Шпиндель станка: что это такое и для чего он нужен

Обработка металла на станках получила широкую распространенность. Это и не удивительно, с появлением машинизированного оборудования значительно, в разы увеличилась производительность труда, а сам процесс изготовления металлических изделий стал намного проще – рабочие тратят меньше времени на один производственный цикл.

Создание станочного оборудования также обеспечило:

• Более высокое качество деталей, хороший класс точности.
• Снижение итоговой стоимости всех работ.
• Увеличение скорости производства.

Практически ни один станок не обходится без фиксации шпинделя – что это расскажем на примере токарного аппарата. Это элемент, который отвечает за крепкую и надежную установку на одном месте заготовки. Если брать в качестве образца токаря, то он крепит металлический брусок или вал между двумя бабками, с одной из сторон которой установлен такой держатель. Вторая очень простая иллюстрация – это дрель. Здесь для того, чтобы удержать сверло или другой инструмент, тоже нужно монтировать его внутрь шпинделя.

Само слово имеет немецкое происхождение. Spindel – это веретено, то есть то, что имеет возможность вращаться в разные стороны. Конструктивно это вал. Сам термин в основном применяется в таких направлениях как станкостроение, металлообработка и деревообработка, соответственно. Это крайне важный элемент, без него не может быть представлена работа ни единого устройства. Задача детали – передавать усилие, которое генерирует электродвигатель, к обрабатываемой заготовке из металла или дерева, пластмасса. На вал крепится приспособление для центрирования и зажима данного бруска.

Объясним еще раз на простом примере, чтобы понять, что есть две основные цели – вращаться и держать заготовку. В токарном станке есть шпиндель. С одной стороны прикреплено зубчатое колесо, посредством него происходит передача усилия. Со второго края вала расположен подшипник. На него прикрепляется патрон для зажима.

Но, казалось бы, зачем еще он нужен, если можно присоединять металлический или деревянный образец непосредственно к коробке передач, редуктору? Дело в том, что эти части станка не приспособлены к повышенным вибрациям и высоким нагрузкам, они просто сломаются от них. А вот вал может стать посредником, который и принимает на себя все механические (и термические) воздействия. К тому же, на одной его стороне есть патрон, который имеет элементы крепления – резьбу, шлицы, пазы, то есть универсально подходят под конкретную цель крепежа.

Какие можно назвать особенности устройства шпинделя:

• Крепление осуществляется с помощью подшипника качения. Это прочный узел, стандартный, но он тоже имеет различные исполнения. Например, одни могут иметь устойчивость к вибрации, другие – более дешевую стоимость. Намного лучше работают станки, оснащенные системой подачи охлаждающей и смазывающей жидкости, потому что в таком случае подшипники меньше испытывают напряжение и трение, тем самым значительно увеличивая срок годности.
• Основное вращательное движение вал получает от асинхронного двигателя. Он устанавливается в корпусе оборудования – обычно в правой бабке. Сперва электродвигатели питались только от трехфазных источников и устанавливались непосредственно на производствах. Считалось, что они обладали более высокой мощностью. Но сейчас производят аппаратуру, которая питается от 220 В, поэтому может быть размещена и в обычных условиях – часто токарные или фрезеровочные установки стоят в гаражах и иных «домашних» постройках для личного пользования.
• Шпиндель может получать вращательное движение напрямую от электродвигателя, но чаще – через дополнительный узел, например, ремень. Ременная передача удобна – эта деталь недорого стоит, легко крепится, а также проста в использовании, но на очень высоких оборотах она может проскальзывать. В таких случаях, когда нужна большая скорость, устанавливают зубчатые колеса, шестерни.
• Основное крепление, которое находится с края вала, – это цанговый патрон. Это позволяет осуществить надежное крепление хвостовика любого диаметра. Практически все инструменты для резки по металлу, для сверления оснащены таким наконечником (хвостом), а если нет, то крепить приходится по внешнему краю, что намного менее надежно и допускает значительные расхождения и вибрации.
• Очень важно при промышленном производстве – наличие системы охлаждения на токарных или фрезерных станках. Она играет большое значение – продлевает максимальный период эксплуатации, а также время беспрерывной металлообработки.
• Самые сложные шпиндели – у аппаратуры с ЧПУ. Дело в том, что наличие пульта числового управления делает возможным изготовление деталей с максимальной точностью. Это, в свою очередь, требует минимальных вибраций. Такую качественную аппаратуру можно заказать через интернет на сайте компании https://stanokcnc.ru/. Здесь представлены качественные станки для обработки металлических заготовок.
• Степень фиксации вала напрямую зависит от скорости вращения. Чем она выше, тем более надежно должно происходить крепление.

