Устройство токарного станка по металлу

Конструкция и принцип работы токарного станка по металлу, основные узлы, схемы

Подробно рассмотрим принцип действия токарно-винторезного станка по металлу, какие бывают станки их виды и для чего они, вообще надо, что на них такого полезного можно делать.

Не забудем и про описание основных узлов токарного станка, из чего он состоит, его строение, приведем, как образец, схемы электрические и кинетические станков.

Виды, характеристики и устройство

Рассматривая схемы и устройство токарных станков различных видов, можно увидеть, что все они схожи между собой и имеют похожее устройство. На них можно обрабатывать различные детали из металла в одиночном и серийном производстве.

Основные узлы, из которых состоит токарный станок по металлу

Любой токарный станок по металлу включает в себя основные конструктивные узлы и элементы.

Станина

Основной и самый крупный элемент, на котором крепятся все остальные детали. Это неподвижная деталь, представляющая собой две параллельные стенки, неподвижно соединенные между собой поперечинами. Станина имеет ножки-тумбы, в которых хранится инструмент.

Верхние рейки служат направляющими, по которым двигаются суппорт токарного станка и задняя бабка. Они могут быть плоского и призматического вида. Направляющие выполнены строго параллельно друг другу.

Передняя бабка

Эта деталь по-другому может называться шпиндельная бабка. Внутри нее находятся следующие детали:

• шпиндель;
• подшипники (два);
• шкив;
• коробка скоростей.

Передняя бабка поддерживает заготовку и придает ей вращение.

Шпиндель

Шпиндель является основной деталью передней бабки. Он представляет собой металлический вал конусообразной формы. В нем фиксируются различные инструменты, оправки и другие приспособления.

Шпиндель токарного станка, шейка и подшипники должны быть гладкими, чисто отшлифованными, без люфтов, потому что это влияет на качество расточки деталей. Шпиндель имеет резьбу, а в некоторых станках еще и специальную канавку для того, чтобы патрон самопроизвольно не открутился.

Механизм поперечной и продольной подачи

Суппорт может двигаться вдоль и поперек, благодаря механизму подачи. Направление задает трензель, находящийся в корпусе передней бабки. Снаружи станка есть рукоятки, которыми можно изменять направление и амплитуду движения суппорта.

Суппорт

Суппорт – это характерный элемент любого токарного станка, с помощью которого осуществляется перемещение режущего инструмента в продольном, поперечном и наклонном направлении. Продольное движение по салазкам станины производит каретка, поперечное совершает верхняя часть суппорта. Резцедержатели (одно или многоместные) устанавливаются в верхнюю часть суппорта.

Фартук

За корпусом фартука находятся механизмы, связывающие суппорт с зубчатой рейкой и ходовым винтом. Управление фартуком вынесено на корпус станка, что упрощает регулировку хода суппорта.

Задняя бабка

В заднюю бабку закрепляется деталь на шпинделе, поэтому этот элемент подвижный. Деталь состоит из двух частей: нижней – плиты и верхней – держателя шпинделя. Задняя бабка токарного станка движется по станине и может быть зафиксирована в любом месте благодаря рычажной рукоятке. Конус задней бабки называется пиноль. В нем крепится инструмент или приспособление. Также задняя бабка служит второй опорой при обработке длинных деталей.

Каретка

Каретка предназначена для продольного движения суппорта по салазкам станины. От ее исправности зависит свободное движение этого элемента.

Вал вращения шпинделя имеет две ручки включения. При среднем положении ручек он выключен. Положение вверх – вал вращается против часовой стрелки (рабочее движение), положение вниз – вал вращается по часовой стрелке (обратное движение).

Читайте также: устройство токарно-винторезного станка, его технические характеристики

Конструкция и принцип работы

Большинство токарных станков имеют схожую конструкцию и имеют одни и те же элементы. Отличаются они только габаритами и расположением некоторых деталей.

На токарных станках производится в результате вращения обработка деталей режущим инструментом. При поступательном движении резца с поверхности заготовки снимается слой металла, ей придается нужный вид и форма. Современные станки обладают высокой точностью, резьба может быть нарезана любого профиля.

Принцип работы токарного станка состоит в следующем:

• инструмент для работы вставляется в пиноль задней бабки;
• задняя бабка должна быть установлена в соответствии с размерами детали; она передвигается по направляющим станины;
• между передней и задней бабками располагается суппорт, в процессе работы он перемещается по направляющим с помощью каретки;
• резцедержатели подбираются в зависимости от размера детали, они могут быть как одиночными, так и предназначенными для нескольких резцов.

Разновидности и конструктивные особенности

Станком на самом деле очень много и выполняют они всевозможные операции по обработке металла, но мы наведем самые известные виды. Читайте также: виды и классификация токарных станков, назначение и конструкция.

Многорезцовые

Предназначены для обработки сложных деталей, сделанных из труб, фасонного профиля или прутков разного сечения. Многорезцовые или многошпиндельные станки в основном используются при серийном производстве.

• сверление;
• резьба;
• точение;
• подрезка;
• растачивание;
• зенкерование;
• развертывание.

Многорезцовые станки обладают высокой производительностью благодаря большой площади приводного механизма, жесткости конструкции, способности выполнять несколько операций одновременно.

Карусельные

Группа станков для работы с крупногабаритными деталями и заготовками. Детали, обрабатываемые на них, отличаются небольшой длиной, но значительной массой и диаметром.

Особенности карусельных моделей:

• используются для обработки поверхностей конической или цилиндрической формы;
• выполняются пазы различной конфигурации;
• также можно сделать шлифовку, фрезеровку, подрезку торцов;
• нарезка резьбы.

Помимо основных элементов любого токарного станка, данный вид имеет дополнительное оборудование:

• стол с планшайбой;
• стойки для передвижения траверсы.

Затыловочные

Станки предназначены для обработки задних поверхностей зубьев инструментов. Также на нем можно выполнять и другие токарные работы. Отличает затыловочный станок особая конструкция суппорта. Затылование детали производится следующим образом:

• вращательное движение детали;
• возвратно-поступательное движение режущего инструмента к детали.

Винторезные

Наиболее распространенная группа станков. Широко используются в серийном и единичном производстве. Винторезные модели можно встретить и в мастерских, и в школах, и на любом производстве. Они отличаются простотой эксплуатации и обслуживания.

• станина;
• передняя и задняя бабка;
• суппорт;
• фартук;
• коробка подач.

Револьверный

Станки револьверной группы рассчитаны на обработку деталей из калиброванного прутка. Токарно-револьверный станок и операции, которые могут выполняться на данном оборудовании:

• точение;
• расточка;
• фасонное точение;
• зенкерование;
• сверление;
• формирование резьбы;
• развертывание.

Универсальный

К универсальным токарным станкам относятся винторезные станки, так как на них можно выполнять практически любые операции по металлу.

Основные технические характеристики универсального станка:

• скорость вращения (количество оборотов);
  класс точности; он указывается в маркировке изделия буквами С, В, Н, А, П;
• число передач;
• каких размеров детали можно устанавливать;
• вес и габариты станка;
• величина подачи и максимального перемещения по оси.

Варианты и расшифровка вариантов модификаций

Маркировка оборудования показывает, какими особенностями оно обладает, его сферу применения.

Токарные станки имеют буквенное и числовое название. Буквенные обозначения характеризуют его конструктивные особенности: уровень автоматизации, степень точности обработки, модификацию, тип ЧПУ.

Значение букв в маркировке приборов:

• С – особая точность.
• В – высокая точность.
• Н – нормальная точность.
• А – особо высокая точность.
• П – повышенная точность.

• первая цифра 1 указывает на то, что это токарный станок;
• вторая цифра обозначает тип устройства;
• третья и четвертая – показывают особенности обработки.

Например, 16К20Т обозначает:

• 1 – токарный станок;
• 6 – тип лобовой;
• 20 – 200 мм основной параметр;
• Т – модифицированный.

Строение и применение ЧПУ

Современный токарный станок имеет числовое программное управление (ЧПУ). Применение электрической схемы и видоизменение основных узлов позволяет добиться высокой точности обработки.

Особенности станков с ЧПУ:

1. При выборе оборудования нужно учитывать данные, указанные в ГОСТе. Там указываются класс точности и другие параметры.
2. Устройство имеет сложную электрическую схему и мини-блок управления.
3. Несмотря на свои небольшие размеры и вес, модели могут выдерживать большую нагрузку.
4. Прибор имеет блок, на который выводится вся информация. Для этого применяются языки программирования, установленные стандартом.
5. Оборудование небольших размеров и высокой точности востребовано. На нем производятся детали для электроники и бытовой техники.

Схемы элементов и частей

Конструкцию агрегата можно рассмотреть на схеме токарно-винторезного станка, как наиболее распространенного, и его частей.

Электрическая схема 16К20

Кинематическая схема 16К20

Какие детали может обрабатывать

На токарных станках могут обрабатываться детали, имеющие вид тела вращения. К ним относятся:

• валы;
• оси;
• диски;
• цапфы;
• фланцы;
• муфты;
• кольца;
• втулки;
• гайки и т. д.

Кроме этого, можно сделать нарезку внутренней и наружной резьбы, точение и растачивание различных поверхностей, подрезание торцов, точение внутренних и наружных канавок, сверление, развертывание отверстий и т. д.

Как видим, токарный станок служит для множества операций и необходим в любом производстве. Рассматривая различные виды оборудования, нужно иметь в виду, что возможность установки дополнительного оборудования позволяет значительно расширить производимые операции.

Поделиться в социальных сетях

Если вам необходимо обработать металл, дерево или пластмассу, то одним из оптимальных вариантов является.

Станок почитаем за способность перевоплощаться из токарного во фрезерно-сверлильный или.

Токарь способен обработать самые разные детали на своем станке. Для облегчения его работ существуют.

Не многие люди знают, что токарный станок был впервые изготовлен еще много веков назад, до нашей эры. На.

Проходной отогнутый токарный резец – специальный инструмент для обработки металлоконструкций, который.

Отправляя сообщение, Вы разрешаете сбор и обработку персональных данных.
Политика конфиденциальности.

Устройство токарного станка по металлу – конструкция, схема, основные узлы

По сути, устройство токарного станка, вне зависимости от его модели и уровня функциональности, включает в себя типовые конструктивные элементы, которые и определяют технические возможности такого оборудования. Конструкция любого станка, относящегося к категории оборудования токарной группы, состоит из таких основных элементов, как передняя и задняя бабка, суппорт, фартук устройства, коробка для изменения скоростей, коробка подач, шпиндель оборудования и приводной электродвигатель.

Основные части токарного станка по металлу

Как устроены станина и передняя бабка станка

Станина является несущим элементом, на котором устанавливаются и фиксируются все остальные конструктивные элементы агрегата. Конструктивно станина представляет собой две стенки, соединенные между собой поперечными элементами, придающими ей требуемый уровень жесткости. Отдельные части станка должны перемещаться по станине, для этого на ней предусмотрены специальные направляющие, три из которых имеют призматическое сечение, а одна – плоское. Задняя бабка станка располагается с правой части станины, по которой перемещается благодаря внутренним направляющим.

Литая станина токарного станка усилена ребрами жесткости и имеет отшлифованные и закаленные направляющие

Передняя бабка одновременно выполняет две функции: придает заготовке вращение и поддерживает ее в процессе обработки. На лицевой части данной детали токарного станка (она также носит название «шпиндельная бабка») располагаются рукоятки управления коробкой скоростей. При помощи таких рукояток шпинделю станка придается требуемая частота вращения.

Для того чтобы упростить управление коробкой скоростей, рядом с рукояткой переключения располагается табличка со схемой, на которой указано, как необходимо расположить рукоятку, чтобы шпиндель вращался с требуемой частотой.

Рычаг выбора скоростей станка BF20 Yario

Кроме коробки скоростей, в передней бабке станка размещен и узел вращения шпинделя, в котором могут быть использованы подшипники качения или скольжения. Патрон устройства (кулачкового или поводкового типа) фиксируется на конце шпинделя при помощи резьбового соединения. Именно данный узел токарного станка отвечает за передачу вращения заготовке в процессе ее обработки.

Направляющие станины, по которым перемещается каретка станка (нижняя часть суппорта), имеют призматическое сечение. К ним предъявляются высокие требования по параллельности и прямолинейности. Если пренебречь этими требованиями, то обеспечить высокое качество обработки будет невозможно.

Назначение задней бабки токарного оборудования

Задняя бабка токарного станка, конструкция которой может предусматривать несколько вариантов исполнения, необходима не только для фиксации деталей, имеющих значительную длину, но и для крепления различных инструментов: сверл, метчиков, разверток и др. Дополнительный центр станка, который устанавливается на задней бабке, может быть вращающимся или неподвижным.

Устройство задней бабки: 1, 7 – рукоятки; 2 – маховичок; 3 – эксцентрик; 4, 6, 9 – винты; 5 – тяга; 8 – пиноль; А – цековка

Схема с вращающимся задним центром используется в том случае, если на оборудовании выполняется скоростная обработка деталей, а также при снятии стружки, имеющей значительное сечение. При реализации этой схемы задняя бабка выполняется с такой конструкцией: в отверстие пиноли устанавливаются два подшипника – передний упорный (с коническими роликами) и задний радиальный, – а также втулка, внутренняя часть которой расточена под конус.

Осевые нагрузки, возникающие при обработке детали, воспринимаются упорным шарикоподшипником. Установка и фиксация заднего центра оборудования обеспечиваются за счет конусного отверстия втулки. Если необходимо установить в такой центр сверло или другой осевой инструмент, втулка может быть жестко зафиксирована при помощи стопора, что предотвратит ее вращение вместе с инструментом.

Вращающийся центр КМ-2 настольного токарного станка Turner-250

Задняя бабка, центр которой не вращается, закрепляется на плите, перемещающейся по направляющим станка. Пиноль, устанавливаемая в такую бабку, передвигается по отверстию в ней при помощи специальной гайки. В передней части самой пиноли, в которую устанавливают центр станка или хвостовик осевого инструмента, выполняют коническое отверстие. Перемещение гайки и, соответственно, пиноли обеспечивается за счет вращения специального маховика, соединенного с винтом. Что важно, пиноль может перемещаться и в поперечном направлении, без такого перемещения невозможно выполнять обработку деталей с пологим конусом.

Шпиндель как элемент токарного станка

Наиболее важным конструктивным узлом токарного станка является его шпиндель, представляющий собой пустотелый вал из металла, внутреннее отверстие которого имеет коническую форму. Что примечательно, за корректное функционирование данного узла отвечают сразу несколько конструктивных элементов станка. Именно во внутреннем коническом отверстии шпинделя фиксируются различные инструменты, оправки и другие приспособления.

Чертеж шпинделя токарно-винторезного станка 16К20

Чтобы на шпинделе можно было установить планшайбу или токарный патрон, в его конструкции предусмотрена резьба, а для центрирования последнего еще и буртик на шейке. Кроме того, чтобы предотвратить самопроизвольное откручивание патрона при быстрой остановке шпинделя, на отдельных моделях токарных станков предусмотрена специальная канавка.

Именно от качества изготовления и сборки всех элементов шпиндельного узла в большой степени зависят результаты обработки на станке деталей из металла и других материалов. В элементах данного узла, в котором может фиксироваться как обрабатываемая деталь, так и инструмент, не должно быть даже малейшего люфта, вызывающего вибрацию в процессе вращательного движения. За этим необходимо тщательно следить как в процессе эксплуатации агрегата, так и при его приобретении.

В шпиндельных узлах, что можно сразу определить по их чертежу, могут устанавливаться подшипники скольжения или качения – с роликовыми или шариковыми элементами. Конечно, большую жесткость и точность обеспечивают подшипники качения, именно они устанавливаются на устройствах, выполняющих обработку заготовок на больших скоростях и со значительными нагрузками.

Строение суппорта

Суппорт токарного станка – это узел, благодаря которому обеспечивается фиксация режущего инструмента, а также его перемещение в наклонном, продольном и поперечном направлениях. Именно на суппорте располагается резцедержатель, перемещающийся вместе с ним за счет ручного или механического привода.

Суппорт с кареткой станка Optimum D140x250

Движение данного узла обеспечивается его строением, характерным для всех токарных станков.

• Продольное перемещение, за которое отвечает ходовой винт, совершает каретка суппорта, при этом она передвигается по продольным направляющим станины.
• Поперечное перемещение совершает верхняя – поворотная – часть суппорта, на которой устанавливается резцедержатель (такое перемещение, за счет которого можно регулировать глубину обработки, совершается по поперечным направляющим самого суппорта, имеющим форму ласточкиного хвоста).

Резцедержатель быстросменный MULTIFIX картриджного типа

Резцедержатель, который также называют резцовой головкой, устанавливается в верхней части суппорта. Последнюю при помощи специальных гаек можно фиксировать под различным углом. В зависимости от необходимости на токарных станках могут устанавливаться одно- или многоместные резцедержатели. Корпус типовой резцовой головки имеет цилиндрическую форму, а инструмент вставляется в специальную боковую прорезь в нем и фиксируется болтами. На нижней части резцовой головки имеется выступ, который вставляется в соответствующий паз на суппорте. Это наиболее типовая схема крепления резцедержателя, используемая преимущественно на станках, предназначенных для выполнения несложных токарных работ.

Электрическая часть токарного станка

Все современные токарные и токарно-винторезные станки по металлу, отличающиеся достаточно высокой сложностью своей конструкции, приводятся в действие при помощи привода, в качестве которого используются электродвигатели различной мощности. Электрические двигатели, устанавливаемые на такие агрегаты, могут быть асинхронными или работающими от постоянного тока. В зависимости от модели двигатель может выдавать одну или несколько скоростей вращения.

Электрическая схема токарного станка 1К62 (нажмите для увеличения)

На большинстве моделей современных токарных станков по металлу устанавливаются двигатели с короткозамкнутым ротором. Для передачи крутящего момента от двигателя элементам коробки передач станка может использоваться ременная передача или прямое соединение с его валом.

На современном рынке также представлены модели токарных станков, на которых скорость вращения шпинделя регулируется по бесступенчатой схеме, для чего используются электродвигатели с независимым возбуждением. Регулировка скорости вращения вала такого двигателя может осуществляться в интервале 10 к 1. Однако из-за больших габаритов и не слишком экономичного потребления электроэнергии применяются такие электродвигатели крайне редко.

Двухскоростной двигатель со шкивом под плоский ремень передачи

Как уже говорилось выше, в качестве привода токарных станков могут использоваться и электродвигатели, работающие на постоянном токе. Именно такие электродвигатели, отличающиеся большими габаритами, обеспечивают бесступенчатое изменение скорости вращения их выходного вала.

Электродвигатель является основной частью электрической системы любого токарного станка, но она также включает в себя массу дополнительных элементов. Все они, функционируя в комплексе, обеспечивают удобство управления станком, а также эффективность и качество технологических операций, которые на нем выполняются.

Устройство токарного станка по металлу

Токарные станки по металлу, в общей своей массе, имеют примерно схожую компоновку — схему расположения узлов. В этой статье мы перечислим и опишем основные узлы, принцип их работы и назначение.

Основными узлами являются:

• станина;
• передняя бабка;
• шпиндель;
• механизм подачи;
• суппорт;
• фартук;
• задняя бабка.

Основные узлы токарного станка по металлу

Видео-урок об устройстве токарных станков по металлу

Станина

Основной неподвижной частью станка является станина, состоящая из 2 вертикальных рёбер. Между ними находятся несколько поперечных перекладин, обеспечивающих жёсткость и неколебимость статора.

Станина располагается на ножках, их количество зависит от длины станины. Конструкция ножек-тумб такова, что в них могут храниться необходимые для работы станка инструменты.

Верхние поперечные рейки станины служат направляющими для передвижения по ним суппорта и задней бабки. Сравнивая схемы станков, легко заметить, что в некоторых конструкциях используются направляющие 2 видов:

• призматические для перемещения суппорта;
• плоская направляющая для хода задней бабки. В очень редких случаях её заменяет призматического типа.

Передняя бабка

Детали, расположенные в передней бабке служат для поддержки и вращения заготовки, во время её обработки. Здесь же находятся узлы, регулирующие скорость вращения детали. К ним относятся:

• шпиндель;
• 2 подшипника;
• шкив;
• коробка скоростей, отвечающая за регулировку скорости вращения.

Передняя бабка отдельно от станка

Основная деталь передней бабки в устройстве токарного станка – шпиндель. С правой его стороны, обращённой в сторону задней бабки, есть резьба. К ней крепится патроны, удерживающие обрабатываемую деталь. Сам шпиндель устанавливается на два подшипника. Точность работ, выполняемых на станке, зависит от состояния шпиндельного узла.

Коробка скоростей вид сверху

В передней бабке находится гитара сменных шестерен, которая предназначается для передачи вращения и крутящего момента с выходного вала коробки скоростей на вал коробки подач для нарезания различных резьб. Наладка подачи суппорта осуществляется путем подбора и перестановки различных зубчатых колес.

Шпиндель

Маловероятно, что ещё можно встретить устройство токарного станка по металлу с монолитным шпинделем. Современные станки имеют полые модели, но это не упрощает требований предъявляемых к ним. Корпус шпинделя должен выдерживать без прогибов:

• детали с большим весом;
• предельное натяжение ремня;
• нажим резца.

Особые требования предъявляются к шейкам, на которые устанавливаются в подшипники. Шлифовка их должна быть правильной и чистой, шероховатость поверхности не более Ra = 0,8.

В передней части отверстие имеет конусную форму.

Подшипники, шпиндель и ось должны при работе создавать единый механизм, не имеющий возможности создавать лишних биений, которые могут получаться при неправильной расточке отверстия в шпинделе или небрежной шлифовке шеек. Наличие люфта между подвижными частями станка приведут к неточности в обработке заготовки.

Устойчивость шпинделю придают подшипники и механизм регулировки натяга. К правому подшипнику он крепится посредством расточенной, по форме шейки, бронзовой втулки. Снаружи её расточка совпадает с гнездом на корпусе передней бабки. Втулка имеет одно сквозное отверстие и несколько надрезов. Крепится втулка, в гнезде передней бабки гайками, накрученными на её резьбовые концы. Гайки крепления втулки используются для регулировки натяга разрезного подшипника.

За изменение скорости вращения отвечает коробка скоростей. Справа к шкиву присоединяется зубчатая шестерня, справа от шкива шестерня насажена на шпиндель. За шпинделем имеется валик со свободно вращающейся втулкой с ещё 2 шестернями. Через шейку, закреплённому в кронштейнах валику, передаётся вращательное движение. Разный размер шестерней позволяет варьировать скорость вращения.

Перебор увеличивает количество рабочих скоростей токарного станка вдвое. Строение токарного станка по металлу с использованием перебора позволяет выбрать среднюю скорость между базовыми. Для этого достаточно перекинуть ремень с одной передачи на следующую или установить рычаг в соответствующее положение, в зависимости от конструкции станка.

Шпиндель получает вращение от электродвигателя через ременную передачу и коробку скоростей.

Механизм подачи

Механизм подачи сообщает суппорту необходимое направление движения. Задаётся направление трензелем. Сам трензель находится в корпусе передней бабки. Управление им происходит посредством наружных рукояток. Кроме направления можно изменять и амплитуду движения суппорта при помощи сменных шестерней разного количества зубьев или коробки подач.

В схеме станков с автоматической подачей имеются ходовые винт и валик. При проведении работ высокой точности исполнения используется ходовой винт. В остальных случаях – валик, что позволяет дольше сохранить винт в идеальном состоянии для выполнения сложных элементов.

Суппорт

Верхняя часть суппорта – место крепления резцов и другого токарного инструмента, необходимого для обработки различных деталей. Благодаря подвижности суппорта резец плавно перемещается в направлении, необходимом для обработки заготовки, от места, где суппорт с резцом и располагался в начале работы.

При обработке длинных деталей ход суппорта вдоль горизонтальной линии станка должен совпадать с длиной обрабатываемой заготовки. Такая потребность определяет возможности суппорта передвигаться в 4 направлениях относительно центральной точки станка.

Продольные движения механизма происходят по салазкам – горизонтальным направляющим станины. Поперечная подача резца осуществляется второй частью суппорта, передвигающейся по горизонтальным направляющим.

Поперечные (нижние) салазки служат основой поворотной части суппорта. С помощью поворотной части суппорта задаётся угол расположения заготовки относительно фартука станка.

Фартук

Фартук, как и передняя бабка, скрывает за своим корпусом необходимые для приведения в движение механизмов станка узлы, связывающие суппорт с зубчатой рейкой и ходовым винтом. Рукоятки управления механизмами фартука вынесены на корпус, что упрощает регулировку хода суппорта.

Задняя бабка

Задняя бабка подвижная, она используется для закрепления детали на шпинделе. Состоит из 2 частей: нижней – основной плиты и верхней, удерживающей шпиндель.

Задняя бабка в разрезе

Подвижная верхняя часть движется по нижней перпендикулярно горизонтальной оси станка. Это необходимо при точении конусообразных деталей. Через стенку бабки проходит вал, он может поворачиваться рычагом на задней панели станка. Крепление бабки к станине производится обычными болтами.

Индивидуален по своей компоновке каждый токарный станок, устройство и схема могут несколько отличаться в деталях, но в малых и средних станках такой вариант встречается наиболее часто. Компоновки и схемы тяжёлых больших токарных станков отличается в зависимости от их назначения, они узкоспециализированные.

Устройство токарного станка по металлу

Токарный станок по металлу – сложное электромеханическое устройство, состоящее из отдельных узлов и агрегатов. Существуют разные типы токарных станков по металлу, каждый из которых отличается от других тем, что в его состав входят индивидуальные узлы, созданные для выполнения одной или нескольких операций.

Устройство некоторых типов токарных станков по металлу

Револьверный станок – тип токарного станка, в состав которого входит револьверная головка. В этой части станка закреплены несколько резцов (и) или иных обрабатывающих предметов. Револьверная головка устанавливается на станину взамен задней бабки. Применение такого устройства ускоряет изготовление однотипной номенклатуры при больших объемах производства. В обычном станке, после завершения одной операции, токарю необходимо сменить тип резца, чтобы выполнить следующую операцию. Для этого надо на резцедержателе открутить несколько болтов, крепящих резец и снять его. На это место нужно установить резец другого типа и снова затянуть болты крепления. На револьверном станке, для смены резца достаточно просто повернуть головку.

Станок карусельного типа. Конструкция этого механизма создана так, что в нем вал с закрепленным резцом вращается в вертикальной плоскости, а заготовка закрепляется на горизонтальном основании ,называемом планшайбой. Вертикальное расположение вала позволяет объединить в одном узле переднюю бабку и резцедержатель. Строение карусельного станка может включать в себя не один вал, а несколько, позволяя обрабатывать заготовки больших размеров.

2/AppData/Local/Temp/136/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg” />

Токарно-винторезный станок – самый распространенный тип токарного станка по металлу. Он применяется для изготовления несложных токарных деталей, требующих применения минимального набора резцов.

Компоновка токарно-винторезного станка считается базовой для многих других типов, поэтому он будет рассматриваться как простой токарный станок. В состав станка входят основные узлы, агрегаты и составные части:

1. Станина.
2. Левая и правая опорные тумбы.
3. Передняя бабка.
4. Электродвигатель.
5. Суппорт с фартуком.
6. Задняя бабка.

У всех металлорежущих станков опорные тумбы изготавливаются из чугуна путем отливки или из сваренных стальных плит. В опорных тумбах сделаны отверстия для прикрепления токарного станка по металлу к полу цеха.

Передняя и задняя тумбы

В передней тумбе токарного станка располагается приводной электромотор. С правого бока к ней крепится корпус гитар механизма подачи. Под станиной большинства металлорежущих станков устанавливается поддон для сбора стружки, закрепляемый на тумбах.

В задней опорной тумбе может быть расположен шкаф или ящик для хранения резцов или других необходимых принадлежностей.

Станина

Станина – основная часть всей конструкции любого станка по металлу. На ней располагаются передняя бабка с коробкой передач и шпинделем, механизм коробки подач, рукояти управления станком, суппорт с резцедержателем и фартуком, задняя бабка. Внутри станины располагаются ходовой вал и ходовой винт суппорта.

Станина устанавливается на тумбы, переднюю и заднюю, и закрепляется на них болтами с гайками. Внутри закрепленной станины прокладываются кабели питания электродвигателя, затем устанавливаются валы и всё остальное.

Передняя бабка

Передняя бабка – ключевой узел любого токарного станка. Внутри корпуса передней бабки располагаются шестеренки передач скоростей вращения шпинделя, сам шпиндель является выходным валом коробки передач. На лицевой стороне передней бабки располагаются ручки управления работой станка.

С левой стороны корпуса на первичном валу коробки закреплен шкив для клинового ремня привода станка. У более сложных типов станков в состав передней бабки входит не один шкив, а несколько, и расположены они внутри ее корпуса.

Шпиндель передней бабки

Ко фланцу шпинделя передней бабки болтами прикрепляется шпиндельная головка станка, в которой фиксируется обрабатываемая заготовка. Особенностью шпинделя является то, что это – полый вал, фактически – толстостенная труба с расположенными на ней шестеренками.

Шпиндель такого типа применяется на токарно-винторезных станках для того, чтобы в шпиндельной головке можно было зажать заготовку большой длины, выходящей за габариты станка.

Шпиндельная головка

Часть передней бабки, предназначенная для закрепления заготовки в станке, называется шпиндельной головкой. Закрепляется устройство на фланце шпинделя. Наиболее распространенным вариантом является трехкулачковая головка. На боковой поверхности шпиндельной головки есть три гнезда круглой формы, в которые вставлены приводные винты кулачков. Наружная часть этих винтов имеет квадратные отверстия, в которые вставляется специальный головочный ключ.

Конструкция шпиндельной головки построена так, что вращая любой из трех винтов, токарь одновременно двигает все три кулачка головки, достигая тем самым установки заготовки строго по оси вращения шпинделя.

Представленная головка имеет три кулачка и называется трехкулачковой. Существуют другие виды головок – они имеют большее количество кулачков и называются многокулачковыми.

Суппорт

Суппорт токарного станка по металлу предназначается для закрепления резцов, управления ими и для их передвижения по станине. Расположен суппорт на станине токарного станка между передней и задней бабками.

Суппорт токарного станка состоит из:

1. Рукоять вала поперечной каретки.
2. Продольная каретка.
3. Вал поперечного движения.
4. Поперечная каретка.
5. Болт-фиксатор поворота верхней каретки.
6. Верхняя каретка.
7. Резцедержатель.
8. Рукоять-фиксатор резцедержателя.
9. Вал верхней каретки.
10. Рукоять движения верхней каретки.

В состав суппорта большинства станков входит фартук, который крепится к нижней плоскости каретки продольного движения и предназначается для выполнения механической подачи резца при обработке заготовки. Конструкция фартука позволяет токарю переключить суппорт с механической подачи на ручную и наоборот.

Фартук суппорта

Для переключения вида работы, токарю достаточно нажать кнопку 3 на фартуке суппорта. Кнопка сдвигает зубчатое колесо ручной подачи, и оно выходит из зацепления с зубчатым колесом червячной передачи. Одновременно шестерня рейки входит в зацепление с зубчатой рейкой, делая плавным вращение рукояти ручной подачи, которую токарь крутит рукой. Суппорт с закрепленным в резцедержателе инструментом, медленно

и плавно движется в сторону вращения рукояти.

Цифрами обозначены элементы:

1. Рукоять подачи вручную.
2. Вал «хода» суппорта.
3. Кнопка подачи от вала «хода».
4. Зубчатое колесо подачи вручную.
5. Шестерня рейки.
6. Шестерня мехподачи.
7. Зубчатая рейка.
8. Шестеренка червячной передачи.
9. «Червяк».
10. Разборная гайка.
11. Ходовой винт.
12. Рукоять, включающая движение при нарезке резьбы.
13. Рычаг включения механической подачи.

При нарезании резьбы токарю необходимо повернуть вниз рукоять 12. При этом на ходовом винте замыкается разборная гайка, и фартук вместе с суппортом начинают двигаться в сторону вращения ходового винта. Движение суппорта, с закрепленным в нем инструментом, за счет вращения ходового винта позволяет сохранить шаг резьбы, создавая продукцию высокого качества.

Задняя бабка

Опорный узел, предназначенный для поддержания заготовки соосно со шпиндельной головкой, называется задней бабкой. В состав задней бабки входит пиноль – подвижное устройство, перемещаемое вдоль оси заготовки при помощи винта, приводимого в движение маховиком подачи.

1. Маховик подачи.
2. Рычаг эксцентриков фиксации корпуса.
3. Фиксатор пиноли.
4. Корпус задней бабки.
5. Пиноль.
6. Центр.
7. Технологические отверстия.
8. Основание корпуса.
9. Болт поперечного перемещения корпуса.

Перед началом работы рекомендуется сдвинуть заднюю бабку в сторону шпинделя и проверить их соосность визуально. В случае возникновения сомнений, в шпиндельной головке зажимают один конец тестировочного стержня (заготовки), а центром сдвинутой на свое место задней бабки подпирают второй конец. Затем по направляющим станины передвигают по всей длине стержня жестко закрепленный микрометр. Щуп прибора должен касаться стержня – так проверяется осевое биение заготовки. Если биение существует, то под основание задней бабки подкладывают тонкие регулировочные пластины, стремясь свести осевое биение к минимальным значениям или к нулю.

Задняя бабка может выполнять не только функции опорного элемента, но и быть держателем некоторых видов инструмента. Сверло, метчик, проходной резец для внутренней обработки – многие из этих предметов могут быть закреплены в пиноли.

Внутренняя часть пиноли обработана под конус Морзе, поэтому и хвостовики инструмента должны быть иметь этот конус. Конструкция задней бабки сделана так, что при вращении назад, пиноль втягивается в корпус на определенную глубину. В это время в торец инструмента, вставленного в пиноль, упирается торец двигающего ее винта. Таким способом инструмент выталкивается из пиноли.

Простота конструкции задней бабки не отменяет необходимости ее регулировки, настройки или ремонта.

После длительной эксплуатации или по мере необходимости проводят ревизию задней бабки. В случае проведения ремонта, после выполнения всех необходимых работ или замены деталей, проводят регулировку задней бабки, которая называется юстировкой.

При любых работах по регулировке и настройке металлорежущих станков не применяются регулировочные пластины из дерева из-за их мягкости.

Станки с ЧПУ

Большие объемы работ, выполняемые на крупных механических предприятиях, подталкивали ученых к поиску решений по максимальному повышению производительности труда. Стало понятно, что человеческие возможности уже на пределе и нужно искать другие подходы – итогом всех этих изысканий стал особый класс станков. Их стали снабжать компьютерными программами и исполнительными устройствами, способными выполнить команды станочного компьютера. Такие машины называются станками с ЧПУ – числовым программным управлением.

Каждый такой комплекс является верхом современной инженерной мысли – станки с ЧПУ способны выполнять большие объемы сложных задач. Согласно установленной на такой машине программы, компьютер сам выбирает скорость вращения шпинделя, необходимые типы резцов, сам подводит резцы к обрабатываемой детали. В общем, выполняет полный технологический цикл, человеку остается только загрузить в комплекс заготовки и забрать готовые изделия.

В связи с тем, что компьютеризация стала активно внедряться в технические процессы, станков с ЧПУ стало появляться много, и возникла необходимость их классификации. Машины разделяют на четыре основные группы:

1. Комплекс с управлением по типу движения (точечный или контурный).
2. Разделение машин по системе управления (замкнутая или разомкнутая).
3. Классификация по количеству осей (с 2 и 3 осями или с 4 и 5 осями).
4. По типу привода (гидравлические, электрические, пневматические).

Машины с точечным типом движения работают по принципу позиционной обработки, двигаясь «от точки к точке».

Механизмы с контурным типом движения отличаются тем, что их обрабатывающий инструмент движется по определенной траектории, или маршруту. Контролирует процесс устройство контурного управления.

У комплексов с ЧПУ разомкнутого типа нет системы обратной связи, поэтому в них нет возможности проконтролировать, и в случае необходимости, изменить, процесс работы. Применяется такое управление в станках с точечным типом движения, где требования к точности не так строги, и это применение позволяет снизить цену машины.

Машины с управлением замкнутого типа обладают системой обратной связи, построенной на аналоговых или цифровых командах. Получив обратные данные от исполнительного механизма о том, что он находится не там, где должен быть, система вносит изменения в алгоритм его движения и возвращает механизм на место. Комплексы с ЧПУ такого типа мощные и точные, но очень дорогие.

Лучшим примером машины с двумя осями, под контролем ЧПУ, является токарный станок. В нем по продольной оси станины, с помощью сервомотора, будет двигаться шпиндель. А перпендикулярно ему, по второй оси, будет передвигаться суппорт. В трехосных машинах будет присутствовать дополнительная ось. Одновременное управление всеми тремя осями одновременно, позволит такому станку создавать геометрически сложные конструкции.

Четвертой осью управления регулируется угол наклона шпинделя, а в пятиосных станках еще одна ось управляет поворотным столом.

Механизмы с ЧПУ, имеющие гидравлический привод, обладают большой мощностью, благодаря чему обеспечивают плавное и точное движение установленного инструмента. Однако, исполнительные устройства с гидравлическим приводом сложные в обслуживании, громоздкие, и пожароопасные из-за применения минеральных масел, легко загорающихся при сильном нагреве.

Электрический привод машины с ЧПУ – это серводвигатель постоянного или переменного тока. Двигатели такого типа могут быть очень маленькими, но очень простыми в управлении.

Самыми простыми, недорогими и пожаробезопасными остаются пневматические приводы машин с ЧПУ. Применение воздуха в качестве рабочего материала еще более удешевляет процесс. Минусами таких приводов считаются их маленькая мощность и большая шумность. Комплексы с пневмоприводом не обладают высокой точностью при сравнении с другими приводами.

На фото представлен токарный комплекс с ЧПУ, российского производства. В правой части станка хорошо видна панель управления, фактически представляющая собой персональный компьютер. Там же, справа, видна закрытая стеклом, револьверная головка станка. Отличительной чертой токарных машин с ЧПУ является их полная закрытость, для визуального контроля со стороны оператора оставлена застекленная часть крышки станка. Закрытость комплексов такого типа обуславливается необходимость защиты персонала от возможных брызг охлаждающей жидкости или отлетевшей стружки. Еще два окна, расположенные слева и справа, в верхней части защитной крышки, позволяют визуально контролировать процесс работы передней бабки и револьверной головки.

Широкие возможности машин с ЧПУ привели к тому, что их стали применять практически во всех областях производственной индустрии. Они нашли применение в аэрокосмической отрасли, на предприятиях электросвязи, в здравоохранении, в производстве автомобилей. Машины с ЧПУ постепенно вытесняют устаревшие морально и технически механические станки. Однако, в тех случаях, когда токарных работ немного, то недорогой, малогабаритный механический станок будет лучшей альтернативой дорогому и громоздкому комплексу с ЧПУ.

Изучаем токарный станок по металлу: строение механизмов, основные детали, части и узлы

Первый в истории человечества механический токарный станок был изобретен в XVIII веке отечественным умельцем А.К.Нартовым. Уникальность его состояла в наличии суппорта — революционного устройства, освобождающего руки рабочего. Сегодня на токарных станках обрабатывается до 70% всех металлических деталей. Это один из самых востребованных видов промышленного оборудования. Постепенно обычные станки вытесняются оборудованием с числовым программным управлением, более эффективным и точным.

Устройство токарного станка

Чтобы лучше понять принцип работы оборудования изучим строение его главных механизмов:

• передняя шпиндельная бабка;
• станина;
• гитара сменных колес;
• фартук;
• коробка подач;
• суппорт;
• задняя бабка;
• коробка с электрооборудованием.

Передняя бабка металлообрабатывающего станка представляет собой металлическую деталь, обычно из чугуна, в которой располагается переключатель скоростей и главная рабочая часть — шпиндель. На бабке крепится болванка будущей детали. Коробка скоростей принуждает деталь вращаться. Основной компонент передней бабки — это вал в виде металлической трубки — шпиндель. Вал оканчивается резьбой особого размера для крепления патрона (используются поводковые, а также кулачковые типы) либо планшайбы, которая удерживает деталь. Здесь же находится прорезь в виде конуса для установки переднего центра. В шпинделе есть сквозное отверстие, сюда вставляют прут при необходимости его обработки. Для вращения шпинделя в передней бабке установлены подшипники, движение передается заготовке. В обычных станках используются подшипники скольжения, а в скоростных — роликовые или шариковые (качения). Именно от правильного движения шпинделя зависит точность обработки детали на станке.

Подшипники не должны иметь люфта, работать легко и равномерно, удерживать шпиндель крепко и устойчиво. Два подшипника обеспечивают надежное крепление и вращение: задний и передний.

На внешней стороне стойки находится переключатель скоростей и информационная таблица. В таблице разъясняется, в какое положение устанавливать переключатель, чтобы получить требуемую скорость (число оборотов за минуту) вращения шпинделя.

Переключение скоростей производится после полной или частичной остановки инструмента, иначе зубчатые колеса передачи быстро выйдут из строя.

Гитара сменных колес это устройство, контролирующее характер шагового движения при нарезке резьбы. Каждый тип нарезки соответствует определенному набору зубчатых сменных колес. Такой механизм можно обнаружить на токарно-винторезном оборудовании старого образца. Он управляет движением резцедержателя.

Коробка подач — одна из основных частей механизма передачи, которая от шпинделя подает движение на суппорт. На этом участке скорость кручения движущихся элементов меняется, благодаря чему суппорт передвигается с необходимой скоростью в поперечном или продольном направлении.

Фартук — преобразовывает вращение вала хода в движение суппорта в обоих направлениях.

Станина (подставка) — основание машины, обычно выполняется из тяжелого металла (чугуна). Крепится на пару толстых столбов. Верхние части подставки — пара гладких рельс и пара направляющих в виде призмы, по ним перемещаются задняя бабка и суппорт.

Суппорт — это устройство токарного станка по металлу , передвигающее резцедержатель вместе с вставленным инструментом в любом направлении по отношению к оси токарного механизма: продольном, наклонном или поперечном. Наличие суппорта освобождает токаря от необходимости удерживать инструмент в руках. Движение в нужную сторону инструменту можно придать вручную или механически. Части суппорта:

• устройство поперечных салазок;
• каретка, двигающаяся по рельсам подставки;
• фартук с устройством преобразования кручения валов хода и винта в перемещение суппорта;
• устройство резцовых салазок;
• устройство резцедержателя.

Задняя бабка нужна чтобы закрепить свободный конец крупной детали из металла во время работы. На нее крепятся и дополнительные инструменты, например, сверла.

Задняя бабка может быть с обычной или крутящейся встроенной серединой. Встроенную крутящуюся середину используют в механизмах для ускоренного резания.

Короб с электрическими частями содержит кнопки, рукоятки и тумблеры для пуска и остановки металлообрабатывающего станка, электромотора, управления устройствами подач и оборотов, надзора над устройством фартука.

Кроме перечисленных частей в механизме токарного станка могут применяться хомуты, цанги, планшайбы, оправки, люнеты. Не в каждом станке присутствуют описанные выше части. Так, в станках для нарезки резьбы на детали нет коробки подач, вместо нее работает гитара и зубчатые колеса. У других устройств узел подач состоит из пары механизмов.

Технические характеристики и принцип работы

Независимо от устройства, станок характеризуется несколькими показателями:

• максимальная толщина (диаметр) болванки из металла для обработки;
• максимальное расстояние между серединами бабок;
• наибольшая толщина заготовки, которая устанавливается над суппортом.

В крепления на задней бабке устанавливается инструмент, которым будет производиться обработка детали. Бабка перемещается по рельсам станины на расстояние, определяемое длиной обрабатываемой заготовки. Суппорт располагается между передней и задней бабками, во время работы каретка двигается по рельсам и перемещает резак вдоль заготовки. Устройство резцедержателя зависит от металла детали и степени нагрузки на инструмент. Если работа не слишком сложна, достаточно будет одиночного держателя. На токарных станках современных моделей обычно устанавливают головки резцов. Это достаточно устойчивое устройство, способное удержать до четырех инструментов одновременно.

В качестве двигателя используется электрический мотор с ременной передачей. Ремень идет от двигателя к шкиву токарного станка, основное внимание следует уделять его натяжке, обеспечивающей хороший ход. Ремень изготавливается из брезентовой ленты, прорезиненной ткани или другого прочного материала.

Видео о том, как правильно выбрать токарный станок по металлу:

Как устроен токарный станок по металлу — схема, конструкция и принцип работы

Появление большого станочного парка, состоящего из механизмов различных типов и модификаций, позволило в той или иной степени автоматизировать процесс обработки металлоизделий. Токарные станки являются одними из самых распространенных не только на производстве.

В продаже есть и настольные токарные станки, которые не имеют таких возможностей, как их «взрослые» аналоги, но, тем не менее, успешно эксплуатируются в быту или небольших специализированных мастерских. О том, как устроены станки для производства токарных работ, и поговорим.

Согласно классификации металлорежущего оборудования, токарные станки относятся к 1-й группе. Все они отличаются спецификой выполнения технологических операций, точностью и рядом других параметров. Отсюда и некоторые различия в конструкции отдельных элементов, а также в комплектации. Поэтому далее – лишь общая информация по устройству токарных станков, предназначенных для обработки металлоизделий.

Конструкция токарного станка

Рассмотрим на примере револьверной модели как наиболее распространенной. На рисунках все хорошо видно, поэтому будет достаточно отдельных пояснений.

Шпиндельная (передняя) бабка , в зависимости от модели и производителя, бывает из чугуна или листового (но толстого) железа. На ней, кроме самого шпинделя, расположен переключатель скоростей.

Для большего понимания устройства следует разобраться, за счет чего и как это происходит. Практика эксплуатации токарных станков показывает, что это одно из наиболее слабых мест любого агрегата. По своей конструкции эта часть станка мало чем отличается от механической коробки передач автомобиля. Внутри – набор шестерен, закрепленных на осях, расположенных на различных уровнях.

Комбинация, по которой они соединяются друг с другом, определяет скорость вращения шпинделя. В станках наполовину или полностью автоматизированных, этот параметр задается переключателем. В зависимости от положения его ламелей напряжение +24 В поступает на управляющий элемент – эл/магнитную муфту, срабатывание которой и позволяет перейти с одного режима на другой.

Суппорт

На нем установлен резцедержатель. Его перемещение вправо-влево может осуществляться механически или вручную.

Составные части токарного станка

Каретка. Салазки поперечные. Держатель резца. Фартук. Исполнение этой конструктивной части у разных моделей может сильно отличаться. Салазки резцовые.

Задняя бабка

Она выполняет двойную функцию. Если в шпинделе закрепить металлический образец, а в задней бабке – сверло, то можно производить операцию сверления, перемещая каретку влево. Зафиксировав в данной части станка конец габаритной металлозаготовки, получится вести соответствующие токарные работы. В этом случае обрабатывающим инструментом является резец, который токарь «ведет» в нужном ему направлении.

Короб с элементами автоматики (на станках с ручным приводом он отсутствует)

В нем находятся двигатель, трансформатор и ряд органов управления (кнопка «пуск/стоп», сигнальные лампы и так далее). Более современные модели, относящиеся к категории тяжелые, оснащены эл/шкафом.

Все схемы токарных станков рассчитаны на пониженные напряжения (от 12 до 36 В). Это связано с тем, что вероятный пробой изоляции цепи 220 В (а все части оборудования металлические) приведет к самым печальным последствиям.

Типы токарных станков

Классификация довольно сложная, так как она производится по нескольким параметрам (виду работ, степени автоматизации, весу и тому подобное). Поэтому лишь общий обзор наиболее известных разновидностей.

Полу- и автоматы. Одно- или многошпиндельные. Револьверные. Винторезные.

Многорезцовые

Карусельные

Затыловочные

Маркировка токарных станков

Она буквенно-цифровая. Расшифровка позиций (слева направо) в обозначении изделий следующая.

1-я (цифра). Для токарных станков – всегда «1». 2-я (цифра или буква). Тип оборудования. К примеру, для карусельного станка это «5», лобового – «6», винторезного – «И». 3-я (число). Главный параметр (в дм). За него обычно принимается высота центров. 4-я (буква). Проставляется не всегда. Указывает на особенности токарного станка. К примеру, литера «Т» свидетельствует о том, что он модифицирован; «П» – повышенной точности, и так далее.

Основные характеристики

У каждого токарного станка – свои возможности. На что в первую очередь обратить внимание?

Максимальное сечение металлозаготовки, которую можно зажать в шпинделе. Расстояние между центрами бабок при их крайнем положении. От этого зависит максимальная длина образца, который получится обработать. Предельная толщина металлической детали. Определяется расстоянием от оси шпиндель – задняя бабка до суппорта.

Модификаций токарных станков довольно много, но если вникнуть в их конструкцию, то принципиальных отличий нет. Основная разница – в компоновке станков, местоположении некоторых узлов и их исполнении (форма, размеры и тому подобное). К каждому изделию производитель обязательно прилагает комплект документации, по которой, имея общее понятие об устройстве токарного станка, с нюансами разобраться труда не составит.

Конструктивные особенности токарных станков по металлу

Из каких частей состоят токарные станки по металлу, описание и предназначение каждой детали оборудования. Необходимые параметры обработки.

Устройство самого современного станка для токарных работ несмотря на многовековую историю развития и сегодня не сильно отличается от своих прародителей. Практически все приспособления по-прежнему основаны на принципе вращения обрабатываемой детали, зажатой в патрон с одной стороны, и заднюю бабку с другой. Такая компоновка применяется и для деревообрабатывающих станков, и для оборудования для обработки металла. При этом, токарный станок по металлу, несмотря на сложность конструкции, вполне реально собрать и в гаражных условиях, ведь, как показывает практика, ничего невозможного нет.

Из чего состоит токарный станок по металлу?

Теория станков и оборудования насчитывает несколько видов устройств для обработки металла которые могут именоваться токарным станком. Самым простым является токарно-винторезный вид устройства, в основе которого лежит принцип вращения обрабатываемой детали вокруг своей оси в горизонтальной плоскости. Обработка детали проводится резцом или другим приспособлением, рабочая часть которого способна передвигаться как вдоль детали, так и перпендикулярно оси вращения. Само устройство токарного станка по металлу имеет ряд элементов, имеющих специальное название, эти названия идентичны для всех конструкций оборудования.

Основные узлы

В состав конструкции входит два вида узлов те, без которых невозможна работа называются основными, те, которые можно опустить при создании или которые могут быть выполнены в виде дополнительного оборудования обычно именуются неосновными.

Станина

Станина самая массивная часть станка. Она выступает в роли несущей рамы, на нее крепится все оборудование. Это, должно быть массивное и прочное сооружение, по весу станина может достигать 70% массы станка. Вместе с тем, все элементы корпуса станины должны быть максимально точно подогнаны друг к другу и иметь жесткую фиксацию. Большая масса способствует уменьшению вибрации при работе, а точность дает возможность повысить качество обработки детали.

Суппорт токарного станка

Один из самых важных и сложных узлов. В промышленных моделях суппорт имеет несколько регулировок, позволяет перемещать резцедержатель как вдоль оси вращения детали, так и перпендикулярно ей. Подача резца может иметь и вертикальное направление. Для токарного станка, изготавливаемого своими руками этот узел обычно конструируют упрощенным – резец передвигается на салазках только горизонтально, поперек оси вращения детали. Поднятие и опускание осуществляется с последующей фиксацией при выключенном двигателе. А перемещение вдоль оси обычно осуществляется по резьбовой шпильке, установленной вдоль станины.

Вместе с тем, у многих умельцев упрощенная конструкция встречается только в первой собранной модели, в дальнейшем суппорт постоянно модернизируется и усовершенствуется. Но главной задачей этого узла остается все-таки надежная фиксация режущего инструмента и плавная его подача в ходе работы.

Передняя и задние бабки

Для того чтобы придать вращательное движение детали используется передняя бабка. Это сложная конструкция имеющая в своем составе узел фиксации детали, вал, на который крепится этот узел и коробку передач, для изменения скорости вращения. В промышленных станках коробка передач обслуживает не только вращающийся патрон с зажатой деталью, в ней имеется привод и для подачи суппорта. В мини станках, изготавливаемых своими руками передняя бабка, представляет собой вал с патроном для фиксации детали, с одной стороны, а с другой на него насажен шкив для ременной передачи. Вся эта конструкция помажена на пару подшипников и надежно зафиксирована на станине.

Задняя бабка представляет собой подвижный узел, в который крепится неподвижный конусный центр для поддержания детали на весу. Важным моментом выступает то, что центр задней и передней бабки находятся на одном уровне как в горизонтальной, так и вертикальной плоскости. Эти соосно расположенные детали позволяют с одной стороны обеспечить вращение детали вокруг одной оси, с другой обеспечить выполнение и других технологических операций токарных работ, например, сверление отверстий или нарезание внутренней резьбы.

Коробка подач

В самодельных станках по металлу коробка передач часто конструируется как отдельный узел. Основная задача коробки передач обеспечить вращение шпинделя станка с заданной скоростью в нужном направлении. Коробка передач как уже упоминалось раньше может иметь привод еще и на суппорт, эта опция особенно важна при нарезке резьбы и получении максимально качественной обработанной поверхности. Конструктивно коробка может быть выполнена:

• В виде нескольких шестеренок на валах;
• В виде шкивов разного диаметра, на которые движение передается при помощи ременной передачи.

Для мини станков самым простым решением является использование двухскоростной электродрели в качестве привода – здесь в одном корпусе сразу совмещены и двигатель, и коробка передач.

Шпиндель

Шпиндель предназначен для надежной фиксации обрабатываемой заготовки. В таком токарном станке эту роль может выполнять:

• Токарный патрон промышленного производства;
• Планшайба;
• Цанговый патрон;
• Патрон от электродрели;
• Другие виды зажимных устройств.

Другие конструктивные элементы

Перечень узлов и элементов, предназначенных для обеспечения работы самодельного токарного станка по металлу может иметь много пунктов, но наиболее важные в нем будут:

• Салазки;
• Пиноль;
• Резцедержатель;
• Фартук.

Салазки

Салазки предназначены для плавного перемещения резцедержателя. Для самодельных мини станков обычно используются только поперечные салазки, по которым при вращении маховика происходит плавное движение резцедержателя перпендикулярно оси вращения шпинделя. Продольное движение осуществляется при помощи суппорта. Такое решение не дает возможности выполнять большое количество операций, поэтому при конструировании станка стоит предусмотреть еще и поперечные для более точной работы. Ну а для станков, претендующих на высокий результат, не помешают устройства для перемещения резца под углом в 45 градусов к оси вращения.

Пиноль

Используется для закрепления заготовки в задней бабке. Эта деталь должна иметь высокую прочность и надежность, поскольку испытывает постоянное трение о металл заготовки.

Резцедержатель

Назначение резцедержателя – фиксация режущего инструмента на салазках суппорта. В процессе работы в этот узел могут фиксироваться и другие типы инструмента, например, накатки и шарошки. Резцедержатель должен обеспечивать, с одной стороны, надежное крепление резца, а с другой, оперативное изменение положение инструмента относительно обрабатываемой поверхности.

Фартук

Назначение этого элемента конструкции – сбор металлической стружки. Он располагается под станиной и при обработке металла стружка падает на фартук, а не на пол.

Электрическое оснащение станка

К электрооборудованию токарно-винторезного станка относится основное оборудование – электродвигатель с пусковыми конденсаторами и блоком защиты. И вспомогательное электрооборудование – лампа освещения и другие элементы, например, вытяжной вентилятор.

Особе внимание в электрооборудовании следует уделить приборам защиты от поражения электрическим током. Здесь прежде всего необходимо установить реле защиты, сделать вывод защитного заземления и обеспечить пульт управления специальной большой кнопкой выключения электропитания. Наличие этих защитных устройств в составе электрооборудования важное требование правил техники безопасности при работе с таким травмоопасным оборудованием.

Изготовление токарного станка по металлу своими руками

Процесс изготовления токарного станка по металлу своими руками, как и процесс промышленного производства имеет несколько этапов. Каждый этап по-своему важен, как важна и последовательность этапов при создании конструкции.

Начальный этап – проектирование. Он начинается с разработки концепции компоновки устройства, его технических параметров и создания технической документации.

Этап практического изготовления включает в себя разметку материала, резку, подгонку и создание первоначальной модели. Далее, идет процесс наладки и подгонки узлов и деталей. Так что говорить о конкретных сроках, за которые можно самостоятельно собрать рабочий токарный станок своими руками не стоит.

Проектирование и чертежи настольного токарного станка

Проектирование подобного рода изделий рекомендуется делать на основе тех задач, которые планируется выполнять на это оборудовании. Чаще всего за основу берутся простые, не требующие высокой квалификации и дорогостоящего оборудования виды работ:

• Гладкая черновая и чистовая обработка цилиндрических деталей;
• Точение ступенчатых фасонов заготовок;
• Обработка конусных поверхностей;
• Формирование уступов, канавок с прямыми и наклонными поверхностями;
• Расточка цилиндров и конусов;
• Нарезание различного вида резьбы;
• Обработка кромок отверстий;
• Формирование рифлёной поверхности;
• Отрезание заготовок.

Определяем необходимые размеры

Вторым важным моментом выступает то, каких размеров заготовки будут обрабатываться при помощи этого станка. Для того чтобы заниматься моделированием достаточно небольших размеров, этот вариант мини станка может иметь небольшие размеры, и целиком помещаться на обычном письменном столе.

Для оборудования, которое планируется применять для обработки заготовок диаметром 50 мм и длиной до 500 необходима будет станина минимальной длины в 750 мм. А для работы с заготовками большей длины потребуется еще и отдельное основание. Простой деревянный стол устройство массой 50-70 кг попросту не выдержит.

Создаем необходимую проектную документацию

Увы, без разработки чертежей при постройке станка своими руками не обойтись. В принципе профессионально вычерчивать все узлы и детали смысла нет, а вот сделать технический рисунок, в котором учесть расположение деталей, способ их соединения и крепления все-таки стоит. При разработке отдельно нужно просчитать размеры станины и всех деталей, которые будут собираться из металлопроката. На рисунках нужно отметить точки соединений, места сверления отверстий и способ фиксации отдельных подвижных узлов. В качестве отдельного документа нужно оформить кинетическую схему станка и схему подключения электрооборудования. Кинетическая схема подразумевает то, как будут расположены шестерни или шкивы коробки передач, и как будет осуществляться изменение скорости вращения шпинделя. А электрическая схема даст возможность правильно подключить электрооборудование.

Совет: отличным подспорьем в качестве наглядного пособия по разработке чертежей могут служить старые советские технические журналы для технического творчества.

Именно в них часто публиковались чертежи оборудования для оснащения домашней мастерской.

Выбор электродвигателя для станка

Среди узлов самодельного станка электродвигатель один из немногих элементов который все-таки придется приобретать в уже собранном виде. Для оснащения маломощных мини-станков для моделирования и несложных работ подойдут небольшие электродвигатели мощностью до 500 вт. Более мощные и высокооборотистые типы двигателей можно устанавливать на станки для серьезных гаражных работ. А вот что касается типа мотора, то здесь лучше отдать предпочтение асинхронным видам. Они надежны, неприхотливы к перепадам напряжения и изменению нагрузки при работе.

Двигатель от стиральной машинки

Использование двигателя от стиральной машины в самодельном металлообрабатывающем станке дает несколько преимуществ – эти моторы доступны, имеют большой ресурс, отдельные модели можно использовать с установленными на них шкивами. Двигатели от современных стиральных машин, кроме всего прочего, можно использовать с автоматическим регулятором оборотов, это упростит конструкцию, поскольку не потребуется мудрить над коробкой передач.

Токарный станок на основе дрели

Для небольших работ в формате настольного токарного станка может подойти и бытовая электродрель. Преимущество этой простой конструкции в том, что узел передней бабки имеет уже готовый вид с регулятором оборотов, переключателем скоростей (для двухскоростных моделей) и патроном для зажима заготовки. Минус этого варианта заключается в том, что фиксировать можно детали максимального диаметра 10 или 13 мм, это максимальный размер детали, которые можно зажать в сверлильном патроне.
2.3. Порядок сборки

Сборка узлов и механизмов станка производится в определенном порядке, позволяющем постепенно собрать нужную конструкцию и при этом в процессе работы избежать крупных ошибок. Рекомендуется начинать работы со сборки основания рабочего стола, станины и суппорта, передней и задней бабки, резцедержателя и установки дополнительного оборудования.

Рама стола

Настольный вариант токарного станка по металлу рекомендуется собирать на специально изготовленном для этого столе. Рамная конструкция из уголка 40х40 или 45х45 отлично выдержит массу станка в 50 и даже 70 кг. В качестве крышки лучше использовать массивную доску из твердых пород дерева толщиной 50 и более мм. Раму стола лучше сразу фиксировать сварным швом.

Станина и суппорт

Станину для небольших станков можно сделать из профильной или обычной толстостенной водопроводной трубы. Для массивных проектов, с мощным двигателем и патроном диаметром 100мм станину лучше собрать из тавра или швеллера.

Суппорт лучше сделать из массивного швеллера. Втулки для движения по направляющим изготавливаются из бронзы, а вот для перемещения суппорта привариваются усиленные гайки. При опоре суппорта на станину делается широкая шлифованная подошва. Поверхность скольжения смазывается литолом или солидолом.

Изготавливаем переднюю и заднюю бабки

Сборка этих узлов требует особой точности и аккуратности. Перед сборкой передней бабки проверяется параллельность оси вала и горизонтальной плоскости станины. Вал не должен иметь ни горизонтального ни вертикального биения. Подшипники жестко насаживаются на вал и также фиксируются на корпусе. Вращение вала должно иметь легкое и свободное. Корпус передней бабки лучше собрать из швеллера, при этом предусмотреть возможность доступа к подшипникам для смазки.

Задняя бабка проверяется на точность по центру пиноли и зажимного патрона. Корпус можно выполнить из профильной трубы. Фиксация пиноли осуществляется при помощи зажимных болтов.

Резцедержатель своими руками

Для резцедержателя нужно использовать металлические пластины толщиной не менее 10 мм. Классическая форма резцедержателя квадратная, сам резец фиксируется прижимными болтами. А собранный держатель прикрепляется к салазкам большим болтом, с приваренной к головке рукояткой.

Направляющие для станка

Направляющие могут быть выполнены из трубы диаметром 15 мм, квадрата 10х10 мм или круглого прута. В качестве вала подачи суппорта и салазок можно использовать шпильки диаметром 18 мм и более.

Что нужно учесть во время сборки?

Для всех видов самодельных станков использование сварных соединений используется как самое надежное. Однако при работе электросваркой металл может деформироваться, из-за чего точность может быть нарушена. Для того чтобы сварка была прочной и правильной рекомендуется сначала сделать несколько пробных швов и только после проверки приступать к окончательному соединению деталей.

Особенности работы на самодельных станках

Для успешной работы на любом оборудовании прежде всего необходим опыт. Поэтому прежде чем приступать к обработке ответственных деталей рекомендуется сначала опробовать оборудование и приспособления станка для простых изделий. Ведь обработка сложной детали, как правило, состоит из ряда простых операций выполнение которых позволяет получить из простой заготовки деталь сложной формы.

Техника безопасности

Приступая к работе нужно:

• Убедится в правильности установки заготовки и надежности фиксации резца;
• Проверить, что убраны все инструменты и посторонние вещи;
• Одеть защитные очки и опустить защитное стекло.

Во время работы:

• Нельзя прикасаться к вращающимся деталям;
• Снимать очки и убирать защитное стекло;
• Останавливать шпиндель рукой.

После окончания работ нужно обязательно обесточить станок и дополнительное оборудование.

Правильный уход за станком

Уход за оборудованием не требует сложных приспособлений и операций. Достаточно взять за правило работать заточенным инструментом, убирать после работы стружку и пыль, проводить хотя бы раз в месяц смазку трущихся поверхностей и если это необходимо менять масло в коробке передач станка.