2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Токарный станок по металлу своими руками: устройство, схема, фото

Токарный станок по металлу своими руками: устройство, схема, фото

Сконструировать, собрать и заставить работать токарный станок по металлу своими руками возможно при наличии необходимых навыков, условий и инструментов. Купить можно и заводской вариант, но это лишние финансовые затраты. Да и хозяину будет интересно смастерить токарный агрегат самостоятельно.

История появления токарных станков

Первые устройства (довольно простой конструкции) для обработки заготовок из камня или дерева и получения деталей цилиндрической формы появились в Древнем Египте. В дальнейшем конструкция станков усложнялась в течение длительного пути совершенствования, который привел к появлению современного точного и высокопроизводительного токарного оборудования.

Начало производства токарных станков (промышленного и самостоятельного) положило изобретение в 18 веке токарного станка, в котором использовался механически перемещаемый суппорт. Эта конструкция была разработана в России, талантливым механиком и изобретателем Андреем Нартовым. В его станке рейки, шкивы, винты, зубчатые колеса и другие детали были сделаны из металла. Но, как и до этого, станок приводился в движение с помощью маховика, раскручиваемого человеком.

Когда в конце XVIII столетия были изобретены паровая машина, следом, в 19-м, двигатель внутреннего сгорания, а впоследствии и электродвигатель, ручной привод в станках заменили на механический. От одного общего двигателя с помощью вала трансмиссии осуществлялась передача движения к токарным станкам. Сам вал крепили на стене цеха или под потолком, а каждый станок в движение приводился посредством ременной передачи.

В начале прошлого века токарные станки стали индивидуально оборудовать экономичными электродвигателями. Для массового производства стали нужны токарные станки, обеспечивающие высококачественную обработку деталей и высокую производительность производства. Этот спрос стимулировал совершенствование конструкции станков.

Развитие конструкции станков для токарных работ привело к появлению в них ступенчато-шкивного привода, который позволял регулировать количество оборотов шпинделя.Сам шпиндель и ходовой винт стали соединять посредством гитары из зубчатых колес, которую позднее дополнила коробка передач. Следующим усовершенствованием стало разделение передачи движения на суппорт от валика (большинство токарных операций) и ходового винта (нарезка резьбы). Также список новшеств пополнил модернизированный механизм фартука.

Появление быстрорежущей стали ускорило процесс совершенствования токарных станков. Благодаря новой стали, в пять раз возросла скорость резки (если сравнивать, с какой скоростью обрабатывается обычная углеродистая сталь). С целью увеличения разновидностей подач и наращивания числа оборотов в токарных станках подшипники вращения пришли на смену подшипникам качения, а коробка передач в станке еще более усложнилась. Также, поняв важность этого вопроса, инженеры разработали автоматическую смазку деталей станка.

3 Некоторые конструктивные особенности «домашних» токарных станков

Для предотвращения вибрации обрабатываемых деталей следует монтировать ведущий и ведомый центр на одной оси. Если вы планируете изготовить станок всего с одним центром (с ведущим), в конструкции такого оборудования нужно будет предусмотреть возможность крепления изделия кулачковым патроном либо планшайбой.

Специалисты не советуют устанавливать на самодельные токарные агрегаты электродвигатели коллекторного типа. Их обороты при отсутствии рабочих нагрузок могут повышаться без команды оператора, что приводит к вылету детали из элементов крепления. Понятно, что такая «летающая» заготовка способна наделать много бед в ограниченном пространстве – в квартире или в частном гараже.

Если вы все же планируете установить именно коллекторный мотор, позаботьтесь об оснащении его специальным редуктором. Этот механизм исключает опасность возникновения бесконтрольного разгона обрабатываемых на станке деталей.

Оптимальным видом привода для самодельного агрегата является обычный асинхронный двигатель. Он характеризуется высокой устойчивостью при нагрузках (неизменная частота вращения) и обеспечивает качественную обработку деталей шириной до 70 и сечением до 10 сантиметров. В целом же, вид и мощность электродвигателя нужно подбирать так, чтобы изделие, подвергаемое токарной обработке, получало достаточное усилие вращения.

Ведомый центр, который, как было отмечено, находится на задней бабке, может выполняться неподвижным либо вращающимся. Его делают из стандартного болта – нужно лишь заточить под конус окончание его резьбового участка. Болт обрабатывается машинным маслом и вставляется в резьбу (внутреннюю), вырезанную в задней бабке. Его ход должен равняться примерно 2,5–3 сантиметрам. Вращение болта дает возможность прижимать между двумя центрами агрегата обрабатываемую деталь.

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.

Читать еще:  Токарный станок по металлу своими руками

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

Читать еще:  Самодельный механический молот своими руками: фото и описание

Токарный станок по металлу своими руками: поэтапно

Самодельный агрегат большинство мастеров делают на основе частей бытовых машин, которые вышли из строя или не используются в хозяйстве. Особенно актуально это для моторов. План работ следующий:

  • составление подробных технических чертежей, включающих информацию обо всех размерах и используемых материалах;
  • подбор электропривода (нужная мощность);
  • в соответствии с технической документацией изготавливаются составляющие рамы;
  • рама собирается выбранным способом.

