Станки по металлу

Как работать на токарном станке по металлу

Научиться работать с малогабаритным аппаратом несложно и, если вы будете использовать станок для домашних нужд, не придётся тратить много времени на обучение. Главное — запомните определённые правила, которые помогут правильно и чётко изготавливать детали. Кроме этого не забывайте о правилах безопасности.

Если вы решили использовать токарный станок, первое, чему стоит научиться, — обрабатывать заготовки. Это позволит работать с деталями различной формы и длины, которые установлены между центрами передней и задней бабок. Во время работы заготовка постоянно вращается вокруг своей оси, а режущий элемент также беспрерывно движется.

Обработка заготовок сводится к тому, что при сближении режущего элемента и детали зубцы снимают верхний слой заготовки, который становится стружкой. Она бывает ступенчатой, слитной, надломанной, элементной (все зависит от типа обрабатываемого металла). Если вы хотите научиться работать и сверлить на токарном станке, необходима регулярная практика, которая поможет отточить мастерство.

Токарный станок

Токарный станок. Изображение токарного станка (левый верхний угол), в средневековой германской книге, 1480 год. Токарный станок 1882 года, Государственный Политехнический музей (город Москва)

Тока́рный стано́к — станок для обработки резанием (точением) заготовок из металлов, древесины и других материалов в виде тел вращения. На токарных станках выполняют черновое и чистовое точение цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание резьбы, подрезку и обработку торцов, сверление, зенкерование и развёртывание отверстий и т. д. Заготовка получает вращение от шпинделя, резец — режущий инструмент — перемещается вместе с салазками суппорта от ходового вала или ходового винта, получающих вращение от механизма подачи.

Значительную долю станочного парка составляют станки токарной группы. Она включает, согласно классификации Экспериментального НИИ металлорежущих станков, девять типов станков, отличающихся по назначению, конструктивной компоновке, степени автоматизации и другим признакам.

Применение на станках дополнительных специальных устройств (для шлифования, фрезерования, сверления радиальных отверстий и других видов обработки) значительно расширяет технологические возможности оборудования.

Токарные станки, полуавтоматы и автоматы, в зависимости от расположения шпинделя, несущего приспособление для установки заготовки обрабатываемой детали, делятся на горизонтальные и вертикальные. Вертикальные предназначены в основном для обработки деталей значительной массы, большого диаметра и относительно небольшой длины.

Самые распространённые токарные станки в советское время — 1К62 и 16К20.

История создания

Токарный станок — древний инструмент. Самое раннее свидетельство о токарном станке восходит к Древнему Египту около 1300 года до нашей эры. Есть также незначительные доказательства его существования в микенской цивилизации, начиная с 13-го или 14-го века до нашей эры.

Четкие свидетельства изготовленных на станке артефактов были обнаружены в 6 веке до нашей эры: фрагменты деревянной чаши в этрусской гробнице в Северной Италии, а также две плоские деревянные тарелки с декоративными изготовленными на станке ободами в современной Турции.

В период враждующих государств в Китае, около 400 г. до н. э., древние китайцы использовали токарные станки для заточки инструментов и оружия в промышленных масштабах.

Первая известная картина, на которой изображен токарный станок, датируется 3 веком до нашей эры в Древнем Египте.

Токарный станок был очень важен для промышленной революции. Он известно как «мать станков», поскольку это был первый станок, который привел к изобретению других станков.

В 1717 году «придворный токарь Его Величества Император Петра Великого» Андрей Константинович Нартов впервые изобрёл токарно-винторезный станок с механизированным суппортом и набором сменных зубчатых колёс. В токарных станках той эпохи резец зажимался в особом держателе, который перемещали вручную, прижимая к обрабатываемому предмету. Качество зависело только от точности рук мастера, тем более, что в то время токарные станки уже применялись для обработки металлических, а не деревянных изделий. Нарезать резьбу на болты, наносить сложные узоры на обрабатываемый предмет, изготовить зубчатые колеса с мелкими зубчиками мог только очень искусный мастер. В своем станке Нартов не просто закрепил резец, но и применил следующую схему: копировальный палец и суппорт приводились в движение одним ходовым винтом, но с разным шагом нарезки под резцом и под копиром. Таким образом было обеспечено автоматическое перемещение суппорта вдоль оси обрабатываемой заготовки. Станок позволял вытачивать сложнейшие рисунки почти на любых поверхностях. Как это ни парадоксально, невзирая на все дальнейшие усовершенствования придуманного Нартовым механизированного суппорта, принцип его действия остался таким же и в наше время. Первые токарные станки Нартова хранятся в коллекции Эрмитажа, как шедевры инженерного искусства XVIII в.

Первый полностью задокументированный токарный цельнометаллический токарный станок был изобретен Жаком де Вокансоном около 1751 года. Он был описан в «Энциклопедии».

Важным ранним токарным станком в Великобритании был горизонтальный сверлильный станок, который был установлен в 1772 году в Королевском Арсенале в Вулвиче. Он работал на лошадиной тяге и позволял производить гораздо более точные и мощные пушки, которые с успехом использовались в американской войне за независимость в конце 18-го века. Одной из ключевых характеристик этого станка было то, что заготовка вращалась в противоположность инструменту, что делало её технически токарным станком. Генри Модслей, который позже много совершенствовал токарные станки, работал в Королевском Арсенале с 1783 года. Подробное описание токарного станка Вокансона было опубликовано за десятилетия до того, как Модслей усовершенствовал свою версию. Вполне вероятно, что Модсли не знал о работе Вокансона, поскольку в его первых версиях упора для скольжения было много ошибок, которых не было в токарном станке Вокансона.

