Настольный токарный станок по металлу — конструкция, классификация, выбор

Станки токарной группы предназначены для выполнения большого количества операций по обработке металла. Чаще всего данное оборудование используется для работы с наружными и внутренними поверхностями деталей, которые имеют цилиндрический, конический или фасонный профиль. Еще одно назначение токарных станков по металлу – выполнения операций по сверлению отверстий, обработке торцов.

История появления и развития оборудования

По мнению историков, токарные станки (вернее, примитивные прародители подобных устройств) были изобретены и начали использоваться человеком еще в середине VII века до нашей эры. Конечно, такое устройство имело простейшую конструкцию, но позволяло эффективно выполнять обработку изделий из дерева или кости. Для того чтобы произвести такую обработку, в двух центрах, которые монтировались соосно друг с другом, зажималась деталь. Ее вращали вручную, а процесс резания осуществлялся при помощи ручного резца, которым манипулировал отдельный «оператор». Таким образом изделию придавалась требуемая форма и размеры.

Следующим этапом развития, которому подверглось оборудование токарной группы, стало оснащение его приводом, необходимым для придания детали вращательного движения. В качестве такого привода изначально использовалась тетива лука, которую петлей накидывали на обрабатываемое изделие. А чуть позже (в XIV столетии) был изобретен ножной привод для токарного оборудования.

Старинный токарный станок с ножным приводом

Конструкция такого привода, очень напоминающего приводной механизм ножной швейной машины, состояла из закрепленной консольной деревянной жерди, соединенной с обрабатываемой деталью при помощи прочной веревки. При нажатии ногой на жердь веревка натягивалась, что приводило к вращению заготовки на 1–2 оборота. После того как нога убиралась с жерди, веревка освобождалась и устремлялась вверх, что влекло за собой вращение заготовки в другую сторону.

Несмотря на простую конструкцию, такие токарные станки уже позволяли выполнять обработку с достаточно высоким качеством. Их плюсом являлось и то, что обслуживание устройств было очень простым.

Токарно-копировальный станок А. Нартова, 1729 год

Станок токарной группы XVI столетия уже имел в своей конструкции люнет и центры, изготовленные из металла, что позволяло использовать его для обработки заготовок, отличающихся сложной конфигурацией. Однако по причине невысокой мощности такого устройства применять его для токарной обработки металлических заготовок было еще нельзя.

Сильный толчок история токарного станка получила в 1700-х годах, когда россиянином Андреем Нартовым было создано устройство, на которое установили механический суппорт. Следует отметить, что именно это новшество послужило сильнейшим толчком в развитии всего оборудования, предназначенного для обработки заготовок из металла. Серьезный вклад в развитие токарных агрегатов внесли французские инженеры, которые к середине XVIII столетия создали устройство, отличающееся высокой универсальностью. Уже к концу этого века во французской промышленности стал использоваться специализированный агрегат, на котором можно было выполнять нарезание резьбы на металлических винтах.

Токарные станки Модсли (нажмите, чтобы увеличить)

По-настоящему прорывным в развитии токарного оборудования принято считать 1794-й год, когда Генри Модсли создал станок, послуживший базой для дальнейшего развития всех токарных агрегатов. Что примечательно, предприятие, основанное Модсли, занималось также производством плашек и метчиков, с помощью которых на его оборудовании выполняли нарезание резьбы.

О том, чтобы автоматизировать токарный станок, стали задумываться в XIX веке, и пальма первенства в этом вопросе принадлежит американским инженерам. Данный процесс шел по пути оснащения агрегатов дополнительными элементами автоматизации, что в итоге привело к созданию первого станка с револьверной головкой. Именно на базе таких устройств в дальнейшем и стали создавать универсальные станки-автоматы, первый из которых (станок Спенсера) был представлен общественности в 1973 году.

Маркировка токарных станков

Чтобы понять, какими конструкционными особенностями обладают токарные агрегаты, какая их сфера применения, следует обращать внимание на маркировку оборудования.