Токарный станок по металлу своими руками: основные узлы

Конструкция самодельного простого токарного станка, позволяющего обрабатывать заготовки состоит из таких деталей: рама, ведущий и ведомый центры, задняя и передняя бабки, упор для резца и электропривод.

Роль рамы — быть опорой для всех элементов и станиной оборудования. Передняя бабка неподвижна и играет роль основы для размещения базового узла вращения.

Передняя рама содержит передаточный механизм, связывающий ведущий центр с электродвигателем. Через ведущий центр заготовка приводится во вращение. Задняя бабка может двигаться параллельно продольной оси рамы. В соответствии с длиной будущей детали, устанавливают заднюю бабку так, чтобы прочно закрепить в ведомом центре конец обрабатываемой заготовки.

Для токарного станка подойдет любой привод но важный параметр: мощность 800- 1500 Вт. Дело в том, что только проблему низких оборотов еще можно решить с помощью передаточного механизма, а мощность двигателя остается одна и та же.

Хотя любой электродвигатель даже 200-ваттный может использоваться в самодельном токарном станке, надо учитывать, что при обработке крупных заготовок слабый двигатель может перегреться и произойдет остановка станка. Как правило, вращение передается с использованием ременной передачи, реже применяется фрикционная передача или цепная.

Для настольного станка иногда применяется конструкция без передаточной системы, патрон и ведущий центр крепятся непосредственно на вал электродвигателя.

Ведомый центр обязательно должен быть с ведущим центром размещен на одной оси, нарушение этого правила приведет к вибрации заготовки.

Условия, обязательные к выполнению: надежная фиксация, точная центровка и стабильное вращение. В станках лобовых заготовка фиксируется с помощью кулачкового патрона, либо планшайбой, в таких станках используется один ведущий центр.

Хотя рама может быть сделана из деревянного бруска, обычно ее собирают из стальных уголков или профилей. Рама должна обеспечить жесткое крепление ведомого и ведущего центров, при проектировании рамы должно быть обеспечено свободное перемещение бабки вдоль продольной оси станка, а также упора для резца.

После того, как все детали вашего самодельного станка установлены в правильном положении, нужно их жестко зафиксировать. Назначение станка, размер и тип заготовок, которые планируется обрабатывать, определяет форму элементов станка и итоговые габариты установки. Кроме этого от предполагаемой работы зависит тип и мощность электродвигателя, который должен создать достаточное усилие, которое будет вращать деталь. Параметры двигателя должны быть подходящими для ожидаемой нагрузки.

Самыми неподходящими для токарного станка являются коллекторные двигатели, для которых характерно увеличение количества оборотов при падении нагрузки. А в этом случае огромная центробежная сила может привести к вылету зафиксированной заготовки, а это очень опасно для того, кто находится рядом со станком.

Впрочем, если вы будете точить небольшие легкие детали, то переживать не стоит, а чтобы заготовка не могла бесконтрольно разогнаться, следует использовать редуктор для электромоторов такого типа.

При работе с заготовками длиной 0.7 метра и диаметром 10 сантиметров, рекомендованный тип двигателя — асинхронный, а мощность: 800 Вт. Для электропривода данного типа характерно стабильность частоты вращения вала, когда есть нагрузка, а при исчезновении нагрузки и заготовке большой массы не происходит запредельного увеличения частоты вращения.

Следует учитывать, что в построенных самостоятельно токарных станках всегда присутствует усилие, направление которого — вдоль вала. Если не использовать ременную передачу, это станет причиной быстрого разрушения подшипников электродвигателя, рассчитанных только на перпендикулярную нагрузку.

Так что, если вал двигателя непосредственно соединен с ведущим центром станка, подшипники электродвигателя будут постоянно находиться под нагрузкой, на которую не рассчитаны. Можно попробовать компенсировать эту продольную нагрузку, сделав в станке с обратной стороны упор вала двигателя (или, в некоторых конструкциях электродвигателя, нужно в задней его части установить между торцом вала и корпусом шарик — импровизированный подшипник).

Ведомый центр находится в задней бабке станка и может быть неподвижным или вращающимся. Неподвижный центр делают из самого обычного болта, у которого конец резьбы заточен под конус. В отверстии в бабке нарезана внутренняя резьба и, вращая заостренный болт, можно фиксировать заготовку между центрами.

У этого болта ход рассчитан на 2-3 сантиметра, а большие расстояния устанавливаются смещением задней бабки по оси станка. Ведомый центр в виде заостренного и отшлифованного болта следует смазать маслом (машинным)непосредственно перед началом работы. Это позволит избежать задымления заготовки.

Основные элементы

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

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

Читать еще:  Самодельный токарный станок по дереву своими руками

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

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

3 Некоторые конструктивные особенности «домашних» токарных станков

Для предотвращения вибрации обрабатываемых деталей следует монтировать ведущий и ведомый центр на одной оси. Если вы планируете изготовить станок всего с одним центром (с ведущим), в конструкции такого оборудования нужно будет предусмотреть возможность крепления изделия кулачковым патроном либо планшайбой.

Специалисты не советуют устанавливать на самодельные токарные агрегаты электродвигатели коллекторного типа. Их обороты при отсутствии рабочих нагрузок могут повышаться без команды оператора, что приводит к вылету детали из элементов крепления. Понятно, что такая «летающая» заготовка способна наделать много бед в ограниченном пространстве – в квартире или в частном гараже.

Если вы все же планируете установить именно коллекторный мотор, позаботьтесь об оснащении его специальным редуктором. Этот механизм исключает опасность возникновения бесконтрольного разгона обрабатываемых на станке деталей.

Оптимальным видом привода для самодельного агрегата является обычный асинхронный двигатель. Он характеризуется высокой устойчивостью при нагрузках (неизменная частота вращения) и обеспечивает качественную обработку деталей шириной до 70 и сечением до 10 сантиметров. В целом же, вид и мощность электродвигателя нужно подбирать так, чтобы изделие, подвергаемое токарной обработке, получало достаточное усилие вращения.

Ведомый центр, который, как было отмечено, находится на задней бабке, может выполняться неподвижным либо вращающимся. Его делают из стандартного болта – нужно лишь заточить под конус окончание его резьбового участка. Болт обрабатывается машинным маслом и вставляется в резьбу (внутреннюю), вырезанную в задней бабке. Его ход должен равняться примерно 2,5–3 сантиметрам. Вращение болта дает возможность прижимать между двумя центрами агрегата обрабатываемую деталь.

Особенности изготовления остальных конструктивных элементов

Лучше (если имеется возможность) отдельные комплектующие взять от списанного оборудования. Даже при необходимости переделки это проще, чем изготавливать с нуля. Вот некоторые варианты мы и рассмотрим.

Салазки

Выточить из прутка и сложно, и нецелесообразно. Прочность не будет соответствовать требованиям. Проще использовать готовые элементы. Например, стойки амортизаторов.

Пиноль

Нередко в самодельных токарных станках задний упор делается фиксированным. Можно использовать обычный болт, предварительно заострив торец его ножки.

Резцедержатель

Автор использовал 2 металлические пластины 4 мм. Чтобы инструмент надежно фиксировался и быстро переустанавливался, по центру нижней приваривается ось с резьбой, в верхней – отверстие соответствующего диаметра. Для зажима резца – гайка с «ручкой». Перекос верхней пластины при затягивании исключается, так как по ее углам высверливаются еще отверстия, а к нижней (под ними) привариваются вертикальные стойки (отрезки прутка). В результате «зажимная» пластина перемещается строго вниз/вверх.

Полезные советы

Собирая токарный станок, правильнее ориентироваться на перспективу. В быту приходится обрабатывать не только заготовки из металла, но и из других материалов – пластиков, оргстекла, древесины. Вывод напрашивается однозначный – если уж своими руками и делать токарное оборудование для домашнего использования, то необходимо стремиться к его универсальности. В частности, к возможности изменения скорости вращения шпинделя в большом диапазоне.

Рекомендуемые скорости обработки материалов (об/мин):

    древесина – 700 – 2 400; металл – 85 – 940.

Определяясь с габаритами токарного станка, следует ориентироваться на размеры заготовок, которые предполагается обрабатывать. Конкретные рекомендации по этому пункту бессмысленны, а вот напомнить основные параметры маломощного промышленного оборудования стоит (в мм).

    Длина – 1 150. Ширина – 600 – 620. Высота оси шпинделя – порядка 180. Это позволит обрабатывать заготовки сечением до 175 мм.

Чтобы токарный станок был действительно «рабочим», перед составлением его чертежа желательно ознакомиться с основными характеристиками любительских моделей промышленного изготовления. Линейные параметры – не главное. Есть еще и такие показатели, как размер суппорта и пределы его перемещения, расстояния между центрами, скорость подачи и так далее. Это существенно облегчит выбор оптимального варианта станка для сборки своими руками.

Особое внимание следует уделить совпадению центров шпинделя (зажимного патрона) и пиноли. Их должна соединять горизонтальная прямая. Невыполнение данного условия приводит к появлению люфтов, биений заготовки в процессе металлообработки. Как результат – ее повреждение. Плохо, но не критично. Если под рукой много «железа», можно и заменить. Но вот перспектива постоянно приобретать новые резцы (а они в таком самодельном станке будут «лететь» непременно и довольно часто) вряд ли кого устроит.

В процессе сборки неизбежно возникнут вопросы, как лучше сделать своими руками «то или это». Автор советует в случае затруднения посмотреть имеющиеся в интернете фотографии токарных станков – и заводских, и самодельных. Приемлемое решение обязательно найдется.

Удачи в конструировании и металлообработке!

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector