Токарная обработка — это формирование детали снятием слоя металла с вращающейся заготовки. Заготовку закрепляют в патроне или центрах, раскручивают, а резец подводят к поверхности и ведут вдоль либо поперек оси вращения. Так получают детали типа тел вращения — валы, оси, втулки, фланцы, шкивы, кольца, гайки. Главное достоинство метода в том, что за одну установку резец выполняет несколько разных операций, и каждая отвечает за свой элемент детали. Разберем виды токарных работ.

Основные виды токарных работ

На токарном станке выполняют:

• наружное точение цилиндров, конусов и фасонных поверхностей
• растачивание отверстий и внутренних полостей
• подрезку торцов и уступов
• прорезку канавок и отрезку заготовки
• нарезание наружной и внутренней резьбы
• сверление, зенкерование и развертывание осевых отверстий
• накатывание рифлений

Наружное точение

Базовая операция, с которой начинается почти любая деталь вращения. Проходной резец снимает металл с наружной поверхности и формирует цилиндр, конус или фасонный профиль. Сначала идет черновой проход с большой глубиной резания, он убирает основной припуск. Затем чистовой — на малой подаче и высокой скорости, он выводит диаметр в размер и оставляет гладкую поверхность. Наружным точением обрабатывают валы, оси, штоки, штифты, выдерживая диаметр, прямолинейность и соосность по всей длине. На чистовых режимах достижима точность IT7–IT8 и шероховатость Ra 1,6, а с доводкой — и выше.

Растачивание

Решает обратную задачу и обрабатывает внутренние поверхности — отверстия, сквозные полости, посадочные гнезда. Расточной резец входит в готовое отверстие и увеличивает его до точного диаметра. В отличие от сверления, растачивание исправляет увод оси, обеспечивая соосность с наружными поверхностями, поэтому именно так готовят шейки для подшипников и втулок. Глубокие и длинные отверстия растачивают специальными борштангами с подачей СОЖ прямо в зону резания.

Подрезка торцов

Торцу детали придают плоскостность строго перпендикулярно оси вращения. Подрезной резец движется от края к центру или наоборот и снимает тонкий слой металла. Подрезку делают дважды — в начале обработки ради чистой базовой плоскости и в конце, когда формируют торцы фланцев, дисков, маховиков и плит. От качества торца зависит, как деталь ляжет в сборку и насколько ровно сядет на сопрягаемую поверхность.

Прорезка канавок и отрезка

Узкими канавочными резцами вытачивают проточки для стопорных колец, для выхода резьбы и шлифовального круга, разгрузочные канавки. Отрезным резцом отделяют готовую деталь от прутка. Обе операции ведут на малой подаче, потому что тонкий резец легко сломать, а в глубокой канавке затруднен отвод стружки и подача охлаждения. В данной процедуре максимально важна точность канавки по ширине и глубине, иначе стопорное кольцо не сядет на место.

Нарезание резьбы

На токарном станке нарезают наружную и внутреннюю резьбу:

• метрическую
• дюймовую
• трапецеидальную
• упорную

Резьбовой резец перемещается согласованно с вращением заготовки и за несколько проходов прорезает винтовую канавку нужного шага и профиля. Резьбу небольших диаметров режут также метчиками и плашками. Резьба, нарезанная на станке, выходит чище и точнее по шагу, чем вручную, и лучше держит расчетную нагрузку.

Сверление и обработка отверстий

По оси заготовки сверлят отверстия инструментом, закрепленным в задней бабке. Затем отверстие доводят — зенкером убирают неровности и снимают фаску, разверткой выводят точный диаметр и чистоту. В результате получается отверстие под точную посадку без перестановки детали на сверлильный станок, а значит, без потери соосности.

Накатывание

Рифление на рукоятках, маховичках и захватных поверхностях формируют накатным роликом. Металл в данном случае не срезается, а выдавливается в нужный рисунок. Накатка бывает прямой, косой и сетчатой.

Резцы для токарных работ

Для каждой операции свой резец. Основные типы:

• проходные — для наружного точения
• расточные — для внутренних поверхностей
• отрезные и канавочные — для проточек и отрезки
• резьбовые — для нарезания резьбы
• фасонные — для сложного профиля за один проход

Режущая часть резца должна быть тверже металла заготовки, поэтому в основном ее делают из быстрорежущей стали или твердого сплава. Цельные резцы применяют реже, чаще — со сменными твердосплавными пластинами, которые быстро меняются по мере износа без переточки.

Черновая и чистовая обработка

По точности точение делят на виды:

• Черновое снимает основной припуск на большой глубине и подаче, оставляя грубую поверхность. 
• Получистовое выравнивает деталь и оставляет небольшой припуск под финиш.
• Чистовое выводит окончательный размер на малой подаче и высокой скорости.

Для ответственных деталей добавляют тонкое алмазное точение или последующее шлифование, когда нужны шероховатость ниже Ra 0,8 и точность IT6. Разделение на ступени экономит инструмент и время, потому что грубую и точную работу выполняют на разных режимах.

Виды стружки

По стружке судят о правильности режима и о поведении материала:

• Сливная стружка сходит непрерывной лентой с мягких пластичных сталей на высокой скорости. 
• Элементная, или стружка скалывания, дробится на отдельные куски на твердых и маловязких металлах. 
• Стружка надлома откалывается с хрупких материалов вроде чугуна и бронзы. 
• Длинная сливная стружка опасна для оператора и забивает зону резания, поэтому ее дробят стружколомами на пластине резца.

На каких станках точат детали

Станок выбирают с учетом размеров и формы детали. Токарно-винторезные станки универсальные, на них изготавливают большинство валов и втулок. Карусельные обрабатывают тяжелые заготовки большого диаметра на вертикальной планшайбе. Лоботокарные подходят для коротких деталей крупного диаметра. Револьверные ускоряют серию за счет быстрой смены инструмента. Станки с ЧПУ выполняют точные и сложнопрофильные детали, повторяя форму деталей в партии без участия токаря.

Типичные дефекты и контроль

Брак на точении возникает от затупленного резца, неверного режима или слабого крепления. Чаще встречаются:

• овальность и конусность вместо ровного цилиндра
• завышенная шероховатость поверхности
• отклонение диаметра от чертежа
• бочкообразность от прогиба длинной детали

Для контроля соответствия детали чертежу ее размеры проверяют штангенциркулем, микрометром, нутромером и калибрами, а биение — индикатором на стойке. Контроль выполняют по ходу обработки.

Заказать токарную обработку деталей по чертежу или образцу можно на Металлообрабатывающем заводе № 5 в Санкт-Петербурге.