Во время промышленной революции механизированная энергия, генерируемая водяными колесами или паровыми двигателями, передавалась на токарный станок посредством линейного вала, что позволяло быстрее и легче работать. Металлообрабатывающие токарные станки превратились в более тяжелые станки с более толстыми и жесткими деталями. Между концом 19 и серединой 20 веков отдельные электродвигатели на каждом токарном станке заменили линейный вал в качестве источника энергии. Начиная с 1950-х годов сервомеханизмы применялись для управления токарными станками и другими станками с помощью числового управления, которое часто сочеталось с компьютерами для создания числового программного управления (ЧПУ). Сегодня в обрабатывающей промышленности сосуществуют токарные станки с ручным управлением и ЧПУ.

Виды токарных станков

Доступны различные формы токарных станков в разных форматах и спецификациях. Есть деревообрабатывающие токарные станки, металлообрабатывающие станки и машины, используемые для декоративного точения, обработка стекла и алмазная обработка. Существуют легкие токарные станки, которые полезны для мягких работ, например, в мини-инструментальных комнатах или для практических применений или демонстраций. Существуют мощные токарные станки, используемые для массового производства на электростанциях, сталелитейных и бумажных фабриках, судостроительной и автомобильной промышленности, горнодобывающей промышленности, текстильной промышленности.

Токарно-винторезный станок

Замер обрабатываемой на токарном станке детали Сетчатое (накатанное) рифление на цилиндрической детали

Токарно-винторезный станок предназначен для выполнения разнообразных токарных работ по чёрным и цветным металлам, включая точение конусов, нарезание метрической, модульной, дюймовой и питчевых резьб.

Токарно-винторезные станки являются наиболее универсальными станками токарной группы и используются главным образом в условиях единичного и мелкосерийного производства. Конструктивная компоновка станков практически однотипна. Основными узлами принятого в качестве примера станка 16К20 являются:

  • станина, на которой монтируются все механизмы станка;
  • передняя (шпиндельная) бабка, в которой размещаются коробка скоростей, шпиндель и другие элементы;
  • коробка подач, передающая с необходимым соотношением движение от шпинделя к суппорту (с помощью ходового винта при нарезании резьбы или ходового валика при обработке других поверхностей);
  • фартук, в котором преобразуется вращение винта или валика в поступательное движение суппорта с инструментом;
  • задняя бабка, которая предназначена для поддержания второго конца изделия и придания ему определённого положения при обработке в центрах. Также задняя бабка используется для установки в ней различных режущих инструментов (сверл, зенкеров, разверток), посредством которых производится соответствующая обработка изделия;
  • суппорт служит для закрепления режущего инструмента и сообщения ему движений подачи.

Суппорт состоит из нижних салазок (каретки), перемещающихся по направляющим станины. По направляющим нижних салазок перемещаются в направлении, перпендикулярном к линии центров, поперечные салазки, на которых располагается резцовая каретка с резцедержателями. Резцовая каретка смонтирована на поворотной части, которую можно устанавливать под углом к линии центров станка.

Основными параметрами станков являются наибольший диаметр обрабатываемой детали над станиной и наибольшее расстояние между центрами. Важным размером станка является также наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой над поперечными салазками суппорта.

Точность токарно-винторезных станков

Токарно-винторезные станки по точности делятся на пять классов:

  • Н — нормальной точности — это большинство токарных станков;
  • П — повышенной точности;
  • В — высокой точности;
  • А — особо высокой точности;
  • С — особо точные, или мастер — станки.

Токарно-карусельные

Главная особенность карусельного станка — вертикальное расположение оси вращения. Эти станки предназначены для любой токарной обработки (точение и растачивание цилиндрических и конических поверхностей, подрезка торцев, прорезание канавок, нарезание резьбы резцом) деталей больших габаритов. При оснащении станка дополнительными устройствами на них можно точить фасонные поверхности по копиру. При установке приспособлений на карусельном станке можно производить фрезерование и шлифование.

Основным узлом является стол с планшайбой, на которой крепится заготовка. По двум стойкам, соединенным порталом (аналог направляющих), перемещается траверса. На траверсе находится два суппорта. Правый суппорт — револьверный. Он состоит из продольной каретки и ползуна, перемещающегося вертикально. На ползуне расположена револьверная головка. В отверстия револьверной головки устанавливается державки с инструментом. Револьверный суппорт используется при подрезании торцов при сверлении отверстий, иногда для обработки наружных поверхностей. Второй суппорт называется расточным суппортом. Он состоит из продольной каретки, на которой устанавливается поворотная часть, на которой есть ползун, на который устанавливается резцедержатель. Расточной суппорт используется при растачивании отверстий, прорезания внутренних канавок и при обработке конических поверхностей. На правой стойке расположен боковой суппорт. Он состоит из продольной каретки, ползуна и резцедержателя и предназначен для обработки наружных поверхностей.

Характеризующим размером карусельных станков является диаметр планшайбы. В зависимости от этого размера бывают одностоечные (с диаметром планшайбы ≤ 2000 мм) и двухстоечные станки (с диаметром свыше 2000 мм).

Движения в станке:

  • главное движение — вращение планшайбы с заготовкой;
  • движение подачи — перемещение суппортов;
  • вспомогательное движение — перемещение траверсы; это движение нужно для подвода инструмента ближе к заготовке.

Лобовой (лоботокарный) станок

Станок с относительно короткой станиной и высоким расположением оси вращения (например, 1А693), предназначенный для обтачивания коротких деталей большого диаметра, преимущественно с торца («по лбу»). Часто не имеют задней бабки. Благодаря значительному количеству пространства и вращению шпинделя в горизонтальной плоскости, лобовые станки подходят для обработки многотонных деталей малой длины. Однако, ввиду серьёзных нагрузок на шпиндельную группу и трудности в монтаже заготовок лобовые станки часто заменяются в производстве карусельными станками.

Токарно-револьверный станок

Токарно-револьверный станок применяется для обработки заготовок или деталей из калиброванного прутка.

На станке производятся следующие виды токарной обработки: точение, расточка, сверление, зенкерование, развёртывание, фасонное точение, создание резьб метчиками, плашками и резцами осуществляется роботом.

Автомат продольного точения

Автоматы продольного точения используют при изготовлении мелких серийных деталей из холоднотянутого, калиброванного прутка, фасонного профиля и свёрнутой в бунт проволоки.

Автомат может выполнять точение различных материалов — от меди до легированных сталей.

Преимущественно автоматы продольного точения применяются в крупном и массовом производстве, но могут быть также использованы в серийном производстве при проектировании и изготовлении необходимой оснастки для выпуска специальных групп деталей с максимально возможным использованием одного и того же комплекта кулачков, зажимных и подающих цанг, державок и инструментов.

Устройство токарного автомата с неподвижной шпиндельной бабкой следующее. На верхней плоскости станины закреплена шпиндельная бабка. На её передней плоскости имеется платик для установки специальных приспособлений. На задней плоскости бабки имеется качающийся упор, а на верхней — вертикальный суппорт. На верхней плоскости станины находятся также приводы приспособлений, привод шпинделя, либо револьверной головки, приводы поперечных суппортов. Вместо токарного патрона в автомате продольного точения используется цанговый. Такое решение обусловлено малыми размерами обрабатываемой детали. При этом для автоматов продольного точения применяют специальные цанги.

Токарный автомат с подвижной шпиндельной бабкой называется автоматом «швейцарского типа» («Swiss type»).

Управление автоматом происходит через систему кулачков и распределительных валов, смонтированных в станине автомата. Также возможна установка систем ЧПУ с приводами подач и приводного инструмента.

Различают одношпиндельные и револьверные автоматы продольного точения. В отличие от одношпиндельных, револьверные автоматы могут выполнять одновременно несколько различных операций точения для различных деталей, зафиксированных в револьверном шпинделе автомата.

Многошпиндельный токарный автомат

Обработка вала на токарном станке

Автоматы предназначены для токарной обработки сложных и точных деталей из калиброванного холоднотянутого прутка круглого, шестигранного и квадратного сечения или из труб в условиях серийного производства.

На них можно выполнять: черновое, чистовое и фасонное точение, подрезку, сверление, растачивание, зенкерование, развёртывание, резьбонарезание, отрезку, накатывание резьбы.

Достаточная мощность привода и жёсткость конструкции обеспечивают высокую производительность. Некоторые модели могут одновременно выполнять более одной операции, что серьёзно повышает производительность таких станков.

Токарно-фрезерный обрабатывающий центр

Обрабатывающий центр совмещает функции токарного и фрезерного станков. Хотя на револьверных станках с приводным револьвером можно осуществлять фрезерование и сверление, однако возможности таких станков существенно ограничены подвижностью револьвера. Для решения этой проблемы в обрабатывающих центрах есть фрезерная голова под конус HSK или Capto (реже стандартный конус ISO либо BT) Конусы HSK и Capto позволяют устанавливать токарный резец прямо во фрезерную голову, что позволяет осуществлять операцию точения. При этом можно использовать резцы с квадратным сечением хвостовика, зажатые в специальную переходную оправку (чаще применяется на HSK-шпинделях), либо резцы со специальным хвостовиком (характерно для Capto-шпинделей).

Токарный обрабатывающий центр HAAS SL-20

Таким образом один и тот же шпиндель фрезерной головы используется как для вращающегося, так и для статического инструмента.

Смена инструмента осуществляется автоматическим сменщиком инструмента. На обрабатывающих центрах используют инструмент со сменными твердосплавными пластинами, либо цельный. Напайной инструмент, как правило, не используется.

Станок может иметь и револьверную голову, но такая компоновка редко используется.

Обрабатывающие центры предназначены, прежде всего, для обработки сложных деталей, требующих как операции точения, так и фрезерования, например, таких, как коленвал.

История появления и развития оборудования

По мнению историков, токарные станки (вернее, примитивные прародители подобных устройств) были изобретены и начали использоваться человеком еще в середине VII века до нашей эры. Конечно, такое устройство имело простейшую конструкцию, но позволяло эффективно выполнять обработку изделий из дерева или кости. Для того чтобы произвести такую обработку, в двух центрах, которые монтировались соосно друг с другом, зажималась деталь. Ее вращали вручную, а процесс резания осуществлялся при помощи ручного резца, которым манипулировал отдельный «оператор». Таким образом изделию придавалась требуемая форма и размеры.

Следующим этапом развития, которому подверглось оборудование токарной группы, стало оснащение его приводом, необходимым для придания детали вращательного движения. В качестве такого привода изначально использовалась тетива лука, которую петлей накидывали на обрабатываемое изделие. А чуть позже (в XIV столетии) был изобретен ножной привод для токарного оборудования.

Старинный токарный станок с ножным приводом

Конструкция такого привода, очень напоминающего приводной механизм ножной швейной машины, состояла из закрепленной консольной деревянной жерди, соединенной с обрабатываемой деталью при помощи прочной веревки. При нажатии ногой на жердь веревка натягивалась, что приводило к вращению заготовки на 1–2 оборота. После того как нога убиралась с жерди, веревка освобождалась и устремлялась вверх, что влекло за собой вращение заготовки в другую сторону.

Несмотря на простую конструкцию, такие токарные станки уже позволяли выполнять обработку с достаточно высоким качеством. Их плюсом являлось и то, что обслуживание устройств было очень простым.

Токарно-копировальный станок А. Нартова, 1729 год

Станок токарной группы XVI столетия уже имел в своей конструкции люнет и центры, изготовленные из металла, что позволяло использовать его для обработки заготовок, отличающихся сложной конфигурацией. Однако по причине невысокой мощности такого устройства применять его для токарной обработки металлических заготовок было еще нельзя.

Сильный толчок история токарного станка получила в 1700-х годах, когда россиянином Андреем Нартовым было создано устройство, на которое установили механический суппорт. Следует отметить, что именно это новшество послужило сильнейшим толчком в развитии всего оборудования, предназначенного для обработки заготовок из металла. Серьезный вклад в развитие токарных агрегатов внесли французские инженеры, которые к середине XVIII столетия создали устройство, отличающееся высокой универсальностью. Уже к концу этого века во французской промышленности стал использоваться специализированный агрегат, на котором можно было выполнять нарезание резьбы на металлических винтах.

Токарные станки Модсли (нажмите, чтобы увеличить)

По-настоящему прорывным в развитии токарного оборудования принято считать 1794-й год, когда Генри Модсли создал станок, послуживший базой для дальнейшего развития всех токарных агрегатов. Что примечательно, предприятие, основанное Модсли, занималось также производством плашек и метчиков, с помощью которых на его оборудовании выполняли нарезание резьбы.

О том, чтобы автоматизировать токарный станок, стали задумываться в XIX веке, и пальма первенства в этом вопросе принадлежит американским инженерам. Данный процесс шел по пути оснащения агрегатов дополнительными элементами автоматизации, что в итоге привело к созданию первого станка с револьверной головкой. Именно на базе таких устройств в дальнейшем и стали создавать универсальные станки-автоматы, первый из которых (станок Спенсера) был представлен общественности в 1973 году.

Классификация токарного оборудования

Классификация токарных станков, которая была разработана еще в советское время, причисляет такие агрегаты к первой категории оборудования, предназначенного для обработки заготовок из металла. Согласно данной классификации, все виды токарных станков причисляются к одной из следующих категорий:

  • автоматические и полуавтоматические токарные агрегаты с одним шпинделем;
  • многошпиндельные станки: автомат и полуавтомат;
  • револьверные модели;
  • станки отрезной группы;
  • карусельные модели;
  • лобовое и винторезное оборудование;
  • многорезцовые и полировальные агрегаты;
  • специализированные станки, которые могут быть обычными и автоматическими;
  • устройства специального назначения.

Основные виды токарных работ

По степени точности обработки производятся следующие типы токарных станков:

  • особой точности — С;
  • высокой точности — В;
  • нормальной точности — Н;
  • особо высокой точности — А;
  • повышенной точности — П.

От того, к какой категории принадлежит токарный станок, зависят его функциональные возможности, и, соответственно, сфера применения. Узнать об основных технических возможностях станка можно и по его маркировке, которая включает в себя следующее:

  • начальную цифру «1», свидетельствующую, что это именно токарный станок, а не какой-либо другой;
  • вторую цифру, указывающую на тип, к которому относится токарный агрегат;
  • третью цифру (а в некоторых моделях и четвертую) — это самый основной параметр станка, который характеризует высоту его центров.

Расшифровка маркировки токарных станков (нажмите, чтобы увеличить)

Присутствуют в маркировке таких агрегатов и буквенные обозначения, которые определяют его конструктивные особенности: уровень его автоматизации, точности, модификацию, оснащенность системой ЧПУ. К примеру, маркировка модели токарного станка 1И611П расшифровывается следующим образом: буква «И» говорит о том, что это устройство токарно-винторезной группы; буква «П» — станок повышенной точности; высота центров у данной модели соответствует значению 110 мм. Догадаться о том, какой категории перед вами токарный станок, можно и по фото модели.

Типы токарного оборудования

Токарно-револьверные станки предназначены для изделий, обрабатывать у которых необходимо несколько поверхностей, используя различные инструменты. Чтобы не выполнять установку и настройку каждого инструмента, на таких станках устанавливаются револьверные головки, в которых может быть предусмотрено два и более гнезда для размещения инструментов. Конечно, обслуживать такой токарный станок значительно сложнее, чем обычную модель, но это полностью компенсируется функциональностью этого агрегата. К примеру, популярными моделями подобных станков являются 1Е316П, 1Г340ПЦ, 1П371, 1А341.

Карусельный станок — одна из разновидностей станков токарной группы

Карусельные станки токарной группы предназначены для выполнения обработки заготовок, характеризующихся небольшой длиной, значительной массой, большим внешним диаметром. К ним относятся габаритные зубчатые колеса, маховики и др. Функциональные возможности таких токарных станков (например, моделей 1512, 1541, 1550, 1Л532 и прочих) позволяют выполнять на них различные виды токарных работ: точение, растачивание, прорезывание канавок, обработку торцов и др. А если дооснастить такие токарные агрегаты дополнительными приспособлениями, то они станут еще более универсальными: с их помощью можно будет выполнять некоторые фрезерные операции, нарезать резьбу, осуществлять шлифовку и производить ряд других технологических действий.

Рабочие органы многошпиндельного станка

Многошпиндельные станки, относящиеся к токарной группе, необходимы для выполнения сложнейших технологических операций в условиях серийного производства. Заготовки, которые можно обрабатывать на таких станках, могут иметь форму труб, шестигранных, квадратных и круглых прутков, фасонного профиля и др. Отличается подобная техника высокой жесткостью своей конструкции и мощным приводом, что позволяет выполнять с ее помощью обработку с высокой производительностью.

Что важно, такая сложная и функциональная техника обслуживается точно так же, как и станок обычной модели. Перечень технологических операций, которые можно выполнять на подобном агрегате, достаточно обширен: растачивание, черновое и фасонное обтачивание, нарезание и накатывание резьбы и др. Наиболее популярными моделями подобного токарного оборудования являются станки 1П365 и 1Б140.

Токарно-винторезный станок 16К20

Распространенными моделями станков для токарной обработки, которые завоевали широкую популярность еще во времена СССР, являются токарно-винторезные устройства. Свою популярность такие станки, которые можно встретить не только практически на любом промышленном предприятии, но и в школьных мастерских, завоевали благодаря тому, что с их помощью можно эффективно выполнять большой перечень технологических операций.

Каждый такой станок, вне зависимости от модели, имеет типовую конструкцию, состоящую из однотипных узлов. Наряду со своей функциональностью, токарно-винторезные модели токарных станков отличаются высокой безопасностью, простотой в работе и обслуживании, что и дает возможность использовать их в качестве агрегатов для оснащения школьных мастерских еще со времен СССР. Наиболее известными и популярными моделями такого токарного оборудования являются станки 16К20, 16К50, 16Б16А и 16П16П.

На предприятиях, выпускающих свою продукцию крупными сериями и использующими в производстве заготовки из фасонных профилей и калиброванных прутков, активно применяются токарные автоматы. Такие станки, на которых преимущественно выполняют операции точения в продольном направлении, с одинаковым успехом справляются с обработкой заготовок из различных металлов: сверхтвердых сплавов, мягкой меди и др.

На отечественном рынке токарные станки представлены в основном моделями зарубежных производителей (Япония, Южная Корея и др.). Есть и отдельные модели отечественного производства, например 1М10ДА.

Токарно-продольный автомат 1М10ДА

Особенности конструкции станков токарной группы

Все станки, предназначенные для выполнения токарной обработки заготовок из металла и других материалов, имеют в своей конструкции типовые конструктивные элементы:

  • 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).

Основные узлы токарного станка

Все элементы конструкции станка опираются на две тумбы, которые выполняют несущую функцию, а также обеспечивают размещение заготовки на удобной для оператора высоте. Такие тумбы, отличающиеся массивностью своей конструкции, можно увидеть на фото токарного станка любой модели.

Основная часть конструктивных элементов токарного оборудования унифицирована, что позволяет оперативно и с минимальными затратами выполнять их техническое обслуживание и ремонт.

Конструкция суппорта токарного станка

Приводные валы станка

Пример расположения органов управления токарного станка (нажмите, чтобы увеличить)

Правила техники безопасности

Работая даже на простейшем школьном агрегате токарной группы, необходимо строго соблюдать требования безопасности, которые заключаются в следующем.

  • 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.

Памятка по технике безопасности при работе на токарных станках (нажмите, чтобы увеличить)

Оператору станка, в том числе и оснащенного системой ЧПУ, категорически запрещается:

  • 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.

В том случае, если при предварительном осмотре были обнаружены неисправности ограждающих элементов оборудования, ни в коем случае нельзя приступать к обработке заготовок с его использованием.

Особенности и преимущества настольных станков

Мини токарный станок, что логично, специально предназначен для того, чтобы на нем обрабатывались изделия небольшого размера. Как и на любом оборудовании токарной группы, на маленьком станке можно выполнять различные технологические операции по металлу: обтачивание деталей цилиндрической и конической формы, подрезку их торцов, шлифование, сверление, развертывание отверстий, нарезание наружной и внутренней резьбы и др.

Несмотря на то, что обработка на таких агрегатах выполняется со значительно меньшей скоростью, чем на полноразмерных устройствах, качество готовых изделий от этого нисколько не страдает. Особенно высоким их качество будет в том случае, если токарный мини-станок управляется системой ЧПУ.

Небольшие модели токарных станков по металлу, управлять которыми очень просто, используются не только для оснащения домашних мастерских, где с их помощью появляется возможность изготовить множество изделий или довести качество готовых до требуемого уровня. Такими агрегатами не менее успешно оснащаются небольшие цеха, мастерские по ремонту транспортных средств. Еще со времен СССР подобными станками оснащались школы и технические учебные заведения, где с их помощью молодых людей обучали азам профессии токаря.

Среди достоинств, которыми обладает малогабаритный токарный станок, наиболее значимыми являются:

  • использование для питания такого станка бытовой электрической сети с напряжением 220 В;
  • возможность адаптации подобного устройства для того, чтобы подключать его к трехфазной сети;
  • низкое энергопотребление;
  • надежность, позволяющая успешно эксплуатировать такой микротокарный станок при условии правильного технического обслуживания не один десяток лет;
  • доступная стоимость (позволить себе приобрести такое оборудование могут многие);
  • компактные размеры и небольшой вес, что дает возможность устанавливать такой токарный станок по металлу даже в условиях тесной мастерской или гаража;
  • возможность научиться работать на таком устройстве за короткий промежуток времени, при этом эксплуатация и техническое обслуживание станка не вызовет особых сложностей даже у начинающего токаря.

Среди настольных токарных станков есть категория максимально компактных моделей, которые принято называть мини-станками. На видео ниже представлен обзор одного из таких портативных станков.

Важным преимуществом такого оборудования является еще и то, что его можно дополнительно оснащать различными приспособлениями, что дает возможность эффективно использовать на нем инструменты для выполнения фрезерования и сложного сверления заготовок. При помощи такой несложной доработки вы получаете в свое распоряжение уже настольный токарно-фрезерный станок, то есть универсальное оборудование, отличающееся широким функционалом.

Рекомендации по выбору станка

Любой настольный токарный станок, вне зависимости от модели, можно охарактеризовать несколькими основными параметрами. К ним относятся:

  • масса устройства, которая измеряется в килограммах;
  • мощность, измеряемая в киловаттах;
  • скорость, выраженная числом оборотов за единицу времени, с которой вращается его шпиндель;
  • высота расположения центров (выражается в миллиметрах);
  • максимальная длина и диаметр заготовки (в мм), которую можно обрабатывать на таком агрегате;
  • количество скоростей, которые может обеспечивать привод устройства (как правило, настольный токарный станок имеет не больше шести таких скоростей);
  • диаметр отверстия, имеющегося в шпиндельном узле (измеряется в миллиметрах).

Один из представителей компактных настольных станков

Токарные агрегаты, которые относят к категории маленьких, могут иметь массу от 40 до 280 кг, соответственно, варьируются и их габаритные размеры. Для оснащения домашней мастерской рекомендуется выбирать устройства с минимальным весом: до 50 кг, которые удобно устанавливать и можно даже переносить, если в этом возникает необходимость. Более тяжелое оборудование, даже если это настольный токарный станок, уже относится к категории полупрофессионального.

Мощность, которой обладают маленькие станки токарной группы, обычно не превышает 2,25 кВт. Некоторые разновидности станков для дома, относящиеся к категории маломощных, оснащаются приводом, мощность которого составляет 0,15 кВт. Обращая внимание на данный параметр станка, следует заранее определиться, для обработки деталей из каких материалов и с какими габаритами вы собираетесь его использовать. Сделать это важно не только для того, чтобы изначально подобрать бытовой станок требуемой мощности, но и чтобы не переплачивать лишних денег за агрегат, который не будет использоваться в свою полную силу.

Суровые парни, всерьез настроенные основательно сэкономить, часто выбирают путь самостоятельного изготовления станка

Даже имея маленькие габаритные размеры, токарный станок для гаража или домашней мастерской не перестает быть сложным техническим устройством, от качества комплектующих которого напрямую зависит точность обработки, а также надежность и долговечность оборудования. Большое значение имеет и качество сборки таких комплектующих, а также материал, из которого они изготовлены. Особенно важными два последних параметра являются для следующих конструктивных элементов токарного агрегата:

  • суппорта станка, который отвечает за надежность и точность крепления режущего инструмента, а также за его перемещение в процессе выполнения обработки;
  • станины — несущего элемента, на котором размещаются и фиксируются все узлы и механизмы станка.

Металл, из которого изготавливаются данные конструктивные элементы, должен отличаться исключительной прочностью и иметь тщательно отшлифованную поверхность. Только при соблюдении этих важных условий можно рассчитывать на то, что ваш бытовой станок прослужит долгие годы, не утратив своих первоначальных характеристик. При выборе домашнего токарного устройства для работ по металлу также следует учитывать частоту его использования, от которой зависит скорость износа его составных элементов.

На отечественном рынке настольные токарные станки представлены в большом ассортименте моделей и торговых марок. В таком разнообразии вариантов очень легко запутаться, поэтому чтобы помочь вам сделать правильный выбор, рассмотрим некоторые модели токарных станков по металлу наиболее популярных производителей.

Станки торговой марки JET

Настольные токарные станки, которые уже более 50 лет выпускает швейцарская компания JET, совершенно не случайно завоевали огромную популярность у домашних мастеров и владельцев небольших предприятий. Даже несмотря на то, что в последнее время часть узлов данных станков производится на заводах Китая, их качество остается безупречным. Обеспечивая высокое качество, точность и эффективность обработки, эти агрегаты не вызывают проблем при эксплуатации, они просты в обслуживании.

К наиболее популярным моделям станков данной торговой марки можно отнести следующие.

BD-3 — миниатюрный станок, который одинаково успешно может быть использован как любителями, так и профессионалами. Станина такого устройства выполнена из чугуна, что значительно уменьшает вибрации при его работе. Направляющие станка, которые могут регулироваться по поперечному суппорту, тщательно отшлифованы, это обеспечивает точность перемещения по ним. На оборудовании установлен маломощный (0,15 кВт), но очень производительный двигатель, что снижает энергопотребление. Шпиндель такого миниатюрного агрегата может совершать вращение в диапазоне 100–3800 об/мин. Производитель предусмотрел даже возможность самостоятельного сервисного обслуживания оборудования, для чего в стандартном комплекте имеются дополнительные резцедержатель и трехкулачковый патрон с рабочим сечением 50 мм.

Станок JET BD-3, стоит от 42 000 рублей

BD-7 — станок для дома или небольшого предприятия, отличающийся рядом примечательных конструктивных особенностей: массивной чугунной станиной, снижающей вибрацию агрегата, двумя диапазонами частоты вращения шпинделя, данные о которой отражаются на цифровом индикаторе, самим шпинделем, оснащенным подшипниками роликового типа. Такой станок по металлу является очень надежным. Задняя бабка данной модели может регулироваться, что дает возможность использовать его для обработки конусных поверхностей. За счет наличия механизма реверса заготовка на таком агрегате может подаваться в две стороны. На подобном устройстве получится нарезать резьбу, так как его шпиндель может вращаться в разные стороны. По сравнению с предыдущей моделью, данный станок обладает большей мощностью, на нем установлен электродвигатель 0,37 кВт.

Станок JET BD-7, стоит порядка 80 тысяч рублей

BD-8A — станок настольного типа, в котором продольная и поперечная подача автоматизированы. Шпиндельная бабка такого станка быстро переставляется, он также оснащен реверсивным механизмом, позволяющим использовать его для нарезания резьбы. В держателе агрегата может быть установлено одновременно четыре инструмента, а его упорный центр выполнен по невращающейся схеме. Трехкулачковый патрон станка с рабочим диаметром 100 мм защищен специальным экраном, что повышает безопасность оператора. В качестве привода на данный станок установлен электродвигатель, мощность которого составляет 0,55 кВт.

Станок JET BD-8A, цена от 170 000 рублей

Компанией JET выпускаются и более мощные станки, которые чаще приобретают не для дома, а для оснащения небольших мастерских. К такому оборудованию, в частности, относятся BD-9G, BD-920W, BD-11W.

Оборудование других производителей

На отечественном рынке отлично зарекомендовала себя продукция чешской компании PROMA, занимающейся выпуском подобного оборудования уже более 20-ти лет. Среди многообразия токарных и токарно-винторезных станков для дома или небольших предприятий, которые производит данная компания, следует отметить следующие устройства.

  • SM-250E — по-настоящему микротокарный станок, масса которого составляет всего 23 кг. При своих скромных габаритах такой агрегат может похвастаться отличными техническими характеристиками. Именно этот станок лучше всего установить дома, если вы собираетесь выполнять токарные работы по металлу на любительском уровне. Что важно, за счет высокой надежности своей конструкции такой миниатюрный станок практически не нуждается в специальном сервисном обслуживании на протяжении всего гарантийного срока.
  • SK-400 — универсальный агрегат, масса которого составляет уже 120 кг. Данный станок, с помощью которого можно выполнять весь спектр токарных работ по металлу и сверление заготовок, преимущественно используется для оснащения станций технического обслуживания транспортных средств.
  • SPA-500 — полупрофессиональная модель токарного станка по металлу, которую можно часто встретить не только в небольших мастерских, но и в ремонтных цехах производственных предприятий.

PROMA SPA-500, стоимость около 130 000 рублей

Заслуженной популярностью пользуется еще ряд моделей станков, выпускаемых под данной торговой маркой: SPA-500P, SK-550, SPB-400/400, SPA-700P.

Отечественные токарные станки для работ по металлу также представлены на современном рынке, их часто можно встретить и в учебных, и в домашних мастерских. Используя такие устройства, которые отличаются неприхотливостью в эксплуатации и обслуживании, можно оперативно обучиться основам токарной профессии. Среди моделей миниатюрных станков токарной группы, выпускаемых отечественными производителями, можно отметить ТВ-6, ТВ-9, ТВ-16.

Кроме того, для оснащения домашней мастерской или небольшого предприятия можно обратить внимание на токарные станки следующих производителей.

  • OPTIMUM — немецкая торговая марка, под которой выпускаются токарные станки, в том числе и миниатюрные, хорошо известные и ценимые специалистами по всей Европе. Наиболее известными моделями станков для работ по металлу данной марки, на которые может быть установлена система ЧПУ, являются D140x250, D210x400, D250x550.
  • Китайская компания Weiss Machinery, которая производит недорогое, но качественное, надежное и функциональное токарное оборудование. Наиболее популярными моделями, которые известны во многих странах мира, являются: WM-180V, WM-250V, WM-250G, WMP-300A, ML-200.

Станок Weiss Machinery ML200, стоимость около 160 000 рублей

Настольные станки с ЧПУ

Любой токарный станок по металлу, управляемый системой ЧПУ, способен выполнять все те же технологические операции, что и агрегат с ручным управлением. Но подобный станок делает это намного быстрее и точнее, причем очень важно, что на правильность выполнения процесса обработки не оказывает негативного влияния человеческий фактор, а это практически исключает ошибки.

За счет управления при помощи компьютерной программы на таких станках оперативно происходит смена инструмента, а точность выполнения всех технологических операций постоянно контролируется. Осуществляя высококачественную обработку, такие станки работают практически самостоятельно, для управления ими требуется минимальное вмешательство человека, что самым лучшим образом отражается на качестве выполнения работ.

Очень эффективными подобные станки (в том числе и маленьких размеров) являются при выполнении таких технологических операций, как маркирование, гравировка, фасонное точение и др. Естественно, для выполнения всех операций на станок необходимо установить соответствующий инструмент.

Наиболее популярными моделями токарных станков по металлу, оснащенных системами ЧПУ, которые представлены на отечественном рынке, являются устройства, выпускаемые под торговой маркой OPTIMUM: D210x400, D240x500G, TU2506, а также продукция компании JET: BD-8CNC и др.

Станок OPTIMUM D210x400, цена в минимальной комплектации без ЧПУ — от 92 000 рублей

В частности, продукция торговой марки OPTIMUM отличается следующими преимуществами:

  • можно экстренно отключить станок при помощи специальной кнопки;
  • точность обработки высока, так как обеспечивается интеллектуальной системой ЧПУ;
  • направляющие станков, которые имеют призматическую форму, изготовлены из чугуна, подвергнуты закалке и тщательно отшлифованы;
  • чтобы сделать станину устройства еще прочнее, ее подвергают естественному старению, продолжительность которого составляет шесть месяцев;
  • на станках данной торговой марки можно нарезать резьбу любого типа;
  • электрический двигатель, устанавливаемый на станках OPTIMUM, является необслуживаемым.

Формирование управляющих команд на таких станках обеспечивает специальная компьютерная программа NC Drive. Эта программа, которая является универсальным инструментом, может управлять такими опциями работы станка, как смена режущего инструмента, циклы обработки, перемещения осей оборудования, перемещения режущего инструмента относительно обрабатываемой детали: линейные, круговые, по спирали.

На станках торговой марки JET используются системы ЧПУ SIEMENS 802, которые также являются очень эффективными. Они обеспечивают высокую точность и качество выполнения технологических операций по металлу.

Токарный станок – это универсальный агрегат, на котором можно вытачивать детали, сверлить отверстия, зенкеровать их, нарезать резьбу, а также выполнять многие другие операции. Если раньше станки можно было увидеть только на заводе, то в последнее время они уверенно завоевывают домашние мастерские, став вещью, обойтись без которой можно, но сложно.

Однако токарный станок – не дешевая покупка. Прежде чем его приобретать, стоит взвесить все «за» и «против», а главное – понять, какой именно станок вам нужен.

Конечно, крупногабаритные станки, какие используются на производстве, не влезут в мастерскую или гараж. Но это не нужно: существуют более компактные и простые модификации – настольные токарные станки по металлу, школьные станки, и мини-станки.

Краткое содержимое статьи:

Как устроен токарный станок

Для начала – посмотрим на фото токарного станка по металлу и расскажем несколько слов о его устройстве.

Основа станка – это станина, как правило, отлитая из чугуна. На ней расположены все остальные элементы.

Заготовка детали укрепляется между передней (шпиндельной) бабкой, на которой расположен шпиндель, и задней бабкой. Шпиндель представляет собой металлический вращающийся вал с коническим отверстием в центре. В нем можно закрепить патрон для детали, планшайбу и другие необходимые приспособления.

Кроме того, на передней бабке есть коробка передач с рычагами для регулировки частоты вращения шпинделя.

Задняя бабка – узел, который нужен для фиксации детали с другой стороны. Также на ней можно устанавливать метчики, сверла, и другие инструменты, которые требуются для обработки детали. Для этого предназначена пиноль – цилиндр, в центре которого, как и у шпинделя, есть коническое отверстие.

Установленную на специальной плите, заднюю бабку можно передвигать вдоль станины. Таким образом можно отрегулировать расстояние между ней и шпинделем, и прочно зафиксировать заготовку детали. Подвижная задняя бабка нужна и тогда, когда требуется просверлить в детали сквозное отверстие.

Параллельно оси станка перемещается каретка, на которой укреплен суппорт. На суппорте стоит резцедержатель, головка которого способна поворачиваться и вести резец не только продольно, но и в поперечном направлении. Головку резцедержателя можно фиксировать под различными углами.

Основные параметры токарного станка

Как выбрать токарный станок? Есть важные характеристики, на которые следует обратить внимание.

Первый параметр – это расстояние между центрами передней и задней бабки (РМЦ). От него зависит наибольшая длина детали, которую можно обрабатывать на данном станке. Ось вращения между центрами является основной осью станка.

Второй параметр – максимальный диаметр обработки над станиной, измеряемый в миллиметрах. По нему определяют максимальный диаметр детали, которую можно установить в станок.

Наконец, важная характеристика – диаметр центрового отверстия шпинделя, куда можно установить заготовку. Особенно это важно при обработке прутковых деталей.

Как шпиндель, так и пиноль задней бабки должны быть хорошо отцентрованы и вращаться ровно, с минимальным биением. Для маленького домашнего станка это особенно важно.

Станина должна быть устойчивой и прочной, тогда вибрации, возникающие при работе станка, будут сведены к минимуму, и можно будет качественно обрабатывать на нем детали.

Хорошие станки оснащены коробкой передач на несколько скоростей (чаще всего – на две).

Некоторые станки имеют переключатель реверса. Реверс – это возможность менять направление движения резца. Такая функция бывает полезной во многих случаях.

Заглянув в инструкцию по эксплуатации токарного станка, предназначенного для работ по металлу, можно найти и другие технические характеристики:

Габариты (длина, ширина) и масса (в килограммах). Как правило, длина станков, которые можно поставить в своей домашней мастерской, не превышает 170 сантиметров, а ширина – 60 сантиметров. Весят «домашние» станки максимум 200 килограммов.

Мощность привода в киловаттах (до 0,6 кВт). Питающее напряжение в вольтах (В) и тип подключения к сети. К сожалению, не все станки работают от обычной трехфазной сети переменного тока.

Включение станка – осуществляется с помощью кнопки, а у некоторых моделей – с помощью реостата.

Число оборотов. У односкоростных станков оно варьируется от 0 до 1500 оборотов в минуту. У двухскоростных – 0-500 об/мин на первой скорости, и 0-2500 об/мин на второй скорости.

Вам также может понравиться

Об авторе admin

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *