Народные умельцы с помощью токарного станка изготавливали самые разные изделия: посуду, прялки, игрушки, элементы мебели, декоративные изделия для интерьера. Токарный станок позволяет мастеру создавать самые замысловатые и изысканные деревянные формы. Точение древесины будет успешным, если, помимо умелых рук, вы обладаете качественным инструментом, а также твердым и без изъянов деревом.
Устройство универсального токарно-винторезного станка. Станки токарной группы
На универсальном токарно-винторезном станке обрабатывают детали различных классов (круглые и некруглые стержни, кольца, диски, корпусные детали). Универсальный токарно-винторезный станок (рис. 13) имеет станину 18 – массивную базовую чугунную деталь на двух тумбах.
В передней тумбе 16 установлен главный электродвигатель, в задней 12 – насос и резервуар для СОТС.
Верхняя часть станины имеет две пары направляющих для базирования и перемещения подвижных элементов станка. Передняя бабка 1 закреплена на левой части станины. В корпусе передней бабки расположена коробка скоростей и шпиндель 2, представляющий собой полый вал, на правом резьбовом конце которого устанавливается технологическая оснастка для базирования и закрепления заготовок (трехкулачковый патрон 3, планшайба и т. д.).
а
б
Рис. 13. Схема универсального ТВС (а): 1 – передняя бабка; 2 – шпиндель; 3 – трехкулачковый патрон; 4 – поворотные салазки; 5 – резцедержатель; 6 – поперечные салазки; 7 – пиноль; 8 – задняя бабка; 9 – рейка; 10 – ходовой вал; 11 – ходовой винт; 12 – задняя тумба; 13 – поддон; 14 – продольные салазки; 15 – фартук; 16 – передняя тумба; 17 – гитара подач; 18 – станина; схема ТВС – 1М63Н-3 (б)
Шпиндель получает вращение (главное движение) от главного электродвигателя через клиноременную передачу, систему зубчатых колес и муфт, размещенных на валах коробки скоростей, расположенной внутри передней бабки. Задняя бабка 8 установлена на правой части станины с возможностью перемещения по ее внутренним направляющим. Внутри задней бабки размещена выдвижная пиноль 7, в конусное отверстие которой вставляются различные центры (неподвижный, вращающийся, плавающий, центр-пробка).
При обработке коротких заготовок, заготовок типа «некруглый стержень» или корпусных заготовок в конусное отверстие пиноли устанавливается осевой инструмент (сверло, зенкер, развертка), что позволяет производить осевую обработку центрального отверстия в заготовке. Движение подачи при этом осуществляется вручную вращением маховичка задней бабки. На паре наружных направляющих станины размещается суппорт, состоящий из резцедержателя 5, поворотных салазок 4, поперечных салазок 6, продольных салазок 14 и фартука 15 (рис. 13). В четырехпозиционном резцедержателе устанавливаются режущие инструменты – токарные резцы.
Поворотные салазки установлены с возможностью поворота и фиксации вокруг вертикальной оси, что позволяет обрабатывать короткие (до 150 мм) конусные поверхности с большими углами конусности (до 45°).
При обработке длинных конусных поверхностей с малыми углами конусности (до 5°) смещают ось вращения заготовки, перемещая заднюю бабку перпендикулярно направляющим станины.
Поперечные салазки позволяют придать режущему инструменту движение подачи Dsпод углом 90° к оси вращения заготовки (поперечная подача). Продольные салазки позволяют придать режущему инструменту движение подачи Dsпод углом 0° к оси вращения заготовки (продольная подача). Движение подачи осуществляется вручную или автоматически.
На передней стенке станины закреплена коробка подач, кинематически связанная с шпинделем системой зубчатых колес, установленных в гитаре подач 17. Коробка подач передает движение на ходовой вал 10 и ходовой винт 11. Ходовой винт служит для обеспечения автоматической подачи только при нарезании резьбы, для обеспечения автоматической подачи при других работах служит ходовой вал.
Для преобразования вращения ходового вала или ходового винта в прямолинейное перемещение служат механизмы, размещенные в фартуке (механизм типа «винт – гайка» для поперечной или продольной подачи при резьбонарезании, механизм типа «рейка – колесо» для других работ). При этом рейка 9 установлена на передней части станины. Для сбора стружки и СОТС в нижней части станины установлен поддон 13 (рис. 13).
Универсальный токарно-винторезный станок позволяет установить не более пяти режущих инструментов (четыре в резцедержателе и один в пиноли задней бабки). Для изготовления партии деталей с большим объемом токарной обработки универсальные станки малопригодны, так как требуется много времени на установку и наладку режущего инструмента.
Рис. 14. Патронный токарноревольверный полуавтомат: 1 – станина; 2 – коробка подач; 3 – передняя бабка; 4 – барабан передних упоров; 5 – поперечный суппорт; 6 – револьверная головка; 7 – револьверный суппорт; 8 – барабан задних упоров
Для обработки партии сложных деталей типа ступенчатый валик, фланец, кольцо применяют токарно-револьверные станки. В токарноревольверном станке несколько режущих инструментов устанавливают в «револьверной головке», что позволяет сократить время на установку и наладку инструментов. В прутковых револьверных станках заготовку (пруток различного сечения) зажимают в пустотелом цанговом патроне. После изготовления детали ее отрезают, протягивают оставшуюся часть прутка через полое осевое отверстие цангового патрона и обрабатывают следующую деталь. В патронных револьверных станках обрабатывают штучные заготовки, зажимая их в кулачковом патроне станка.
Револьверные станки с многогранной револьверной головкой дополнительно оснащены одним или двумя (передним и задним) поперечными суппортами. Все инструменты, работающие с продольным движением подачи, закрепляются в револьверной головке. Все инструменты, работающие с поперечным движением подачи, закрепляются в суппортах. Станки с круглой револьверной головкой поперечных суппортов не имеют. При необходимости поперечное движение подачи осуществляется за счет медленного вращения револьверной головки вокруг горизонтальной оси. На рис. 14 показан патронный револьверный станок с многогранной головкой. Он состоит из станины 1, передней бабки 3 с коробкой скоростей коробки подач 2, размещенной на лицевой стороне станины, поперечного суппорта 5, револьверного суппорта 7 с револьверной головкой 6, барабанов передних 4 и задних рупоров.
Повышение производительности обработки достигается за счет параллельной работы суппортов и предварительной настройки станка по упорам барабанов 4 и 8. Настройка станка по упорам позволяет автоматически выдерживать диаметры и длины обрабатываемых поверхностей заготовок.
Обработка ступенчатых валов ведется на многорезцовых токарных полуавтоматах, автоматах или токарных гидрокопировальных станках.
Обработка массивных цилиндрических заготовок с отношением длины заготовки к ее диаметру 0,3–0,4 ведется на токарно-карусельных станках.
Приспособления для фрезерования и шлифовки
В современной металлообработке широко применяются приспособления для фрезерования поверхности обрабатываемой детали. С его помощью можно производить выборку пазов и канавок, контурную обработку и фрезерование плоскостей. На приспособление можно устанавливать торцевые и концевые фрезы для соответствующих операций.
Специальные шлифовальные приспособления применяются при штучном и мелкосерийном производстве, когда экономически нецелесообразно приобретать специальный станок для данной операции. Приспособление для шлифовки имеет собственный электродвигатель который подключается к цепи токарного станка. Головка приспособления имеет собственную станину, которая крепится вместо резцедержателя. Вращение осуществляется с помощью ременной передачи.
Применение различных приспособлений позволяет использовать весь потенциал токарного станка, является экономически оправданным с точки зрения уменьшения эксплуатационных расходов.
Делаем своими руками
Чтобы понять, как делается ручной инструмент для обработки дерева, рассмотрим процесс изготовления нескольких основных их разновидностей.
Мейсель
Это основной инструмент, применяемый для чистовой отделки деревянной заготовки. В умелых руках этой стамески достаточно, чтобы сотворить любой узор.
Заточенный прямо мейсель идеально подходит для создания прямоугольных выемок в заготовке. Его ширина варьируется от 4 до 40 мм, угол стандартной заточки – от 22 до 450. Нужный уклон лезвия определяется личными предпочтениями мастера со временем.
Как его изготовить:
- Берем старый напильник или любую другую плоскую прямоугольного сечения заготовку. При необходимости выравниваем рабочий конец;
- Стачиваем режущую часть, проводя первичную обточку. Используем абразивный круг, следим, чтобы лезвие обрабатывалось равномерно по толщине без перепадов;
- Закаляем, если металл не достаточно твердый;
- Ставим ручку.
Эта разновидность стамески готовится легко, с нее можно начать создание собственной коллекции ручных инструментов для набора опыта и понимания процесса.
Мейсель со скошенным лезвием более универсален, чем его собрат:
- Становится возможной обработка круглых изделий;
- Тупой угол годится для создания закруглений;
- Инструмент удобен при обработке торца изделия.
Изготовление аналогично предыдущему приспособлению:
- Заготовочная деталь обрабатывается под форму будущего инструмента;
- Создается заострение стамески под угол 70-750, после чего сделанный инструмент необходимо заточить.
- Насаживаем ручку. Мейсель готов.
По аналогичному алгоритму создаются остальные угловатые резцы для токарного станка по дереву. Заточка производится только после тщательного контроля размеров инструмента.
Соблюдение точных углов при самостоятельном изготовлении инструментов необязательно. Достаточно придерживаться нужных и удобных пропорций, ровности обработки.
Полукруг
Полукруглый оконечник стамесок позволяет создать аккуратные выемки при обработке деревянного изделия. Чтобы сделать такой резак, намечаем на заготовке контур инструмента, по которому производим обрезку. После этого уже привычным способом делаем заточку под углом 25…400.
Радиус стамески влияет на размер углубления в изделии, потому для профессионального производства желательно сделать несколько резаков с полукруглым оконечником на разные случаи.
Желобок
Деревянный ствол после обдирания коры обрабатывают желобчатыми стамесками, они предназначены для первичной черновой отделки материала и создания заготовки под изделие.
Кроме того, желобки используют для вырезания вогнутых форм и выемок при лобовом точении.
Как изготовить желобчатый резак:
- Возьмем метчик для нарезания резьбы нужного диаметра.
- Обрабатываем им заготовку металла на расстоянии до 8-10 см от края, фактически срезая половину чернового изделия.
- Затачиваем нижнюю выпуклую часть лезвия под углом 30-400.
Желобчатые самодельные токарные резцы по дереву непросты в изготовлении, но разобраться с процессом вполне возможно.
Сделать или купить
Процесс создания инструментов для работы с деревом – занятие увлекательное и не всегда простое. При наличии нужного набора инструментов у неопытного матера проблем не возникнет – процесс интуитивно понятен, но кропотлив.
Конечно, можно купить готовый набор приспособлений, но сколько он будет стоить… При этом, изнашиваемость у металла со временем усиливается и даже новенькие ныне стамески вскоре потребуют точения. Собственное изготовление – это способ получения инструмента под свою руку. Авторские резаки с индивидуальными размерами будут адаптированы под хозяина и его потребности.
Более подробное описание процесса изготовления стамесок представлено в видео. Мастер подробно рассказывает о создании заготовки, нанесении заточки и затрагивает другие важные моменты, которые необходимы для удачного завершения работы.
Инструменты для токарной обработки
Хорошими для токарных работ считаются инструменты из высококачественной стали. Они дорогостоящие, однако прослужат дольше обычных стамесок. Чтобы сэкономить, можно купить отдельно резцы и рукоятки для них. Стандартная длина рукоятки – около 25 см, однако можно использовать и длинные – 30 и 40 см. Такой рукояткой инструмент легче направлять.
Для точения древесины на токарном станке используются такие типы резчицких инструментов:
- полукруглая стамеска подойдет для грубой обработки, с ее помощью заготовке придают цилиндрическую форму;
- полукруглой узкой и веретенообразной стамесками вырезают тонкие желобки поперек волокон;
- долото может быть овального профиля или с прямоугольным срезом и разными углами заострения: им проводят чистовое вытачивание дерева;
- резцы клиновидной и остроугольной формы используют, когда нужно сделать небольшие углубления в заготовке. Ими также отделяют готовую деталь от края заготовки. Плоскими резцами выполняют широкие насечки параллельно вертикальной оси заготовки;
- у опытных мастеров также есть комплект скребков с разной режущей кромкой: заостренной, прямой, закругленной или универсальный скребок со сменными насадками для резания.
Токарный станок
Специальное оборудование для обработки дерева на токарном станке стоит недешево. Для обучения точению сгодится и обычная насадка к дрели. На чем экономить не стоит, так это на стамесках: дешевые и некачественные обычно после первых же опытов с твердым деревом тупятся и уже не режут, а рвут древесину.
Резчицкий инструмент должен как можно дольше оставаться острым!
Чтобы изделие было точно обработано, его нужно правильно закрепить на станке. Для этого на токарных станках предусмотрены специальные приспособления различной формы и размеров.
Чем больше у токарного станка различных приспособлений, тем проще и точнее будет работать на нем.
Черновую обработку дерева проводят на низких оборотах, на более высоких выполняют чистовую и шлифовку.
Тем, кто разбирается в электричестве, форумчане советуют использовать бесступенчатое изменение скорости вариатором. Это удобно тем, что скорость можно менять от максимальной до минимальной прямо на ходу и не перекидывая ремни.
Заготовки для токарной обработки
Для токарной обработки не используют мягкую слоистую древесину, поскольку она будет раскалываться на слои, и получить гладкую поверхность при обтачивании не получится.
Мягкими считаются хвойные породы дерева.
Большинство лиственных пород дерева годятся для обработки токарным станком. Однородной древесиной светлого цвета отличаются береза, бук, клен и ясень. Для ореха, махагониевого дерева и тика свойственная темная древесина. Привлекательную древесную текстуру имеют вишня, слива, вяз, дуб.
Начинающим токарям рекомендуется использовать только сухое дерево без сучков. Заготовки делают из прямых обрезков стволов и ветвей или из брусков квадратного сечения, предварительно острогав их под восьмигранник.
Дополнительные опоры
При обработке заготовок большой длины и малого диаметра, для обеспечения надежной фиксации применятся дополнительные опоры – люнеты. Они необходимы для повышения жесткости обрабатываемых заготовок. В зависимости от конструкции люнеты могут быть:
- подвижными;
- неподвижными;
- модернизированными с самоустанавливающейся муфтой;
- самоцентрирующимися, с встроенными в кулачки подшипниками.
Неподвижные приспособления применяются для обработки заготовок валов, длина которых превышает 10 диаметров изделия. Перед установкой люнета необходимо закрепит заготовку в центрах и проточить шейку под кулачки. Сам люнет состоит из чугунного корпуса с откидной крышкой для облегчения фиксации заготовки. Корпус крепится к станине планкой и болтом. Кулачки перемещаются с помощью регулирующих винтов, для их фиксации в нужном положении используются специальные винты. В некоторых конструкциях вместо кулачков используются ролики для снижения силы трения.
Подвижные люнеты устанавливаются непосредственно на каретку суппорта. Данное приспособления также используется для точения длинных валов, в частности для чистовой обработки, нарезки резьбы и других операций. Регулируемая кулачковая система позволяет настроить люнет под размер вала.
