Устройство токарного станка

Автор: Ванюков Андрей Сергеевич, руководитель технологического отдела ООО “Инкор” Для кого материал: Для руководителей и технологов металлообрабатывающих производств. Как и для любого вида оборудования основными критериями выбора токарного оборудования являются экономическое обоснование и технические характеристики станка. 1. Экономический аспект выбора токарного станка.

1.1. Себестоимость изготовления детали.

Необходимо учесть фиксированные и возможные (вариативные) затраты. Фиксированные: начальные капитальные вложения, амортизация станка, проценты по кредиту (если есть). Вариативные: затраты на материалы, энергоносители, на рабочую силу, на инструменты, на техническое обслуживание и ремонт, на запасные части, в случае, если потребуется замена. При этом надо учитывать, что себестоимость изготовления детали на более дешевом оборудовании, будет ниже, поскольку станки меньшего типоразмера, как правило, стоят дешевле. Также себестоимость изготовления детали очень тесно связана с производительностью обработки. Одни и те же детали можно изготовить на самых разных видах оборудования, но в зависимости от технологии и вида оборудования они могут существенно отличаться в себестоимости. Нужно учитывать серийность производства, размер средней партии изготовления самой мелкой и самой большой детали. Очень важно просчитать коэффициент загрузки оборудования каждого типоразмера. Если речь идет о группе токарных станков для всего диапазона обрабатываемых деталей, то необходимо просчитать какие детали необходимо обрабатывать на станках меньшего типоразмера, а какие на большего типоразмера. 1.2. Занимаемая площадь. Еще одним из критериев в современных производствах является занимаемая площадь оборудованием. Не секрет, что станки, построенные на новых принципах бережливого производства при одной и той же рабочей зоне, могут иметь до 1,5 раз меньшую занимаемую площадь, как самим станком, так и зоной для обслуживания станка. Схема определения занимаемой пощади станком А – зона работы простого оператора В – зона для выдвижения контейнера стружки С – зона для подключения податчика прутка или автоматического погрузчика D – зона электрошкафов и централизованных станций

2. Технические критерии выбора токарного станка.

2.1. Габариты рабочей зоны

Это главный технический критерий, который определяет возможность обработки самой мелкой и самой большой детали.

Для токарного станка габариты рабочей зоны определяются межцентровым расстоянием, ходам по осям, габаритами узлов станка, револьверной головой и ее блоками, габаритами фрезерного шпинделя для многоцелевых токарно-фрезерных центров, диапазоном зажимаемых диаметров люнетом.

При выборе станка обязательна проверка габаритов рабочей зоны по диаметру и длине определенным инструментом, как на возможность обработки, так и на соударение инструмента (или соседнего инструмента) с оснасткой или деталью.

Определение габаритов максимальной детали при обработке конкретным инструментом (диаграмма соударений):

Анализ рабочей зоны с учетом размещения шпиндельного узла и инструмента при обработке:

Если планируется изготавливать детали из прутка, то необходимо учитывать следующие характеристики токарного станка:

ХАРАКТЕРИСТИКА	ПРИМЕЧАНИЯ
Отверстие шпинделя
Проходное отверстие патрона	Патрон ограничивает отверстие шпинделя. Это кажущаяся мелочь, которую часто забывают учитывать. В результате можно неожиданно столкнуться с ограничением или невозможностью обработки детали.
Проходное отверстие тяговой трубы	Ограничивает отверстие шпинделя. Необходимо учитывать при выборе станка.
Проходное отверстие гидравлического цилиндра

2.2. Тип станины.

В современном токарном оборудовании можно выделить два основных типа станины: прямая или наклонная.

2.2.1. Токарные станки с прямой станиной являются самыми распространенными, поскольку объединяют в себе производительность и долгий срок службы по доступной цене. Прямая станина позволяет выпускать токарные станки с максимальным диапазоном РМЦ и высотой центров. Такие модели лучшим образом подойдут для обработки деталей относительно большого диаметра (свыше 1000мм) и длины (более 5000мм). 

Практика показываем, что станки с прямой станиной выбирают, когда покупают универсальные токарные станки без системы ЧПУ, силовые токарные станки с большим весом деталей, а также тяжелые трубонарезные станки с устанавливаемыми 2-мя патронами на передней бабке. Для классической токарной обработки деталей длиной до 3-х или 5-ти метров более производительно обрабатывать детали на станках с наклонной станиной.

2.2.2. Токарные станки с наклонной станиной имеют более высокую жесткость, скорость перемещений и вращения заготовки, шпиндель приводится в движение серводвигателем, стружка из зоны резания удаляется максимально быстро и просто (падает под собственным весом, попадает в стружкосборник и далее в тележку). Они ориентированы на средне- и крупносерийное производство деталей. 

2.2.3. Токарно-фрезерные обрабатывающие центры – являются разновидностью станков с наклонной станиной. Это высокотехнологичное оборудование, обладающее всеми преимуществами станков с наклонной станиной и при этом способное выполнять как токарную, так и фрезерную обработку при помощи приводного инструмента. Возможный функционал станка может включать противошпиндель и ось Y. Таким станкам характерны высокие показатели точности и производительности, а также минимальное участие оператора в работе, что легко позволяет организовывать многостаночное обслуживание. Его покупка целесообразна в случае мелкосерийного производства сложных дорогих изделий в авиационной, космической, приборостроительной отраслях, требующих выполнения максимально возможного количества токарно-фрезерных операций за один установ. 

Компоновка токарно-фрезерного обрабатывающего центра

2.3.Макс. грузоподъемность станка

Грузоподъемность станка зависит от комплекса параметров элементов станка. Речь идет о шпинделе, подшипнике шпинделя, пиноли задней бабки, люнете и роликовом опорным кронштейне, общем весе станка и т.д.

При этом рассчитывается комплексная грузоподъемность элементов, используемых для изготовления конкретной детали.

Для станков с прямой станиной для расчета грузоподъемности необходимо учитывать следующие факторы:

• деталь зажимается только в шпинделе;

• деталь зажимается в шпинделе и подпирается задней бабкой. 

• деталь зажимается в шпинделе, подпирается задней бабкой и поддерживается люнетом

	Параметры
1	Грузоподъемность при зажиме детали в шпинделе	2,500 кг
2	Грузоподъемность при зажиме детали в системе Шпиндель + задняя бабка	8,000 кг
3	Грузоподъемность при зажиме детали в системе Шпиндель + задняя бабка + 1 люнет	10,000 кг
4	Грузоподъемность при зажиме детали в системе Шпиндель + задняя бабка + 2 люнета	12,000 кг

Примечание:

1. Пиноль задней бабки диам. 250мм может увеличить грузоподъемность на 4,000кг.

2. Пиноль задней бабки диам. 350мм может увеличить грузоподъемность на 9,000кг.

3. Роликовый опорный кронштейн для тяжелых режимов может увеличить грузоподъемность на 7,000кг.

Требуется обработка вала диаметром 500 мм и длинной 3000 мм из стали 40Х. Вес данной детали будет составлять примерно 4600 кг. Соответственно, для обработки данного вала нам потребуется установить деталь в патроне и поджать задней бабкой или установить в патроне и установить 1 люнет ПРИМЕЧАНИЕ:  для станков с наклонной станиной грузоподъемность станка не зависит от количества установленных люнетов и определяется только указанной производителем максимальной грузоподъемностью станка при зажиме детали в патроне и задней бабке.

2.4. Револьверная головка

Одним из ключевых элементов, влияющим на функциональные возможности станков с ЧПУ, является тип применяемой револьверной головки.

Револьверная головка служит для крепления держателей инструмента и может одновременно вмещать 4, 6, 8, 10, 12 и больше позиций для держателей инструментов. 

Инструментальное оснащение револьверных головок 

Разновидностью револьверных головок являются револьверные головки с приводом для выполнения сверлильно-фрезерных операций.

Инструментальное оснащение револьверных головок с приводным инструментом 

Именно они вместе с дополнительной поперечной осью Y превращают токарный станок с ЧПУ в токарно-фрезерный обрабатывающий центр. Конструкция приводной головки предполагает наличие собственного двигателя для приведения в движение в устанавливаемых приводных блоках специализированного инструмента (сверла, метчики, фрезы). Приводная головка позволяет использовать вращающийся инструмент в радиальном и аксиальном направлении. При этом стоит обратить особое внимание, чтобы инструменты и оправки не мешали друг другу и не возникало возможности столкновения с узлами станка или деталью. Замена оправок осуществляется вручную. Для осуществления полноценных операций фрезерования, сверления и нарезания резьбы важно наличие высокоточного датчика контроля положения, который реализует так называемую ось С.  Он осуществляет позиционирование шпинделя на заданный в программе угол с высокой дискретностью в обоих направлениях и обеспечивает отсутствие влияния люфтов кинематики на точность позиционирования.

Токарные револьверные головки различаются системами крепления инструмента. Самый простой способ – это при помощи клинового блока (применяется в неприводных револьверных головках).

Наиболее распространены системы револьверных головок с приводным инструментом по способу крепления инструмента: VDI и BMT. Каждая из них имеет свои преимущества. Система BMT обеспечивает лучшую жесткость крепления блока к револьверной голове за счет крепления по 4-м болтам и пазу, а система VDI более простую и быструю смену инструмента.

При подборе головки нужно помнить, что она производит смену установленных инструментов и их перемещение по программе, что позволяет производить необходимые технологические операции без переустановки заготовки. Поэтому важно, чтобы она делала это за минимальное время, то есть по кратчайшему расстоянию. Это в значительной мере снижает общее время обработки и повышает производительность.

Кроме скорости смены активного инструмента, также важным является возможность подачи СОЖ с индивидуальной регулировкой под каждый вылет режущего инструмента. Это обеспечит лучшее теплоотводение и качественный отвод стружки.

2.5. Токарный патрон

Для закрепления заготовки на шпиндель устанавливают зажимное устройство – токарный патрон. Патрон необходим для проведения практически всех токарных операций и входит в обязательный комплект поставки. Токарные патроны бывают механическими (ручные) и механизированными.

Наиболее распространенный класс патронов – механические, зажим заготовки в патроне производится вручную, например, за счет перемещения кулачков ключом. Патроны разделяются на кулачковые, поводковые и цанговые. Первая группа делится на самоцентрирующиеся (обычно с 3 кулачками) и несамоцентрирующиеся (количество кулачков может быть 2, 4 или 6). Шестикулачковые патроны используются реже всего.

К механизированным патронам относят: пневматические, гидравлические, электрические. Все эти модели направлены на автоматизацию процесса зажима-разжима заготовки с заданным усилием. Гидравлические патроны чаще используются на станках с диаметром патрона больше 200 мм (диаметры импортных патронов указаны в дюймах 6, 8, 10, 12, 15 и далее дюймов). Пневматические патроны применяются на токарных автоматах. Цанговые патроны служат для зажима прутковой заготовки относительно небольшого диаметра. Электрические патроны не получили широкого распространения из-за своей не очень высокой надежности, величины усилия зажима и ограничений по скорости вращения шпинделя.

Кроме того, патроны бывают сквозные и закрытые. Патроны сквозного типа могут пропускать через себя заготовку, что позволяет использовать автоматический податчик прутка (барфидер).

Необходимо обратить внимание, что диаметр отверстия в шпинделе с механическим патроном – всегда больше отверстия в гидравлическом патроне. Это обусловлено применением тяги, с помощью которой осуществляется передача усилия от цилиндра зажима/разжима для перемещения кулачков.

Тип и размер патрона выбирают в зависимости от формы заготовки. Определяя диаметр устанавливаемого патрона, стоит помнить, что он оказывает влияние и на возможный диаметр заготовки, и на удобство ее закрепления. Кроме ограничения по максимальному диаметру – существует и минимальный диаметр, зажимаемый в стандартных кулачках патрона. Надо учитывать, что чем больше диаметр патрона – тем большего диаметра будет минимальный зажимаемый диаметр. Данные ограничения можно частично устранить использованием специализированных кулачков.

2.6. Задняя бабка

Задняя бабка токарного станка — это узел, который служит для фиксации обрабатываемой заготовки при помощи упорного или вращающегося центра и, по сути, является второй опорой для вращающейся заготовки. Зачастую ее применяют при обработке длинной и тяжелой детали, поджимая заготовку со второй стороны, создавая усиленную ось вращения и уменьшая возможные отклонения от оси вращения.

Для этого в конструкции упорной бабки есть пиноль. В ее левом торце имеется коническое отверстие, служащее для установки и фиксации приспособлений и инструмента. Пиноль может выдвигаться и отводиться перемещением маховика, то есть ручным способом, или с помощью гидравлического или электромеханического устройства выдвижения.

Сама задняя бабка станка чаще всего перемещается также вручную оператором. На некоторых моделях станков она может иметь свой привод и автоматически перемещаться вдоль оси Z к месту зажима под управлением системы ЧПУ.

На некоторых моделях токарных обрабатывающих центров с наклонной станиной возможна замена задней бабки на противошпиндель.

2.7. Люнет

Люнеты применяют в качестве дополнительной опоры при обработке заготовок значительной длины (выступающая часть заготовки превышает 12-15 диаметров). Люнет позволяет избегать лишних вибраций, биений и прогибов, повышая тем самым точность обработки, а также добиться равномерного распределения нагрузки на деталь. Они могут использоваться и как промежуточная опора при наружной обточке вала в центрах и как концевая опора с закреплением одного конца в патроне при подрезке торца длинной детали и торцевом сверлении или расточке.

Классификация люнетов:

1. неподвижный (устанавливается на станину) и подвижный (устанавливается на суппорт). Преимущественно неподвижный люнет оснащен тремя несамоцентрирующимися кулачками, в которых фиксируется заготовка и предназначен для черновой обработки вала. Токарный подвижный люнет применяется в тех случаях, когда требуется сделать чистовую обработку, точить резьбу на длинной детали и так далее.

2. С опорами качения и скольжения: первые называют роликовые люнеты, а вторые — кулачковые люнеты.

3. С ручным независимым перемещением кулачков и люнеты с гидроприводом самоцентрирующиеся (применяются в станках ЧПУ).

Наверняка, у вас появилось много уточняющих вопросов, или вам нужно помочь произвести расчеты, необходимые для выбора станка.  Пишите, всегда рады помочь!

Содержание

Оборудование для токарной обработки металлических заготовок используется на различных предприятиях. С его помощью изготавливаются детали конусовидной, цилиндрической и сложных форм. Нарезается внутренняя и наружная резьба. Чтобы работать с таким оборудованием, чинить его при поломках и ухаживать за подвижными механизмами, нужно знать устройство токарного станка.

Предназначение и разновидности токарных станков

В производстве токарное оборудование считается наиболее популярным. По статистике с помощью таких станков изготавливается более 50% продукции поступающей в продажу или деталей использующихся в дальнейшем производстве.

Характеристики, на которые необходимо обращать внимание при выборе покупной модели токарного станка:

1. Система управления — ручная или ЧПУ.
2. Возможность установки одного или нескольких резцов.
3. Габариты оборудования.
4. Максимальный радиус обтачиваемой заготовки.
5. Размер рабочего пространства.

При обработке детали она закрепляется в патроне вращающегося шпинделя. С помощью резцов, которые фиксируются в суппортах, происходит обработка заготовки. Оснастка снимает требуемый слой стали или нарезает резьбу.

Существует несколько разновидностей токарных станков. Они различаются по конструкции и функциональности:

1. Винторезные — универсальные машины, используемые для создания конусов, цилиндров и разных видов нарезок.
2. Револьверные — работают такие станки с калиброванным прутком. С помощью такого оборудования выполняют точение, сверление, развертку и зенкеровку.
3. Карусельные — промышленные машины, с помощью которых обрабатывают крупные заготовки.
4. Оборудование для продольного точения. С его помощью подвергаются точению, сверлению, зенкеровке и расточке заготовки из стали и меди.
5. Универсальные станки для проведения токарных и фрезеровочных работ.
6. Многошпиндельные — многофункциональное оборудование, которое позволяет выполнять несколько технологических операций одновременно.

В большинстве случаев универсальное оборудование считается менее точным в сравнении со специализированным. Из-за этого на больших предприятиях устанавливаются различные станки. Наиболее популярными считаются машины с системами ЧПУ. Связано это с их производительностью и точностью.

Устройство токарного станка

Устройство токарного станка включает несколько основных механизмов, которые связаны между собой соединительными элементами, проводами, приводами, шестернями, ремнями, направляющими. Зная конструкцию «токарника» можно правильно ухаживать за ним и разбираться в возникающих поломках.

Конструктивные элементы

Основные элементы токарного оборудования:

1. Станина. Представляет собой массивное и литое основание, на котором закрепляются направляющие профиля для перемещения бабок. Станина должна удерживать остальные элементы оборудования и гасить вибрации, возникающие при работе электродвигателя.
2. Передняя бабка. Она представляет собой шпиндель, подшипники, коробку скоростей и шкив. Ключевым элементом передней бабки считается вращающийся шпиндель. В нём закрепляется обрабатываемая заготовка. Это передний центр оборудования, от которого зависит вращение детали при обработке.
3. Задняя бабка. Элемент, который перемещается по направляющим, закреплённым на станине. Закреплён под углом в 90 градусов. Предназначен для точения конусов обрабатывающей головкой.
4. Суппорт. Подвижный элемент, который предназначен для закрепления режущей оснастки. Существуют продольные и поперечные суппорта. Они передвигаются по двум разным плоскостям. На них устанавливаются резцедержатели с резцами.

Другими элементами токарного оборудования являются коробка передач, гитара (набор сменных шестерней), фартук (приводит в движение механизмы и подвижные бабки).

Электрическое оснащение

Рекомендации по выбору

При выборе токарного станка нужно уделять внимание некоторым моментам:

1. Габаритам оборудования.
2. Массе станка.
3. Скорости вращения шпинделя (в зависимости от обрабатываемого материала).
4. Точности станка (модели с ЧПУ выполняют более качественные резы и снятие металлического слоя).

Несколько советов по обслуживанию

Зная, как обслуживать станок, можно продлить срок его эксплуатации. Советы:

1. После обработки заготовок требуется выполнять очистку оборудования от остатков материала.
2. Работать только с цельными и острыми резцами.
3. Проверять работоспособность отдельных элементов станка перед его запуском.
4. Использовать охлаждающую жидкость при длительном процессе работы.

Создание множества разнообразных моделей станков, которые конструктивно отличаются друг от друга, дало возможность осуществить автоматизацию обрабатывания металлических изделий. Токарный станок по металлу считается наиболее популярным на данный момент устройством станочного типа. Возможно приобрести настольные станки. Они не так функциональны, как стандартные, однако с успехом используются домашними умельцами и частными мастерами. Различные их модели располагают отличающимися характеристиками.

Содержание

Принцип работы

Токарное обрабатывание металлических деталей считается наиболее распространенной операцией, осуществляемой на производстве. Соответственно со статистическими данными, больше 60% всех металлических изделий обрабатывается с помощью данной технологической операции. Сегодня обычные устройства используются редко, их практически повсеместно заменили на агрегаты с ЧПУ, дающие возможность выполнять высокоточную обработку.

Ключевые технические характеристики токарного станка следующие:

• наибольший допустимый радиус обтачиваемого изделия;
• наибольшая дистанция промеж центров станочного устройства;
• наибольший диаметр детали, фиксируемой над суппортным элементом для обрабатывания.

В пиноль задней бабки устанавливаются необходимые приспособления (развертки, сверлильные инструменты). Задняя бабка двигается по направляющим станины, останавливается в требуемом месте. Суппортный элемент располагается промеж задней и передней бабки. При обрабатывании каретка станет передвигаться по направляющим, перемещать резец продольно заготовке. Держатель резца выбирается при учете уровня нагрузки на режущий инструмент, материала изделия. Для несложной обработки обычно берутся одиночные держатели резца. На выпускаемых сегодня станочных агрегатах установлены резцовые головки. Это высокопрочные элементы, на которых возможно зафиксировать четыре режущих инструмента одновременно.

Устройство токарного станка по металлу таково, что он функционирует благодаря электрическому мотору, который оснащен ременным приводом из материала высокой плотности. Ремень объединяет движок и ступенчатый шкив. Натяжение ремня должно быть достаточным для производительной работы.

Типы станков

1. Токарно-винторезные. Предоставляют возможность точить конусы, создавать разные типы нарезок. Считаются самыми универсальными устройствами. Почти не используются на крупносерийном производстве.
2. Токарно-карусельные. Предназначаются для обрабатывания крупногабаритных изделий. Позволяют точить и растачивать цилиндры, конусы, выполнять подрезку торцов и прорезку углублений.
3. Лоботокарные. Предназначаются для обрабатывания цилиндров, конусов, фасонов, чугунных/стальных дисков.
4. Токарно-револьверные. Используются для обработки изделий, выполненных из калиброванного прутка. На таком оборудовании возможно точить, растачивать, сверлить, зенкеровать, развертывать детали. Кроме того, можно создавать нарезки посредством метчиков.
5. Автоматы продольного точения. Применяются для производства мелкосерийных изделий из прутка, фасонного профиля. Позволяют точить медные, стальные заготовки. Конструкция токарного станка подобного типа такова, что он управляется посредством кулачковой системы и распределительных валов, установленных в станине.
6. Многошпиндельные. Предназначаются для обрабатывания изделий из прутка, имеющего сечение в форме круга/шестигранника/квадрата. Дают возможность точить, подрезать, сверлить, растачивать, зенкеровать заготовки.
7. Токарно-фрезерные. Особенность устройств такова, что они предоставляют возможность как точить, так и фрезеровать заготовки. Рабочее приспособление заменяется автоматически.

Конструктивные элементы

Схема токарных станков разных моделей приблизительно одинакова.

Станина

Главным узлом станочного устройства считается станина, которая состоит из пары ребер, расположенных вертикально. Промеж них поперечно располагается несколько перекладин, которые делают статор неподвижным.

Основание размещено на ножках. Число ножек зависит от величины станины. Конструктивно они устроены так, что в них возможно помещать весь нужный инструмент.

Поперечные станинные рейки, расположенные наверху, являются направляющими для перемещения по ним суппортного элемента, задней бабки. Сегодня нашли применение направляющие двух типов:

• призматические (для передвижения суппортного элемента);
• плоские (для перемещения задней бабки).

Передняя бабка

Узлы, располагающиеся в передней бабке, поддерживают и вращают обрабатываемое изделие. Тут же размещаются элементы, которые регулируют быстроту кручения заготовки. К ним причисляются:

• шпиндель;
• два подшипника;
• шкив;
• коробка скоростей.

Главным узлом передней бабки считается шпиндель. Справа от него имеется нарезка. К ней прикрепляются патроны, которые удерживают изделие. Шпиндель монтируется на пару подшипников. Точность токарной обработки зависит от его состояния.

В передней бабке есть гитара сменных шестеренок, предназначающаяся для передачи кручения и вращающего момента с выходного вала коробки скоростей на вал коробки подач. Настройка суппортной подачи выполняется посредством подбора и перестановки разных колес с зубцами.

Задняя бабка

Этот элемент входит в основные узлы токарного станка. Он заключает в себе основание и держатель шпинделя.

Подвижный держатель перемещается по основанию под углом в 90 градусов к станочной оси, проходящей горизонтально. Благодаря этому возможно точить конусы. Через стенку бабки проходит вал, поворачиваемый рычагом, расположенным сзади станочного агрегата. Фиксация бабки на станине выполняется обыкновенными болтами.

Суппорт

Верх суппорта служит для фиксации режущих приспособлений, используемых при обрабатывании изделий. Так как суппортный элемент подвижен, резец передвигается туда, куда нужно рабочему.

При обрабатывании изделий большой длины суппортный ход по горизонтали станочного агрегата должен совпадать с длиной изделия. Продольно суппорт перемещается по салазкам, а поперечно – по вертикальным направляющим.

Эти направляющие необходимы для поворота суппорта. Они позволяют задавать угол размещения изделия относительно станочного фартука.

Коробка подач

От данного агрегата зависит, в какую сторону будет двигаться суппорт. Трензель, задающий направление, располагается в передней бабке. Управляется он при помощи внешних рукоятей. Кроме направления, возможно менять амплитуду перемещения. Для этого используются сменные шестеренки.

Шпиндель

Шпиндельный корпус должен не прогибаться под действием:

• массивных заготовок;
• максимально натянутого ремня;
• давления режущего инструмента.

Особенные требования выдвигаются к шейкам, устанавливаемым в подшипники. Их нужно шлифовать правильно и чисто.

Шпиндель является устойчивым благодаря подшипникам, узлу регулирования натяжения. К правому подшипнику шпиндельный узел прикрепляется при помощи втулки из бронзы. Ее наружная расточка такая же, как у гнезда передней бабки. На втулке есть сквозное отверстие и несколько надрезанных участков. Закрепляется она посредством гаек, которые накручены на ее концы с резьбой.

Гитара

Соответственно с описанием токарного станка, данный узел служит для регулировки суппортной подачи, является набором сменных шестеренок. Гитара оснащена реверсом. В выпускаемых сегодня устройствах она не применяется.

