Токарная обработка металла: оборудование и виды работ

Токарная обработка металла: оборудование и виды работ

  • Принцип токарной обработки
  • Оборудование и инструментарий
  • Работы, выполняемые на токарных станках

Токарные работы – это широкий спектр процедур по механической обработке металлических деталей. Она проводится посредством срезания слоя металла с заготовки специальными инструментами с целью получения детали нужной формы и размеров. Готовое изделие должно соответствовать определенным допускам и стандартам качества. Для контроля производимых деталей используются различные измерительные инструменты, калибры, эталоны.

Точение деревянных изделий

Большинство поделок требуют для себя обработку методом точения. Чтобы выполнить поделку на токарном станке в форме вазы, тарелки или бокала – предметов, имеющих поперечную форму круга, заготовку необходимо закрепить в специальном патроне станка. Для крепления длинных деталей, применяется трезубец, который поджимает их центром задней бабки.

Перемещая стамеску вдоль оси вращения, деталь будет затачиваться. Такой вид точения называется продольным. Если самоделка небольшая, ее можно закрепить шурупами к планшайбе, или плоскому диску.

Сначала на заготовку нужно нанести разметку под шурупы, а затем просверлить несквозное отверстие, по глубине равное ввинчиваемой длине шурупа. Также можно проколоть отверстие шилом. Чтобы определить местоположение шурупов, заготовку нужно приложить к планочной шайбе и через отверстия, которые находятся по обратной стороне, очертить места под шурупы.

Обрабатывая плоскую деталь на планшайбе, необходимо подготовить стамеску и путем ее перпендикулярного перемещения, обтачивать заготовку лобовым, или торцовым способом.

Режущая часть токарных станков, называемая лезвием, имеет клиновидную форму. Передняя и задняя поверхности образуют на пересечении режущую кромку. Точение деревянных изделий может подразумевать отрезку части заготовки, разметку центров вращения, осмотр состояния заготовки и придание ей нужной цилиндрической формы.

Используя все возможности, предоставляемые токарным станком, можно своими руками добиться идеальной бочкообразной формы нужного изделия. Без точения не обойтись изготавливая ручки и ножки мебели.

Необходимый набор резцов для токарных работ

  1. Желобчатая стамеска
  2. Резец-майсель (2 мм)
  3. Полукруглый резец
  4. Отрезной резец
  5. Скошенная стамеска (косяк)
  6. Полукруглая стамеска для обработки фасонной поверхности
  7. Желобчатая стамеска для черновой обработки (рейер)

Персонал

Если вы сами являетесь опытным токарем, то в принципе вам не требуются наемные сотрудники. Разве что помощник. Но здесь подойдет любой молодой человек, ищущий подработку.

Другой вопрос, если вы без навыков токарного дела решили открыть такой бизнес. В данном случае нелегко будет отличить профессионала от любителя. Чтобы облегчить себе задачу, выбирайте кандидатов, которые проработали токарем не менее 3 лет, а после их увольнения прошло не более 2 лет.

Нанимать специалистов лучше с испытательным сроком на 2-3 месяца.

Итак, какие требования предъявлять к токарям:

  • третий разряд и выше;
  • навыки заточки режущего инструмента;
  • знание принципов работы токарного станка.

Конструкция токарного станка

Токарный станок по металлу своими руками является полноценным оборудованием с силовым агрегатом, он имеет большой вес и создает вибрацию. Прежде, чем мастерить такое устройство, необходимо тщательно продумать конструкцию всех деталей.

Мини-станок для домашнего использования имеет 4 основных элемента:

  1. Рама.
  2. Суппорт и резцедержатель.
  3. Передняя и задняя бабка.

Этот узел предназначен для фиксации всего оборудования в жестком положении. Являясь основой, станина должна быть прочной и не давать перекоса. Станок можно размещать на столе или изготовить напольный вариант, увеличив длину опоры. Выполняют такую литую станину из швеллеров и металлических уголков. Соединение элементов каркаса производят сваркой или крепят болтами.

Суппорт

Такой элемент удерживает режущее устройство и способен перемещаться в заданном направлении и плоскости для эффективной обработки заготовок. При необходимости создания сложных и нестандартных поверхностей следует уделить особое внимание креплению этого узла. Для плавного движения в горизонтальном направлении применяют винтовой механизм в фартуке. Суппорт остается подвижным, но при необходимости его можно зафиксировать. Резцы в резцедержателе должны плотно зажиматься, люфты увеличивают травмоопасность во время работы.

Передняя и задняя бабка

В шпиндельной бабке располагают коробку передач, что обеспечивает различную скорость вращения шпинделя, регулировку величины крутящегося момента. Кроме того, бабка состоит из головки для обточки и устройства для подачи суппорта. Бабка обеспечивает крепление заготовки.