Конструкция

Выбор типа конструкции зависит от назначения обрабатывающего станка, его размеров, мощности привода, кинематической схемы, максимальной скорости с которой он должен вращаться.

Несмотря на обилие квалификационных признаков, узел состоит из следующих деталей:

• корпус;
• фиксирующие опоры (количество зависит от выбранной схемы);
• комплект подшипников;
• элементы крепления заготовки.

Корпус выполнен в форме вала. Он изготавливается цельным или полым в виде трубы. В нём расположены элементы крепления заготовок, режущего инструмента. Для различных станков его выполняют по индивидуальной конструкции.

Входное отверстие шпиндельных узлов может выполняться в форме цилиндра или конуса (например, конуса Морзе, как у сверлильных станков). Для создания конуса в цилиндрический шпиндель вставляют специальную скалку.

В некоторых узлах используют так называемую оправку. Она располагается в передней части шпинделя, который имеет фланец с направляющими пазами.

В эти пазы вставляются сухари. После размещения хвостовика режущего инструмента производится крепление при помощи болтов.

Если по техническим причинам невозможно выполнить шпиндель в форме трубы (то есть полым) крепление оправок имеющих конический хвостовик производится накидным колпаком. Стенка оправки в этом случае снабжена двойным буртиком. В нём вырезаны лыски. В самом корпусе колпака выточена прямоугольная направляющая. В процессе сборки производится вращение оправки, которое позволяет надёжно закрепить устанавливаемую деталь. Такая конструкция позволяет производить быструю смену инструмента. В отдельных конструкциях предусмотрен специальный механизм крепления. Он предусматривает не только вращательное, но и поступательное движение.

При необходимости концы шпинделей оснащаются коническим хвостовиком. На его конце закрепляется элемент обрабатывающего инструмента. Он крепится в шпинделе с помощью фланца. Применение различных механизмов и способов крепления позволяет производить надёжную установку инструмента, центровку и балансировку.

Все шпиндельные изготавливаются из конструкционной легированной стали. При выборе материала учитывают характеристики станка, требования к шпиндельной головке, условия эксплуатации. Например, износостойкости фланцев, салазок, сухарей, самого корпуса и так далее. Особое внимание уделяется выбору подшипников.

Для изготовления шпиндельных улов, применяются инструментальные легированные стали. Наиболее часто используемыми являются следующие марки: Ст45, Ст40Х, 20Х. Они могут заменяться аналогами, как отечественными, так и зарубежными.

Многие характеристики обрабатывающих агрегатов зависят от применяемой последовательности размещения крепежных опор шпиндельного узла на станине.

В современных станках используют три схемы расположения таких опор.

В первой предусмотрены две опоры. Одна является передней, вторая задней. С помощью передней опоры осуществляется осевая и радиальная установка узла. Она получается достаточно сложной в изготовлении и требует тщательной настройки. Задняя опора выполняется динамически плавающей. Это производит демпфирование возникающей линейной деформации всего узла. Особенно явно она проявляется в результате нагрева.

Такая конструкция шпиндельного узла широко применяется при креплении шпинделя в токарных станках средних размеров, сверлильных и фрезерных аппаратах. Горизонтально-расточной станок имеет данную схему. Для увеличения скорости вращения вместо упорных подшипников применяют радиально-упорные. Они позволяют стабилизировать вращение шпинделя и снижаю нагрев.

Во второй схеме опорные подшипники шпинделя располагают в задней опоре. Это позволяет упростить конструкцию и снизить нагрев всего узла. Однако приводит к росту температурных деформаций. Она применяется в шлифовальных станках.

Третья схема является наиболее универсальной. Такая шпиндельная система обладает более высокой надёжностью за счёт повышенной жесткости. При всех её достоинствах она обладает общим недостатком. Для неё требуется проводить регулировку натяжения подшипников раздельно. В результате снижается скорость перемещения узла. Для сверлильного станка чертёж выполняется по схеме с изменением длины подачи. Для увеличения быстроходности и снижения температурных деформаций современные разработчики уменьшают расстояние между опорами на сколько это возможно. Однако маленькое межопорное расстояние ограничивает номенклатуру обрабатываемых деталей. Эту схему применяют в станках средних размеров, которые предназначены для обработки деталей небольших размеров.