Фартук

Фартук приводит в движение станки, которые соединяют суппорт с зубчатой рейкой и винтом хода. Управляющие рукояти размещены на корпусе, что облегчает регулирование суппортного хода.

Электрическое оснащение

Соответственно с устройством токарного станка, он функционирует благодаря электроприводу. Моторы, которыми оборудуются подобные агрегаты, бывают асинхронными либо функционирующими от постоянного электрического тока. Движки способны выдавать как одну, так и несколько скоростей вращения.

Большая часть станочных агрегатов оснащается моторами с короткозамкнутым ротором. Для того чтобы передавать вращающий момент от мотора коробке скоростей, применяется ременная передача либо прямое соединение с валом.

Сегодня существуют устройства, у которых быстрота вращения шпинделя настраивается бесступенчато. Однако так как подобные станки чересчур массивные, они используются нечасто.

Технология работы

Назначение и устройство токарных агрегатов таково, что они дают возможность применять резцовые, сверлильные, зенкеровочные, разверточные, метчиковые, плашковые, фасонные приспособления. Резцы используются чаще прочих инструментов, применяются для обрабатывания плоскостей, цилиндров, фасонов; создания нарезки.

Для фиксации деталей применяются патроны. Устройство токарного патрона хорошо знакомо любому опытному рабочему. Обыкновенно используется самоцентрирующийся патрон с тремя кулачками, передвигающимися посредством диска. Последний располагает пазами, в которых есть кулачковые выступы и коническое колесо с зубцами. В зависимости от направления вращения диска, кулачки сближаются с центром либо отдаляются от него.

Говоря про устройство токарных станков, нельзя не упомянуть про специальные хомутики, передающие кручение от шпинделя к обрабатываемой детали, монтированной в центрах станочного агрегата. Хомутик устанавливают на обрабатываемое изделие и фиксируют винтом. Хвостовик упирается в палец патрона поводка.

Патроны-цанги используют обычно для фиксации холоднотянутого прутка. Патроны-мембраны используются для обработки деталей с высокоточным центрированием. Метод фиксации изделий подбирается при учете их величины, жесткости, точности обрабатывания.

Рекомендуем также к прочтению:

Что такое токарные станки ЧПУ?

Способ изготовления самодельного токарного станка

Какие бывают токарные резцы по металлу

Все дело в деньгах. Токарные станки по металлу – вещи очень и очень недешевые, это касается даже самых простейших моделей.

Сделать своими руками такого рода станок – дело вполне по силам любому желающему, поэтому многие домашние и кустарные мастера сооружают эти аппараты самостоятельно и очень успешно.

Содержание

Сферы применения токарного станка

Токарный станок – аппарат древний, это раннее приспособление для обработки самых разных деталей из разнообразнейших материалов – от металла до дерева и др.

Обработка – это прежде всего обточка поверхностей как внутри, так и снаружи, сверление и расточка отверстий разного диаметра, нарезка резьбы, формирование рельефа поверхностей с помощью накатки.

Если говорить о токарной обработке металлических деталей, то промышленные токарные устройства, произведенные разными заводами, являются дорогими и массивными агрегатами, управлять которыми весьма непросто.

Они никоим образом не относятся к настольным аппаратам, это серьёзные промышленные агрегаты, которые в принципе не подходят для кустарных работ. Поэтому самодельный токарный станок, сделанный своими руками, – отличная идея по всем соображениям.

Вы можете, к примеру, сделать его в виде мини-версии, которого будет вполне достаточно для обработки как металлических деталей, так и заготовок из любых других материалов.

При использовании домашних самодельных мини-станков есть определенные ограничения: они предназначены главным образом для работы с круглыми деталями, с сечениями типа осей, рукоятками для инструментов, колес и т.д.

В мини-станках детали нужно фиксировать только в горизонтальном положении для их вращательных движений. Лишний материал по ходу обточки снимается резцами, которые закреплены в суппорте токарного аппарата.

Составные части мини-токарного станка по металлу

Состав любого токарного устройства традиционный, все нижеперечисленные элементы присутствуют вне зависимости от того, каким образом он сделан – вручную дома или промышленным образом.

Устройства состоят из следующих составных частей:

Станина

Главный несущий элемент всей конструкции, придающий ей жесткость и прочность. Станина самодельного токарного станка по металлу изготавливается из деревянного бруса или металлических заготовок в виде готовых уголков.

Главное требование к станине – необходимая прочность, так как конструкция станка во время процесса обработки подвергается воздействию сильной вибрации.

Привод

Главный элемент той части, отвечающей за мощность работы. Привод нужно выбрать очень правильно исходя из нужно мощности. Это задача непростая, над которой следует хорошенько подумать.

Будет достаточно бывшего в употреблении привода от стиральной машинки, строительного миксера или чего-нибудь еще, если вы делаете легкий станок для работ по металлу.

Количество оборотов при таких приводах – около 1500 оборотов в минуту, а мощность – 200Вт или немного выше.

1. Задняя бабка. Это специальная пластина из стали, к которой приваривается тоже стальной уголок. Она нужна для плотной фиксации обрабатываемой детали к станине для качественной обработки.
2. Передняя бабка. Это такая же часть, как и задняя бабка, но в отличие от передней она фиксируется на подвижной раме аппарата.
3. Передний и задний центры.
4. Суппорт.

Это один из ключевых факторов для рабочих элементов аппарата, информацию о котором читайте ниже.

Как производится вращение?

Вращательный момент формируется в станке разными способами. Можно установить рабочую часть на вращательный вал электрического двигателя напрямую. Такой подход много чего сэкономит: и место, и деньги на запасные части.

К сожалению, такое расположение возможно далеко не всегда, поэтому главным исполнителем вращательного движения назначаются так называемые передачи. Они бывают цепными, ременными и фрикционными.

У каждого вида передачи есть свои плюсы и минусы:

Ременная передача

Самый бюджетный вариант передачи для мотора со многими преимуществами. Главное из них – надежность. Сделать ременную передачу просто: чаще всего мастера берут таковую от других устройств.

Есть и недостаток – это его недолговечность, так как ремни быстро изнашиваются. Вам придется менять их довольно часто.

Цепная и фрикционная передачи

Цепная передача стоит недешево, к тому же она намного более громоздкая, чем ременная. Зато и прослужит такая передача намного дольше, так что вы получите «стратегическую» экономию средств. Фрикционная передача находится ровно посередине между ременной и цепной передачами.

Основные узлы устройства

От суппорта зависит итоговое качество обработанной детали. Силы, время и все остальные ресурсы, вложенные в процесс, могут пойти насмарку без хорошо налаженного суппорта. Это часть расположена на специальных «салазках», двигающихся вдоль станины по направляющим векторам.

Движение суппорта может происходит в следующих направлениях:

• Продольное движение, при котором рабочий элемент устройства движется вдоль соединяемой детали. Такое направление производится при вытачивании круговой резьбы или для удаления поверхностного слоя краски или еще чего-нибудь с обрабатываемой заготовки.
• Поперечное движение суппорта производится перпендикулярно по отношению к оси детали. С помощью такого движения производятся отверстия и углубления.
• Наклонное движение может проводится под различными углами наклона, его используют для производства поверхностных углублений различной конфигурации.

Следует помнить, что суппорт, как самая работающая и подвижная часть аппарата, является самой изнашиваемой.

Быстрый износ объясняется действием постоянной и серьезной вибрации, которое выливается в расшатывание креплений и последующим люфтам, что всегда сказывается на качестве токарной работы в том или ином виде. Такой беды можно избежать, для этого нужна постоянная подстройка и регулировка суппорта.

Регулировать суппорт можно разными способами. Если регулируется люфт, то его устраняют с помощью винта. Зазоры можно ликвидировать с помощью специальных вставок между кареткой и направляющими.

Зазоры появляются при износе винта, который контролирует продольное и поперечное движения в плоскостях. Сальники также могут изнашиваться. В этом случае их промывают и смазывают до полной пропитки машинным маслом. Иногда их нужно просто заменить на новые.

Этапы сборки токарного станка

Самодельные токарные станки по металлу своими руками собираются быстро и несложным образом. Единственное, что нужно точно соблюдать, – порядок сборки.

Самодельный токарный станок нужно собирать с максимальной точностью:

1. Первым делом – сборка рамы из металлических элементов. Лучше, если это будут швеллеры и балки. Нужно обязательно рассчитать нагрузку для планируемых работ: с деталями каких размеров вы собираетесь иметь дело? Если, к примеру, вы планируете обрабатывать металлические предметы длиной больше 5-ти сантиметров, металлическая рама станка должна быть должны быть толщины свыше 3-х сантиметров.
2. Установка продольных валов с направляющими на швеллеры. Лучше зафиксировать валы узлами сварки, но можно закрепить и болтами.
3. Подготовка передней бабки из гидравлического цилиндра с толстыми стенками и двумя подшипниками, спрессованными в тело цилиндра.
4. Прокладка вала с использованием подшипников с большим диаметром.
5. Заливка жидкости для смазки в гидравлический цилиндр.
6. Установка и фиксация шкива с суппортом и направляющими.
7. Монтаж электропривода.

Не забыть заняться специальным подручником для хорошей устойчивости резцов для токарного станка по металлу. Токарный резец по металлу – один из ключевых элементов, с ним работаем внимательно и аккуратно.

Внизу конструкции станка прикрепить металлическую полоску с защитной функцией – она не даст рабочей части станка деформироваться по ходу активности.

Какой мотор лучше

Электрический мотор – ключевая часть любого токарного устройства для работ по металлу. Движение рабочей части аппарата происходит благодаря ему и ничему больше. Насколько мощный мотор, настолько мощный и сам станок.

Уровень мощности мотора нужно рассчитывать в зависимости от планируемых работ – размеров металлических деталей, с которыми вы собираетесь работать на вашем новом агрегате.

Если в ваших планах работа с небольшими деталями, будет вполне достаточно мотора с мощностью около 1 кВт. Такие моторы имеются на швейных машинках или других домашних бытовых электроприборах. Если ваши будущие детали покрупнее, выбирайте мотор с мощностью от 1,5 до 2,0 кВт.

Мощность также зависит от материала, с которым вы собираетесь работать. Если, к примеру, ваш материал – дерево, то самодельные токарные станки по дереву своими руками, включая самодельный резец для токарного станка по дереву, большой мощности не потребуют.

Важнейший вопрос – надежная изоляция всех электрических узлов. Самым оптимальным вариантом будет взять консультацию у специалиста. Уверенность в безопасности аппарата и профессиональной надежности конструкции вам не помешает: все-таки вы собираетесь работать с электричеством и металлами. А с ними не шутят.

Делаем станок из дрели

Дрель будет отлично смотреться в виде привода к токарному устройству.

Этим элегантным решением вы сэкономите приличные деньги и значительно упростите себе жизнь, потому что у него целый ряд отличных преимуществ:

• Модульность аппарата: он просто собирается и разбирается. Дрель без каких-либо затруднений отсоединяется от станины и присоединяется обратно.
• Такая модель весьма транспортабельна, с ней можно работать везде – хоть на даче, хоть в гараже.
• Значительная экономия средств: не нужно закупать дополнительные сменные насадки или ременную передачу.

Чтобы собрать аппарат из дрели, вам понадобится практически те же самые детали, что и для обычного аппарата. Не понадобятся только два вещи: электродвигатель и передняя бабка, а это важнейшие и самые дорогостоящие элементы конструкции.

Поскольку станок легкий и компактный, нет нужды сооружать устойчивую станину, вполне достаточно будет верстака или стола. Фиксация дрели производится с помощью хомута и струбцины.

Расширение функций токарного устройства из дрели можно произвести с помощью дополнительных насадок и других приспособлений. У вас могут получиться великолепные самодельные станки по дереву.

Есть, конечно, и минусы. На аппарате из дрели вы не сможете обрабатывать детали большого размера. Можно попытаться усовершенствовать модель в этом направлении. К примеру, добавить ременную передачу и усложнить станок для увеличения числа оборотов.

Но овчинка не стоит выделки: он потеряет свои главные преимущества в виде простоты и легкости. Таким образом, самодельный аппарат из дрели имеет смысл лишь в случаях, когда идет работа с некрупными деталями.

Токарный станок из дрели способен на многое: на нем можно не только обрабатывать детали. Но и работать с красками – наносить их на заготовку во время ее вращения. Это и самодельный станок по дереву.

Намотка проволоки на трансформатор, нанесение разного рода насечек на поверхности деталей – только некоторые примеры использования многофункционального станка из дрели и токарного резца по металлу.

А теперь простейший станок

Сегодня в сети огромное количество чертежей, инструкций и видеороликов на тему «как сделать самодельный токарный станок», с помощью которых самостоятельная работа по изготовлению токарного станка вполне реальна и по плечу практически каждому.

Можно, конечно, замахнуться на мини-станок с программным управлением. А можно остановиться на самом простом варианте, который будет с малыми затратами отлично работать по самым разным деталям разнообразной конфигурации.

Деревянные стойки крепятся к станине с помощью болтов. Станина должна быть надежной, поэтому выполняется из стальных уголков. В крайнем случае ее можно сделать из брусков.

Режущий элемент фиксируется на узле из подручника, по нему он будет перемещаться. На поверхности перемещения следует плотно зафиксировать лист металла для защиты конструкции от деформации. Кроме того, это поможет расположить токарный резец по металлу точно к детали, которую нужно обработать.

Для изготовления передней бабки и задней бабки подбираются подходящие цилиндры из металла с соответствующим диаметром. Они размещаются в узлах подшипников, которые заранее размещены в деревянных стойках.

Вращательное движение передается через передний центр, объединенный с мотором с помощью ременной передачи.  Деталь фиксируется между передним и задним участками и обрабатывается резцом из подручника.

С поиском и выбором электрического двигателя для токарного мини-станка проблем не бывает.

Мы уже писали, что мотор небольшой мощности можно найти на любом бытовом электрическом устройстве, любой домашний бытовой агрегат, бывший в употреблении, вполне подойдет для этой задачи. В качестве привода можно использовать шлифовальные машинки или дрели.

Техника безопасности

Поскольку речь идет об электрическом станке и работе с металлами, требования к выполнению правил техники безопасности будут ясными и жесткими, от которых никуда не денешься. Первым делом нужно проверить работоспособность нового станка сразу же после его изготовления.

Как проверяется работоспособность станка: шпиндель должен вращаться без малейших затруднений. Нужно замерить совпадение оси вращения деталей в станке с центром симметрии этой же детали. Общая ось должна просматриваться у переднего и заднего центров.

Электродвигатель всегда накрывается специальным кожухом, который защищает мотор от грязи и частиц из металла, равно как и самого оператора станка. Если ваше устройство сделано из дрели, никакой кожух не нужен.

Если вы решили снабдить свой самодельный токарный станок мощным мотором, обязательно протестируйте в вашей домашней сети – хватит ли ее для вашего мощного мотора. А вообще лучше придерживаться устоявшихся традиций и использовать старых знакомых – электродвигатели от бытовых приборов.

Сделать самодельный токарный станок по металлу своими руками – отличное и элегантное решение со всех точек зрения. Простота исполнения, экономия средств, эффективная обработка деталей – все это про самодельные токарные станки.