Устройство передней бабки токарного станка по металлу

Обновлено: 17.05.2024

Одним из важнейших многофункциональных узлов является передняя бабка. Она присутствует во всех токарных металлообрабатывающих и деревообрабатывающих станках. Её размер и технические характеристики зависят от назначения станка, количества выполняемых операций.

Устройство передней бабки токарного станка

Это устройство расположено на левой части станины. Его состав определяется решаемыми задачами. Устройство передней бабки включает следующие элементы:

корпус;
шпиндель;
элементы крепления заготовки;
системой управления перемещением;
коробку скоростей.

Подробное устройство передней бабки токарного станка приводится на чертеже и кинематической схеме. Они взаимно дополняют друг друга и помогают понять существующие элементы и их взаимосвязь во время работы. Наиболее характерной является конструкция этого узла у токарного станка по металлу.

Корпус передней бабки выполнен в форме цельной металлической коробки. Его основными функциями являются: крепление основных элементов и их защита от внешних воздействий, в том числе от попадания грязи. В качестве материала для изготовления корпуса используют прочную сталь или чугун.

Шпиндель — одна из важных деталей не только передней бабки, но и всего станка. Считается, что все остальные элементы конструкции должны обеспечить его надёжную и точную работу. Основным назначением шпинделя является обеспечение надёжной фиксации заготовки или необходимого инструмента. Его конструкция зависит от назначения и типа станка, размеров обрабатываемых деталей, требуемых показателей точности обработки. Стандартный узел состоит из стального вала, узла крепления, элементов обеспечивающих передачу вращательного момента от двигателя, системы опор. В качестве опор используются стойки, на которых закреплены подшипники скольжения высокой точности с допустимым отклонением не более 1 мкм. Для некоторых станков применяют роликовые или шариковые подшипники качения. В современных высокоточных агрегатах шпиндель токарного станка оснащён магнитными или воздушными опорами. Это позволяет добиться прецизионной точности с отклонением не более 0,2 мкм.

С противоположной стороны крепление заготовки обеспечивает задняя бабка токарного станка. Вся конструкция крепления заготовки и инструмента должна соответствовать следующим требованиям:

вращение с высокой скоростью, с изменением передаточного числа (возможностью повышения или понижения частоты вращения);
надёжности крепления заготовок и обрабатывающего инструмента;
долговечности всей конструкции;
точность фиксации и вращательного движения без отклонения от траектории движения и биений;
высокая виброустойчивость, что гарантирует точность работы режущего инструмента (особенно это необходимо для винторезного станка).
поддержание требуемого температурного режима, что не допускает перегрева и снижения точности обработки;
допустимую несущую способность (поддержание в процессе эксплуатации разрешённого веса и габаритов применяемых инструментов).

На шпинделе в передней бабке устанавливается узел крепления. Это может быть планшайба или специальные патроны. Требуемая точность работы обеспечивается специальным регулирующим кольцом.

Коробка изменения скоростей вращения является неотъемлемой частью передней бабки. Она позволяет понижать или повышать скорость вращения шпинделя. Это необходимо для задания различных режимов обработки.

Современные производители предлагают следующие виды конструкций коробок:

Использование фрикционных муфт. Они включаются вручную или с применением электромагнитного блока управления. Использование косозубых шестерёнок или шевронных колёс, позволяет производить переключение скоростей во время работы.
Включение в конструкцию кулачковых муфт. Они обладают ограниченными перемещениями и способны передавать незначительный крутящий момент. Однако такие конструкции достаточно простые и имеют низкую стоимость.
Установка сменных зубчатых колёс с малыми осевыми габаритами. Такая конструкция позволяет осуществлять изменение скорости вращения в широком диапазоне. Она применяется в специальных станках имеющих автоматическую или полуавтоматическую конструкцию
Использование скользящих блоков, в состав которых входят два или три колеса с прямыми зубьями. Их перемещение производится с помощью направляющих втулок или специальными шлицами.
Включение в состав коробки механизма бесступенчатого регулирования вращательного момента. Такие устройства называются вариаторами (по конструкции схожи с КПП автомобилей). Главным достоинством является возможность плавного изменения скорости вращения во время обработки детали. Некоторые механизмы позволяют производить изменение направления вращения.

Коробка является передаточным механизмом между электродвигателем и шпинделем. На ходовой вал вращение от двигателя передаётся через муфту. На нём размещается комплект главных шестерёнок. Они с помощью механизма подачи соединяются с шестерёнками вторичного вала. Скорость конечного вращения зависит от передаточного числа каждой пары шестерён. Для удобства управления (изменения скорости вращения) на внешнюю сторону корпуса передней бабки вынесены рычаги управления коробкой скоростей. Они позволяют оперативно задавать скорость вращения шпиндельного узла. На лицевой стороне коробки рядом с рычагами закрепляется информационная табличка (шильдик) с изображением кинематической схемы коробки скоростей (порядок переключения и последовательность соединения различных шестерёнок).

У станков с ЧПУ существует важное отличие передней бабки (энкодера) от стандартного узла такого типа. В его функции входит задача передачи электрического импульса в модуль числового программного управления. Он позволяет осуществлять управление сервоприводом двигателя, что позволяет регулировать скорость оборота шпинделя.

Надёжная работа всех механизмов передней бабки обеспечивается благодаря системе смазки каждого из элементов. В большинстве станков предусмотрена циркуляционная система. Смазка поступает из специального резервуара под давлением через форсунку. Давление обеспечивается электрическим насосом с системой фильтрации. Она обеспечивает непрерывную подачу требуемого объёма смазочного материала. Это обеспечивает надёжность и долговечность работы всего станка.

Назначение узла

Этот элемент металлообрабатывающих и деревообрабатывающих станков выполняет большое количество функций. Поэтому назначение передней бабки включает:

закрепление обрабатываемой детали;
передачи вращательного движения от основного электрического двигателя станка к крепёжной головке;
изменению скорости вращения (за счёт установленной коробки передач);
крепление нескольких режущих инструментов (для станков с ЧПУ).

Переднюю бабку применяют совместно с задней бабкой для жёсткой фиксации обрабатываемой детали. Заднюю бабку располагают на правой части станины. На ней кроме края детали закрепляют режущий инструмент. Для металлорежущих и обрабатывающих станков это могут быть резцы, фрезы, шлифовальные инструменты. Для деревообрабатывающих станков применяют инструмент для обработки более мягких (деревянных) заготовок.

Каждый элемент передней бабки выполняет заданные функции. Шпиндель предназначен для закрепления крепёжного элемента. Они делятся на резьбовые и фланцевые. В качестве зажимного устройства применяется:

патрон (кулачковый или поводковый);
планшайбы;
байонетные поворотные шайбы.

Коробка скоростей и служит для изменения числа оборотов шпинделя. В современных станках применяют следующие способы изменения этого параметра:

с помощью передвижных колёс или блоков;
изменение частоты оборотов при помощи муфт (фрикционных или кулачковых).

Кулачковые муфты обладают простотой конструкции, высокой надёжностью и ремонтопригодностью. Однако они имеют существенный недостаток. Включений новой частоты возможно только после полной остановки двигателя.

Наибольшее распространение получили агрегаты, в состав которых входят передвижные колёса или блоки. Количество переключений определяется числом шестерёнок, их передаточными числами и размерами.

Передняя бабка токарного станка своими руками

Изготовление такого узла токарного станка связано с решением определённого ряда трудностей:

разработка документации (составление чертежа, технологической карты и кинематической схемы);
поиск необходимых материалов и необходимых деталей;
опыт в проведении подобных работ (изготовление деталей, их обработка, конечная сборка и наладка всего узла).

Передняя бабка токарного станка может быть изготовлена только с применением металлорежущих и обрабатывающих станков. Самодельная бабка должна удовлетворять всем требованиям, предъявляемым этому узлу. Сегодня предлагается большое количество вариантов решения этой задачи. Передняя бабка токарного станка своими руками может быть изготовлена в домашней мастерской или в оборудованных помещениях оснащённых необходимыми станками.

Перед тем, как приступить к изготовлению этого узла для самодельного токарного станка, необходимо составить последовательность проводимых операций. Подробная технологическая карта позволит тщательно выполнить все операции с соблюдением требуемых технологий. Такая карта должна включать:

последовательность выполняемых работ;
графическое изображение состояния заготовки и проводимой операции;
перечень используемых станков, инструмента, дополнительного оборудования.

Основным дополнением к технологической карте является подробный чертёж каждого элемента и всей конструкции в сборе.

Важным узлом в составе передней бабки является коробка передач. Для её сборки потребуются шестерёнки. Изготовление этих элементов невозможно без специальных станков. Поэтому для сборки этого механизма используют два варианта реализации:

изготовление шестерни в переднюю бабку на зуборезных станках из заготовок;
подбор необходимых шестерён уже готовых и имеющихся в продаже.

Во втором случае бывает достаточно сложно подобрать необходимое передаточное число и обеспечить требуемую скорость вращения. Кроме этого необходимо обеспечить изменение скорости вращения. Для этого следует разработать механизм управления. Таким механизмом может служить система подачи шестерёнок разного диаметра, расположенных на вторичном валу. На основном (ведущем) валу следует жёстко закрепить одну или несколько шестерёнок.

Одним из простых вариантов изменения скорости вращения является установка различных шкивов на центральный вал. Обладая различным диаметром, они будут передавать изменяющийся крутящий момент. Основным недостатком такого устройства является необходимость обеспечить каждый шкив индивидуальным ремнём.

Самым простым самодельным устройством, которое можно назвать передней бабкой, является патрон электрической дрели. Он одновременно исполняет роль шпинделя. Для изменения скорости вращения необходимо разработать электрическую схему управления подаваемого напряжения.

Шпиндель токарного станка

Шпиндель – составная часть токарного станка, играющая важнейшую роль в процессе обработки заготовок. Он выполнен в виде вала с проделанным отверстием в виде конуса, предназначенного для установки инструментов. Шпиндель токарного станка изготавливается из высокопрочной стали, что необходимо для безопасной эксплуатации станка, долговечности детали и высокой точности выполняемых работ. Он считается главным элементом станка, так как остальные узлы и детали предназначены для обеспечения его работы.

Устройство

Шпиндель представляет собой стальной вал, впереди которого установлено крепление для рабочего инструмента. В классическом образе шпиндель установлен на высокоточных подшипниках качения. Для обеспечения необходимой точности работы в процессе эксплуатации на опоре шпинделя установлено специальное кольцо. Регулировка кольца происходит с помощью регулировочной гайки, Затягивание которой смещает гайку по шпинделю, что обеспечивает устранение образовавшихся в процессе работы зазоров

Конструкция шпинделя зависит от множества факторов, обычно от сферы назначения, типа и устройства станка, размеров и скорости работы. Раньше основой этого узла выступали подшипники, отклонение на которых достигало 1 мкм. На сегодняшний день требования к шпинделям усилились, поэтому современные образцы изготавливаются с применением магнитных или воздушных опор. Подобное решение позволяет добиться минимального отклонения, не превышающего 0,2 мкм.

Для более высокой точности, при которой погрешность обработки ниже 0,03 мкм, применяется особый способ привода. Шпиндель приводиться в движение и разгоняется с помощью маховика, но работы выполняется после отключения маховика и работе шпинделя за счет инерции.

Конструкция узла должна соответствовать следующим требованиям:

Точность. Подбирается исходя из модели станка, обрабатываемого материала и технологических требований.
Быстроходность. Разные типы шпинделей вращаются на разных скоростях, чем быстрее скорость обработки заготовки, тем выше качество выполненной работы.
Жесткость. Определяется соотношением величины прогиба шпинделя и уровня радиального биения. Чем данный показатель ниже, тем выше качество работы.
Долговечность. Срок эксплуатации узла, в первую очередь, зависит от качества используемого подшипника.
Виброустойчивость. Шпиндель должен быть толерантным к вибрации к внешней вибрации станка, что обеспечивает высокую точность работы инструмента.
Допустимый нагрев. Определяется максимальной температурой нагрева узла, при котором не изменяются эксплуатационные характеристики шпинделя.
Несущая способность. Характеризует рекомендуемые вес и размеры рабочего инструмента.

Обычно шпиндель не рассматривается как отдельная конструкция. Чаще всего рассматривается весь комплекс токарно-винторезного станка, включающий электродвигатель, привод, переднюю бабку и шпиндель. Электродвигатель можно менять, использовать даже силовые установки, работающие от постоянного тока. Главное, чтобы все составные части соответствовали электрической схеме станка.

Назначение шпинделя

Основным назначением шпиндельной бабки является фиксация рабочих инструментов (сверл, разверток, метчиков и других деталей). Обычно в конструкции используется вращающийся шпиндель, который применяется для снятия стружки, вырезания пазов и придания формы заготовкам. Через него происходит передача крутящего момента з электродвигателя на деталь, а также изоляция рабочего инструмента от вибрационных нагрузок, который принимает на себя подшипник. Фиксация инструмента происходит с помощью зажимного патрона, установленного на конце шпинделя.

Сборка и ремонт

Изначально настройка и сборка шпиндельной бабки производиться в заводских условиях, поэтому вмешиваться конструкцию узла не нужно. Все работы выполняют согласно ремонтной документации узла бабки шпиндельной. Дополнительную регулировку можно проводить после определенного срока эксплуатации, когда заметно ухудшение точности. Настройка проводится с помощью регулировочной шайбы.

На срок эксплуатации сильно влияет система электроторможения, схема устройства и настройки которой предоставляется производителем.

Ремонт шпинделя должен выполняться квалифицированным мастером, его сложность зависит от типа износа:

Износ шейки. Во время эксплуатации шейка покрывается большим количеством задирок. Избавиться от них можно проточив шейку, с последующей шлифовкой и полировкой. Полировку можно выполнять мелкой наждачной или пастой ГОИ. При работе со шлифовальной машиной нужно смазывать деталь маслом.

Главное, чтобы после ремонта не уменьшился диаметр шейки, если достичь того невозможно, шейка обтачивается и на нее надевается посадочная втулка из стали той же марки.

Износ конуса. Наиболее часто встречающаяся проблема, которая возникает из-за небрежного обращения со станком. Износ происходит из-за провертывания хвостовика инструмента и забивания металлической пылью. Степень износа определяется с помощью калибра. На него наносят несколько полосок мелом, вставляют калибр в конус, и по стертому мелу определяют проблемные места. Перед проверкой конус обязательно чистится и шлифуется. В случае обнаружения проблем, конус пришлифовывается или растачивается.
Износ посадочного места. Посадочное место часто ослабляется в местах установки подшипников. Для исправления проблемы его хромируют или металлизирует. В некоторых случаях можно установить кольцо и обточить его до необходимого диаметра.
Износ шпоночных пазов. Шпоночный паз обычно подгоняется под необходимую шпонку. В некоторых случаях нарезается новый паз в другом месте.
Износ подшипников. В случае сильного износа подшипников лучше всего полностью их изменить, так как выполнять самостоятельный ремонт без специального инструмента невозможно. При использовании подшипников скольжения есть возможность постепенной регулировки зазоров, что значительно увеличивает срок эксплуатации.

Качественная шпиндельная бабка токарного станка при правильной эксплуатации и уходе будет качественно выполнять свою работу весь эксплуатационный срок. Главное, периодически проверять износ узла и точность обработки заготовок.

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

Передняя бабка Задняя бабка Суппорт
Приводные валы Рычаг переключения скоростей Лимб

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.

Самодельный токарный станок по металлу своими руками: чертежи, фото, видео

Многие домашние мастера задумываются о том, как самостоятельно изготовить токарный станок по металлу. Такое желание объясняется тем, что при помощи подобного устройства, стоить которое будет совсем недорого, можно эффективно выполнять большой перечень токарных операций, придавая заготовкам из металла требуемые размеры и форму. Казалось бы, намного легче приобрести простейший настольный станок и использовать его в своей мастерской, но учитывая немалую стоимость такого оборудования, есть смысл потратить время на то, чтобы сделать его своими руками.

Самодельный токарный станок — это вполне реально

Использование токарного станка

Токарный станок, который одним из первых появился в линейке оборудования для обработки деталей из разных материалов, в том числе из металла, позволяет изготавливать изделия различных форм и размеров. С помощью такого агрегата можно выполнять обточку наружных и внутренних поверхностей заготовки, высверливать отверстия и растачивать их до требуемого размера, нарезать наружную или внутреннюю резьбу, выполнять накатку с целью придания поверхности изделия желаемого рельефа.

Серийный токарный станок по металлу — это габаритное устройство, управлять которым не так просто, а его стоимость очень сложно назвать доступной. Использовать такой агрегат в качестве настольного оборудования нелегко, поэтому есть смысл сделать токарный станок для своей домашней мастерской самостоятельно. Используя такой мини-станок, можно оперативно производить обточку заготовок, выполненных не только из металла, но также из пластика и древесины.

На таком оборудовании обрабатываются детали, имеющие круглое сечение: оси, рукоятки инструментов, колеса, конструктивные элементы мебели и изделия любого другого назначения. В подобных устройствах заготовка располагается в горизонтальной плоскости, при этом ей придается вращение, а излишки материала снимает резец, надежно зафиксированный в суппорте станка.

Проточка тормозного диска на самодельном токарном станке

Несмотря на простоту своей конструкции, такой агрегат требует четкой согласованности движений всех рабочих органов, чтобы обработка выполнялась с предельной точностью и наилучшим качеством исполнения.

Пример самодельного токарного станка с чертежами

Рассмотрим подробнее один из рабочих вариантов собранного собственными силами токарного станка, довольно высокое качество которого по праву заслуживает самого пристального внимания. Автор данной самоделки даже не поскупился на чертежи, по которым данное устройство и было успешно изготовлено.

Конечно, далеко не всем требуется настолько основательный подход к делу, зачастую для домашних нужд строятся более простые конструкции, но в качестве донора для хороших идей данный станок подходит как нельзя лучше.

Токарный станок, сделанный своими руками

Внешний вид станка Основные узлы Суппорт, резцедержатель и патрон
Вид сбоку Задняя бабка Вид снизу на заднюю бабку
Направляющие валы Конструкция суппорта Привод от двигателя
Чертеж №1 Чертеж №2 Чертеж №3

Конструкционные узлы

Любой, в том числе и самодельный, токарный станок состоит из следующих конструктивных элементов: несущей рамы — станины, двух центров — ведущего и ведомого, двух бабок — передней и задней, шпинделя, суппорта, приводного агрегата — электрического двигателя.

Конструкция малогабаритного токарного станка про металлу

На станине размещают все элементы устройства, она является основным несущим элементом токарного станка. Передняя бабка — это неподвижный элемент конструкции, на котором располагается вращающийся шпиндель агрегата. В передней части рамы находится передаточный механизм станка, с помощью которого его вращающиеся элементы связаны с электродвигателем.

Именно благодаря такому передаточному механизму вращение получает обрабатываемая заготовка. Задняя бабка, в отличие от передней, может перемещаться параллельно направлению обработки, с ее помощью фиксируют свободный конец обрабатываемой заготовки.

Простая схема узлов самодельного станка по дереву подскажет простой вариант изготовления станины, передней и задней бабок

Самодельный токарный станок по металлу можно оснастить любым электродвигателем даже не слишком высокой мощности, но такой двигатель может перегреться при обработке крупногабаритных заготовок, что приведет к его остановке и, возможно, выходу из строя.

Обычно на самодельный токарный станок устанавливают электродвигатели, мощность которых находится в пределах 800–1500 Вт.

Даже если такой электродвигатель отличается небольшим количеством оборотов, проблему решают при помощи выбора соответствующего передаточного механизма. Для передачи крутящего момента от таких электродвигателей обычно используют ременные передачи, очень редко применяются фрикционные или цепные механизмы.

Токарные мини-станки, которыми оснащаются домашние мастерские, могут даже не иметь в своей конструкции такого передаточного механизма: вращающийся патрон агрегата фиксируется непосредственно на валу электродвигателя.

Станок с прямым приводом

Существует одно важное правило: оба центра станка, ведущий и ведомый, должны располагаться строго на одной оси, что позволит избежать вибрации заготовки в процессе ее обработки. Кроме того, необходимо обеспечить надежную фиксацию детали, что особенно важно для моделей лобового типа: с одним ведущим центром. Решается вопрос такой фиксации при помощи кулачкового патрона или планшайбы.

По сути, токарный станок своими руками можно сделать и с деревянной рамой, но, как правило, для этих целей применяют профили из металла. Высокая жесткость рамы токарного станка обязательна для того, чтобы на точность расположения ведущего и ведомого центра не оказывали влияние механические нагрузки, а его задняя бабка и суппорт с инструментом беспрепятственно перемещались вдоль оси агрегата.

Использование швеллеров при изготовлении рамы и передней бабки станка

Собирая токарный станок по металлу, важно обеспечить надежную фиксацию всех его элементов, обязательно учитывая нагрузки, которым они будут подвергаться в ходе работы. На то, какие габариты окажутся у вашего мини-станка, и из каких конструктивных элементов он будет состоять, станет оказывать влияние и назначение оборудования, а также размеры и форма заготовок, которые на нем планируется обрабатывать. От этих параметров, а также от величины планируемой нагрузки на агрегат будет зависеть и мощность электродвигателя, который вам необходимо будет использовать в качестве привода.

Вариант исполнения станины, передней бабки и привода

Для оснащения токарных станков по металлу не рекомендуется выбирать коллекторные электродвигатели, отличающиеся одной характерной особенностью. Количество оборотов вала таких электродвигателей, а также центробежная сила, которую развивает обрабатываемая заготовка, резко возрастают при уменьшении нагрузки, что может привести к тому, что деталь просто вылетит из патрона и может серьезно травмировать оператора.

Такие электродвигатели допускается использовать в том случае, если на своем мини-станке вы планируете обрабатывать некрупные и нетяжелые детали. Но даже в таком случае токарный станок необходимо оснастить редуктором, который будет препятствовать бесконтрольному увеличению центробежной силы.

Асинхронный трехфазный электродвигатель, подключаемый к сети 220 Вольт через конденсатор

Уже доказано практикой и конструкторскими расчетами, что для токарных агрегатов, на которых будут обрабатываться заготовки из металла длиной до 70 см и диаметром до 10 см, лучше всего использовать асинхронные электродвигатели мощностью от 800 Вт. Двигатели такого типа характеризуются стабильностью частоты вращения при наличии нагрузки, а при ее снижении в них не происходит ее бесконтрольного увеличения.

Если вы собираетесь самостоятельно сделать мини-станок для выполнения токарных работ по металлу, то обязательно следует учитывать тот факт, что на его патрон будут воздействовать не только поперечные, но и продольные нагрузки. Такие нагрузки, если не предусмотреть ременную передачу, могут стать причиной разрушения подшипников электродвигателя, которые на них не рассчитаны.