Общая классификация

Оборудование для обработки металла подразделяются на 11 групп:

1. Токарные станки по металлу. Обрабатывают внешние и внутренние поверхности вращения. Их объединяет одно: вращение детали вокруг своей оси.
2. Сверлильные станки. В эту группу входят и расточные станки. Используются для прохода сквозных и глухих отверстий. Их объединяет вращение рабочего инструмента с одновременной его подачей. В горизонтально-расточных механизмах подача происходит благодаря перемещению рабочего стола с закрепленной деталью.
3. Шлифовальные станки. У всех подобных станков в качестве рабочего инструмента выступает абразивный шлифовальный круг.
4. Полировальные и доводочные станки. Общий признак — использование абразивных кругов, полировальных пастообразных материалов.
5. Зубообрабатывающие станки. Предназначены для нарезки зубьев шестерен и колес. Сюда же входят и шлифовальные станки.
6. Фрезерные станки. В этой группе рабочим инструментом выступает многолезвийная фреза.
7. Строгальные станки. У этих станков рабочим ходом является возвратно-поступательное перемещение резца или заготовки.
8. Разрезные станки. Служат для деления на части способом разрезания металлического профиля (уголок, швеллер, пруток и т. д.).
9. Протяжные станки. Рабочим инструментом служат специальные многолезвийные протяжки.
10. Резьбообрабатывающие станки. Сюда входит оборудование, специально предназначенное для нарезания резьбы. К этой группе не относятся токарные станки.
11. Вспомогательные и разные станки. Относятся к отдельной группе, выполняют различные вспомогательные операции.

Классификация по типам

Оборудование одного типа может иметь разную компоновку. Фрезерный станок может называться горизонтальным или вертикальным — по расположению оси шпинделя. Различаются кинематические схемы передачи перемещений, системы управления, параметры точности резания.

Однотипные станки со схожей компоновкой, кинематикой, но имеющие различные размеры, объединятся в размерный ряд. Например, зубофрезерные станки делятся на 12 типоразмеров в зависимости от изготавливаемых деталей (от 80 мм до 12000 мм). Каждый типоразмер станка, предназначенный для определенной обработки деталей, называется моделью. Каждая модель имеет свои обозначения: сочетание цифр и букв, указывающие на группу станка, предельные размеры заготовки, отличие от базовой модели.

Классификация по универсальности

Обрабатывающие механизмы одной и той же группы могут выполнять различные задачи:

• Универсальные обрабатывают изделия широкой номенклатуры. Размеры заготовок могут быть различными. Способны выполнять любые технологические операции, предусмотренные для данной группы.
• Специализированные изготавливают однотипные детали (детали корпусов, валы, сходные по форме, но отличающиеся размерами).
• Специальные выполняют операции с одной деталью различных размеров.

Классификация по степени точности

Степень точности обработки на данном станке указывается буквой, входящей в его обозначение:

• Н — нормальная точность;
• П — повышенная точность;
• В — высокая точность;
• А — особо высокая точность;
• С — особо точные мастер-станки.

Пример: 16К20П — станок токарный, имеющий повышенную точность.

Классификация по степени автоматизации

Обрабатывающее оборудование делится на автоматы и полуавтоматы. Рабочий цикл у автоматов полностью автономный. В полуавтоматах загрузку заготовок и снятие обработанных изделий проводит оператор. Он же выполняет запуск очередного цикла обработки.

Комплексная автоматизация крупносерийного изготовления металлопродукции подразумевает установку автоматических технологических линий из отдельных станков-автоматов. Выпуск продукции небольшими партиями осуществляется гибкими производственными модулями.

Станки, производящие продукцию под управлением ЧПУ, обозначаются буквой Ц (цикл) или Ф. Цифры обозначают особенность системы управления:

• Ф1 — цифровая индикация и предварительный выбор координат;
• Ф2 — позиционная система управления;
• Ф3 — контурная система управления;
• Ф4 — универсальная система управления.

