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

Эти станки предназначены для обработки металлических деталей различных форм и размеров, вращения массивных цилиндрических компонентов и выполнения работ в горизонтальной плоскости.

Все, что нужно знать о токарных станках

Токарный станок — это универсальное оборудование, позволяющее обрабатывать не только древесину, но и композитные материалы, металлические сплавы. При помощи токарного станка можно выполнять операции по обработке сферических, цилиндрических, конических и других деталей с высокой и низкой точностью. Он значительно ускоряет нарезку наружной и внутренней резьбы, выполняя эту задачу в несколько раз быстрее, чем мастер сможет сделать это вручную с помощью плашки или метчика. Токарный станок также способен подрезать и скруглять кромки, разрабатывать детали и производить сверление технологических отверстий.

Составляющие токарного станка включают: станину, привод шпинделя (в который входят передний и задний подшипники), ползун, коробку передач, трансмиссию (функционирующую, когда агрегат стоит неподвижно), систему управления (электромеханическую или электронную) и панель с кнопками для управления. При наличии модуля числового программного управления (ЧПУ) обеспечивается плавность изготовления деталей и минимизация влияния человеческого фактора на процесс.

История появления

Попытки создания примитивных станков относятся к очень древним временам. До времен массовой индустриализации, которая началась в первую очередь в западных странах, а затем в СССР, токарные станки были в основном примитивными и не предназначались для крупносерийного производства. Однако попытки разработать станки для заточки мечей и кинжалов были успешными: уже в IV веке до н.э. китайцы использовали устройства, позволяющие получать относительно ровные лезвия.

Только в начале XVIII века появился механический суппорт, который стал более эффективным средством управления токарным станком. Станки того времени имели фиксированные позиции для режущего лезвия, которое вручную перемещалось и плотно прижималось к заготовке. Нарезание резьбы по винтам и болтам считалось высокотехнологичной задачей.

В начале XX века механизированное оборудование начало использоваться в широких масштабах, благодаря внедрению электрического двигателя, что устранило необходимость в лошадях и топливе.

Во время советской эпохи наиболее распространенными стали токарные станки групп 16К20 и 1К62.

Советские токарные станки отличаются высоким уровнем мощности и надежности; при правильном обслуживании и замене изнашиваемых деталей (при соблюдении эксплуатационных инструкций) могут находиться в эксплуатации до 150 лет.

Виды токарных станков

Токарные станки обладают разнообразием конструктивных решений: от токарных станков для деревянных и каменных заготовок до металлообрабатывающих и специализированных для стекла и композитных материалов. Одним из уникальных типов является декоративный токарный станок, который позволяет создавать такие изделия, как дверные ручки с округлыми формами.

Ниже приведены отдельные типы токарных станков:

Токарно-винторезный станок предназначен для обработки как черных, так и цветных металлов. Он способен фрезеровать конические детали и нарезать различные типы резьбы (метрическую, имперскую, модульную и ступенчатую). Такой станок идеально подходит для мелкосерийного производства с одной из популярных моделей — 16К20. Токарные станки для нарезки винтов классифицируются на три класса точности: Р — высший, Н — нормальный, В — высокий, А — сверхвысокий, С — сверхточный.

Токарно-винторезные станки имеют вертикальную ось вращения и могут обрабатывать цилиндрические и конические детали. Это оборудование также пригодно для подрезки торцов и выполнения пазов. Благодаря разработкам, их можно использовать для фрезеровки фасонных поверхностей, отрезки и шлифовки простых деталей.

При токарной обработке больших и коротких деталей создаётся отверстие для головки, которая вращает их головкой вперед, что делает данный станок подходящим для чистовой обработки коротких деталей, имеющих вес более тонны. При сильной нагрузке на привод и усложнении рельефа деталей переднее точение может быть заменено на револьверное.

Токарно-револьверные станки позволяют вытачивать детали из калиброванного прута, растачивать, нарезать резьбу снаружи и внутри, а также сверлить в пресс-формах. Такие станки обычно оснащены копировальным механизмом и системой ЧПУ.

Швейцарский токарный станок предназначен для обработки холоднокатаной сталью, стальными профилями и проволокой. Его возможности позволяют обрабатывать большое количество черных и цветных металлов, а модели могут иметь два и более шпинделей.

Токарный станок также может быть оснащен автоматической сменой инструмента и комбинировать функции фрезерования и токарной обработки, что делает его универсальным инструментом.

По классу точности

В основном токарные станки делятся на высокоточные и низкоточные. Первые предназначены для чистовой обработки, а последние можно рассматривать для черновой обработки. В зависимости от кинематической схемы, высокоточные станки используют фрезы для создания пазов любой сложности, тогда как низкоточные модели реализуют лишь черновые обработки.

По весу

Эти устройства можно разделить на портативные и напольные. Портативные, маломощные станки легче нескольких килограммов, их удобно перемещать, тогда как напольные модели имеют значительный вес — от нескольких десятков килограммов до нескольких тонн.

По степени автоматизации

Частично автоматизированные станки могут обладать лишь функцией защитного отключения в случае перегрева двигателя, тогда как полностью автоматические модели дополнительно оборудованы числовым программным управлением и системами безопасности, которые активируются при потере освещения или удалении рук от рабочего места.

По гибкости производственной системы

Примером гибкости может служить станок, который способен шлифовать цилиндрические и конические детали, но не может обрабатывать сферические. Такой станок не будет достаточно универсальным для производственной среды без привлечения более полного функционала другого устройства.

Виды оборудования для токарной обработки

Токарные станки классифицируются по множеству различных параметров, включая их назначение, гибкость, специализацию и конструктивные особенности. В частности, они могут быть классифицированы по следующим критериям:

• классу точности обработки деталей;
• уровню автоматизации;
• весу;
• мощности двигателя и другим техническим параметрам.

В соответствии с действующей классификацией в Российской Федерации выделяют следующие типы токарных станков:

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

Принцип работы токарного станка

Обработка деталей на токарном станке производится через контакт между режущим инструментом и вращающейся заготовкой. Вращение осуществляется благодаря шпинделю или планшайбе, при этом электродвигатель отвечает за необходимую мощность и частоту вращения через приводной ремень и коробку передач. Режущий инструмент устанавливается на каретку и может передвигаться как вдоль, так и поперек. Скорость подачи определяется скоростью перемещения каретки.

Токарные станки могут быть установлены вертикально или горизонтально, что зависит от положения шпинделя, к которому прикрепляется заготовка. Вертикальное расположение наиболее подходит для тяжелых и коротких деталей, тогда как горизонтальное — для длинных заготовок меньшего или среднего диаметра.

Среди основных преимуществ токарных станков стоит отметить:

• Высокую сложность изготавливаемых деталей.
• Способность работать с любыми металлическими материалами.
• Достижение высокого качества и точности обработки.
• Обеспечение значительной производительности.

Конструкция токарного станка

Не зависимо от типа или модели токарного станка, его конструкция включает несколько ключевых компонентов:

• Станина — это основа оборудования, предназначенная для размещения всех компонентов и узлов.
• Фартук — механизм, трансформирующий вращение винта или валика в поступательное движение суппорта.
• Шпиндельная бабка, состоящая из шпинделя и коробки скоростей, обеспечивает вращение заготовки.
• Суппорт — узел, в котором крепится рабочий инструмент и который управляет подачей заготовки. Суппорт может быть представлен в виде одной или нескольких нижних кареток и одной верхней каретки, где располагается резцедержатель.
• Коробка подач — механизм, который передает движение от ходового винта на суппорт оборудования.
• Электрическая часть — электромотор, а также специальные элементы и органы управления, отвечающие за работу всего механизма.

Поскольку почти все компоненты токарного станка интегрированы, это существенно упрощает процесс его обслуживания и ремонта.

Виды оборудования для токарной обработки

Токарные станки можно классифицировать по различным параметрам:

• предназначение станка;
• точность выполняемых работ;
• масса агрегата;
• максимальные длина и диаметр обрабатываемой детали, а также ее положение относительно установленного инструмента.

Станки подразделяются на деревообрабатывающие и металлообрабатывающие, с последующим выделением различных подгрупп на основе особенностей оборудования и специфических задач, которые они должны решать.

Работы по дереву

Деревообрабатывающие станки, как правило, менее массивные и менее мощные, чем их металлические аналоги, и не требуют системы охлаждения, поскольку при работе с древесиной нагрузка на станок значительно меньше. Существует много разновидностей деревообрабатывающих станков, которые будут подробно рассмотрены ниже.

Пилильные машины

Этот тип оборудования применяют для формирования отдельных деревянных деталей или распиливания заготовок; для работы требуется минимальная подготовка. Данный класс станков можно разделить на:

• пилорамы, которые осуществляют поперечную или продольную распиловку древесины с помощью линейных пил, обеспечивая первичную подготовку материала к дальнейшей обработке;
• ленточные станки, которые разрезают древесный материал в процессе линейного движения пилы, их часто используют для предварительной заготовки материалов;
• круглопильные устройства, распиливающие древесину по вертикали или под углом с использованием круглых пил, обычно применяются при формовке заготовок из-за их высокой точности по сравнению с другими типами оборудования этой группы.

Строгальные машины

Строгальные станки предназначены для снятия верхнего слоя обрабатываемого материала и бывают следующими:

• рейсмусовые односторонние — обрабатывают верхнюю поверхность, часто используются для крупных заготовок, просты как в конструкции, так и в обслуживании;
• рейсмусовые двухсторонние, которые могут обрабатывать обе плоскости, значительно повышая эффективность работы, но усложняются в обслуживании;
• фуговальные станки, которые могут снимать фаску под нужным углом, также выполняя обработку поверхности.

Сборочные устройства

Это автоматизированные машины, используемые для комплексной сборки компонентов в готовые изделия или полуконструкции, которые затем могут подвергаться дальнейшей обработке или сборке с другими деталями.

Гнутарные станки

Как следует из названия, их основная функция заключается в формировании компонентов путем сгибания с использованием гидравлических прессов с зажимными механизмами.

Шлифовальные машины

Эти устройства, как правило, применяются на завершающем этапе обработки, выполняя финишные работы путем снятия верхнего слоя материала через инструменты с абразивным покрытием. Шлифовальные машины подразделяются на несколько типов:

Как пользоваться токарным станком?

Перед тем как кратко рассмотреть основные аспекты работы с токарными станками, необходимо озвучить правила безопасности, которые следует соблюдать при работе с этими устройствами:

1. Рабочая одежда и обувь должны закрывать все тело, оставляя открытыми только руки, шею и голову. Одежда не должна быть слишком свободной или плотно прилегающей, так как это может избежать попадания стружки и помочь предотвратить возможные травмы от зацепления одежды в движущихся частях станка.
2. Важно использовать защитные очки и находиться на деревянном настиле, чтобы снизить риск поражения током во время работы.
3. Обязательно следует использовать защитный кожух станка, который накрывает зону вращения закрепленной детали, тем самым улучшая безопасность.

Токарные станки, как правило, имеют простую конструкцию, что позволяет их легко осваивать. Получить основные знания по использованию токарных станков можно как под руководством опытных специалистов, так и с помощью обучающих видеороликов в интернете.

Основной принцип работы токарного станка может быть описан следующим образом:

• Работник становится перед оборудованием;
• Заготовка устанавливается между двумя концами ходового вала;
• Станок включается;
• Резец медленно и плавно перемещается, выполняя обработку;
• По окончании работы станок выключается.

Тем не менее, для получения более детальных инструкций лучше всего учиться под надзором квалифицированных коллег, поскольку видеоматериалы могут не включать ответы на специфические вопросы, которые могут возникнуть в процессе работы с станком.

Возможные изделия, изготовляемые на токарном станке

Когда токарный станок оказывается в руках квалифицированного мастера, он превращается в невероятно эффективный инструмент для создания изделий, как для высокоточных деталей, необходимых для других устройств, так и для выполнения самых разнообразных ремесленных работ в домашних условиях.

Изделия из древесины

Изготовление деревянных изделий может быть как для собственного пользования, так и на продажу. В последнем случае на произведенных объектах часто присутствует пометка «индивидуально изготовлено», что придает им ценность в условиях глобализации. Правильное обращение с такими изделиями востребовано на рынке.

Среди изделий можно создать элементы мебели (вспоминаем про хорошо известные табуретки, собранные на уроках труда), ручки для инструментов, среднего и малого размера декоративные предметы, такие как основания для часов, вазы и даже статуэтки. Популярными на рынке являются шахматные наборы, шашки и нарды, изготовленные на токарных станках.

Металлические изделия

Токарные станки, предназначенные для работы с металлом, чаще всего не ассоциируются с креативной работой и ремеслом, так как их основной функцией является массовое производство различных крепежных изделий (гаек, болтов, втулок, валов). Многие люди вообще не имеют представления о многообразии, которое можно создать с помощью токарного метода.

Тем не менее, деятельность на токарном станке не ограничивается только промышленностью; новички могут освоить лепку декоративных элементов, таких как шары, статуэтки, модели (например, автомобилей), используя токарный станок для бесконечного разнообразия изделий.

В заключение отмечу, что мир токарной обработки древесины и металла доступен каждому желающему попробовать себя в этом ремесле. Особенно в свете распространения оборудования с ЧПУ, возможность приобрести небольшой токарный станок для домашнего использования стала реальностью. Изучая управление таким станком и накопив опыт, вы можете стать мастером, способным создавать настоящие произведения искусства из обыкновенных кусков металла или дерева.

Типы токарного оборудования

Токарные и револьверные станки используются для обработки изделий, требующих работы с несколькими поверхностями и множеством инструментов. Чтобы избежать утомительной процедуры установки и настройки каждого инструмента, такие станки оснащаются револьверными устройствами, которые могут иметь два и более инструмента на одном держателе. Конечно, такие токарные станки сложнее в обслуживании, чем обычные токарные модели, однако преимущества их функциональности полностью это компенсируют. Примеры популярных моделей таких станков включают 1Е316П, 1Г340ПК, 1П371 и 1А341.

Карусельные токарные станки относятся к группе токарных автоматов и предназначены для обработки заготовок, которые характеризуются небольшой длиной, большим весом и значительным наружным диаметром. К ним можно отнести крупные шестерни, маховики и т.д. Функционал этих токарных станков, таких как модели 1512, 1541, 1550 и 1L532, позволяет выполнять различные виды токарной обработки, включая точение, срезание, создание пазов и торцовку. При оснащении дополнительными устройствами, такие токарные центры становятся еще более универсальными, позволяя выполнять фрезерные, резьбонарезные, шлифовальные и прочие операции.

Современные многокоординатные станки токарной группы необходимы для обработки сложных деталей в массовом производстве. Заготовки могут быть выполнены в форме труб, шестиугольников, квадратов или круглых прутьев. Эти изделия отличаются высокой жесткостью и мощным движением, обеспечивая высокую производительность.

Важно отметить, что такой высоко функциональный токарный станок может работать так же, как и обычная модель. Перечень технологических операций достаточно широк: сверление, черновая обработка, профилирование, нарезание и накатывание резьбы. Примеры популярных моделей таких токарных станков — 1Р365 и 1В140.

Токарно-винторезный станок 16К20

Наиболее распространенными моделями токарных станков для обработки металлов являются отрезные токарные станки. Эти устройства можно встретить не только на промышленных предприятиях, но и в школьных мастерских и лабораториях, они пользовались значительной популярностью благодаря своей эффективности при решении важных технологических задач.

Каждый из представленных станков, независимо от модели, имеет стандартную конструкцию с одинаковыми компонентами. Кроме того, такие токарные станки отличаются высоким уровнем безопасности и простотой в использовании и обслуживании, что объясняет их широкое применение в образовательных учреждениях. Наиболее известные модели этого типа включают 16К20, 16К50, 16Б16А и 16П16П.

Каждый токарный станок для обработки металлических заготовок имеет стандартный комплект конструктивных элементов:

Особенности конструкции токарных станков

Основные компоненты токарного станка:

• Станина — основа агрегата, на которую устанавливаются все элементы конструкции;
• Фартук — механизм, преобразующий движение винта или валика в движение суппорта;
• Шпиндельная бабка — часть станка, где находятся шпиндель и коробка передач;
• Суппорт — узел для закрепления режущего инструмента, обеспечивающий продольную и поперечную подачу с необходимыми параметрами; конструкция суппорта может включать одну или несколько нижних кареток и верхнюю для установки держателя токарного инструмента;
• Коробка подач — механизм, обеспечивающий передачу движений от ходового винта или валика к суппорту;
• Электрическая часть — включает в себя приводной электродвигатель различной мощности, а также элементы управления электрооборудованием, которые должны соответствовать требованиям безопасности.

Все компоненты станка базируются на двух скамейках, выполняющих транспортную функцию и обеспечивающих удобное расположение заготовки на оптимальной для оператора высоте. Эти скамейки обладают прочной конструкцией и видны на всех фото и моделях токарных станков.

Большинство конструктивных элементов токарного оборудования интегрированы, что позволяет осуществлять техническое обслуживание и ремонт быстро и с минимальными затратами.

Конструкция центрального суппорта токарного станка

Приводные валы токарных станков

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

Даже при выполнении самых простых токарных операций крайне важно соблюдать правила безопасности.

Правила техники безопасности

Паспорт безопасности работы с токарными станками (нажмите для увеличения)

• Специальная одежда оператора должна быть застегнута на все пуговицы.
• Перед началом работы необходимо провести технический осмотр оборудования, чтобы выявить возможные неисправности, которые надо устранить. Если сам оператор не в состоянии решить данную проблему, следует обратиться к технику или наладчику.
• Все технологические операции должны выполняться строго по техническому заданию; для этого оператор должен заранее получить чертеж и ознакомиться с процессом обработки.

Категорически запрещается работать на токарном станке, даже на оборудовании с ЧПУ, если:

В процессе первичного осмотра выявлены какие-либо дефекты в ограждении станка, которые могут угрожать безопасности:

• Работа не начинается, если оборудование находится в состоянии наладки или обслуживания;
• На станке нельзя работать, если его центры имеют значительный износ;
• Использовать для обработки инструменты и зажимные механизмы с даже малейшими признаками неисправности недопустимо;
• Самостоятельно устранять неисправности, касающиеся электросистемы, категорически запрещено;
• Оператор должен держаться на расстоянии от активного токарного станка, а также нельзя допускать к управлению посторонних лиц.

При выборе токарного станка нужно учитывать следующие критерии:

Как выбрать токарный станок по металлу?

При выборе следует обратить внимание на важные аспекты, вопросы, касающиеся режущих инструментов:

1. Допустимый диаметр заготовок, необходимо помнить о ограничения по длине и размеру, заданных для каждого станка.
2. Мощность двигателя, которая определяется объемами и классами работ. Например, небольшой токарный станок по металлу может иметь мощность около 700 Вт, и есть более мощные модели, достигающие 1,2 кВт.
3. Управление скоростью движения шпинделя — может быть плавным или ступенчатым.
4. Точность обработки деталей: чем выше эта точность, тем больше потребуется вложений.
5. Размер сквозного отверстия шпинделя — диаметр детали должен соответствовать размеру заготовки.
6. Габариты токарного станка — мини-модель хорошо впишется в площадь домашней мастерской, однако ее применение затруднительно при обработке крупных заготовок.

Инструменты для токарного станка по металлу

Режущие инструменты делятся на:

• Проходные — подходят для обработки поверхностных плоскостей торцов;
• Подрезные — применяются для заточки цилиндрических деталей;
• Отрезные — используются для удаления готовой детали от заготовки;
• Фасонные и галтельные — подходят для обработки фасонных поверхностей и закруглений;
• Резьбовые — разделяются на наружные и внутренние;
• Расточные — предназначены для обработки внутренних поверхностей изделий;
• Канавочные — предназначены для создания углублений.

Конструировать токарный станок достаточно сложно, хотя с небольшими навыками можно попробовать собрать самодельный токарный станок таким образом:

• Делается ближняя бабка со шпинделем, который прикрепляется к ходовой трубе;
• Подбирается рама для устройства;
• Сверху устанавливается передняя бабка;
• Ставится ходовая труба;
• Вставляется дальняя бабка и планка опоры;
• Собирается суппорт;
• Вставляется ходовая гайка и винт.

Конкретные инструкции зависят от вида токарного станка и направления работы, однако общими являются следующие правила:

Как работать на токарном станке по металлу?

Токарная обработка металлов выполняется следующим образом:

• Необходимо пройти курс ознакомления с работой на станке;
• Работа на токарном станке требует применения средств индивидуальной защиты;
• При использовании суппорта необходимо обеспечить надежную фиксацию деталей;
• Начинать следует с простейших операций и минимум оборотов;
• Перед началом работы убедиться, что сеть сможет выдержать нагрузку.

Для выполнения разнообразных заготовок используется специализированное оборудование. Универсальный токарный станок по металлу предназначен для изготовления следующих изделий:

1. Заготовки устанавливаются в шпиндель и вращаются вокруг своей оси.
2. Подвод резца осуществляется за счет работы суппорта, который надежно удерживает резцы на месте.
3. Процесс может регулироваться по-разному: совместное использование продольной и поперечной подачи либо использование только одного из способов.

Изделия на токарном станке по металлу

Точильный станок найдет полезное применение в каждом домашнем хозяйстве. Важно знать, что из себя представляет заточной станок, какие типы существуют — эти знания помогут выбрать подходящее устройство как для домашнего использования, так и для профессиональной деятельности.

• Кольца;
• Зубчатые кольца;
• Валы;
• Гайки;
• Шкивы;
• Муфты;
• Втулки.

Станок для заточки сверл используется как в домашнем, так и в промышленном секторы. Его основная функция — поддерживать качество выполнения работы путем заточки инструментов. Прежде чем выбирать такой станок, следует изучить различные его разновидности.

Толщиномер — это инструмент, необходимый для калибровки заготовок по толщине. Он налаживает параллельность противоположных сторон, повышая скорость и упрощая работу. Устройства, также могут осуществлять обработку нескольких поверхностей одновременно.

Точилка для цепей бензопил — компактное устройство, которое без труда помещается даже в ограниченные пространства. Она важна для продления срока эксплуатации как деталей, так и инструмента целиком. Существуют два основых типа: ручной и электрический.