Біля витоків
Ідея про те, що заготівлі можна надати необхідні розміри і форму за допомогою зняття стружки зародилася в незапам'ятні часи. Найперший примітивний токарний верстат, відомий вченим, датується ще VII століттям до нашої ери. У імпровізовані лещата, встановлені на поворотній основі, зажималась дерев'яна, кістяна або рогова заготовка. Підмайстер або раб обертали конструкцію в різні боки, а майстер за допомогою різця надавав деталі бажані розміри і конфігурацію, торкаючись ріжучим інструментом до обертової заготівлі.
Зрозуміло, подібний верстат був вкрай недосконалий. Він не дозволяв домагатися прийнятної точності, а фізична сила людських рук істотно ускладнювала обробку, роблячи її довгої, трудомісткою і недостатньо точною.
еволюція
Як не дивно, людство йшло шляхом модернізації токарних верстатів дуже повільно. Тільки до середини XVI століття з'явилися машини для обробки металу з ножним приводом, а дещо пізніше - і з водяним. Але різець все ще тримала швидко слабшає рука майстра. Справжньою проблемою ставало вирішення наступних завдань:
- виготовлення металевих деталей складної геометричної форми;
- нанесення різьблення, як зовнішньої, так і особливо внутрішньої;
- створення зубчастих коліс, таких необхідних в ті часи в самих різних галузях.
До справжнього прориву в еволюції токарного оброблення металу призвела промислово-технічна революція, що відбулася в Європі (головним чином у Великобританії) у другій половині XVIII століття. Металевих деталей найрізноманітнішого призначення було потрібно все більше, попит на них збільшувався в геометричній прогресії, промисловість розвивалася ударними темпами.
Тоді-то і були створені набагато досконаліші верстати, де ріжучий інструмент міг переміщатися механічно, незалежно від фізичних можливостей оператора. А винахід парового двигуна дозволило створювати токарні верстати здатні обробляти великі деталі і досить швидко видаляти з тіла заготовки товсті шари матеріалу, робити глибокі борозенки, нарізати різьблення з різним кроком і значеннями глибини.
Перший прообраз сучасного токарного верстата, що містить всі компоненти, які ми звикли бачити в ньому сьогодні, був остаточно доопрацьований своїм винахідником - англійцем Генрі Модсли - рівно в 1800 році. Після чого за справу взялися американці, що домоглися повної механізації процесу токарної обробки і суттєво модернізувавши конструкцію верстата, зробивши її універсальною для виробництва різних видів робіт.
Токарська обробка сьогодні
У наші дні потреба в металевих деталях із заданими геометричними параметрами багаторазово зросла навіть у порівнянні з ХХ століттям. Крім складності форм, до виробів пред'являються все більш і більш високі вимоги, що стосуються точності, що вимірюються часом мікронами і навіть їх частками. Незважаючи на засилля пластика і деяких інших матеріалів, деталі, виконані з різних видів металів, продовжують лідирувати в переважній більшості галузей, де потрібна міцність, надійність і довговічність.
Принцип токарного оброблення залишився незмінним. За допомогою різця, фрези, іншого ріжучого інструменту, з заготовки, жорстко закріпленої в спеціальному обертовому патроні верстата, знімаються зайві шари матеріалу, надаючи деталі необхідну конфігурацію, геометричні параметри і функціональні характеристики.
Сьогодні токарні роботи виконують вчинені, високотехнологічні верстати під управлінням потужних комп'ютерних систем, за якими здійснює контроль висококваліфікований оператор.
В результаті вдається домогтися філігранної точності, забезпечити виготовлення деталей складної конфігурації, найрізноманітнішого функціоналу і призначення:
- шестерінки і зубчасті колеса;
- різноманітні вали і втулки;
- гайки, муфти, кільця;
- шківи і приводи;
- болти, гвинти, гайки, шайби;
- інші деталі складних геометричних форм.
Сучасне токарне устаткування, крім бездоганної точності, забезпечує високу швидкість обробки і практично повна відсутність шлюбу і простоїв в роботі.
Види токарних робіт
Комплекс токарного оброблення включає в себе широкий список різноманітних операцій. Серед основних з них можна виділити наступні:
нарізка на зовнішньої або внутрішньої поверхні деталі різноманітних видів різьби;- свердління, розточування отворів, зенкування, розгортання і так далі;
- відріз частин заготовки, її доведення до необхідної конфігурації і форми;
- виточування різних канавок, заглиблень і технологічних швів;
- обробка зовнішніх поверхонь, торців і уступів.
Крім цього, токарна обробка металів дозволяє надати поверхні деталі потрібну ступінь шорсткості і необхідну фактуру.
Застосовуваний різальний інструмент
Сьогодні на більшості виробничих і ремонтних підприємств застосовуються так звані токарно-гвинторізні верстати з числовим програмним управлінням (ЧПУ). Вони володіють достатнім ступенем універсальності, дозволяють успішно вирішувати більшість завдань. При цьому їх розміри і вартість відносно невеликі. Останнім часом все частіше можна зустріти обладнання, оснащене сучасними потужними комп'ютерними системами управління.
Що ж стосується ріжучого інструменту, то він відрізняється досить широким розмаїттям. Різці, хоча і з великою часткою умовності, прийнято поділяти на кілька великих основних груп.
По формі:
- прямі;
- відігнуті;
- леза з відтягнутою робочою поверхнею.
Такі різці можуть мати різну форму і калібр, а також можуть бути правими (рухаються від задньої бабки до передньої) і лівими (переміщаються в зворотному напрямку).
За призначенням:
прохідні, призначені для обробки плоских торцевих ділянок;- підрізні, що забезпечують точіння поверхонь, розташованих перпендикулярно осі обертання заготовки;
- фасонні, для отримання заданого профілю деталі;
- розточувальні для отворів;
- різьбові;
- відрізні;
- канавочні.
Різець ретельно підбирається відповідно до складності робіт, розміром деталі, поставленими завданнями і складністю обробки конкретної деталі. Саме від вибору ріжучого інструменту залежить точність виконання, швидкість проведення обробки, швидкість обертання шпинделя верстата і багато інших аспектів.
Якими б не були сучасні технології, які б не з'являлися інноваційні матеріали, що застосовуються в різних галузях і сферах, токарна обробка виробів з металу, дерева, пластика, композитів продовжує зберігати своє найважливіше значення при здійсненні найрізноманітніших будівельних, виробничих або ремонтних процесів.
Вимоги до різних деталей і раніше досить строго регламентувалися різноманітними ГОСТами, ТУ, іншими нормативами і лекалами. У наші дні ці вимоги продовжують посилюватися, як в плані складності конфігурації і параметрів, так і в частині вимог ідеальної точності.
Не доводиться сумніватися в тому, що ще дуже довгий час професія токаря буде однією з найбільш затребуваних у виробничій сфері. А з урахуванням все більш ускладнюється рівня оснащення спеціалізованої техніки, верстатів і устаткування, ця професія буде вимагати все більш високого рівня кваліфікації працівників, глибоких теоретичних знань і багатого практичного досвіду.