Основы работы на токарном станке по дереву

Основы работы на токарном станке по дереву

Умение работать на токарном станке открывает перед домашним мастером новые горизонты.

С помощью этого полезного устройства можно создавать различные изделия, имеющие форму фигур вращения. Это может быть уникальный набор для игры в шахматы или оригинальная ножка авторского обеденного стола, шкатулка или чаша из дерева.

Ассортимент изделий широк. Все зависит от квалификации токаря и его умения работать с деревом.

Мастерская резьба по дереву на токарном станке потребует собранности, пространственного воображения и умения чувствовать материал, приходящего с опытом.

Не забудь поделиться с друзьями!

Режимы резания: что это такое

Это целый комплекс характеристик, задающих условия проведения токарной операции. Согласно технологическим маршрутам, обработка любого элемента (особенно сложного по форме) проводится в несколько переходов, для каждого из которых требуются свои чертежи, размеры и допуски, оборудование и оснастка. Вычислив и/или подобрав все эти параметры один раз для первой заготовки, в дальнейшем вы сможете подставлять их по умолчанию – при выпуске второй, пятой, сотой детали – и таким образом минимизируете время на подготовку станка и упростите контроль качества, то есть оптимизируете процесс производства.

В число основных показателей входит глубина, скорость, подача, в список дополнительных – масса объекта, припуски, частота, с которой вращается шпиндель, и в принципе любая характеристика, влияющая на результат обработки. И важно взять те из них, что обеспечат лучшую итоговую точность, шероховатость и экономическую целесообразность.

Есть несколько способов провести расчет режимов резания при точении:

• • аналитический;
• • программный;
• • табличный.

Первый достаточно точный и до появления мощной компьютерной техники считался самым удобным. По нему все вычисления осуществлялись на основании паспортных данных оборудования: мощность двигателя, частоту вращения шпинделя и другие показатели подставляли в уже проверенные эмпирические выражения и получали нужные характеристики.

С разработкой специализированного ПО задача калькуляции существенно упростилась – все операции выполняет машина, быстрее человека и с гораздо меньшей вероятностью совершения ошибок.

Когда под рукой нет компьютера или формул, зато есть опыт, можно определить подходящие критерии на основании нормативных и справочных данных из таблиц. Но для этого необходимо учитывать все изменения значений, даже малейшие, что не всегда удобно в условиях производства.

Подбор оборудования

На предприятии любого размера, независимо от производимой продукции, самыми загруженными и востребованными являются токарные станки. Большая часть обработки резанием делается на них. Свой малый бизнес следует начинать с приобретения настольного станка. У мелкого оборудования для токарного цеха имеются существенные преимущества:

• подключаются к бытовой сети электроснабжения;
• не требуют специального фундамента для установки;
• место под столом и ящики можно использовать.

Оборудование токарного цеха не может ограничиться однотипными агрегатами. Обязательно нужен заточной станок для резцов, сверл и другого инструмента. На него приобретается набор кругов с учетом производимых на нем работ. Кроме инструмента для станка на нем можно точить садовый инструмент, ножи и топоры.

Инструмент для токарного бизнеса

Бизнес на механической обработке невозможен без режущего инструмента. Необходимо приобрести:

• комплект резцов;
• твердосплавные пластины;
• сверла;
• метчики и плашки.

Для складирования инструмента необходимо предусмотреть место. Оно должно быть рядом с токарным станком. Там же хранится и оснастка. Настольный токарный станок позволяет использовать тумбы и ящики стола, на котором он стоит.

Инструмент в большом количестве покупается у «железячников» на рынке. Многие старые рабочие продают инструменты, изготовленные в СССР. При покупке следует выбирать отрезные, подрезные и проходные резцы.

Сверла пригодятся двух типов: с диаметром, кратным целому числу мм, и под нарезку резьбы. Кроме плашек и метчиков под метрическую резьбы, рядом со строительным магазином понадобится инструмент для нарезания трубной резьбы.

Основная универсальная оснастка продается в комплекте со станком. Специальные приспособления изготавливаются и покупаются по мере необходимости, когда нужны для работы.

Дополнительное оборудование

Следующим приобретением для токарного бизнеса должен стать настольный сверлильный станок. Он не будет иметь полной загрузки, но значительно расширит список выпускаемых деталей. Получив выточенный шкив, заказчик не будет искать, где можно сделать отверстие под крепежный болт.

Для токарно-фрезерного бизнеса не нужна большая площадь помещения. Даже настольное оборудование с питанием 230 Вт позволит делать шпоночные пазы, шлицы, выборки. На валах они необходимы для крепления и передачи вращательного момента.

Фрезерный агрегат позволит делать завершенные по конфигурации детали, обтачивать шестигранники на болтах и гайках, при изготовлении с круглого проката, делать сухари и шпонки.

