Режими різання при токарній обробці: опис, особливості вибору та технологія

Для того щоб звичайну заготівлю перетворити на відповідну деталь для механізму, використовують токарні, фрезерні, шліфувальні та інші верстати. Якщо фрезерні необхідні для виготовлення більш складних деталей, наприклад, зубчастих коліс, нарізування пазів, то токарні застосовуються для створення більш простих деталей і надання їм необхідної форми (конус, циліндр, сфера). Режими різання при токарній обробці дуже важливі, оскільки, наприклад, для ламкого металу необхідно використовувати меншу швидкість обертання шпинделя, ніж для міцного.

Особливості токарної обробки

Для того щоб виточити певну деталь на токарному верстаті, як правило, використовують різці. Вони бувають самих різних модифікацій і класифікуються по виду обробки, напрямку подачі і формою головки. Крім того, різці виконуються з різних матеріалів: легована сталь вуглецева інструментальна швидкорізальна, вольфрам, твердий сплав. Вибір того чи іншого залежить від матеріалу оброблюваної деталі, її форми і способу обточування. Режими різання при токарній обробці обов'язково враховують ці всі нюанси. При точінні оброблювана деталь закріплюється в шпинделі, він виконує головні обертальні рухи. В супорті встановлюється інструмент для обробки і руху подачі здійснюються безпосередньо їм. Залежно від використовуваного верстата можна обробляти як дуже дрібні деталі, так і великі.

Основні елементи

Які елементи режимів різання при токарній обробці можуть бути використані? Незважаючи на те що точіння – це не завжди дуже легка операція, основні його елементи – це швидкість, подача, глибина, ширина і товщина. Всі ці показники залежать в першу чергу від матеріалу оброблюваної деталі і розміру. Для дуже маленьких деталей, наприклад, швидкість різання вибирають найменшу, оскільки навіть 005 міліметрів, які випадково зрізали, можуть призвести до браку всієї деталі.


Крім того, дуже важливими показниками, від яких залежить вибір режимів різання при токарній обробці, є етапи, на яких вона здійснюється. Розглянемо основні елементи та етапи металлорезания більш детально.

Чорнова, напівчистова та чистова обробка

Перетворення заготовки необхідну деталь – складний і трудомісткий процес. Він ділиться на певні етапи: чорнову, получистовую і чистову обробку. Якщо деталь нескладна, то проміжний (напівчистовій) етап, як правило, не враховується. На першому етапі (чорновому) деталей надають необхідну форму і приблизні розміри. При цьому обов'язково залишають припуск на наступні етапи. Наприклад, дана заготівля: D=70 мм і L= 115 мм. З неї необхідно виточити деталь, першим розміром якій буде D 1 = 65 мм, L 1 = 80 мм, а другим – D 2 = 40 мм, L 2 = 20 мм. Чорнова обробка буде полягати в наступному:

Підрізати торець на 14 мм.

Проточить діаметр по всій довжині на 66 мм

Проточить другий діаметр D 2 = 41 мм на довжину 20 мм

На цьому етапі ми бачимо, що деталь була оброблена не повністю, але максимально наближена до її формою і розміром. А припуск на загальну довжину і на кожен з діаметрів склав за 1 мм. Чистова обробка даної деталі буде полягати в наступному:

Виконати чистове підрізання торця з необхідною шорсткістю.

Проточить по довжині 80 мм, діаметр 65 мм

Виконати чистове точіння по довжині 20 мм діаметр 40 мм

Як ми бачимо, чистова обробка вимагає максимальної точності, з цієї причини і швидкість різання в ній буде менше.

З чого почати розрахунок

Для того щоб розрахувати режим різання, першу чергу необхідно вибрати матеріал різця. Він буде залежати від матеріалу оброблюваної деталі, виду й етапу обробки. Крім того, більш практичними вважаються різці, в яких ріжуча частина знімна. Іншими словами, необхідно лише підібрати матеріал ріжучої кромки і закріпити її в ріжучий інструмент. Найвигіднішим режимом вважається той, при якому витрати на продукцію, що виготовляється деталь будуть найменшими. Відповідно, якщо вибрати не той ріжучий інструмент, він, швидше за все, зламається, а це принесе збитки. Так як же визначити необхідний інструмент та режими різання при токарній обробці? Таблиця, подана нижче, допоможе вибрати оптимальний різець.

Товщина шару, що зрізається

Як вже говорилося раніше, кожен з етапів обробки вимагає тієї чи іншої точності. Дуже важливими ці показники є саме при обчисленні товщини шару, що зрізується. Режими різання при токарній обробці гарантують підбір найбільш оптимальних значень для виточування деталей. Якщо ж ними знехтувати і не виконати розрахунок, то можна зламати як ріжучий інструмент, так і саму деталь. Отже, в першу чергу необхідно вибрати товщину шару, що зрізається. Коли різець проходить по металу, він зрізає певну його частину. Товщина або глибина різання (t) – це відстань, яка буде знімати за один прохід різець. Важливо враховувати, що для кожної наступної обробки необхідно виконувати розрахунок режиму різання. Наприклад, слід виконати зовнішнє точіння деталі D = 335 мм на діаметр D 1 =302 мм і внутрішньо розточування отвору d = 32 мм на d 2 = 2 мм.
Для кожної з операцій розрахунок режимів різання при токарній обробці буде індивідуальним. Для того щоб розрахувати глибину різання, необхідно діаметру після обробки відняти діаметр заготовки і розділити на два. На нашому прикладі вийде: t = (335 - 302) /2 = 165 мм Якщо діаметри мають дуже велику різницю, наприклад 40 мм, то, як правило, її необхідно розділити на 2 і отримане число буде проходів, а глибина буде відповідати двом міліметрів. При чорновому точінні можна вибирати глибину різання від 1 до 3 мм, а при чистового – від 05 до 1 мм. Якщо ж виконується підрізання торцевої поверхні, то товщина знятого матеріалу і буде глибиною різання.

Призначення величини подачі

Розрахунок режимів різання при токарній обробці неможливо уявити без величини переміщення різального інструменту за один оберт деталі – подачі (S). Її вибір залежить від потрібної шорсткості і точності оброблюваної деталі, якщо це чистова обробка. При чорновій допустимо використовувати максимальну подачу, виходячи з міцності матеріалу і жорсткості її установки. Вибрати необхідну подачу можна за допомогою таблиці нижче. Після того як S була обрана, її необхідно уточнити в паспорті верстата.

Швидкість різання

Дуже важливими значеннями, що впливають на режими різання при токарній обробці, є швидкість різання (v) і частота обертання шпинделя (n). Для того щоб обчислити першу величину використовують формулу: V = (? х D х n) /1000 де ? – число Пі рівне 312; D – максимальний діаметр деталі; n – частота обертання шпинделя. Якщо остання величина залишається незмінною, то швидкість обертання буде тим більше, чим більше діаметр заготовки. Ця формула підходить, якщо відома швидкість обертання шпинделя, в іншому разі необхідно використовувати формулу: v = (C v х K v )/(T m х t х S), де t і S – вже розрахована глибина різання і подача, а C v , K v , T – коефіцієнти, що залежать від механічних властивостей та структури матеріалу. Їх значення можна взяти в таблицях режимів різання.

Калькулятор режимів різання

Хто ж може допомогти виконати розрахунок режимів різання при токарній обробці? Онлайн-програми на багатьох інтернет-ресурсах справляються з цим завданням не гірше людини. Існує можливість використовувати утиліти як на стаціонарному комп'ютері, так і на телефоні. Вони дуже зручні і не вимагають особливих навичок. В поля необхідно ввести необхідні значення: подачу, глибину різання, матеріал заготовки й різального інструменту, а також всі необхідні розміри. Це дозволить отримати комплексний та швидкий розрахунок всіх необхідних даних.