Все, что нужно знать о токарных станках. Токарный станок для чего.

Эти станки обрабатывают металлические детали большого или неправильного диаметра, вращают тяжелые цилиндрические детали и работают в горизонтальной плоскости.

Все, что нужно знать о токарных станках

Токарный станок обрабатывает древесину, композитные материалы, металлы и их сплавы. На этом станке можно обрабатывать сферические, цилиндрические, конические и другие детали с низкой и высокой точностью. Токарный станок нарезает наружную и внутреннюю резьбу в несколько раз быстрее, чем это сделал бы мастер с помощью ручной плашки или метчика, подрезает и скругляет кромки деталей, разрабатывает и отпресовывает детали для изделий, сверлит технологические отверстия.

Станок состоит из следующих компонентов: Станина, привод шпинделя (в функциональный блок также входят передний и задний подшипники шпинделя), ползун, коробка передач, трансмиссия (когда агрегат не движется), электромеханическое или электронное управление (одна или несколько схем управления на основе конструкции моноблока или кассетного блока), панель с кнопками и переключателями. Модуль ЧПУ обеспечивает плавное изготовление деталей и сводит человеческий фактор к минимуму.

История появления

Попытки изготовления примитивных станков относятся к глубокой древности. До недавнего времени, ознаменовавшегося массовой индустриализацией — сначала в западных странах, а затем в СССР, — станки были довольно примитивными. Они не были пригодны для крупномасштабного производства. Попытки разработать станки для заточки мечей и кинжалов не были безуспешными: уже в IV веке до н.э. китайцы использовали устройства, позволявшие получать относительно ровное лезвие.

Механический суппорт как более эффективное средство контроля станка появился лишь в начале XVIII века. Станки того времени имели приемник для режущего лезвия, которое, перемещаясь вручную, плотно прилегало к обрабатываемой заготовке. Нарезание резьбы под винты и болты считалось высокотехничным занятием.

Только в начале двадцатого века механизированное оборудование стало использоваться в больших масштабах. Электрический двигатель устранил необходимость в лошадиных силах и топливе в таких машинах.

В советский период широкое распространение получили токарные станки группы 16К20 и приспособления группы 1К62.

Советские станки — это мощные и надежные, долговечные машины, которые при правильном уходе и замене быстроизнашивающихся деталей (при соблюдении инструкций по эксплуатации) могут прослужить до 150 лет.

Виды

Токарные станки бывают самых разных конструкций: Токарные станки по дереву и камню, металлообрабатывающие станки, станки для стекла и композитов и т.д. Особым типом станка является декоративный токарный станок, который позволяет, например, изготавливать дверные ручки с круглым дизайном.

Отдельные типы станков перечислены ниже.

Токарно-винторезный станок предназначен для обработки черных и цветных металлов. Он фрезерует конические детали, нарезает метрическую, имперскую, модульную и ступенчатую резьбу и предназначен для мелкосерийного производства. Одним из таких станков является 16К20. Токарные станки для нарезания винтов делятся на три класса точности: Р — высший, Н — нормальный, В — высокий, А — сверхвысокий, С — сверхточный.

Токарно-винторезный станок имеет вертикальную ось вращения. Этот станок обрабатывает цилиндрические и конические детали, подрезанные торцы и пазы. Благодаря дальнейшему развитию можно фрезеровать фасонные поверхности по копиру, отрезать и шлифовать простые детали.

При токарной обработке деталей большого диаметра и коротких деталей создается отверстие для головки — она поворачивает их головой вперед. Подходит для чистовой обработки коротких деталей весом более тонны. При увеличении нагрузки на привод и усложнении рельефа обрабатываемых деталей переднее точение заменяется на револьверное.

Токарно-револьверный станок вытачивает детали из калиброванного прутка, растачивает, развертывает, нарезает резьбу снаружи и внутри, сверлит в пресс-формах. Он оснащен копировальным станком и устройством ЧПУ.

Токарный станок швейцарского типа обрабатывает холоднокатаную сталь, стальные профили и проволоку. Он предназначен для обработки большого количества черных и цветных материалов и может быть оснащен двумя или более шпинделями.

Токарный станок оснащен автоматической сменой резака. Он сочетает в себе простые фрезерные и токарные операции для широкого спектра применения.

По классу точности

Высокоточные станки предназначены для чистовой обработки, а низкоточные — для черновой. В соответствии с кинематической формой станки, о которых шла речь вначале, оснащены фрезами, которые производят пазы в любом порядке, а низкоточные станки выполняют только черновые и плоскошлифовальные операции, позволяя, например, превратить куб в сферическую или рифленую заготовку.

По весу

Портативные, маломощные устройства весят менее нескольких килограммов. Их легко транспортировать и переносить в другую лабораторию. Устройства большого объема являются напольными: они имеют отдельный стол или постамент, на котором удобно работать. Их вес колеблется от нескольких десятков килограммов до нескольких тонн.

По степени автоматизации

Частично автоматизированные станки имеют только одну функцию защитного отключения — в случае перегрева двигателя и редуктора. Полностью автоматизированные станки, помимо числового программного управления (ЧПУ), оснащены устройством, обеспечивающим безопасность через видоискатель, например, при отсутствии освещения в цехе и опасной близости основных рук к рабочему месту.

По гибкости производственной системы

Например, если станок может шлифовать цилиндрические и конические детали, но не может производить сферические детали, то такой станок не является достаточно гибким для повторного использования в производстве без покупки полностью функционального станка.

Виды оборудования

Токарные станки классифицируются по различным параметрам, в частности, по назначению, гибкости или специализации станка и его конструктивным особенностям. Они также классифицируются по следующим критериям:

• классу точности при обработке детали;
• автоматизации;
• массе;
• мощности двигателя и другим параметрам.

Согласно действующей классификации в Российской Федерации, существуют следующие типы токарных станков:

• одно- и многошпиндельные автоматы и полуавтоматы;
• отрезные;
• винторезные;
• револьверные;
• карусельные;
• лобовые;
• специализированные;
• специальные.

Принцип работы

Обработка осуществляется путем контакта между режущим инструментом и вращающейся заготовкой. Вращательное движение осуществляется шпинделем или планшайбой, а необходимую мощность и частоту обеспечивает электродвигатель через приводной ремень и коробку передач. Режущий инструмент устанавливается на каретку и может перемещаться в продольном и поперечном направлении. Скорость подачи определяется скоростью движения каретки.

Станки могут быть установлены вертикально или горизонтально. Это зависит от положения шпинделя, к которому крепится заготовка. Вертикальное расположение лучше всего подходит для тяжелых и коротких заготовок, а горизонтальное — для длинных заготовок малого или среднего диаметра.

Основные преимущества токарных станков:

• Высокая сложность изготавливаемых деталей.
• Возможность работы с любыми металлами.
• Высокое качество и точность обработки.
• Большая производительность.

Конструкция

Независимо от типа и модели, в конструкции станка есть несколько важных деталей:

• Станина – основной элемент оборудования предназначенный для размещения всех узлов и систем.
• Фартук – узел преобразующий вращательное движение винта или вала в поступательное перемещение суппорта.
• Шпиндельная бабка. Состоит из шпинделя и коробки скоростей.
• Суппорт – узел станка для крепления рабочего инструмента и обеспечения требуемой для обработки заготовки движения подачи. Конструкция включает одну или несколько нижних кареток и верхнюю для установки резцедержателя.
• Коробка подач – обеспечивает передачу движения на суппорт с помощью ходового винта.
• Электрооборудование – электромотор, специальные элементы и органы управления.

Почти все компоненты токарного станка интегрированы, что облегчает обслуживание и ремонт.

Виды оборудования для токарной обработки

Все виды станков классифицируются по следующим параметрам:

• предназначения станка;
• точности выполняемых им работ;
• его массы;
• максимальной длины и диаметра детали, которую можно обработать на станке, а также ее положения по отношению к инструменту обработки, установленном в станке.

Станки можно разделить на деревообрабатывающие и металлообрабатывающие, а затем внутри каждой группы выделить различные подгруппы в зависимости от особенностей оборудования и исходя из специфических задач станков.

Работы по дереву

Деревообрабатывающие станки обычно немного меньше и менее мощные, чем их металлические аналоги, и не требуют системы охлаждения, так как при деревообработке нагрузка на станок меньше. Существуют различные типы деревообрабатывающих станков, которые мы рассмотрим более подробно ниже.

Пилильные

Этот тип станков используется для придания формы отдельным деревянным деталям и для распиловки заготовок; для выполнения работы требуется минимальный уровень подготовки. Этот тип станков подразделяется на:

• пилорамы, которые с помощью линейных пил обеспечивают поперечную либо продольную распиловку деревоматериала, они обеспечивают общую подготовку материала к дальнейшей работе;
• ленточные станки, которые разрезают деревоматериал во время линейного движения пилы, используются для предварительной заготовки материала и его обработки;
• круглопильные устройства, распиливающие древесину в вертикальной либо наклонной плоскостях с использованием круглых пил, чаще всего используются при формовке ввиду их более высокую точность работы, по сравнению с другими устройствами этой группы.

Строгальные

Строгальные станки выполняют операции по снятию верхнего слоя обрабатываемого материала и подразделяются на:

• рейсмусовые односторонние, с помощью которых обрабатывается верхняя поверхность, чаще всего на крупных заготовках, просты как конструктивно, так и при обслуживании;
• рейсмусовые двухсторонние, которые могут обрабатывать обе плоскости, и нижнюю, и верхнюю, значительно повышают эффективность работы, но сложнее в обслуживании;
• фуговальные, главным преимуществом которых является возможность снятия фаски под нужным углом, при этом функция обработки поверхности также доступна.

Сборочные

Сборочные станки — это автоматизированные устройства, используемые для сборки ряда компонентов в готовое изделие или незаконченное изделие для дальнейшей обработки и/или сборки с другими компонентами.

Гнутарные

Как следует из названия этой группы машин, их основная функция заключается в формировании компонентов путем их сгибания с помощью гидравлических прессов, оснащенных зажимными устройствами.

Шлифовальные

Эти станки обычно используются на заключительном этапе строительства и применяются для финишной обработки путем снятия верхнего слоя материала с помощью инструмента, покрытого абразивом. Шлифовальные машины делятся на несколько групп:

Как пользоваться?

Прежде чем мы кратко рассмотрим особенности использования токарных станков, необходимо напомнить правила безопасности при работе с этими устройствами:

1. Одежда и обувь работника должны закрывать все тело, оставляя открытыми только кисти, шею и голову, одежда в идеале не должна быть прилегающей или свободной — этот комплекс мер защитит как от мелкой стружки, летящей во время работы, так и от серьезных травм, которые могут возникнуть при затягивании одежды в подвижные элементы станка.
2. Необходимо использовать защитные очки и стоять на деревянном настиле во избежание поражения током во время работы на оборудовании.
3. Категорически необходимо всегда использовать защитный кожух станка, который закроет зону вращения закрепленной детали.

Токарные станки, по большому счету, довольно просты в освоении, поэтому изучить основы их использования и сделать первые шаги в этой области можно как под руководством опытных мастеров, так и с помощью обучающих видеороликов в интернете.

Принцип работы станка (например, токарного) вкратце выглядит следующим образом:

• работник становится перед станком;
• размещает заготовку между двумя окончаниями ходового вала;
• включает станок;
• плавно и медленно перемещает резец, выполняя обработку;
• выключает станок по завершению работы.

Более подробные инструкции, конечно, лучше получать под руководством опытных коллег, так как даже видеоролики пока не в состоянии ответить на вопросы, задаваемые станком.

Что можно сделать на нем?

В умелых руках и при наличии подходящих материалов токарный станок является чрезвычайно эффективным инструментом для изготовления изделий из металла или дерева, как для высокоточных деталей для других приборов, так и для широкого спектра ремесленных работ для дома и отдыха.

Изделия из древесины

Изделия из дерева могут быть изготовлены как «для дома, для семьи», так и на продажу. В последнем случае изготовленные изделия несут в своем названии магическую приставку «индивидуально изготовлено», что в наш век глобализации всех процессов имеет большой вес в глазах многих потенциальных покупателей.

Можно изготавливать элементы мебели для последующей сборки (думаем, все помнят школьные табуретки, сделанные и собранные в классе), ручки для инструментов, средние и мелкие украшения — основание для настенных часов, вазы, статуэтки из пластика, популярным видом продукции, изготовленной на станке, являются шахматы, шашки, нарды.

Металлические поделки

Токарные металлообрабатывающие станки обычно не ассоциируются с ремеслами, ведь с их помощью масса предприятий и мастеров работают над изготовлением гаек и болтов, втулок и крепежа, втулок и валов различного назначения, максимум, что может представить себе человек, не владеющий информацией — это сверление определенных деталей при ремонте и подобные действия.

Однако круг задач не ограничивается только рабочим трудом. Поделки из металла может делать как опытный работник, так и неопытный подмастерье, в основном это элементы или отдельные декоративные элементы: шары и украшения, кубы и целые модели (например, автомобилей).

В заключение хотелось бы отметить следующее: Мир токарных работ по дереву, каким бы большим и разнообразным он ни был, открыт для всех, кто хочет попробовать свои силы в этом деле. Особенно сейчас, когда оборудование с ЧПУ становится все более распространенным, вы можете даже приобрести небольшой токарный станок домой, и, научившись управлять им со временем и с ростом опыта, вы можете стать одним из тех, кто может превратить кусок железа в настоящий шедевр, будь то для работы или для отдыха.

Типы токарного оборудования

Токарные и револьверные станки предназначены для изделий, в которых необходимо обработать много поверхностей разными инструментами. Чтобы избежать необходимости устанавливать и настраивать каждый инструмент, такие станки оснащаются револьверными токарными станками, которые могут иметь два или более держателей инструмента. Конечно, такой токарный станок гораздо сложнее в обслуживании, чем обычная модель, но это полностью компенсируется функциональностью данного станка. Популярными моделями таких станков являются, например, 1Е316П, 1Г340ПК, 1П371, 1А341.

Карусельный токарный станок — один из видов токарных станков из группы токарных автоматов.

Токарные станки токарной группы предназначены для обработки заготовок, характеризующихся небольшой длиной, большим весом и большим наружным диаметром. К ним относятся крупные шестерни, маховики и т.д. Функциональные возможности этих токарных станков (например, модели 1512, 1541, 1550, 1L532 и другие) позволяют выполнять различные виды токарной обработки: точение, срезание, пазование, обработку торцов и т.д. А когда эти токарные центры оснащаются дополнительными устройствами, они становятся еще более универсальными: с их помощью можно выполнять некоторые фрезерные, резьбонарезные, шлифовальные и другие технологические операции

Многокоординатные станки, относящиеся к группе токарных, необходимы для выполнения наиболее сложных технологических операций в серийном производстве. Обрабатываемые на этих станках заготовки могут быть в виде труб, шестигранных, квадратных или круглых прутков, профилей и т.д. Эти станки характеризуются высокой жесткостью и мощным движением, что позволяет использовать их с высокой производительностью.

Важно отметить, что такой сложный и функциональный станок может функционировать так же, как и обычная модель. Перечень технологических операций, которые можно выполнять на таком станке, достаточно обширен: сверление, черновая обработка и профилирование, нарезание и накатывание резьбы и т.д. Наиболее известные модели таких токарных станков — 1Р365 и 1В140.

Токарно-винторезный станок 16К20

Самыми распространенными моделями токарных станков для токарной обработки, которые уже во времена СССР пользовались большой популярностью, являются отрезные токарные станки. Эти станки, которые можно встретить не только практически на всех промышленных предприятиях, но и в школьных лабораториях, приобрели большую популярность благодаря тому, что с их помощью можно эффективно выполнять широкий спектр технологических задач.

Каждый из этих станков, независимо от модели, имеет стандартную конструкцию, состоящую из одинаковых компонентов. Помимо функциональности, модели токарных станков характеризуются высоким уровнем безопасности, простотой эксплуатации и обслуживания, поэтому уже в советское время они использовались в качестве оборудования для школьных лабораторий. Наиболее известные и популярные модели таких токарных станков — 16К20, 16К50, 16Б16А и 16П16П.

Все станки, предназначенные для точения заготовок из металла и других материалов, имеют в своей конструкции стандартные конструктивные элементы:

Особенности конструкции станков токарной группы

Основные элементы токарного станка

• станину — несущий элемент токарного агрегата, на котором устанавливаются все элементы его конструкции;
• фартук (в данном элементе токарного станка происходит преобразование движения валика или ходового винта в перемещение его суппорта);
• шпиндельную бабку, на которой размещается шпиндель устройства, а в ее внутренней части располагается коробка скоростей;
• суппорт (в данном элементе станка закрепляется режущий инструмент, также суппорт нужен для того, чтобы обеспечить продольную и поперечную подачу инструмента, совершаемую с заданными параметрами; в конструкции суппорта обязательно присутствует нижняя каретка, а у отдельных моделей их несколько, на верхней из которых крепится держатель для токарного инструмента);
• коробку подач (при помощи данного конструктивного элемента передается движение от ходового винта или валика на суппорт станка);
• электрическая часть конструкции станка, включающая в себя приводной электродвигатель, мощность которого у разных моделей станков может серьезно варьироваться, а также элементы, с помощью которых обеспечивается управление электрооборудованием устройства (естественно, данная часть токарного агрегата должна отвечать требованиям безопасности).

Все элементы станка базируются на двух скамейках, которые выполняют транспортную функцию, а также обеспечивают расположение заготовки на удобной для оператора высоте. Эти скамейки, отличающиеся прочной конструкцией, можно увидеть на фото каждой модели токарного станка.

Большинство конструктивных элементов токарного оборудования являются интегрированными, что позволяет проводить техническое обслуживание и ремонт незамедлительно и с минимальными затратами.

Конструкция центрального суппорта токарного станка

Приводные валы токарных станков

Пример расположения органов управления на токарном станке (нажмите для увеличения)

Даже при выполнении самых простых токарных операций необходимо строго придерживаться следующих правил безопасности.

Правила техники безопасности

Паспорт безопасности для токарных станков (нажмите для увеличения)

• 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.

Категорически запрещается работать на станке, даже на станке с ЧПУ:

Если при первичном осмотре обнаружены дефекты в ограждении станка, оператор не должен использовать станок для работы на любой его части.

• 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.

При покупке такого станка необходимо учитывать следующие критерии:

Как выбрать токарный станок по металлу?

Наиболее важной дополнительной частью являются режущие инструменты. Эти инструменты можно классифицировать следующим образом:

1. Допустимый диаметр заготовок. Возможная длина определяется пространством между центрами. Все станки имеют ограничения по размеру.
2. Мощность двигателя. Зависит от объема и класса работ. Маленький токарный станок по металлу наделен мощностью – 700 Вт. Есть виды помощнее до 1,2 кВт.
3. Управление скоростями движения шпинделя. Выбирают плавное или ступенчатое.
4. Выходная точность обработки деталей. Чем выше показатель, тем больше денег придется выложить.
5. Размер сквозного отверстия шпинделя. Диаметр детали должен соответствовать заготовке.
6. Размеры оборудования. Мини токарный станок по металлу хорошо впишется в площадь домашней мастерской, но с его помощью нельзя обрабатывать большие заготовки.

Инструменты для токарного станка по металлу

Режущие инструменты для токарного станка по металлу далее делятся на: — Режущие инструменты для токарного станка по металлу:

• проходные – обработка поверхностных плоскостей торцов;
• подрезные – заточка цилиндрических деталей;
• отрезные – удаление готовой детали от заготовки;
• фасонные и галтельные – точение фасонных поверхностей и закруглений;
• резьбовые – разделяются на наружные и внутренние;
• расточные – обработка внутренних поверхностей деталей;
• канавочные – точение углублений.

Собрать такое устройство довольно сложно. Однако при небольшом навыке импровизированный токарный станок по металлу можно собрать следующим образом:

• цельные – из быстрорежущей стали;
• составные с пластин из твердого сплава – из углеродистой стали;
• вставные – пластина заменяется в случае износа.

Токарный станок по металлу своими руками

Завершите сборку, покрасив металлические детали. После высыхания токарный станок по металлу следует установить на стол или верстак. Шпиндель следует покрыть смазкой или консистентной смесью. Хотя невозможно добиться высокоточной обработки на самодельном оборудовании, основные вещи можно сделать

• ближняя бабка со шпинделем прикрепленным к ходовой трубе;
• подбирается рама устройства;
• сверху располагается передняя бабка;
• устанавливается ходовая труба;
• вставляется дальняя бабка и планка для опоры;
• собирается суппорт;
• вставляется ходовая гайка и винт.

Инструкции зависят от вида и направления работы, но общие правила можно привести следующие:

Как работать на токарном станке по металлу?

Токарная обработка металла выполняется следующим образом:

• пройти курс работы на устройстве;
• работа на токарном станке по металлу невозможна без средств индивидуальной защиты;
• надежно использовать суппорт;
• начинать работу с самых простых операций и на низких скоростях;
• перед работой удостовериться, что сеть выдержит нагрузку.

Для эффективной обработки различных заготовок используется оборудование. Универсальный токарный станок по металлу помогает в изготовлении следующих изделий:

1. Вставленные в шпиндель заготовки движутся вокруг оси.
2. Точение осуществляется с помощью подвода резца. Это происходит благодаря поперечному усилию суппорта, в котором полностью закреплены резцы.
3. Технология может быть разной: совмещение продольной и поперечной подачи или использования только одной из двух.

Изделия на токарном станке по металлу

Точильный станок пригодится в каждом доме. Что такое заточной станок, какие бывают разновидности — ответы на эти вопросы помогут выбрать подходящее изделие для домашнего использования и для профессиональной работы.

• кольца;
• зубчатые кольца;
• валы;
• гайки;
• шкивы;
• муфты;
• втулки.

Станок для заточки сверл используется как в быту, так и в промышленности. Его основное назначение — заточка инструментов для поддержания качества выполняемой работы. Перед покупкой такого станка следует ознакомиться с различными типами.

Толщиномер используется для калибровки заготовок по толщине. Он также делает противоположные стороны параллельными, облегчает и ускоряет работу и часто используется в домашних условиях. Существуют устройства, которые могут обрабатывать несколько поверхностей одновременно.

Точило для цепи бензопилы — компактное устройство, которое легко помещается в небольшом пространстве. Она необходима для продления срока службы детали и инструмента в целом. Существует два типа: ручной и электрический.