Например, ассортимент токарных станков по металлу с ЧПУ от компании СтанкоМашКомплекс можно посмотреть по указанной ссылке.

Классификация по массе

В зависимости от массы изготавливаемых деталей станки делятся на:

• легкие, весом до 1000 кг;
• средние, весом до 10000 кг;
• тяжелые, весом от 10000 кг, которые, в свою очередь, подразделяются на крупные (16000—30000 кг) и собственно тяжелые (до 100000 кг);
• особо тяжелые — свыше 100000 кг.

Нумерация станков

Идентификация любого металлообрабатывающего станка основана на присвоении ему буквенно-цифрового шифра.

Цифры говорят, к какой группе относится станок (токарной, фрезерной и т. д.), указывают на тип и условный размер оборудования. Расшифровав нумерацию, можно узнать высоту центров, предельные размеры заготовок или диаметры сверления обрабатываемых деталей.

Обрабатывающие станки одного размера, но с разными характеристиками обозначаются буквой, введенной между первой и второй цифрой. Например, токарные станки моделей 162 и 1К62 различаются максимальной скоростью вращения. У первого она 600 об/мин, у второго — 2000 об/мин.

Различие модификаций станков одной и той же модели можно определить по букве в конце номера. Если нумерация базовой модели горизонтально-фрезерного станка — 6Н82, то упрощенная модификация этого станка — 6Н82Г.

Встречается нумерация, когда четвертая цифра определяет усовершенствованный вариант станка того же типоразмера. Так, горизонтально-расточной станок модели 262 имеет современную модификацию, обозначаемую 2620.

Присвоение металлообрабатывающим станкам буквенно-цифровых индексов позволяет с легкостью найти соответствующее оборудование по специальным каталогам. Также индексация дает возможность быстрого поиска необходимых запасных частей.

Станочные приспособления.

Станочные приспособления являются одними из основных элементов оснащения металлообрабатывающего производства, позволяющих эффективно использовать в производственном процессе станки общего назначения. Применение приспособлений дает возможность специализировать и настраивать станки на заданные процессы обработки, обеспечивающие выполнение технологических требований и экономически рентабельную производительность. Приспособления с механизированным управлением во многих случаях позволяют автоматизировать процессы закрепления и освобождения деталей, что во многом приближает станки с такими приспособлениями к условиям работы специализированного оборудования. Затраты на обслуживание и ремонт приспособлений вполне окупаются экономическим эффектом от их применения. Разумеется, из сказанного не следует делать вывод, что при всех условиях производства станки, оснащенные приспособлениями, могут успешно конкурировать со специализированным оборудованием. Степень оснащенности станков приспособлениями и их выбор в каждом случае решаются условиями и программой производства.

В зависимости от масштабов производства (серийное, мелкосерийное, индивидуальное и опытное) и технологических факторов станочные приспособления по назначению и конструкции подразделяют на следующие группы.

Универсальные приспособления.

Универсальные приспособления предназначены для установки и закрепления заготовок, различных по форме и размерам. Универсальность достигается регулированием установочных и зажимающих элементов приспособления без их смены. Примерами универсальных приспособлений могут служить кулачковые и поводковые патроны, машинные тиски, делительные головки и другие. Универсальные приспособления применяют обычно в индивидуальном и опытном производствах. Затраты вспомогательного времени на обслуживание универсальных приспособлений, особенно с ручным управлением, повышенные, но в условиях названных производств эти затраты не являются основным экономическим фактором.

Универсально-наладочные (переналаживаемые) приспособления.

Универсально-наладочные (переналаживаемые) приспособления рассчитаны на применение совместно со сменными наладочными устройствами, состоящими из установочных и зажимающих узлов. Настройка таких приспособлений характеризуется установкой наладочного устройства для закрепления конкретной заготовки.

Каждое сменное наладочное устройство рассчитывают на обслу­живание одной операции, хотя не исключена возможность применения универсальных наладок для оснащения нескольких операций.

Универсально-наладочные приспособления применяют в случае необходимости частой переналадки станков. Эти приспособления позволяют значительно повысить коэффициент оснащенности тех­нологического процесса.

Универсально-групповые приспособления.

Универсально-групповые приспособления являются разновидно­стью универсально-наладочных и отличаются от первых тем, что рассчитаны на установку заготовок, имеющих сходные конфигура­ции и процессы обработки.

Сборно-разборные приспособления.

Сборно-разборные приспособления собирают из стандартизован­ных узлов и деталей с расчетом установки и закрепления заготовок конкретной конфигурации. Такие приспособления чаще всего применяют на операциях фрезерования и сверления.

Специальные приспособления.

Специальные приспособления имеют постоянные установочные базы и зажимающие элементы и предназначены для установки оди­наковых по форме и размерам заготовок. Конструкции специальных приспособлений следует разрабатывать на основе максималь­ного использования-стандартных узлов и деталей.

Специальные приспособления применяют в производствах, где по условиям работы станки на значительное время закрепляют за определенной операцией.

Универсально-сборные приспособления (УСП) относят к группе специальных приспособлений. В отличие от обычных специальных приспособлений они являются обратимыми, так как их собирают из стандартизованных взаимозаменяемых деталей и узлов, рассчитанных на многократное применение. Собранное из таких элементов приспособление после использования разбирают, а узлы и детали применяют в новых компоновках.

УСП в основном предназначены для кратковременного или разового использования. Вследствие высокой стоимости и некоторой громоздкости собранных конструкций применение УСП в круп­носерийном и массовом производствах нерационально.

Для сборки УСП требуемых конструкций на заводе должно быть достаточное количество деталей и узлов соответствующих наименований. Считают, что для одновременной сборки 200 — 250 различных приспособлений необходим комплект, состоящий примерно из 20 000 готовых деталей и узлов, в котором:

• базовые детали (плиты и угольники) составляют 1%,
• корпусные (опоры, подкладки, призмы) 10%,
• установочные и направляющие 17%,
• крепежно-прижимные 64%,
• прочие 6%,
• узлы 2%.

Разработанная номенклатура деталей и узлов позволяет собирать станочные, сварочные, контрольные и другие виды УСП (см. рису­нок). Для расширения области применения в состав УСП могут входить специальные элементы, изготовляемые для конкретных условий работы. Время, необходимое на сборку одного УСП для станочной обработки, составляет не более 2 — 3 ч.

Детали УСП изготовляют с жесткими допусками установочных поверхностей, что обеспечивает достаточную точность установки заготовок в приспособления. Например, Т-образные и шпоночные пазы базовых (корпусных) деталей, угольников, план-шайб, служащие для установки фиксирующих и зажимающих узлов и деталей, выполнены по 2-му классу точности, с отклонением от параллельности не более 0,01 мм на длине 100 — 200 мм.

Точность механической обработки деталей с применением УСП соответствует 2 — 3-му классам.

Применение износостойких сталей для деталей УСП и надлежащая термическая обработка гарантируют длительный срок службы.

В ряде промышленных районов созданы базы, на которых по заявкам предприятий собирают и выдают напрокат универсально-сборные приспособления необходимых конструкций.

Разработаны государственные стандарты на базовые, корпусные, установочные, направляющие и крепежные детали, имеющие ширину установочных пазов 12 мм (ГОСТы 15185-70 и 15465-70, взамен МН 3655-62 — МН 3866-62), а также на малогабаритные, имеющие ширину пазов 8 мм (ГОСТы 14364-69 и 14607-69).

Фрезерные станки.

Это универсальные станки с многолезвийным режущим инструментом – фрезой; главное движение – вращение фрезы. Шпиндель вертикально-фрезерных станков, несущий фрезу, вертикален, но его во многих случаях можно устанавливать под углом к заготовке. Движение стола, осуществляемое вручную или с помощью механического привода, точно контролируется по градуированным лимбам на ходовых винтах и по прецизионным шкалам с оптическим увеличением.

Фрезерная оправка (вал, несущий фрезу) горизонтально-фрезерного станка горизонтальна. Стол, на котором закрепляется обрабатываемая деталь с необходимой оснасткой, может быть либо «простым», т.е. с перемещением по трем осям, либо универсальным, т.е. допускающим и угловые повороты.

На станках с ЧПУ предусматривается автоматическое управление перемещением стола и скоростью шпинделя. В некоторых случаях сам шпиндель устанавливается на салазках, допускающих его независимое перемещение в осевом или вертикальном направлении. Станок с ЧПУ такого типа позволяет серийно и с высокой точностью обрабатывать трехмерные поверхности, например, лопастей воздушных винтов и лопаток турбин.

Копировально-фрезерные станки обрабатывают сложные криволинейные поверхности, например, пуансонов и матриц для штампования листового металла, форм для литья под давлением и экструдирования. Индикаторный щуп проходит по фигурному профилю копира, а рабочая фреза передает этот профиль обрабатываемой детали.

Маркировка станков

Классификация оборудования, предназначенного для обработки заготовок из металла, предполагает, что, увидев его маркировку, любой специалист сразу сможет сказать, какой металлорежущий станок перед ним находится. Такая маркировка содержит в себе буквенные и цифровые символы, которые обозначают отдельные характеристики устройства.

Первая цифра — это группа, к которой принадлежит металлорежущий станок, вторая — разновидность устройства, его тип, третья (а в некоторых случаях и четвертая) — основной типоразмер агрегата.

Расшифровка маркировки металлорежущих станков

После цифр, перечисленных в маркировке модели, могут стоять буквы, по которым определяется, обладает ли модель металлорежущего станка особыми характеристиками. К таким характеристикам устройства может относиться уровень его точности или указание на модификацию. Часто в обозначении станка букву можно встретить уже после первой цифры: это свидетельствует о том, что перед вами модернизированная модель, в типовую конструкцию которой были внесены какие-либо изменения.

В качестве примера, можно расшифровать маркировку станка 6М13П. Цифры в данном обозначении свидетельствуют о том, что перед нами фрезерный станок («6») первого типа («1»), который относится к 3-му типоразмеру («3») и позволяет выполнять обработку с повышенной точностью (буква «П»). Литера «М», присутствующая в маркировке данного устройства, свидетельствует о том, что оно прошло модернизацию.

Виды поворотных столов

Поворотные столы для металлорежущих станков и другого оборудования классифицируются в зависимости от возможного направления движения. Существует пять основных типов столов:

Поворотно-наклоняемые. Может осуществлять поворот заготовки вокруг собственной оси и её наклон на угол от 0 до 90°.

Поворотные столы выпускаются по стандартным размерам. Основные диаметры: 320, 400, 500 и 630 мм.

Оборудование и инструментарий

Технология токарных работ предусматривает использование специального оборудования – токарные станки. С их помощью производятся детали, форма которых является телом качения. В современном производстве используют семь основных видов токарных станков:

• токарно-револьверные – предназначены для изготовления мелких деталей в больших количествах; комплектуются револьверной головкой, позволяющей быстро менять режущий инструмент, перенастраивать оборудование на другой вид работы;
• токарно-винторезные – отличаются возможностью совмещения высокой скорости вращения патрона с продольным перемещением инструмента; используются для крупносерийного и массового производства;
• токарно-карусельные – универсальные станки с планшайбой и станиной больших размеров;
• токарно-фрезерные – универсальное оборудование для индивидуального, массового и серийного производства деталей со сложной формой;
• токарные автоматы – станки с большим числом шпинделей, предназначенные для изготовления деталей со сложной геометрией многопрофильных поверхностей;
• лоботокарные станки – специализированная техника для работы с лобовыми поверхностями; используются для поштучного производства деталей, а также для мелких серий.

Работая на токарном станке, используют различный инструментарий:

• разного рода резцы;
• сверла;
• метчики;
• зенкеры;
• плашки;
• развертки;
• резьбонарезные головки.

Работы, выполняемые на токарных станках

На токарном оборудовании производятся детали типа тел вращения:

• втулки;
• шкивы;
• валы;
• кольца;
• зубчатые колеса;
• гайки;
• муфты, прочее.

Для этого проводится механическая обработка разных поверхностей, вытачиваются канавки, выполняется сверление, зенкерование, растачивание, нарезание резьбы, прочее. Рассмотрим особенности основных видов работ на токарном станке.

Обтачивание цилиндрических поверхностей

Чтобы обрабатывать гладкие цилиндрические поверхности используют проходные резцы (черновые и чистовые) в два приема. Изначально работают черновым (Рис.1), выполняя грубое обтачивание.

Рис.1. Виды резцов, а – прямые, б – отогнутые, в – исполнение Чекалина

После черновой обработки, поверхность имеет высокую шероховатость и крупные риски. Чтобы их удалить пользуются чистовыми резцами (Рис.2).