Бабка сзади механизма обеспечивает прочное крепление заготовки или инструмента в нужном направлении. Такой узел имеет функцию нарезания резьбы на токарном станке по металлу.

Чем отличается модель «ТВ-4»?

Данный настольный токарный станок по металлу с ЧПУ имеет большую мощность, чем предыдущая модель. Длина устройства равна 1440 мм, ширина — 470 мм, а высота — 1020 мм. Общая масса токарного станка — 280 кг. Класс точности — «Н». Максимальный размер заготовки составляет 200 мм. При этом в центре станка можно устанавливать деталь высотой до 300 мм. Расстояние центров равно 108 мм. В свою очередь диаметр суппорта составляет целых 122 мм.

Помимо прочего следует выделить надежный патрон в механизме. Размеры держателя резца составляют 16 на 16 мм. Отверстие шпинделя — 16 мм. Диаметр прутка ровно 15 мм. Ступеней в данной модели только шесть. Торможение шпинделя в устройстве не предусмотрено. Механизм блокировки рукояти также отсутствует. Перемещение суппорта осуществляется на расстоянии 300 мм. В целом данный настольный токарный станок по металлу является довольно мощным и хорошо подходит для различной нарезки.

Основные элементы

Перед тем как сделать себе такой же агрегат, необходимо найти чертежи токарного станка по металлу.

Благо мы живём в технологичную эпоху и всё это легко обнаружить в глобальной паутине. Вооружившись ими, можно приступать к созданию такого чуда у себя дома.

Как можно заметить на чертежах, станок делится на восемь основных деталей:

  • Станина. Её нужно делать очень надёжной, так как даже самая простая конструкция может знатно дребезжать во время рабочего процесса. К станине, кстати, также крепятся функциональные узлы и отдельные элементы;
  • Коробка передач. Её задача – это приводить в действие ходовой вал;
  • Передняя бабка. Один из важнейших элементов конструкции. Именно в ней размещают коробку передач. Кроме того она служит для изменения величины крутящего момента;
  • Шпиндель;
  • Держатель. Нужен для крепления специальных резцов
  • Задняя бабка. Монтируется с обратной стороны агрегата;
  • Фартук;
  • Суппорт.

Токарный станок. Виды и устройство. Принцип работы и как выбрать

Токарный станок – станок, предназначенный для обработки заготовок из металла, дерева и прочих твердых материалов путем точения. За счет ряда регулировочных приспособлений обеспечивает высокую точность обработки.

Виды работ

С помощью токарного станка возможна обработка цилиндрических, фасонных и конических заготовок, что обусловлено спецификой его устройства.

С помощью станка выполняют:
  • Нарезание резьбы.
  • Зенкование.
  • Сверление.
  • Выравнивание торцов.
  • Обрезку.
  • Развертывание отверстий.
  • Стачивание диаметра и т.п.

В металлообработке применяется гораздо больше вариаций действий, поэтому токарный станок используется в сочетании с другим оборудованием. Кроме этого их функциональность сильно ограничена размерами заготовок.

Принцип действия

Станок для токарных работ является очень точным дорогостоящим оборудованием, нуждающимся в правильной регулировке. Сложность его устройства может существенно отличаться. Поэтому на отдельных устройствах можно сделать гораздо больше операций и с более высоким качеством.

Читайте также  Самодельный динамометрический ключ
Рассматривая упрощенную схему устройства токарного станка можно отметить следующие узлы:
  • Электропривод.
  • Передняя бабка.
  • Шпиндель с патроном.
  • Резец.
  • Суппорт.
  • Салазки.
  • Задняя бабка.
  • Станина.

Помещаемая в токарный станок заготовка зажимается кулачками патрона размещенного на шпинделе. Тот в свою очередь приводится в движение электроприводом. На станине станка находятся поперечные салазки. По ним скользит суппорт, в механизме которого зажимается резец. При включении вращения шпинделя заготовка оборачивается с заданной скоростью. Регулируя суппорт можно приближать или удалять от заготовки резец. За счет вращения детали при примыкании к ней резца осуществляет снятие материала с высокой точностью.

При обработке крупных заготовок применяется задняя бабка. Она скользит на продольных салазках станины и используется в качестве дополнительного упора. Задняя бабка оснащается пинолем. Тот представляет собой свободно вращающийся конус. Он поджимается к детали, чем предотвращает ее биение при прикладывании резца.

При производстве токарных станков детали поддаются точной обработке и подгонке. За счет этого соблюдаются минимальные допуски, что позволяет на готовом оборудовании создавать изделия с погрешностью в доли миллиметров. Базовая конструкция станка может существенно усложняться. В частности в нем может предусматриваться электропривод для изменения положения суппорта на салазках. Нередко предусматривается регулировка скорости оборота электродвигателя.

Виды токарных станков
Помимо универсальных токарных станков, предназначенных для выполнения различных видов работ, существуют также специализированные конструкции, работающие по схожему принципу:
  • Токарно-винторезный.
  • Токарно-карусельный.
  • Лобовой.
  • Токарно-револьверный.
  • Автомат продольного точения.
  • Многошпиндельный.
  • Токарно-фрезерный.

Помимо функциональных отличий, станки могут различаться между собой по максимальному размеру обрабатываемых заготовок. также они могут отличаться по удобству и точности регулировок, материалам обработки. По последнему критерию станки в основном разделяют на предназначенные для работы с металлом или деревом. Токарный станок для металла оснащается более мощным мотором и усиленными узлами. За счет этого они имеют высокую устойчивость к сопротивлению в результате трения при обработке заготовок. Станок по дереву более облегченный, так как точить дерево существенно легче, чем металл.

Токарно-винторезный

Может использоваться для единичного изготовления деталей. Скорость производства на нем недостаточная для серийного выпуска изделий. Обычно станки этого типа рассчитаны на обработку металлов, в том числе твердых черных и более мягких цветных.

Устройство этого станка отличается от базового наличием коробки скоростей, за счет чего осуществляется весьма точная регулировка обработки заготовок. За счет того что настройка выполняется за счет коробки, а не изменения скорости вращения самого электромотора, станок имеет высокую мощность даже при малой скорости работы.

Устройство имеет большое расстояние между центром патрона и пинолем на задней бабке. Это позволяет обрабатывать достаточно длинные заготовки. Станки винторезного типа разделяются на 5 классов. Каждому из них присваивается буква: Н, П, В, А, С.

Станки класса Н имеют нормальную точность. Они могут использоваться для выполнения большинства задач по ремонту или изготовлению новых деталей. Устройства класса П имеют повышенную точность, В – высокую точность, А – особо высокую точность. Станки класса С являются особо точными. Это мастер станки для выполнения самых точных деталей и их подгонки в притирку без зазоров.

Токарно-карусельные

Имеют вертикальное расположение оси вращения зажимаемой заготовки. Его можно использовать для точения, растачивания, обрезки, подравнивания торца и нарезания резьбы. Устройства этого типа не отличаются большим размером. За счет этого они зачастую не могут использоваться для обработки крупных заготовок. Часто такие станки используют в ремонтных мастерских, так как они не занимают много места, и работают с деталями не крупнее необходимых.

Используя специальные приспособления подобные станки также можно применять для точного фрезерования стальных заготовок и их шлифования. Отличительным качеством карусельного станка является наличие стола с план шайбой. Последняя выполняет функцию держателя заготовки. План шайба вращает заготовку. Подача резца вдоль детали выполняется перемещением суппорта. Для его приближения к обрабатываемой поверхности по поперечному направлению выполняется перемещение траверсы.

Лоботокарный

Лобовой токарный станок имеет короткую станину. За счет этого он может использоваться для обработки только тонких заготовок. Однако лоботокарные станки имеют широкий захват. За счет этого они зачастую могут зажать для обработки деталь, ширина которой превосходит длину.

Такое оборудование часто применяется на точном производстве. Им вполне можно обрабатывать детали, масса которых превосходит несколько тонн. Однако останавливающим фактором для использования подобных станков является большая сложность при установке столь тяжелых заготовок. Зачастую на это уходит не меньше времени, чем на саму обработку. В связи с этим такое оборудование часто меняется на более привычные карусельные станки.

Автомат продольного точения

Такой токарный станок в отличие от предыдущих разновидностей может использоваться в серийном производстве. Его конструктивные особенности позволяют добиться высокой производительности обработки однотипных деталей. Устройство рассчитано на работу с прутом или фасонным профилем.

Зачастую такие станки рассчитаны на работу с системой ЧПУ. За счет этого производство однотипных деталей может выполняться полностью автоматически. Устройство может оснащаться одним или несколькими шпинделями. За счет этого оно способно использоваться для одновременной обработки нескольких одинаковых деталей.

Многошпиндельный

Он разработан для серийного производства и предназначен для работы с калиброванными заготовками. Они должны иметь круглое или квадратное сечение. В противном случае обработка несоответствующей формы заготовки невозможна.