Она состоит из нескольких цифр, каждая из которых имеет свое значение:

• первая цифра это обязательно 1. Она обозначает, что данный агрегат относится к токарной группе;
• вторая цифра маркировки обозначает тип токарного станка;
• третья и четвертая цифра указывает на высоту его основных центров.

Внимательно изучив все особенности маркировки токарных станков и их классификацию, можно понять принцип их работы.

Видео по теме: Устройство и принцип работы токарного станка с ЧПУ

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.

Разновидности токарных станков для обработки металла

Основной фактор, который влияет на выбор подобного оборудования для дома – это назначение. Перед покупкой такого небольшого станка необходимо точно знать, для чего он будет использоваться.

В зависимости от назначения, все токарные агрегаты подразделяются на три основных разновидности:

• настольные;
• полупрофессиональные;
• профессиональные.

На производствах используют мощные металлообрабатывающие агрегаты, для бытовых целей больше подойдут менее габаритные модели

Настольные устройства для частного использования в домашних условиях отличаются своими небольшими габаритами и, соответственно, массой. Минимальный вес таких микростанков составляет 13 кг, а максимальный не превышает 100 кг. В свою очередь, полупрофессиональные напольные варианты, которые также часто используются в домашних мастерских, могут иметь массу до 400 кг. Мощность настольного агрегата доходит до 400 Ватт.

Полупрофессиональные станки используются также на небольших производствах и отличаются более высокой мощностью (до 1000 Ватт) и функционалом. Как правило, такие агрегаты совмещают в себе, помимо токарных функций, еще две: сверлильную и фрезерную. Подобное расширение возможностей значительно увеличивает функциональную принадлежность станков.

Профессиональные агрегаты устанавливаются на больших и средних производствах. Их управление зачастую осуществляется за счет программного обеспечения. Они отличаются большими габаритами и массой.

Для использования в домашних условиях подходит только первый тип станков. В зависимости от способа обработки деталей они подразделяются на три основных разновидности:

• токарно-фрезерные;
• токарно-винторезные;
• комбинированные.

Каждый тип станков имеет свой набор функций и технических характеристик

Токарно-фрезерные станки по металлу применяются, как правило, для удаления с заготовок фаски, а также для организации отверстий и торцевания. Вторая разновидность настольных устройств используется для затачивания деталей и нанесения на них резьбы. В свою очередь, комбинированные устройства, используемые в домашних условиях, способны выполнять все вышеперечисленные функции.

Конструкция и принцип действия

Маленький токарный станок создан по подобию стандартного оборудования. Особенность состоит в деталях, выполненных в уменьшенном размере.

Аппарат состоит из таких комплектующих:

1. Станина. Это основная несущая конструкция. Материалом является литой чугун.
2. Передняя бабка. Она включает в себя шпиндель.
3. Электродвигатель.
4. Коробка передач, воспринимающая крутящий момент от электродвигателя и передающая его на шпиндель.
5. Задняя бабка. Применяется, когда обрабатываемая заготовка большой длины. В этом случае она подается по направляющим вплотную к детали и прижимает ее. Узел имеет литую конструкцию с центром, которым он упирается в осевую часть детали.
6. Суппорт. Это узел, в котором удерживается резец. С его помощью идет его перемещение, а также постановка под разным углом. Движение суппорта происходит как в продольном, так и в поперечном направлении.

Фиксация заготовки в станке осуществляется при помощи деталей:

1. Планшайба. Используется только при установке деталей больших габаритов или нестандартной конфигурации.
2. Кулачковые патроны. Их бывает 3 и 4.
3. Цанговый патрон. Применяется для тонких изделий.
4. Сверлильный патрон. Имеет недостаток — не воспринимает радиальные нагрузки.

Перед началом работы заготовка фиксируется в шпинделе, а в задней бабке устанавливается патрон, в который вставляется сверло. На это место может устанавливаться центр, которым ведется прижатие заготовки. Резец располагается в суппорте станка.

Включается электродвигатель. Коробкой выставляются нужные обороты шпинделя. Резец подводится к детали и начинается ее точение.

Характеристики мини-станка включают следующие параметры:

1. Вес. Масса компактного оборудования может быть в пределах 10–100 кг.
2. Мощность. Для компактного оборудования достаточно 400 Вт. Профессиональное оборудование доходит до 700 Вт.
3. Напряжение. 220 В или 380 В.

Маленький токарный станок

Устройство токарного мини-станка по металлу

С конструктивной точки зрения, подобные агрегаты являются достаточно сложными устройствами, так как копируют промышленные станки. Рассмотрим основные составляющие:

• станина;
• шпиндельный (передний) узел или бабка;
• суппорт.

В домашних условиях чаще используют агрегаты универсального типа

Станина – это основа любого станка, которая снабжается отверстиями для фиксации к рабочей поверхности (например, столу). Как правило, этот элемент изготавливается из чугуна и оснащается направляющими для других узлов.

Суппорт выполняет две важные функции, а именно: фиксация обрабатывающего инструмента и смена его положения во время работы. В качестве обрабатывающего приспособления могут выступать:

• сверло;
• резец;
• зенкер.

Передний узел включает в себя электрический двигатель, шпиндель, привод и коробку передач. Благодаря этим составляющим производится вращение вала и передача этого эффекта на второй узел.

В большинстве случаев привод токарного домашнего станка, используемого для обработки металлических деталей, функционирует за счет клинового ремня. Некоторые агрегаты имеют функцию регулировки скорости. Для этого клиновой ремень переставляется из одних впадин шкивов в другие.

Обратите внимание! Иногда, для обеспечения более точной настройки скорости, мини-станок оснащается дополнительным регулятором электрического типа. Неоспоримое преимущество ременного привода заключается в том, что его наличие снижает риск перегорания двигателя в случае, если заготовка заклинит.

Большинство современных моделей станков оборудованы информационными табличками-памятками с указанием необходимых настроек для совершения тех или иных операций

На самых миниатюрных токарных станках зачастую устанавливают суппорт с ограниченным функционалом. Он представляет собой держатель для резца, который имеет одно место и две позиции. Обрабатывающее приспособление в таком элементе может использоваться только для расточки или внешней обточки. Из этого следует, что для выполнения другой работы потребуется смена самих резцов, а также их положения.

Особенности конструкции школьных токарных станков по металлу

Конструкция токарных станков, используемых для обучения в школах, как правило, является классической. Различия между устройствами обуславливает их назначение и функциональные особенности. Бывает два типа школьных мини-станков, в зависимости от их исполнения:

• настольные;
• напольные.

Они включают в себя станину, которая выполняется из чугуна или стальных металлических листов. На ней устанавливаются основные узлы агрегата, а именно: передний узел (бабка), задний узел, фиксатор резцов, и суппорт. Существуют некоторые конструктивные особенности школьных агрегатов, которые обусловлены простотой конструкции. Рассмотрим их:

• школьные токарные станки не оснащаются коробкой передач;
• смена скоростей производится посредством ременного привода;
• головка шпинделя имеет более простую конструкцию;
• основа агрегата не имеет специальной выемки, которая предназначена для работы с крупногабаритными деталями.

В таких устройствах приток жидкости, необходимой для охлаждения оборудования, выполняется за счет интегрированной системы. Если таковая отсутствует, то тогда смазочно-охлаждающая жидкость наносится вручную.

В домашних мастерских на ряду с б/у станками производства СССР часто используют учебные станки импортного производства

В мини-станках для обработки металлических заготовок в обязательном порядке должен присутствовать еще один важный элемент – механический тормоз. Он необходим для того, чтобы снизить процент брака во время обработки металлических деталей.

В любительских мастерских, которые зачастую располагаются в гаражах, нередко применяются школьные мини-станки. Существует три основные разновидности таких небольших агрегатов.

Особенности токарного станка по металлу для гаража ТВ-4

Подобный агрегат является одним, из наиболее популярных и распространенных на территории СНГ. Активное использование в школах такого станка началось еще в советское время. Именно тогда его начали называть «учебный ТВ-4». Однако функциональность этого агрегата позволяет использовать его для самых разных задач.

Основным преимуществом ТВ-4 является его компактность. Благодаря этому такие устройства до сих пор применяются в домашних мастерских. Для обработки различных металлических деталей в гараже используются не только настольные устройства, но и имеющие собственную основу.

Характеристики токарного станка ТВ-4 (напольного):

• показатель мощности составляет 1 кВт;
• необходимое напряжение электрической сети – 220 В;
• максимальная длина детали, которую можно обработать на таком агрегате – 30 см;
• максимальный показатель сечения заготовки – 200 мм;
• количество оборотов в минуту – до 710;
• масса – около 280 кг.

Функциональность токарного станка ТВ-4 позволяет использовать его для самых разных задач

Полезная информация! Приобрести такую модель можно в любом интернет-магазине, где существует множество предложений по продаже не только целых агрегатов такого типа, но и их составляющих. Правда, придется покупать б/у устройство, так как найти модель, которая не была в употреблении практически невозможно.

Цена токарного станка ТВ-4 варьирует в пределах от 25000 до 65000 руб. На его стоимость влияет состояние и функциональная оснащенность конструкции.

Характеристики токарно-винторезных станков ТВ-6

Агрегат такого типа тоже активно использовался в школах СССР. ТВ-6 применяется для выполнения самых простых технических операций, среди которых:

• сверление отверстий;
• обрезка торцов;
• отрезание части детали;
• нанесение метрической резьбы;
• расточка заготовок (цилиндрических и конических).

Мини-станки ТВ-6 используются для обработки деталей, изготовленных из цветных металлов или стали. Ограниченные возможности связаны с тем, что обработка изделий из других материалов приводит к запылению помещения, в котором располагается агрегат. Выделение пыли может нанести вред здоровью мастера.

Рассмотрим основные характеристики этой модели:

• показатель мощности составляет 1,1 кВт;
• напряжение электрической сети, необходимое для работы станка – 220 В;
• максимальная длина детали для обработки – 35 см;
• максимальный показатель сечения заготовки, с которой можно работать – 200 мм;
• количество оборотов в минуту – до 700;
• масса – около 300 кг.

Одним из неоспоримых достоинств «школьных» моделей токарных станков является их относительная компактность

Несмотря на то что максимальная протяженность изделия, которое можно обрабатывать на ТВ-6, составляет 35 см, длина проточки детали возможна только лишь на промежутке в 30 см.

Небольшие габариты являются большим преимуществом этого токарного станка по металлу. Купить б/у модель этого типа можно за 35000-70000 рублей. ТВ-6 отлично подойдет для работы с металлическими деталями в домашней мастерской.

Станки ТВ-7: основные отличия от ТВ-6

Токарный агрегат такого типа является усовершенствованным вариантом устройства ТВ-6. Основные различия между этими двумя моделями заключаются в устройстве коробки скоростей. А также стоит сказать, что ТВ-7 отличается от ТВ-6 конструкцией шпиндельной бабки.

Резцы по металлу для токарного станка: подробная характеристика инструмента

Особенности конструкции. Классификация инструмента в зависимости от различных факторов. Правила заточки резцов.

Рассмотрим основные характеристики мини-станка ТВ-7:

• показатель мощности составляет 1,1 кВт;
• необходимое напряжение сети – 220 В;
• максимальная длина заготовки для обработки – 33 см;
• наибольший диаметр заготовки, с которой может работать данный агрегат – 220 мм;
• количество оборотов в минуту – до 1000;
• масса – 400 кг.

Полезная информация! Коробка скоростей такого мини-станка, используемого для обработки металлических деталей, может функционировать в двух режимах. А также стоит отметить, что ТВ-7 имеет еще одно отличие от более ранних школьных агрегатов, а именно: отсутствие рычагов, необходимых для переключения скоростей.

Простая система управления станком ТВ-7 позволяет справятся с токарными работами даже тем кто имеет небольшой опыт в металлообработке

Цена токарного станка по металлу такого типа колеблется в пределах от 55000 до 85000 руб. Как и в предыдущих случаях, приобретение нового устройства крайне затруднительно, поэтому выбор необходимо проводить среди моделей, бывших в употреблении.

Достоинства использования мини-станков

1. Благодаря маленькому весу (от 10 до 20 килограммов) и небольшим размерам токарные мини-станки по металлу возможно установить почти в любом месте.
2. Стоимость станка невелика, и купить его могут все желающие.
3. Он подключается к обычной электрической сети и питается от напряжения 220 В.
4. Возможно адаптировать его для подключения к трёхфазной сети.
5. При соответствующем техобслуживании настольный токарный станок по металлу прослужит вам несколько десятков лет.
6. Обучаться работать на нём несложно, можно начать работу относительно быстро, и это будет легко даже для новичка.
7. Станок потребляет немного энергии, что позволяет не слишком много тратить на его обслуживание.

Правила техники безопасности

Работая даже на простейшем школьном агрегате токарной группы, необходимо строго соблюдать требования безопасности, которые заключаются в следующем.

• Вся специальная одежда оператора должна быть застегнута на все пуговицы.
• Перед тем как приступить к работе, необходимо выполнить технический осмотр устройства, в процессе которого могут быть выявлены отдельные неисправности в его функционировании. При обнаружении таких неисправностей, если оператор не может их оперативно устранить своими руками, необходимо вызвать техника (или наладчика), который и займется этим вопросом.
• Выполнять все технологические операции на токарном станке следует только по техническому заданию, для чего необходимо предварительно получить у мастера чертеж или подробный технологический процесс обработки.

Памятка по технике безопасности при работе на токарных станках (нажмите, чтобы увеличить)

Оператору станка, в том числе и оснащенного системой ЧПУ, категорически запрещается:

• приступать к работе, если в данный момент производится наладка или обслуживание устройства;
• работать на станке, если его центры подверглись значительному износу;
• использовать в процессе обработки инструменты и зажимные элементы, которые имеют даже малейшие признаки неисправности;
• самостоятельно устранять неисправности, связанные с электрической системой оборудования;
• отдаляться от станка, который находится во включенном состоянии, а также перепоручать управление им посторонним лицам.

В том случае, если при предварительном осмотре были обнаружены неисправности ограждающих элементов оборудования, ни в коем случае нельзя приступать к обработке заготовок с его использованием.

Выбираем станок

Отнеситесь к подбору токарного станка внимательно, иначе использовать его будет сложно или не получится вообще. Сначала задумайтесь о том, для чего он вам нужен и что именно вы на нём будете делать.

1. Нужно ли вам выполнять только те работы, которые считаются стандартными для таких устройств (нарезание резьбы, сверление, токарные работы), или же ваши запросы выходят за их границы? Если вы хотите, скажем, обтачивать детали, шлифовать их, точить инструменты, то вам могут понадобиться дополнительные инструменты.
2. С деталями каких размеров вы будете работать, и каков диаметр их обточек? От этих величин зависит расстояние до суппорта. В основном для бытовых работ вам хватит 30−40 мм.
3. Насколько точные операции вам нужно производить?
4. Каковы ориентировочные масштабы работы и частота эксплуатации?

Прикинув в голове все эти параметры, вы сможете выбрать нужную именно вам модель.

При подборе нужно обратить внимание на некоторые характеристики аппарата:

1. Куда устанавливается станок, и каков его вес. Есть мнение, что чем он тяжелее, тем точнее будет результат выполняемых работ, но это не так — эти две вещи никак не связаны. А вот на то, куда именно вы его поставите и как часто собираетесь транспортировать, стоит обратить внимание. Не приобретайте самый тяжёлый станок, если будете постоянно перевозить его с места на место, лучше отдайте предпочтение более лёгкой модели — до 45 килограммов весом.
2. Каково рабочее напряжение выбранной модели. В домах, как правило, проведена однофазная сеть в 220 В, и именно она подходит для большинства миниатюрных токарных станков по металлу. Настольный станок, тем не менее, может потребовать и трёхфазной сети 380 В, и тогда придётся менять проводку.
3. Какой мощности хватит для выполнения ваших задач. Обычно она бывает не более 400 Вт, чего достаточно для большинства бытовых целей. Она зависит от того, какие материалы вы будете обрабатывать.
4. С какой скоростью должен вращаться вал со шпинделем и можно ли её регулировать. Чем быстрее вращение, тем более оперативно можно выполнить любые работы, но для разных материалов (скажем, металла и дерева) потребуется регулировка этой настройки.
5. Наличие реверса шпинделя. Если его нет, то придётся менять положение ремня каждый раз, когда потребуется вращать деталь в другую сторону, что не всегда удобно.
6. Цена деления на шкале лимба подачи. Чем меньше одно деление, тем точнее можно будет скорректировать движение резца.
7. Какое расстояние разделяет заднюю и переднюю бабку. Этот параметр определяет, детали какой длины вы сможете обрабатывать.
8. Каков диаметр пиноли. С его возрастанием уменьшается вибрация детали во время работы.

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.

Эксплуатация

Чтобы мини-станки прослужили длительное время, их нужно правильно обслуживать:

1. После окончания работы на поверхности станка скапливается мелкая стружка. Она подлежит удалению.
2. Обе направляющие смазываются машинным маслом.
3. Периодически ведется замена масла в коробке.
4. Регулярно осматривается электрическая проводка и двигатель. Вся скопившаяся грязь подлежит удалению.

Токарный станок своими руками

Чтобы самостоятельно изготовить настольный токарный станок, нужны определенные знания, а также умение работать с металлом. Если в этих вопросах наблюдаются затруднения, существует альтернативный выход — покупка готового изделия. Это обойдется дороже, зато с выигрышем по времени.

Цены настольных токарных станков по металлу

При выборе подходящего настольного агрегата для домашней мастерской необходимо обратить внимание на его стоимость. Цена мини-станков зависит от нескольких факторов, таких как:

• бренд;
• мощность;
• производительность.

Стоимость станка обуславливается его мощностью, производительностью, размерами и брендом

Также на ценообразовании отражаются и другие, более мелкие, характеристики токарных станков по металлу. Цена мини-агрегата, мощность которого не превышает 500 Ватт, составляет примерно 15000-55000 руб. Подобные устройства не отличаются функционалом, но для основных задач подходят более чем полностью.

Настольные агрегаты с более широким списком возможностей (токарно-винторезные) стоят немного дороже. Например, мини-станок подобного типа с мощностью до 500 Ватт можно приобрести по цене 27000-75000 руб.

И, наконец, самыми дорогостоящими настольными агрегатами считаются токарно-фрезерные. Диапазон цен в этом случае составляет 65-150 тыс. рублей. В зависимости от функциональных особенностей и технической оснастки, формируется цена настольных токарных станков по металлу. Купить необходимое устройство можно как в профильном магазине, так и в интернете, оформив заказ онлайн.

Наиболее популярные компании по производству подобного оборудования, как уже было сказано выше, OPTIMUM и JET. Они производят качественные, износостойкие агрегаты, которые отличаются продолжительным эксплуатационным сроком. Цена на подобные устройства довольно высока, однако, все они соответствуют заявленному качеству.

Например, стоимость настольного токарного станка Металл Мастер от компании JET колеблется в пределах от 50 до 150 тыс. рублей. Модели от бренда OPTIMUM еще дороже (от 60 до 330 тыс. руб.).

Обратите внимание, что станки малоизвестных производителей при схожих характеристиках могу значительно уступать в качестве и надежности агрегатам более известных брендов

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...