Ступенчатая токарная обработка и конусная токарная обработка:объяснение ключевых отличий

Токарная обработка — это фундаментальная операция механической обработки, которая на протяжении веков поддерживала обрабатывающую промышленность. Он продолжает развиваться и по сей день является основной технологией производства. В этой статье будут обсуждаться два типа токарных операций:ступенчатое и конусное точение. Мы рассмотрим пошаговый процесс и процесс точения конуса и объясним их различия.

Краткое введение в токарную обработку

Токарная обработка — это, по сути, операция резания, при которой острый режущий инструмент формирует вращающуюся заготовку, удаляя материал с ее поверхности. Инструмент перемещается по поверхности заготовки по определенному шаблону для достижения желаемой формы.

Прежде всего, при точении создаются цилиндрические или конические формы за счет вращательного движения заготовки. Однако современные технологии токарной обработки с ЧПУ также позволяют создавать более сложные геометрические элементы.

Токарный станок обычно выполняет токарные операции. Это может быть стандартный токарный станок для двигателей, револьверный станок или токарный станок с ЧПУ. В настоящее время современные обрабатывающие центры с ЧПУ, такие как токарные станки, также могут обеспечить точную геометрию при токарной обработке.

Ступенчатая токарная обработка и конусная токарная обработка являются двумя распространенными типами токарных операций. Давайте теперь углубимся в эти темы.

Процесс ступенчатой токарной обработки является более фундаментальным и простым процессом в сравнении ступенчатой и конусной токарной обработки. При ступенчатом точении токарный станок используется для создания нескольких ступеней (секций разного диаметра) по длине вращающейся цилиндрической заготовки.

Каждая ступень представляет собой участок постоянного диаметра. Это указывает на то, что направление подачи токарно-режущего инструмента всегда параллельно оси заготовки.

Поскольку внешний вид секций разного диаметра напоминает «ступени» лестницы, название «ступенчатая поворотная» стало нарицательным. На рисунке ниже показан типичный многоступенчатый вал с соответствующей терминологией.

Готовая заготовка может иметь любое количество ступеней, в зависимости от конструкции. Эти ступеньки могут иметь множество применений, например, для создания посадочных мест для сопрягаемых компонентов, таких как втулки, плечи для установки подшипников или для эстетических целей.

Как работает процесс поворота шагов?

Процесс поворота ступеней довольно прост, но требует терпения. Обычно ступенчатая токарная обработка начинается с установки в станок однородной круглой заготовки.

Затем выполняется первоначальная черновая резка, чтобы добиться одинакового диаметра по всей длине заготовки и удалить любые неровности на поверхности.

После этого машинисты постепенно выполняют ступенчатую токарную обработку, уменьшая диаметр каждой секции за несколько шагов, пока не достигнут правильный диаметр. На каждом последующем этапе режущий инструмент должен обеспечивать правильность соосности и размеров.

В конце рекомендуется добавить чистовой срез. Это помогает добиться идеальной обработки поверхности и точного контроля размеров.

Что такое поворот конуса?

Давайте теперь перейдем ко второй части нашего обсуждения ступенчатого и конусного точения. В процессе точения конуса создается поверхность с конусом, а это означает, что диаметр заготовки постепенно изменяется по ее длине. Готовая заготовка имеет коническую форму, что контрастирует со ступенчатым точением, имеющим острые ступеньки и прямые поверхности.

Конусная токарная обработка может иметь различные виды. Краткое изложение каждого из них следующее:

• Внешний конус :Внешние конусы находятся на внешней поверхности заготовки, как показано на рисунке выше.
• Внутренний конус :Внутренние конусы создаются на внутренней поверхности полых заготовок, обычно с помощью расточного инструмента.
• Прямой конус :Коническая поверхность прямая и не имеет кривизны. Другими словами, прямые конусы имеют постоянный угол конусности по всей длине разреза.
• Переменная конусность :Переменные конусы непрямые. Они имеют кривые и шлицы с переменным углом конуса.

Как работает процесс точения конуса?

Процесс точения конуса немного сложнее, если сравнивать ступенчатое точение и точение конусом. Механикам необходимо учитывать больше факторов при планировании конической резки и проявлять большую осторожность.

Как правило, моменты, связанные с креплением заготовки, черновыми резами и припусками на чистовую обработку, такие же, как и при ступенчатой токарной обработке. Однако есть и другие факторы, которые следует учитывать.

Прежде всего, рассчитывается угол конуса. Для этого давайте посмотрим на рисунок выше. На нем показана окончательная форма заготовки с конусом. Условия следующие:

• α =Угол конуса
• L =длина конической части заготовки
• D =Максимальный диаметр на большем конце конуса.
• d =Минимальный диаметр на меньшем конце конуса.

Следующая формула вычисляет угол конуса:

Это угол, на который режущий инструмент должен двигаться относительно оси вращающейся заготовки.

После расчета угла конуса станочники выбирают подходящий метод поворота конуса. Существует несколько методов выполнения точения конуса. Наиболее распространенными методами точения конусов являются следующие:

• Приспособление для точения конусов :Механики используют на токарном станке специальное приспособление, которое позволяет устанавливать направление подачи под углом, эквивалентным углу конуса.
• Смещенная задняя бабка :Задняя бабка токарного станка слегка смещается в сторону, наклоняя заготовку под углом. Путем точной настройки смещения задней бабки можно добиться правильного угла конуса.
• Составной слайд :Угол наклона остальной части токарных станков также регулируется. Как правило, на составном основании опоры также имеется угловой калибр. Во многих случаях это наиболее удобный и быстрый способ выполнения точения конуса при ручной обработке.
• Инструмент «Форма» :В этом методе используются специальные конструкции инструментов (формовочные инструменты) с наклонной режущей кромкой. Угол наклона равен углу конусности. В этом методе направление подачи перпендикулярно оси заготовки.

Ключевые различия между ступенчатым и конусным точением

Процесс ступенчатой токарной обработки и процесс токарной обработки конуса представляют собой операции на токарных станках с одинаковой настройкой станка и инструмента. Однако, как мы только что видели, между ними существуют различные различия. Опытный инженер и техник должен хорошо разбираться в этих различиях, чтобы полностью понимать, когда и как использовать тот или иной тип токарной обработки.

Геометрия заготовки

Наиболее существенное различие между ступенчатым точением и конусным точением заключается в геометрии. Заготовки ступенчатого точения имеют плоские ступенчатые профили, а точение конусом создает конические профили.

В процессе токарной обработки с переменным конусом наклон профиля имеет кривые, что делает этот процесс более универсальным, чем ступенчатое точение.

Перемещение инструмента

Направление подачи режущего инструмента различается в обоих процессах токарной обработки. В процессе ступенчатой ​​токарной обработки инструмент движется параллельно оси заготовки. Расстояние кончика режущего инструмента от оси заготовки эквивалентно диаметру ступеньки вала.

При точении конуса из-за необходимости резания по углу конуса режущий инструмент перемещается под углом к оси заготовки. При этом, поскольку инструмент движется под углом, расстояние между кромкой режущего инструмента и осью заготовки постоянно меняется. Однако он остается между максимальным и минимальным диаметром конической части.

Настройка инструмента

Настройка инструмента и метод выполнения также сильно различаются, когда дело доходит до сравнения ступенчатого и конического точения. Настройка режущего инструмента очень проста при пошаговом точении:инструмент просто прочно закрепляется в любом подходящем положении в устройстве для крепления инструмента.

Для токарной обработки конуса требуется гораздо больше осторожности и принятия решений. Начнем с того, что существует несколько способов обработки конуса. В предыдущих разделах мы обсуждали некоторые распространенные методы точения конусов.

Более того, поскольку угол конусности является еще одним параметром процесса обработки, он вносит дополнительный источник неточностей. Каждый метод имеет свой диапазон допуска угла конуса. Как правило, методы, требующие ручной настройки, такие как метод смещения задней бабки или метод составного суппорта, более неточны, чем другие, такие как использование опалубочных инструментов или станков с ЧПУ.

Постобработка

Постобработка компонентов ступенчатой и конической токарной обработки также различается. В процессе токарной обработки конуса обычно получается одна поверхность за одно режущее действие. Это обеспечивает более качественную поверхность, которую удобно полировать.

В процессе ступенчатой токарной обработки используется несколько поверхностей. Каждый шаг добавляет две ортогональные поверхности:одну параллельную оси вращения, а другую перпендикулярную ей. Этот тип геометрии обычно склонен к несоответствиям с точки зрения качества поверхности. В частности, в точках перехода, то есть на краю, где ступенька начинается или заканчивается, иногда трудно получить идеальный угол из-за радиуса вершины режущего инструмента.

Общие применения ступенчатого и конусного точения

Независимо от различных точек сравнения между ступенчатой и конической точением, оба они являются важными процессами обработки в производстве.

ПромышленностьСтупенчатая токарная обработкаКонусная токарная обработкаАвтомобильная промышленностьПрямые валы:оси, штифты, валы коробки передач Компоненты двигателя:стержни клапанов, шпильки Станки с ЧПУШпиндельный вал, хвостовики инструментовПрецизионные конические гнезда для держателей инструментов, цанги, дышлаМедицинская промышленностьПроизводство медицинских приборов:хирургические инструменты, опорные тростиСтоматологические боры, иглы, ортопедические штифтыНефть и газНасосные валы, многосекционные трубыСопла конические сверлаЭлектроникаВалы двигателей, монтажные втулки, приводыСоединительные штифты, наконечники для пайки

WayKen специализируется на высокоточной обработке с ЧПУ, предлагая передовые токарные и фрезерные решения для различных отраслей промышленности. Наш опыт охватывает сложную геометрию, жесткие допуски и превосходное качество поверхности как для прототипирования, так и для производства. Используя различные типы станков с ЧПУ, мы эффективно выполняем токарные работы с ЧПУ, включая ступенчатую токарную обработку, коническую токарную обработку и другие различные операции обработки. Свяжитесь с нами, чтобы изучить наши возможности обработки для нужд вашего проекта.

Ступенчатая токарная обработка и конусная токарная обработка — это основные процессы токарной обработки, имеющие широкий спектр промышленных применений. В распоряжении инженеров есть несколько методов выполнения обеих операций с некоторыми различиями в геометрии, технике и настройке станка.

Можно ли точить конус на ручном токарном станке?

Да, точение конуса можно выполнить на ручном токарном станке. Для этого машинисты используют несколько методов. Например, регулируя угол задней бабки, перемещая режущий инструмент под углом с помощью составной опоры или инструментов формы.

Каковы распространенные дефекты в процессах ступенчатой и конической токарной обработки?

Общие дефекты при токарной обработке включают неточности размеров, плохое качество поверхности и износ инструмента. При пошаговом повороте основной проблемой является неравномерность шагов. При токарной обработке конусов частой проблемой являются непостоянные углы конусности.

Как выбрать метод точения конуса?

Выбор метода точения конуса зависит от таких факторов, как размер детали, угол конуса, требования к качеству и доступность инструмента. Обычно более длинные и точные конусы лучше использовать с составной опорой или станком с ЧПУ.