Станок способен использоваться для выполнения любой задачи из спектра универсального токарного оборудования. Данное оборудование оснащается мощным электроприводом и усиленной конструкцией. Это обеспечивает возможность обработки деталей из особо твердой стали.

Токарно-фрезерный

Предназначен исключительно для обработки центра заготовки. Им выполняется фрезеровка заготовок большого размера с более высокой точностью, чем это возможно сделать, используя просто фрезерный станок. На таком станке можно совмещать операции точения и фрезерования.

Как правильно выбрать токарный станок

При выборе станка одним из самых важных параметров является размер его станины, в частности максимальная ширина и длина заготовок, которые можно на нем обрабатывать. Расстояние между центрами станка от пиноля до патрона может существенно отличаться. Устройство может иметь размер между центрами вплоть до нескольких метров. Столь крупные устройства применяются в основном для работы с деревом. В частности с их помощью выполняется выравнивание оцилиндрованнгого бревна и т.д.

Стоит обратить внимание на тип станины. Она может быть прямой, что является универсальным решением за счет обеспечения более широкого захвата заготовок. Это в свою очередь дает высокий вынос патрона и пиноля. Устройство с наклоном является более жестким. Детали в нем держаться надежней, но такой тип станины существенно уменьшает ширину заготовок, которые возможно зажать, избежав их блокировки в случае легкого перекоса при обработке.

Также при выборе станка может возникнуть сложность в определении типа управления. Токарный станок может быть ручным или управляемым ЧПУ. В последнем случае устройство выполняет точную сложную работу согласно чертежу проекта. Также на удобство работы со станком влияет применяемый в нем способ регулировки положения пиноля. Он может настраиваться вручную, путем вращения регулировочной ручки. Также пиноль может управляться электрическим приводом.

Читайте также  Обжим лан кабеля

Этапы изготовления токарного станка по металлу своими руками

Для начала предлагаем посмотреть на собранный своими руками агрегат. Некоторые детали взяты из неисправных приборов и механизмов.

Детали агрегата, собранного собственноручно домашним мастером

Алгоритм работ будет следующим:

  • составляется подробный чертеж будущего агрегата с указанием размеров, материалов;
  • подбирается по мощности и количеству оборотов в минуту электродвигатель;
  • четко следуя составленной схеме, подготавливаются детали рамы по размерам;
  • производится сборка выбранным способом (сварка или болтовые соединения).

Рассмотрим каждый из перечисленных этапов подробнее.

Этап подготовки: проект и составление чертежа

В качестве примера, а возможно и основы будущего маленького токарного станка, можно взять схемы подобных агрегатов, предоставленные нами ниже.

Полезная информация! Выбрав для изготовления рамы дерево, не стоит надеяться на долговечность конструкции. Лучший вариант для монтажа каркаса — металлический швеллер со сварными соединениями.

Когда рама собрана, приступаем к изготовлению и установке на нее остальных узлов.

Как выбрать электропривод для подобного агрегата

Электродвигатель – важнейшая часть конструкции. От его мощности зависит величина деталей, которые возможно изготовить на станке. При мощности электромотора 800÷1000 Вт устройство позволит обрабатывать только маленькие детали. Для больших заготовок используются двигатели 1.5÷2 кВт.

Двигатель по мощности должен превышать 800 Вт

Важный этап монтажа электродвигателя — это подключение к сети. Контакты и соединения, независимо от того, возможно ли к ним прикоснуться в процессе работы, требуют тщательной изоляции. Клеммы электродвигателя подключаются в определенном порядке. Если у домашнего мастера нет навыков в этой области или он сомневается в своих силах, лучше доверить эту работу профессионалу.

Очень важно! Работы по подключению выполняются после снятия (с вводного автомата) напряжения. Помните, что поражение электрическим током опасно для здоровья и приводит к летальному исходу.

Порядок сборки фрезеровочного или токарного станка

После изготовления рамы устанавливаем на нее валы, зафиксировав их сваркой. Далее монтируем переднюю бабку, валы и шкивы с суппортом. И только в последнюю очередь устанавливаем на место электродвигатель, фиксируем его и натягиваем ремни или цепи (в зависимости от вида передачи крутящего момента).

Наиболее распространенный вид передачи крутящего момента — ременная

Изготовление токарного станка из дрели своими руками: пошаговая инструкция

Самым простым вариантом будет изготовить токарный станок из дрели. Сейчас рассмотрим пошагово, что для этого нужно сделать. Сразу оговоримся, что такое устройство позволит только полировку, но никак не обработку – мощностей маловато для токарки по металлу. Видео изготовления более мощных станков мы представим ниже, а пока рассмотрим устройство из дрели для обработки дерева. Это даст общее представление, такие агрегаты практически идентичны.