Если использовать ременную передачу нет возможности, и ведущий центр устройства напрямую соединяется с валом электродвигателя, то можно предусмотреть ряд мер, которые защитят его подшипники от разрушения. Подобной мерой может стать упор, ограничивающий продольное перемещение вала двигателя, в качестве которого можно использовать шарик, устанавливаемый между корпусом электродвигателя и задним торцом его вала.

В задней бабке токарного станка располагается его ведомый центр, который может быть неподвижным или свободно вращаться. Наиболее простую конструкцию имеет неподвижный центр: его несложно сделать на основе обычного болта, заточив и отшлифовав под конус ту его часть, которая будет соприкасаться с заготовкой. За счет вкручивания или откручивания такого болта, перемещающегося по резьбовому отверстию в задней бабке, можно будет регулировать расстояние между центрами оборудования, тем самым обеспечивая надежную фиксацию заготовки. Обеспечивается такая фиксация и за счет перемещения самой задней бабки.

Чтобы обрабатываемая деталь беспрепятственно вращалась в таком неподвижном центре, заостренную часть болта, которая с ней соприкасается, нужно будет смазывать машинным маслом перед началом работы.

Самодельная задняя бабка для настольного токарного станка

Советы по изготовлению простейшего станка

Сегодня не представляет сложности найти чертежи и фото токарных станков, по которым можно самостоятельно изготовить такое оборудование. Более того, несложно найти различные видео, демонстрирующие процесс их изготовления. Это может быть мини-станок с ЧПУ или очень простое устройство, которое, тем не менее, даст вам возможность оперативно и с минимальными трудозатратами изготавливать изделия из металла различной конфигурации.

Стойки простейшего токарного станка по металлу можно изготовить из древесины. Их необходимо будет надежно закрепить на станине агрегата при помощи болтовых соединений. Саму станину, если есть возможность, лучше изготовить из металлических уголков или швеллера, что обеспечит ей высокую надежность, но если их нет под рукой, можно также подобрать толстые деревянные бруски.

В качестве узла на таком станке, на котором будет фиксироваться и перемещаться режущий инструмент, выступит подручник, изготавливаемый из двух деревянных дощечек, соединенных под углом 90 градусов. На поверхности дощечки, где будет размещаться инструмент, необходимо зафиксировать лист металла, который защитит древесину от деформирования и обеспечит точное расположение резца по отношению к обрабатываемой детали. В опорной поверхности горизонтальной дощечки, перемещаемой по станине агрегата, необходимо сделать прорезь, за счет которой такое перемещение будет достаточно точным.

Для изготовления передней и задней бабки вашего самодельного токарного станка, необходимо будет подобрать металлические цилиндры соответствующего размера, которые размещают в подшипниковых узлах, установленных в деревянные стойки. Вращение, совершаемое обрабатываемой деталью, будет передаваться ей через передний центр, соединенный ременной передачей с электродвигателем. Таким образом, заготовка, надежно зафиксированная между передним и задним центром, обрабатывается при помощи резца, установленного в подручнике оборудования.

Еще один вариант самодельного станка (нажмите для увеличения)

Общий вид Передняя бабка Суппорт и патрон

Не должно возникнуть никаких проблем и с поиском электродвигателя, которым следует оснастить токарный мини-станок. Даже если вам не удалось найти двигатель требуемой мощности (500–1000 Вт — для обработки мелких деталей, 1500–2000 Вт — для крупногабаритных заготовок), то вполне подойдет бывший до этого в употреблении агрегат, ранее установленный на бытовой швейной машинке. Кроме того, в качестве привода для компактных токарных станков допустимо применять электродрели или шлифовальные машины.

В итоге таких несложных манипуляций вы получите в свое распоряжение станок, способный выполнять самые распространенные токарные операции по металлу. При желании агрегат можно модернизировать, расширяя его функциональные возможности. Конечно, станок с ЧПУ из подобного устройства сделать сложно, но выполнять на нем расточку, сверление, шлифование, нарезание резьбы и ряд других технологических операций по металлу вполне возможно.

Читайте также: