Способы закрепления заготовок на токарных станках
Токарные резцы
Части и элементы токарного резца
Резец (рис.9) состоит из режущей части и державки, служащей для закрепления резца в резцедержателе. Режущая часть имеет следующие элементы: переднюю поверхность, по которой сходит стружка; главную заднюю поверхность, которая обращена к поверхности резания заготовки; вспомогательную заднюю поверхность, обращенную к обработанной поверхности заготовки; главную режущую кромку, образованную пересечением передней и главной задней поверхностей; вспомогательную режущую кромку, образованную пересечением передней и вспомогательной задней поверхностей; вершину резца, полученную пересечением главной и вспомогательной режущих кромок. Вершина резца может быть острой или закругленной.
Рис. 9 — Части и элементы резца
Чтобы обеспечить необходимую режущую способность инструмента, получить требуемую точность и качество поверхности детали, необходимо правильно выбрать геометрию резца, т.е. величины углов режущей части резца. Различают главные углы резца (углы рабочего клина) и углы в плане. Главные углы резца (рис.12): передний угол g, главный задний угол a, угол заострения b, угол резания d.
Рис. 10 — Главные углы резца
Углами в плане называются углы между кромками резца и направлением подачи (рис.1). С уменьшением величины главного угла в плане j и вспомогательного угла в плане j1 шероховатость обработанной поверхности снижается.
Классификация резцов
По технологическому назначению различают резцы (рис.11): проходные (рис.11 а, б, в) для обтачивания наружных цилиндрических и конических поверхностей; подрезные (рис.11, г) для обтачивания плоских торцовых поверхностей; отрезные (рис.11, д) для разрезания заготовок; фасонные (рис.11, е, ж) для обтачивания фасонных поверхностей; резьбовые для нарезания наружных (рис.11, з) и внутренних резьб; расточные (рис.11, и, к) для растачивания сквозных и глухих отверстий.
По характеру обработки резцы подразделяются также на черновые, служащие для предварительной обработки, и чистовые, служащие для окончательной (чистовой) обработки.
По конструкции резцы могут быть цельные, выполненные из одного материала, и составные: державка из конструкционной стали, и режущая часть – из специального инструментального материала.
Режущая часть составного резца прикрепляется в державке сваркой припаиванием или механическим прижимом.
Рис. 11 — Классификация резцов по назначению:
а – проходной прямой; б – проходной отогнутый,
в – проходной упорный; г – подрезной, д-отрезной,
е – прорезной, ж – фасонный, з –резьбовой,
и – расточной проходной, к – расточной упорный
Способы закрепления заготовок на токарных станках
Заготовки небольшой длины закрепляют в токарных патронах. Патроны бывают трехкулачковые самоцентрирующие и четырехкулачковые несамоцентрирующие.
Трехкулачковые самоцентрирующие патроны предназначены для закрепления заготовок цилиндрической формы и с числом граней, кратным трем. Поскольку у этих патронов все кулачки перемещаются одновременно, то обеспечивается совпадение оси вращения шпинделя и заготовки. На рис.12, а показана заготовка в трехкулачковом патроне и условное обозначение этого способа крепления.
Устройство токарного станка по дереву
Идеей собрать свой токарник по дереву рано или поздно начинает болеть практически каждый мастер. Кто-то приходит к этому самостоятельно, после долгих расчетов и раздумий, а кто-то вспоминает детство, и школьную мастерскую там ведь тоже были станки по дереву. Да и сложного, в том, чтобы собрать деревообрабатывающий станок по образу и подобию школьного нет. Ведь материал в виде отрезков труб в гараже найдется уж точно.
Первым делом стоит вспомнить все основные части конструкции того самого, школьного станка по дереву. Деталей здесь вроде и немного, но каждая из них выполняет определенную роль, без которой все превращается в груду металлолома.
Основой любого станка выступает станина. Это массивное основание, на котором крепится все остальное оборудование. Станина должна быть максимально прочной и жесткой, во время работы она должна выдерживать большие нагрузки не только в виде массивной заготовки, но и в виде вибрации и действия разнонаправленных сил при обработке деревянной заготовки.
Передняя бабка токарного станка представляет собой устройство, в котором устанавливается приводной вал. С одной стороны вала устанавливается устройство зажима заготовки – токарный самоцентрирующийся патрон, планшайба или устройство, на которое навинчивается или набивается заготовка из дерева. С другой стороны токарного вала крепится ведущая шестерня, шкив с одним или несколькими ручьями для ременной передачи. Токарный вал должен обеспечивать вращательное движение со скоростью до 3000 оборотов, для бытовых нужд этого достаточно. Поэтому токарный вал обычно устанавливается на подшипниках или втулках
Ось вала является основной осью токарного станка, и чем выше вал над станиной, тем больше диаметр заготовки можно обрабатывать. Обработка деталей на станке осуществляется при помощи ручных резцов, а учитывая скорость вращения вала, неосторожное прикосновение к шкиву или ремням может повлечь травму, поэтому передний узел обязательно закрывается защитным экраном или кожухом. Жесткое крепление защиты к передней бабке обязательное условие безопасной работы
С противоположной стороны устанавливается задняя бабка. Это жесткий упор, с конусом-центром, который находится точно по оси токарного вала. Центр может двигаться вдоль оси для закрепления заготовки. Чтобы зафиксировать положение центра, нужно предусмотреть механизм его фиксации.
Во время работы на токарнике используются ручные резцы. Для того чтобы не держать их на весу между передней и задней бабкой устанавливается подручник – упор под резцы.
Для вращения рабочего вала устанавливается привод, это может быть электродвигатель с прямой или ременной передачей, а может быть и привод от мускульной силы. Кстати, первые токарные станки по дереву были именно с ручным приводом – по типу лучковой пилы, это потом, они были вытеснены ножным приводом.
Виды планшайб
Простота конструкции планшайбы и обширная область использования породили большое число способов закрепления обрабатываемых деталей. При этом приспособление не является полностью универсальными. Для разных ситуаций может потребоваться применение нескольких различных модификаций.
Планшайба с Т-образными пазами
На поверхности такой оснастки выполнены Т-образные пазы, аналогичные используемым на столах фрезерных станков. В эти пазы вставляются специальные упоры или крепежные гайки. Обрабатываемое изделие прижимается к плоскости с помощью винтов. Конструкция устройства позволяет закреплять практически любые изделия. Расположение пазов на поверхности диска обычно имеет ортогональный вид. В зависимости от назначения число и частота пазов могут меняться.
Планшайба со сквозными пазами
Данный вид отличается наличием пазов, профрезерованных сквозь деталь. Крепление заготовки производится установкой винтовых прихватов. В некоторых случаях деталь просто приворачивается винтами с обратной стороны. Пазы наиболее часто располагаются по радиусу. Встречаются модификации и со сквозными пазами кольцевого типа.
В большинстве случаев пазовые планшайбы применяются для токарных станков по металлу. На их поверхность легко устанавливаются другие токарные приспособления.
Планшайба с отверстиями
Рабочая поверхность диска этого приспособления имеет ряд отверстий, расположенных соответственно габаритам закрепляемой заготовки. В центральном отверстии нарезается резьба, необходимая для непосредственного крепления на вал шпинделя. Наличие резьбы в крепежных отверстиях позволяет обеспечить крепление стандартными винтами. В остальных ситуациях прижим выполняется аналогично предыдущему варианту. При использовании подобной планшайбы для токарного станка по дереву, будущая деталь закрепляется через отверстия обычными саморезами.
Поводковые планшайбы
При установке обрабатываемой заготовки между двумя центрами необходимо обеспечить передачу вращающего момента от вала шпинделя на деталь. Для этой цели применяют поводковые инструменты. Конструктивно они представляют собой диск, на краю которого выполнена прорезь или ступица. На деталь надевается хомутик, взаимодействующий со ступицей, и тем самым обеспечивающий вращение изделия.
Планшайбы с угольниками
При обработке изделий с малой жесткостью нашли применение модификации с угольниками. Заготовка в таких приспособлениях устанавливается на отдельное плоское или призматическое основание. Само основание выполняется в виде уголка, вторая грань которого крепится к поверхности шайбы. С целью сохранения целостности заготовки, ее крепление обеспечивается в нескольких точках по большой площади.
Универсальные и специальные планшайбы
Универсальные варианты подходят для выполнения большого числа операций и представляют собой комбинацию из нескольких предыдущих модификаций. В их основе лежит базовая шайба, к которой крепятся сменные приспособления – угольники, кулачки, центра и другие элементы.
Несмотря на универсальность, типовое оборудование, не всегда в состоянии обеспечить надежное крепление уникальных деталей сложной формы. В этом случае выполняется проектирование и изготовление специальных станочных приспособлений. Чертеж планшайбы может отличаться очень высокой сложностью. Другой вариант специальных устройств, наоборот, участвует в массовом производстве. Для крепления однотипной детали нет смысла использовать универсальную станочную оснастку. Вполне достаточно приспособления, спроектированного под конкретную задачу. Для повышения общей производительности, такая планшайба может быть оснащена дополнительными крепежными и центрирующими устройствами.
Изготовление приспособлений
Обычно планшайба входит в состав стандартного набора принадлежностей станка. В случае ее отсутствия, а также для выполнения специфических работ, изготавливается нестандартная оснастка. Конструктивно она отличается низкой сложностью и доступна для выполнения разработчикам с невысоким уровнем подготовки. В простейшем случае, самодельная планшайба для токарного патрона изготавливается с использованием только сверлильного станка. В качестве заготовки подойдет плоская пластина, необходимой толщины. Применение фрезерного и токарного оборудования позволит существенно усложнить итоговую конструкцию и вплотную приблизиться к заводским моделям.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Можно ли сделать самостоятельно?
Имея базовое оборудование, а также некоторые навыки токаря и инженера, домашнее изготовление является возможным. Но остается вопрос о необходимости таких действий. Ведь дома сделать можно только самые простые вариации, а их несложно найти в продаже, да и стоят они дешево. А вот экономическая целесообразность самодельной оснастки остается недоказанной.
Иногда нужны сложные конструкции, которые нельзя найти в магазинах. Но обычно их схема очень сложная, а на изготовление уйдет много времени.
Однако если вы решили самостоятельно изготовить ее, мы дадим несколько рекомендаций и покажем, как это сделать.
Заготовка
Берем ровный брус. На его поверхности отмечаем карандашом нужные параметры. Для точности используем циркуль. Учитываем, что нужно брать 1-2 мм запаса. Ведь будет этап склейки, который часто крадет пару миллиметров. Используем горячий клей. Когда обмазываем материал, от края необходимо отступить 1 см, иначе излишки вытекут наружу. Следует подержать склеиваемые элементы под прессом некоторое время.
Теперь берем кузовную шайбу и к ее центру привариваем половину гайки, которая стоит ребром. После остывания элемент можно ставить на шпиндель. На поверхности можно просверлить несколько отверстий под крепежные инструменты.
Обязательно покрасьте сталь, чтобы она не покрылась ржавчиной. Более подробно процесс изготовления представлен на видео:
В статье мы рассказали про планшайбы для патрона токарного станка. Выбирайте оснастку внимательно, чтобы добиться максимально хороших результатов.
Обзор моделей токарных мини-станков
Если перед вами стоит задача приобрести токарный станок по дереву для бытового использования, то при поиске оборудования выбор следует делать в пользу импортных моделей. И дело здесь не только в том, что станки отечественных компаний отличаются более низким качеством в сравнении с зарубежными аналогами. Импортные модели токарных станков по дереву имеют более высокий класс мощности.
Самодельный министанок по дереву.
Они могут использоваться в промышленных целях. Выбор такого оборудования достаточно большой. Вне зависимости от страны производителя большинство моделей собираются в Китае
Поэтому, выбирая такое оборудование для своей мастерской, необходимо обращать внимание на такие параметры, как цена, качество и функциональность. Лучшим выбором будет станок, у которого соотношение этих параметров оптимальное
Proma DSO-1000
Если говорить о самой доступной модели импортного токарного станка по дереву, то таковым является чешский агрегат Proma DSO-1000. Его минимальная стоимость составляет 6500 р. Он обладает мощностью 400 Вт. У него имеется возможность для регулировки частоты вращения шпинделя в диапазоне от 850 до 2500 об/мин. Вес этого станка составляет 35 кг. Он отличается достаточно компактными размерами:1450х250х370 мм.
Proma DSO-1000.
HolzStar DB450
Если вы ищите станок с оптимальным соотношением цены и качества, то вам следует обратить внимание на модель HolzStar DB450. Этот станок китайского производства имеет минимальный ценник 12000 р
В своем оснащении этот токарный мини-станок имеет станину, выполненную из чугуна, благодаря которой при его использовании вибрация минимальна. А это означает, что при совершении операций обработка мелких деталей будет производиться с высокой точностью. Однако главное преимущество этого оборудования перед конкурентами — высокая скорость вращения шпинделя. Этот параметр можно изменять в диапазоне от 500 до 3150 об/мин. Что касается мощности оборудования, у этого станка этот параметр составляет 370 Вт. Вес станка равен 38 кг, а его габариты невелики — 820х300х430 мм.
HolzStar DB450.
JET JWL-1220
Еще одна модель, о которой стоит сказать — китайский токарный станок JET JWL-1220. От моделей, представленных выше, он отличается своей высокой ценой. Минимальная стоимость этого оборудования составляет 18500 р. Однако, платя такие деньги, вы получаете оборудование с большой мощностью 750 Вт. Основной элемент этого оборудования (станина) выполнен из серого чугуна. Из него же изготовлен ряд важных элементов этого станка. Благодаря выбору такого материала при совершении операций на этом оборудовании исключены вибрации. Двигатель, которым снабжен этот станок, имеет 6 скоростей и два режима.
При использовании первого режима частота вращения варьируется в диапазоне от 400 до 3300 об/мин. Второй имеет плавную регулировку от 500 до 3900 об/мин. Этот токарный станок можно легко зафиксировать, используя быстрозажимной рычаг. В оснащении станка имеются резиновые ножки, благодаря которым его смещение при совершении операций исключено. Дополнительно с комплектом оборудования производитель предлагает удлинитель станины длиной 710 мм. Что касается веса этого оборудования, то он составляет 45 кг.
Таблица сравнительных характеристик современных моделей токарных станков по дереву.
Разбираемся в устройстве токарного оборудования
Ещё до появления быстроходных электрических машин токарные станки по дереву уже были. Вращение можно было на шпиндель передать от шкива ремнями. Большое колесо вращали даже вручную. Токарный станок из дрели, с приводом от электрического мотора стал быстроходным, но принцип работы, изобретённый несколько веков тому назад, остался прежним. На массивной сварной раме с продуманным надёжным креплением установка может обрабатывать даже мягкий металл – медь, алюминий и подобные сплавы.
Для обработки дерева и пластика можно сделать простую конструкцию, которую легче припрятать в укромный уголок даже в квартире.
” alt=””>
На схеме изображён самодельный токарный станок по дереву из дрели. На устойчивой платформе с осевым сквозным шлицом, выполненным любым удобным способом, устанавливается оснастка. Плита, закрепленная на подходящей конструкции, называется станиной. Это основа будущего станка. Размер станины зависит от длины заготовок, и места для размещения рабочих узлов:
- передней бабки или ведущего центра;
- задней бабки;
- суппорта или подручника.
Центр задней бабки и передней находятся на одной высоте над станиной и по оси. Точность установки важна и контролируется по отношению к шлицу на плоскости стола. Задняя бабка обязательно имеет одну степень свободы. Вставленная заготовка между центрами зажимается, и после этого задний узел фиксируется.
Подручником называют среднюю вставку, которая закрепляется под заготовкой. В неё слетают опилки, но основное назначение узла – подставка для опоры резака с рабочей стороны. Мастер подносит к вращающемуся стержню резак, опираясь на ребро ручника, который расположен почти вплотную к линии вращения. Упор должен иметь свободу перемещения перпендикулярно продольной оси, его убирают, когда устанавливается заготовка.
Подручник ещё и потому регулируется вертикально, он должен быть как можно ближе к обрабатываемой поверхности, чтобы токарный резец упирался в ребро. При большом рычаге трудно удержать инструмент и его может вырвать с серьёзными последствиями. При вытачивании конусных поверхностей подручник устанавливают пол углом, параллельно конусу.
Токарный станок из дрели с коллекторным двигателем не совсем удачная конструкция. Без постоянной нагрузки мотор набирает скорость, идёт «вразнос». Поэтому предусмотрен электронный блок для поддерживания постоянной скорости вращения. Если такого устройства нет, в целях безопасности устанавливается редуктор.
В конструкции любого токарного станка можно выделить несколько основных узлов, которые также будут составлять основу и нашего самодельного домашнего оборудования.
Чертежи основных узлов самодельного токарного станка из дрели (нажмите, чтобы увеличить)
Станина
Передняя бабка
Данный элемент токарного оборудования отвечает за фиксацию и вращение обрабатываемой заготовки, которая закрепляется в патроне, установленном в шпиндельный узел. На небольших токарных агрегатах, в том числе и самодельных, передняя бабка может передвигаться по направляющим станины. Это требуется для того, чтобы выполнить центровку и настроить взаиморасположение конструктивных элементов устройства.
Задняя бабка
Суппорт
На мини-станках, в том числе и на агрегатах, сделанных своими руками на основе дрели, роль данного узла выполняет подручник, который должен иметь возможность перемещаться по направляющим станины и надежно фиксироваться в рабочем положении. Подручник на небольших устройствах выполняет роль упора для резцов, а сам режущий инструмент прижимается к опорной поверхности и удерживается на ней вручную.
На любом токарном станке его передняя и задняя бабки имеют одну степень свободы и могут перемещаться только вдоль оси вращения, а суппорт (или подручник) может двигаться и в продольном, и в поперечном направлениях. Возможность перемещения подручника в поперечном направлении важна еще и для того, чтобы минимизировать плечо рычага, создаваемого резцом.
Патроны для токарного станка по дереву, изготовление своими руками
Точение – специфическая отрасль деревообработки, её отличие заключается в работе с вращающейся заготовкой, приводимой в движение двигателем токарного станка. Подачу режущего инструмента (резец, фреза) мастер производит своими руками или посредством механического привода. Для надёжной фиксации обрабатываемой детали и передачи на нее крутящего момента используются различные устройства и токарные патроны, многообразие которых обусловлено большим количеством приёмов и техник токарных работ. Некоторые из них можно изготовить своими руками без специального оборудования.
Четырехкулачковый токарный патрон для станков по дереву
Упорные центры
Токарные центры подразделяются на поводковые (зубчатые), и упорные. Первые устанавливаются в передней бабке станка и непосредственно передают усилие, для лучшего сцепления с деревом имеют несколько зубцов. Вторые ставятся в заднюю бабку и поддерживают деталь, по конструкции могут быть вращающимися и неподвижными. Как правило, центры имеют конический хвостовик Морзе.
Планшайбы
Планшайба – круглая металлическая пластина с отверстиями для крепления саморезами, монтируется на вал станка посредством резьбы или болтов. Различаются диаметром, наличием либо отсутствием зубцов и дополнительных крепёжных элементов. Используется для точения тарелок, чаш и других подобных изделий. Часто изготавливается своими руками. Работа с планшайбой продумывается так, чтобы часть древесины, в которую вкручиваются шурупы, впоследствии была удалена.
Планшайба для 4-кулачкового патрона
Кулачковые токарные патроны
Наиболее удобные и функциональные. Работают как на сжатие, так и на разжимание, поэтому могут захватывать заготовку как снаружи, так и изнутри. Различаются количеством кулачков и механизмом их привода. В отличие от металлообработки, для точения дерева двух и трёхкулачковый патрон практически не применяется. Также не пользуются популярностью варианты со спиральным приводом и несъемными кулачками. Наиболее распространённый тип токарных патронов для работы по дереву – самоцентрирующиеся четырёхкулачковые, с реечно-винтовым механизмом передачи и сменными кулачками. На российский рынок они поставляются брендами Axminster, Jet, Barracuda и другими, менее известными компаниями.
Кулачковый токарный патрон 4-кулачковый токарный патрон Ø150 мм 4-кулачковый токарный патрон Ø100 мм
Разновидности кулачков
По форме и назначению сменные кулачки для токарных патронов по дереву делятся на несколько типов, имеющих специальную маркировку:
- A, G, M – на сжатие, отличаются размером и глубиной захвата;
- D и F – действуют на разжимание;
- C и H – универсальные. Разная форма губок;
- для работы с мягким, чувствительным к сжатию деревом, используются кулачки с резиновыми креплениями.
Дополнительные приспособления
При точении тонкостенных изделий или работе с хрупкой древесиной используют металлические крепёжные кольца. Имея навык обращения с металлом их можно изготовить и своими руками. Также в паре с кулачками типа C могут использоваться винтовые вставки, вкручивающиеся в предварительно просверленное в детали отверстие. Патроны, предназначенные для решения специфических задач по дереву:
- кулачковый с независимой регулировкой – для эксцентрикового точения;
- цанговый — зажимает заготовки круглого сечения при стягивании лепестков конической цанги стяжной гайкой. Имеет малый диапазон захвата;
- цилиндрический – трубка с тремя и более резьбовыми фиксаторами по окружности; тисочный – для захвата прямоугольных заготовок. Параллельные губки сжимаются винтом;
- вакуумный – для чистовой доводки. Работает за счет разницы давления воздуха, создаваемого насосом;
- сверлильный – для фиксации сверл. Крепится в пиноль задней бабки.
Комплект поводковых патронов МК2
Для изготовления кулачковых патронов требуется высокоточное промышленно оборудование и в условиях домашней мастерской сделать их вряд ли возможно. Однако существуют более простые конструкции, соорудить которые своими руками не составит труда.
Вытачивание при зажиме с одного конца
Особого подхода требует обработка дерева на токарном станке при зажиме с одного конца. Так изготавливают всевозможные шкатулки, декоративные чаши и бокалы, деревянные тарелки. Для этих целей крепление между центрами не подойдет, необходим один патрон, который удержит деталь во время ее обработки.
Фиксацию заготовки осуществляют с помощью различных держателей. Чаще всего используется:
- держатель с шурупом;
- чашечный держатель;
- фиксатор со шпонкой;
- трехкулачковый патрон.
Кроме вышеперечисленных фиксаторов широко используется комбинированный держатель. В его конструкции собраны все известные методы фиксации заготовки, что делает его универсальным инструментом.
