки, да и то, уже есть оборудование, которое имеет функцию фиксации заготовки. Такие аппараты имеют высокую точность, а также простоту использования.

Основные виды работ, выполняемые на токарных станках, какие операции можно выполнять

• Отделка наружных цилиндрических или конических поверхностей – основная задача токаря. Подразумевает снятие верхнего слоя до нужных размеров и образование шероховатости.
• Сверление, зенкерование и развертывание отверстий.
• Подрезание торцов и уступов.
• Вытачивание пазов и канавок.
• Нарезание наружной и внутренней резьбы – при наличии винтореза.
• Отрезка части детали.
• Обработка внутренних цилиндрических и конических поверхностей.
• Фаска поверхностей.
• Накатывание рифлений.

Данные процедуры производятся при наличии дополнительных возможностей оборудования.

Какого типа инструменты нужны для деталей, которые изготавливают на токарных станках

Весь инструментарий можно поделить на режущий и вспомогательный. Резчик работает со следующими приборами:

• Фасонный резец – кромка должна совпадать с профилем заготовки, представлена прутками проката.
• Центровочные сверла – соответственно, необходимы для сверления глухих и сквозных отверстий.
• Расточная насадка – для растачивание полостей.
• Проходная – подходит для черновой, получистовой и чистовой обработки наружных и внутренних поверхностей, для торцевания конических деталей.
• Канавочный резец.
• Отрезной.
• Твердосплавные пластины применяются при изготовлении предметов из инструментальной стали.

На изображении показан приблизительный набор каждого токаря:

Если вас интересовало, каким инструментом обрабатывают детали на токарных станках, обратите внимание на фотографию. Следует всегда держать оборудование в чистоте, а также в заточенном состоянии.

Схема обработки

На каждом предприятии при запуске новой серии в работу специалисты всегда получают задачу в виде схематического изображения. Это намного проще и удобнее, чем если бы каждый работник самостоятельно подбирал режим, скорость, резец. Обычно проверка производится заблаговременно. Это позволяет избежать различных дефектов, а также добиться точности, что особенно важно при серийном производстве.

Схема включает в себя несколько изображений, на которых показано:

• как фиксируется резец;
• его положение (угол наклона) относительно заготовки;
• условное обозначение самого процесса.

Посмотрим на картинку со схемой обработки на токарном станке:

Здесь представлены все основные параметры, остается только проставить цифры.

В статье мы рассказали, какие операции проводят и какие изделия из металла на оборудовании по обработке можно получить, что делают на токарном станке. Выбирайте продукцию с ЧПУ от «САРМАТ», чтобы добиться высокой точности изготовления деталей и минимизировать нагрузку на работников.

Режимы и особенности токарной обработки металла

[Токарная обработка] – один из распространенных методов обработки металла, посредством которого обычная стальная заготовка становится подходящей деталью для механизма.

Для токарных работ используются токарные станки, инструменты и приспособления в виде резцов, которые являются многофункциональными и способны создавать детали любых геометрических форм: цилиндрических, конических, сферических из всех металлов: титана, бронзы, нержавеющей стали, чугуна, меди и др.

Токарная технология

Токарная обработка металла производится на токарном станке, имеющим сверла, резцы и иные режущие приспособления, срезающие слой металла с изделия до установленной величины. Является оптимальной для работы с деталями из нержавеющей стали.

Вращение обрабатываемой детали называется главным движением, а постоянное перемещение режущего инструмента обозначается движением подачи, обеспечивающим непрерывную резку до установленных показателей.

Возможность сочетать различные движения позволяет обтачивать на токарном устройстве детали резьбовых, конических, цилиндрических, сферических и многих других поверхностей.

Также на токарных устройствах нарезается резьба, отрезаются части деталей из разных металлов и нержавеющей стали, обрабатываются различные отверстия сверлением, развертыванием, растачиванием. Все процессы подробно представлены на видео.

Для таких видов резания обязательно нужно использовать разнообразные измерительные приспособления (штангенциркули, нутромеры и т.д.).

Эти инструменты и приспособления определяют формы и размеры, и иные параметры деталей, изготовленных из различных материалов: свинца, железа, титана, нержавеющей стали и др.

Технология токарной обработки следующая. Когда под воздействием усилия в деталь врезается кромка режущего инструмента, данная кромка отмечает зажим обрабатываемого изделия.

В это время резцом удаляется лишний слой металла, превращающийся в стружку. Принцип резания можно посмотреть на видео.

Стружка подразделяется на следующие виды:

слитая — возникает при высокоскоростной обработке олова, меди, пластмасса, мягкой стали;

элементная — образовывается при низкоскоростной обработке твердого металла, например, титана;

надлом — образовывается при обработке малопластичных заготовок;

ступенчатая — образовывается при среднескоростной обработке металлов средней твердости.

Для производительного резания нужно правильно произвести расчет режима.

Расчет режимов производится на основе справочных и нормативных сведений, которые объединяет специальная таблица.

Таблица отображает режимы скорости резания для разных материалов: меди, чугуна, титана, латуни, нержавеющей стали и т.д. Также таблица отображает плотность и другие физические параметры материала.

Расчет режимов служит гарантией подбора оптимальных значений всех показателей и обеспечения высокоэффективного резания стали.

Любой расчет начинается с подбора глубины резания, после чего устанавливается подача и скорость.

Расчет должен выполнять строго в данной последовательности, так как скорость больше всего влияет устойчивость и износ резца.

Расчет режимов будет идеальным, если учесть геометрическую форму резца, металл изготовления резца и материал обрабатываемой заготовки.

В первую очередь, производится расчет величины шероховатости заготовки.

Исходя из данного показателя, выбирается оптимальный способ обточки поверхностей заготовки, таблица содержит данные значения.

Таблица содержит данные, указывающие на то, какой инструмент рекомендуется для резания.

Нужно иметь в виду, что таблица также содержит иллюстрации, демонстрирующие рациональные способы токарной обработки поверхностей разных металлов: олова, алюминия, титана, меди, нержавеющей стали.

Расчет глубины высчитывается показателем припуска на обточку поверхностей. На расчет величины подачи влияет уровень требуемой чистоты обточки.

Максимальные показатели выставляются для черновой обработки, минимальные – для чистовой.

Расчет скорости обработки поверхностей основывается на основе полученных значений по формулам. Допускается брать скорость, значения которой содержит таблица.

Также необходим расчет усилия резания по эмпирическим формулам, установленным для каждого типа обработки.

Преимуществами токарного резания можно назвать:

возможность производства деталей самых сложных форм: сферических, цилиндрических и др.;

возможность обработки любых металлов (и деталей из них) и сплавов: бронзы, нержавеющей стали, чугуна, титана, меди;

высокая скорость, качество и точность обработки металла и деталей;

минимальное количество отходов, так как образовавшаяся стружка может повторно переплавляться и использовать для создания деталей.

Какие используются резцы?

Широкий спектр токарных работ обеспечивается разнообразием обрабатывающих инструментов. Наиболее распространенным инструментом являются резцы.

Ключевое отличие всех резцов — форма режущей кромки, влияющей на тип обработки.

Все режущие приспособления изготовлены из металлов, прочность которых превышает прочность обрабатываемого изделия: вольфрама, титана, тантала.

Также можно встретить резцы керамические и алмазные, использующиеся для обточки, требующей высокой точности.

На эффективность работы оборудования влияет глубина и скорость обработки, величина продольной подачи заготовки.

Данные параметры обеспечивают:

высокую скорость вращения шпинделя механизма и обточки детали;

высокую устойчивость устройства для рассекания;

максимально допустимое количество образовывающейся стружки.

Скорость резки зависит от вида металла, типа и качества режущего приспособления. Показатель обточки и скорость рассекания устанавливают частоту вращения шпинделя.

Токарный механизм может иметь чистовые или черновые резцы.

Геометрические размеры режущего приспособления позволяют срезать малые и большие площади слоя. По направлению движения резцы делятся на правые и левые.

По размещению лезвия и форме резцы бывают следующих видов:

оттянутые (когда ширина резца меньше ширины крепления).

По назначению режущие приспособления подразделяются на:

• резьбовые;
• расточные;
• фасонные;
• проходные;
• канавочные;
• подрезные;
• отрезные.

Эффективность токарной обработки значительно увеличивается при грамотном подборе геометрии резца, влияющей на качество и скорость обработки.

Для правильного выбора нужно знать про углы, представляющие собой углы между направлением подачи и кромками режущего инструмента.

Углы бывают следующих видов:

Угол при вершине выставляется в зависимости от расточки резца, а главный и вспомогательный – от установки резца.

При больших показателях главного угла снизится стойкость резца, так как в работе будет только небольшая часть кромки.

При низких показателях главного угла, резец будет устойчивым, что обеспечит эффективную обработку резцом.

Для тонких деталей средней жесткости главный угол выставляется в значении 60-90°, для деталей с большим сечением выставляется угол в 30-45°.

Вспомогательный угол для создания деталей должен составлять 10-30°. Большое значение угла ослабит вершину резца.

Для торцовых, сферических и цилиндрических поверхностей деталей одновременно используются упорные проходные резцы.

Для наружных поверхностей используются отогнутые и прямые резцы, отрезные резцы применяются для обточки канавок и отрезания определенных частей изделия.

Обточка фасонных поверхностей, у которых образуется линия длиной до 4 см, осуществляется фасонными резцами круглыми, стержневыми, тангенциальными и радиальными по направлению подачи.

Какое оборудование используется?

Самым востребованным оборудованием для резания поверхностей является токарно-винторезный станок, который считается широко универсальным.

Основными узлами данного оборудования являются:

передняя бабка на станке, имеющая коробку скоростей и шпиндель, и задняя бабка, оснащенная корпусом, продольной салазкой и пинолью;

суппорт – верхне- и среднеполочные, продольные нижние салазки на станке, держатель резца;

станина горизонтального плана с тумбами, в которых расположены двигатели на станке;

коробка подач на станке.

Главным критерием токарного станка считается скорость, напрямую увеличивающая производительность.

Для получения высокоточных линейных и диаметральных геометрических величин часто используются программируемые станки с ЧПУ.

Плюсами резания механизмом с ЧПУ являются:

высокая антивибрационная устойчивость;

наличие программ предварительного нагрева узлов, что снижает термическую деформацию заготовок;

отсутствие станочных приводов-зазоров в передаточных устройствах;

высокая скорость обработки;

рассекание любых металлов: чугуна, меди, титана, нержавеющей стали и др.;

обточка поверхностей любых форм: сферических, цилиндрических и т.д.

Все устройства с ЧПУ оснащены износостойкими направляющими с низкими показателями силы трения, что обеспечивает высокую точность и скорость обработки.

В устройстве с ЧПУ направляющие могут быть расположены вертикально и горизонтально.

Для максимально эффективного использования токарного устройства с ЧПУ должен быть тщательно подготовлен весь процесс и составлена программа управления.

Важным моментом является грамотное связывание системы координат механизма с ЧПУ, положение обрабатываемой заготовки и исходной точки передвижения режущего инструмента.

Основой программирования механизма с ЧПУ является движение режущего приспособления по отношению к системе координат двигателя, которая находится в состоянии покоя.

Обработка деталей механизмом с ЧПУ производится следующим образом:

Разделение процесса на 3 стадии: черновую, чистовую и дополнительную отделочную. Если есть возможность, то последние оба вида отделки нужно совместить, что увеличит производительность и снизит трудоемкость;

Соблюдение конструкторских и технологических правил для уменьшения погрешностей крепления и размещения детали;

Обеспечение полной обработки детали при минимальном количестве установок;

Рациональная работа с деталями.

Важной частью процесса резания на устройстве с ЧПУ является, так называемая, отдельная операция, подразумевающая обработку одного изделия на одном станке.

Процесс состоит из нескольких переходов, которые делятся на самостоятельные проходы.

Правильное программирование механизма с ЧПУ нуждается в разработке последовательности процесса.

Для этого нужно задать общее количество установок, количество переходов и проходов, тип обработки.

Также для резания используются такие виды станков, как токарно-револьверные, предназначенные для сложных изделий, токарно-карусельные, многорезцовые полуавтоматические, токарно-винторезные, токарно-фрезерные, лоботокарные.

Частое применение получили винторезные и карусельные станки. Отличаются карусельные станки возможностью обработки крупных заготовок, на винторезном механизме это невозможно.

В токарно-револьверном оборудовании режущие приспособления фиксируются в барабане.

Такой вид оборудования оснащается приводными блоками, расширяющими спектр работ в отличие от стандартных устройств, например сверление отверстий, нарезание резьбы, фрезеровка.

Используются подобные станки на крупных предприятиях.

С использованием токарного обрабатывающего центра выполняется токарно-фрезерная обработка в полуавтоматическом режиме.

Токарно-фрезерная обработка часто используется для титана, алюминия и других сложных в обработке материалов.

Токарная обработка металла – один из популярных методов резания любых металлов: алюминия, титана, меди, олова и других, однако осуществить такую обработку можно лишь на предприятии, что обусловлено использованием станков.

Технология резания представлена на видео в нашей статье.

Резание как способ обработки тугоплавких материалов

Тугоплавкий материал обычно обрабатывается резанием. Исходя из этого выделяется три категории материала:

1. вольфрам и его сплавы;
2. хром, молибден, их сплавы;
3. ниобий, тантал, ванадий.

Одним из тугоплавких материалов является вольфрам. Поэтому все сплавы, сделанные из вольфрама очень твердые, прочные и устойчивые. Показатель прочности при растяжении до 1400 МН/м2 , показатели твердости – до НВ 490.

Вольфрам довольной хрупкий, твердый, теплоустойчивый материал. Также этот материал хорошо поддается шлифовке. Но все эти свойства вольфрама снижают возможности обработки резанием.

К еще одной из отрицательных черт вольфрама можно отнести предрасположенность к появлению нестойких окисных пленок. Все эти отрицательные свойства влияют на качество изделий из данного материала – они очень скоро теряют свою остроту и могут окрашивать обрабатываемую поверхность.

Исходя из всех возможных проблем, во время резания вольфрама используют очень острый инструмент, изготовленный из твердого сплава. Обязательно должны быть большие показатели передних углов инструмента.

Во время обработки вольфрама способом резания, появляется стружка. Стружка образуется в ходе слабого разрушения. И та часть поверхности, которая подвергается обработке, отличается примечательной шершавостью. Мелко-дробленная стружка образуется при резании вольфрама на низких скоростях. При этом его плотность не должна быть меньше 85%. Как только скорость резания возрастает, поверхность становится гладкой, а стружка непрерывной. Негилированный, плотный вольфрам обрабатывается на токарных станках с помощью твердых, сплавных резцов. Для обработки чаще всего применяются режимы резания:

• черновая обработка S=0,25. 0,3 мм/об, V= 46. 61 м/мин;
• чистовая обработка– S=0,18. 0,23 мм/об, V= 61. 91 м/мин.

Насколько удачна будет обработка вольфрама, зависит от выбора вида воздействия. Ведь из-за его повышенной хрупкости часто появляются расколы и трещины на деталях. Особенно часто такое случается при фрезеровании. Все, что связано с ударными силами, негативно влияют на поверхность деталей. Необходимо обрабатывать вольфрам на маленькой глубине резания (t=1,5 мм). Если обработку проводить на большой глубине, то верх инструмента быстро изнашивается. Этот износ происходит из-за высокого радиального компонента.

Чтобы улучшить результаты обработки, рекомендуется подогреть вольфрам до 300. 400°С. Такой способ повышает пластичность материала. Это позволяет избежать потрескиваний, выкрашиваний и увеличивает срок службы резцов.

Плохо поддается обработке резаньем и молибден. Хотя по сравнению с вольфрамом, он считается более гибким и пластичным. При обработке молибдена выбор охлаждающих жидкостей сводится к минимуму. Это происходи по причине его слишком высокой химической активности. Молибден отлично вступает в реакцию с осерненными маслами. Хлорированное масло с трихлорэтиленом в пропорции 1/1 дает отличные результаты при резании молибдена. Обязательно соблюдайте меры предосторожности при работе с подобной смесью. Выделяемые пары токсичны и опасны для человека. Если во время обработки использовать 10%-ный раствор эмульсола, поверхность станет менее шероховатой и твердость резцов увеличится. Если обработку проводить на небольшой скорости, то поверхность детали становится шероховатой. При использовании больших скоростей увеличивается вероятность поломки инструмента. Поэтому рекомендуется использовать оптимальную скорость обработки.

Ниобий по своим характеристикам напоминает медь. Он также пластичен и легко поддается обработке резаньем. Но прочным его назвать нельзя. При соприкосновении с рабочей поверхностью ниобий наволакивается и схватывается с ней. Такое взаимодействие с поверхностью повышает силу трения, увеличивает прочность и температуру в месте резания детали. В связи с этим уменьшается надежность инструмента, и на поверхности детали появляются шероховатости. Для обточки ниобия следует использовать следующие резцы из сплавов:

• при черновой обработке ВК6М и Р18 с γ=25°, α=15°, φ=60°, φ1=10° и λ=0° при V=50 м/мин, S=0,2. 0,3 мм/об;
• при чистовой меньше s=0,125 мм/об

Устойчивым к высоким температурам являются бориды тугоплавких металлов (ZrB2-Mo, TiB2-Mo, TiB2-Cr). Но несмотря на их жаростойкость, они достаточно хрупкие и плохо выдерживают тепловые удары. Для успешной обработки боридов резаньем необходимо учитывать их высокую твердость повышенную хрупкость. Для успешного результата обработки лучше всего применять шлифовку. Обработка резанием с использованием абразивов также показывает неплохие результаты. Для повышения качества обработки боридов применяется ультразвук и анодно-механическая обработка. Если использовать –ультразвуковой генератор мощностью 600 Вт, то эффективность обработки боридов равна 20. 30 мм3/мин. А при обработке твердым сплавом ВК8 эффективность составляет 6. 8 мм3/мин.

Токарная обработка металла — все о технологии токарных работ

К наиболее распространенным методикам изготовления деталей с заданными геометрическими параметрами относится токарная обработка металла. Суть данной методики, позволяющей также получать поверхность с требуемой шероховатостью, заключается в том, что с заготовки убирают лишний слой металла.

Процесс токарной обработки металла

Принципы токарной обработки

Технология токарных работ по металлу предполагает использование специальных станков и режущего инструмента (резцы, сверла, развертки и др.), посредством которого с детали снимается слой металла требуемой величины. Токарная обработка выполняется за счет сочетания двух движений: главного (вращение заготовки, закрепленной в патроне или планшайбе) и движения подачи, совершаемого инструментом при обработке деталей до заданных параметров их размера, формы и качества поверхности.

За счет того, что существует множество приемов совмещения этих движений, на токарном оборудовании работают с деталями различной конфигурации, а также осуществляют целый перечень других технологических операций, к которым относятся:

• нарезание резьбы различного типа;
• сверление отверстий, их растачивание, развертывание, зенкерование;
• отрезание части заготовки;
• вытачивание на поверхности изделия канавок различной конфигурации.

Основные виды токарных работ по металлу

Благодаря такой широкой функциональности токарного оборудования на нем можно сделать очень многое. Например, с его помощью выполняют обработку таких изделий, как:

• гайки;
• валы различных конфигураций;
• втулки;
• шкивы;
• кольца;
• муфты;
• зубчатые колеса.

Естественно, что токарная обработка предполагает получение готового изделия, которое соответствует определенным стандартам качества. Под качеством в данном случае подразумевается соблюдение требований к геометрическим размерам и форме деталей, а также степени шероховатости поверхностей и точности их взаимного расположения.

Для обеспечения контроля над качеством обработки на токарных станках применяют измерительные инструменты: на предприятиях, выпускающих свою продукцию крупными сериями, – предельные калибры; для условий единичного и мелкосерийного производства – штангенциркули, микрометры, нутрометры и другие измерительные устройства.

Измерительные инструменты, часто используемые в токарном деле

Первое, что рассматривают при обучении токарному делу, – это технология обработки металлов и принцип, по которому она осуществляется. Заключается этот принцип в том, что инструмент, врезаясь своей режущей кромкой в поверхность изделия, зажимает его. Чтобы снять слой металла, соответствующий величине такого врезания, инструменту надо преодолеть силы сцепления в металле обрабатываемой детали. В результате такого взаимодействия снимаемый слой металла формируется в стружку. Выделяют следующие разновидности металлической стружки.

Такая стружка формируется тогда, когда на высоких скоростях обрабатываются заготовки, выполненные из мягкой стали, меди, олова, свинца и их сплавов, полимерных материалов.

Образование такой стружки происходит, когда на небольшой скорости обрабатываются заготовки из маловязких и твердых материалов.

Стружка такого вида получается при обработке заготовок из материала, отличающегося невысокой пластичностью.

Формирование такой стружки свойственно для среднескоростной обработки заготовок из стали средней твердости, деталей из алюминиевых сплавов.

Виды стружки при токарной обработке

Режущий инструмент токарного станка

Эффективность, которой отличается работа на токарном станке, определяется рядом параметров: глубиной и скоростью резания, величиной продольной подачи. Чтобы обработка детали была высококачественной, необходимо организовать следующие условия:

• высокую скорость вращения заготовки, фиксируемой в патроне или планшайбе;
• устойчивость инструмента и достаточную степень его воздействия на деталь;
• максимально возможный слой металла, убираемый за проход инструмента;
• высокую устойчивость всех узлов станка и поддержание их в рабочем состоянии.

Скорость резки выбирается на основе характеристик материала, из которого сделана заготовка, типа и качества применяемого резца. В соответствии с выбранной скоростью резки выбирается частота вращения шпинделя станка, оснащенного токарным патроном или планшайбой.

При помощи различных типов резцов можно выполнять черновые или чистовые виды токарных работ, а на выбор инструмента основное влияние оказывает характер обработки. Изменяя геометрические параметры режущей части инструмента, можно регулировать величину снимаемого слоя металла. Выделяют правые резцы, которые в процессе обработки детали передвигаются от задней бабки к передней, и левые, движущиеся, соответственно, в обратном направлении.

Основные типы токарных резцов

По форме и расположению лезвия резцы классифицируются следующим образом:

• инструменты с оттянутой рабочей частью, ширина которой меньше ширины их крепежной части;
• прямые;
• отогнутые.

Различаются резцы и по цели применения:

• подрезные (обработка поверхностей, перпендикулярных оси вращения);
• проходные (точение плоских торцовых поверхностей);
• канавочные (формирование канавок);
• фасонные (получение детали с определенным профилем);
• расточные (расточка отверстий в заготовке);
• резьбовые (нарезание резьбы любых видов);
• отрезные (отрезание детали заданной длины).

Качество, точность и производительность обработки, выполняемой на токарном станке, зависят не только от правильного выбора инструмента, но и от его геометрических параметров. Именно поэтому на уроках в специальных учебных заведениях, где обучаются будущие специалисты токарного дела, очень большое внимание уделяется именно вопросам геометрии режущего инструмента.

Углы токарного резца

Основными геометрическими параметрами любого резца являются углы между его режущими кромками и направлением, в котором осуществляется подача. Такие углы режущего инструмента называют углами в плане. Среди них различают:

• главный угол – φ, измеряемый между главной режущей кромкой инструмента и направлением подачи;
• вспомогательный – φ1, расположенный, соответственно, между вспомогательной кромкой и направлением подачи;
• угол при вершине резца – ε.

Угол при вершине зависит только от того, как заточен инструмент, а вспомогательные углы можно регулировать еще и его установкой. При увеличении главного угла уменьшается угол при вершине, при этом уменьшается и часть режущей кромки, участвующей в обработке, соответственно, стойкость инструмента тоже становится меньше. Чем меньше значение этого угла, тем большая часть режущей кромки участвует как в обработке, так и в отводе тепла от зоны резания. Такие резцы являются более стойкими.

Практика показывает, что для токарной обработки не слишком жестких заготовок небольшого диаметра оптимальным является главный угол, величина которого находится в интервале 60–90 градусов. Если обрабатывать необходимо заготовку большого диаметра, то главный угол необходимо выбирать в интервале 30–45 градусов. От величины вспомогательного угла зависит прочность вершины резца, поэтому его не делают большим (как правило, он выбирается из интервала 10–30 градусов).

Особое внимание на уроках по токарному делу уделяется и тому, как правильно выбирать тип резца в зависимости от вида обработки. Так, существуют определенные правила, по которым обработку поверхностей того или иного типа выполняют с помощью резца определенной категории.

• Обычные прямые и отогнутые резцы необходимы для обработки наружных поверхностей детали.
• Упорный проходной инструмент потребуется для торцевой и цилиндрической поверхностей.
• Отрезной резец выбирают для протачивания канавок и обрезки заготовки.
• Расточные резцы применяются для обработки отверстий, просверленных ранее.

Отдельную категорию токарного инструмента составляют резцы, с помощью которых можно обрабатывать фасонные поверхности с длиной образующей линии до 40 мм. Такие резцы подразделяются на несколько основных типов:

• по конструктивным особенностям: стержневые, круглые и призматические;
• по направлению, в котором осуществляется обработка изделия: радиальные и тангенциальные.

Токарно-винторезный станок 1В625МП

Виды оборудования для токарной обработки

Из всех типов оборудования для токарной обработки наибольшее распространение и на крупных, и на мелких предприятиях получил токарно-винторезный станок. Причиной такой популярности является многофункциональность этого устройства, благодаря которой его с полным основанием можно назвать универсальным.

Перечислим основные элементы конструкции такого станка:

• две бабки – передняя и задняя (в передней бабке размещают коробку скоростей станка; шпиндель с токарным патроном (или планшайбой), на задней бабке размещены продольные салазки и пиноль оборудования);
• суппорт, в конструкции которого различают верхние и нижние салазки, поворотную плиту и резцедержатель;
• несущий элемент оборудования – станина, установленная на две тумбы, в которых размещают электродвигатели.
• коробка подач.

Токарный станок с ЧПУ

Все большее распространение получают станки, управление которыми осуществляется при помощи специальных компьютерных программ, – станки с ЧПУ. Конструкция таких станков отличается от обычной только тем, что в ней присутствует специальный блок управления.

В отдельные категории выделяют следующие виды станков токарной группы:

• токарно-револьверное оборудование, применяемое для обработки деталей сложной конфигурации;
• токарно-карусельные станки, среди которых различают одно- и двухстоечные;
• многорезцовое полуавтоматическое оборудование, которое можно встретить на предприятиях, выпускающих свою продукцию крупными сериями;
• обрабатывающие комплексы, на которых можно выполнять как токарные, так и фрезерные операции.

Без токарной обработки сегодня крайне сложно представить многие производственные отрасли. Поэтому данный вид работы с металлом продолжает развиваться, несмотря на и без того высокий уровень, позволяющий обеспечить высочайшее качество и скорость обработки.