Самый распространённый способ изготовления деталей — это токарная обработка на специализированных станках. Оборудование различается по принципу действия, по размеру используемых заготовок, по назначению обработки и по её точности. Но несмотря на большое разнообразие токарных станков, принцип действия у них один:
заготовку закрепляют в патроне или в планшайбе → шпиндель вращается вокруг своей оси, проворачивая заготовку → режущий инструмент совершает движение подачи, плавно снимая с заготовки слои металла → деталь доводят до необходимых форм и состояния поверхности.
Благодаря тому, что существуют различные технологии обработки металла, можно создать детали абсолютно любой конфигурации. С помощью токарной обработки на станках можно:
В большинстве случаев на токарных станках проводят обработку вращающихся деталей: колец, валов, муфт, втулок, гаек и т. д. Современное оборудование позволяет также создавать детали сложных асимметричных форм. Например, в станках ЧПУ с 5-осевой обработкой режущий инструмент двигается одновременно в 5 различных плоскостях, что позволяет создавать нестандартные детали для машиностроения или аэрокосмической промышленности.
Токарный станок — это автоматизированное металлорежущее оборудование, с помощью которого оператор снимает верхний слой металла с заготовки и создаёт изделие по заданным параметрам. Для разных целей обработки существует разный режущий инструмент: резцы, свёрла, метчики, зенкеры и т. д. Токарные станки можно условно разделить на несколько групп, в зависимости от их оснащённости и функциональных возможностей.
Токарно-винторезные станки
В эту группу входит самое распространённое и универсальное оборудование. Оно работает по принципу вращения заготовки вокруг своей оси, металл срезается по направлению к оси вращения. Таким способом создают конусообразные и цилиндрические детали любых форм и размеров. Для обработки используются сплавы цветных и чёрных металлов.
Основное назначение: точение, сверление, расточка отверстий, обработка торцов, нарезание резьбы, обтачивание поверхности детали.
Токарно-карусельные станки
По принципу действия схожи с токарно-винторезной группой: заготовка крепится в планшайбе и вращается вокруг своей оси с высокой скоростью, с помощью резца снимается необходимый слой металла. Главная особенность токарно-карусельного оборудования в том, что обрабатываются заготовки больших диаметров от 800 мм и более, но при этом относительно маленькой длины.
Основное назначение: токарная обработка болванок диаметром до 10 000 мм, облицовка наклонных поверхностей, растачивание отверстий глубиной более 10 мм, обработка торцов крупных цилиндрических деталей.
Токарно-фрезерные станки
Представляют собой универсальное оборудование, которое может выполнять несколько технических операций. Помимо основных узлов, которые есть у всех токарных станков, этот тип оборудования оснащён вертикальным фрезерным элементом. Благодаря чему на заготовку можно нанести различные типы пазов или просверлить наружные отверстия. Применяется для обработки цветных и чёрных металлов, в том числе особо твёрдой легирующей или высокоуглеродистой стали.
Основное назначение: продольное и поперечное точение заготовок, нарезание наружной и внутренней резьбы, расточка и шлифовка деталей, обработка шлицев и пазов, фрезерование зубчатых колёс.
Токарно-револьверные станки
Позволяют одновременно применять сразу несколько типов режущей оснастки. На станке установлена револьверная головка, на которую крепятся от 4 и более различных инструментов, благодаря чему увеличивается скорость обработки заготовок. Такое оборудование используется при технологических процессах, требующих частой смены инструмента. Как правило, с его помощью обрабатывают заготовки из калиброванного прутка или отливок сложной формы.
Основное назначение: нарезание внутренней резьбы с помощью метчика, создание внешней резьбы с помощью плашек, обтачивание наружных поверхностей, вытачивание канавок, развёртывание отверстий.
Лоботокарные станки
В отличие от предыдущих токарных станков, заготовка на лоботокарном оборудовании устанавливается перпендикулярно земле. Такое оборудование имеет короткую и низкую станину и планшайбу диаметром до 4 м, которая рассчитана на большие цилиндрические детали. Сейчас такие станки встречаются всё реже, их заменяют более современными карусельными моделями.
Основное назначение: обработка торцевых частей валов большого диаметра: шкив, колёс, труб, шестерёнок, фланцев, дисков; расточка отверстий и торцевания канавок.
Станки с программным управлением позволяют создавать большие партии идентичных деталей. При этом увеличивается скорость обработки и повышается качество токарных работ. Станки с ЧПУ не требуют постоянного присутствия оператора, так как вся работа происходит по заранее закодированной инструкции. Все вспомогательные команды выполняются автоматически: аппарат сам меняет частоту вращения шпинделя, включает систему охлаждения и меняет положение люнетов.
Станок с ЧПУ не просто выполняет программу, он контролирует в моменте положение всех рабочих органов. Благодаря системе обратной связи увеличивается качество обработки деталей, так как станок автоматически корректирует положение рабочих элементов в зависимости от их износа или тепловых деформаций. Программное управление позволяет увеличить количество операций на станке и объединить несколько видов работ. При этом замена инструментов происходит в считанные секунды и также не требует участия оператора или остановки работы.