Рис.2. Виды резцов, а – нормальный, б – с широкой кромкой, в – отогнутый, конструкция Колесова

Нормальные чистовые резцы используются при точении с малой подачей и небольшой глубиной срезания слоя металла. Инструмент с широкой кромкой используется для больших подач и позволяет получить гладкую поверхность.

Подрезание торцов, уступов

Для подрезания используется специальный инструмент – подрезной резец (Рис.3).

Рис.3. Подрезание в центрах, а – подрезной резец, б – подрезание торца с полуцентром

Подрезной инструмент используется для точения детали в центрах, если нужно выполнить обработку торца полностью, в заднюю бабку станка нужно вставить полуцентр и таким способом выполнить точение.

Когда заготовку фиксируют в патроне только одним концом, то для обработки торца можно пользоваться проходным отогнутым резцом. Для выполнения этой процедуры, а также для протачивания уступов применяются подрезные резцы упорного типа. Этот инструмент может работать с продольной и поперечной подачей (Рис.4).

Рис.4. Подрезание торцов разным резцом, а – проходным отогнутым, б – подрезным упорным

Подрезая торцы, нужно следить, чтобы вершина режущей кромки располагалась на уровне центров. Инструмент, размещенный выше или ниже центров, оставит на торце сплошной неподрезанный выступ.

Проточка канавок

Работы, выполняемые на токарных станках по вытачиванию канавок, проводятся с помощью прорезных резцов, кромка которых и воспроизводит форму нужной канавки. Поскольку обычно ширина канавки небольшая, нужны резцы с узкой кромкой, из-за чего она получается достаточно хрупкой. Чтобы увеличить точность работы такими резцами высоту их головок делают больше их ширины в несколько раз.

Вытачивают канавки также и отрезными резцами, которые имеют головку большей длины. Длину головки выбирают, исходя из размеров будущей детали, она должна быть на 50% больше величины ее диаметра.

Рис.5. Резцы подрезного и отрезного типа

Устанавливая резчик (отрезной, прорезной) на станок, нужно соблюдать точность монтажа. Перекос при монтаже приведет к тому, что резец будет тереться о стенки вытачиваемой канавки – это приведет к изготовлению бракованных деталей и поломке режущей кромки.

Вытачивая узкие канавки, делается один проход, а для широких канавок выполняется несколько проходов.

Вытачивание конусов

Если на детали нужно сделать наружный или внутренний конус пользуются следующим приемом. Заготовка крепится в патроне станка, верхняя часть суппорта поворачивается на угол, величина которого равна половине значения угла при вершине конуса. Выполняют протачивание заготовки, смещая инструмент посредством верхних салазок суппорта. Этот способ больше подходит для вытачивания конических элементов небольшой длины.

Рис.6. Вытачивание конусов при поперечном смещении заднего центра

Если нужно выточить длинный или пологий конус, то смещают задний центр. Для этого задняя бабка станка передвигается от себя /к себе на необходимое расстояние. Когда заготовка зафиксирована в центрах таким образом, что широкая область конуса находится у передней бабки станка, то заднюю бабку нужно смещать от себя и наоборот.

Сверление отверстий

На токарном станке отверстия сверлятся перовыми или спиральными сверлами. В перовом сверле есть две плоские лопатки, имеющие две режущие кромки, плавно переходящие в стержень. Величина угла при вершине перового сверла находится в пределах 116-118°. В некоторых случаях значение может меняться в диапазоне 90-140°, зависит от твердости обрабатываемого металла. Для металлов с высокой твердостью используются сверла с большим углом. Перовое сверло обеспечивает низкую точность высверливаемых отверстий.

Рис.7. Перовое сверло

Спиралевидные сверла обеспечивают более высокие показатели точности сверления и являются основными для работ на токарных станках. Сверло состоит из рабочей части и хвостовика, реализованного в виде цилиндра или конуса. С помощью хвостовика сверло закрепляют в патроне или пиноли станочной бабки.

Рис.8. Спиральные сверла, а – конический хвостовик, б – цилиндрический хвостовик

Рабочая часть спирального сверла реализована в виде цилиндра с двумя винтообразными канавками, формирующими режущие кромки. Посредством этих канавок происходит выведение стружки наружу. В головке сверла есть две поверхности (передняя, задняя) и две кромки, которые соединены перемычкой. Значение угла в вершине винтового сверла находится в тех же пределах, что и для перового сверла.