Для работы нужны будут фрезы разного типа и сменные твердосплавные пластины. Из оснастки переходные конусы для шпинделя, крепеж.

Оборудование для расширения бизнеса

Расширять производство надо токарными напольными станками типа ВТ и ТВШ. Большие агрегаты не нужны, поскольку они:

• дорогие;
• занимают много места;
• требуют фундамента для установки;
• потребляют большое количество энергии;
• не будут полностью загружены.

Крупные детали делают на производстве. Население и мелких предпринимателей – потенциальных заказчиков, интересует мелочевка.

При расширении токарного бизнеса надо ориентироваться на специфику региона, и какие заказы попадаются чаще всего. Имея постоянных заказчиков, которым регулярно нужны одинаковые детали, хорошо приобрести токарно-фрезерный станок с ЧПУ. Он полностью заменит целый ряд станков и будет оправдывать себя на партиях от 20 шт.

Приобретение сварочного аппарата превращает бизнес из мелкого в крупный. Такое производство требует просторного помещения с огороженным сварочным участком, несколько токарных станков и подвода кабеля с напряжением 380 Вт. Для эффективной отдачи оборудования надо нанимать несколько токарей и рабочих других специальностей.

Сварочному аппарату для работы необходим понижающий трансформатор, изменяющий режимы работы. Из инструмента понадобятся электроды разных марок. Для зачистки под сварку и готовых швов нужна болгарка и круги.

В обычных кулачковых патронах можно размещать обрабатываемые заготовки различной формы, симметричной относительно оси. Различное количество кулачков и многовариантность конструкции обеспечивают универсальность патронов. Однако существуют детали, размещение которых неудобно в патронах. К ним относятся детали, несимметричные относительно оси: рычаги, корпуса, шатуны и т. д. Для них используются специальные приспособления, в том числе и планшайбы.

вид сзади (крепление к шпинделю cam lock)

Планшайба для универсальных токарных станков имеет вид стального или чугунного диска с фланцем для фиксации на шпиндель. На передней стороне находится базовая поверхность для крепления заготовки или оснастки, канавки служат для предварительной выверки заготовки. Также имеется несколько радиальных пазов, для осуществления фиксации заготовки во время обработки. Сзади могут располагаться ребра жесткости. Планшайба базовой поверхностью садится на коническую или цилиндричекую посадку шпинделя, фиксация производится в зависимости от типа торца шпинделя. При использовании планшайбы производителем обговаривается максимально допустимая скорость вращения планшайбы.

Выделяют такие виды планшайб:

• гладкие,
• с резьбовыми отверстиями,
• с радиальными пазами,
• с круговыми пазами.
• поводковые.

Установка деталей на планшайбе универсальных токарных станков

Крепление деталей на планшайбе производится при помощи планок и болтов. Используемые болты могут быть прижимаемыми или вкрученными в кулачки для перемещения и закрепления в пазах.

Осесимметричные детали закрепляются прихватами или центральным зажимом. Крепление несимметричных деталей относительно оси значительно сложнее. Для этого применяются низкие подкладки или более высокие упорные стойки, которые позволяют поднять планки над планшайбой. Высота стоек должна быть такой же, как и высота стенок детали. Зажимные болты, прижимающие планки, располагаются как можно ближе к детали. Планки должны быть параллельны планшайбе, иначе деталь может выскочить при вращении. Правильность установки заготовки на планшайбе проверяется рейсмусом. Проверка расположения первой заготовки из партии осуществляется так же, как и в четырехкулачковом патроне.

Детали, обрабатываемые на планшайбе, часто имеют центр тяжести, смещенный относительно центральной оси станка. Поэтому на планшайбе размещается противовес необходимой рассчитанной под конкретную деталь массы, который возвращает центр тяжести на центральную ось. Без противовеса будет происходить биение шпинделя, на станке будут происходить вибрации, уменьшающие срок жизни режущего инструмента и подшипников шпиндельной бабки.

Рис. Крепление детали на планшайбе с использованием противовеса: 1 – планшайба;
2 – угольник; 3 – обрабатываемая деталь; 4 – противовес

Балансировка производится ручным поворотом планшайбы. Если она не меняет своего положения после остановки, то вес и положение противовеса выбрано правильно.

Рассмотреть крепление детали можно на примере шатуна — вытянутой детали, представляющей собой две втулки разного диаметра, соединенные перемычкой. Деталь устанавливается в планшайбу для обработки внутренней поверхности большего отверстия. Для крепления используются две планки с подкладками и угольник. Планки зажимаются болтами, вставленными в отверстия планшайбы. Центрирование осуществляется угольниками, установленными в Т-образных пазах. На планшайбе с противоположной стороны от шатуна размещается противовес.

Таким образом, планшайба позволяет разместить на шпинделе заготовку неправильной формы и исключить эксцентриситет. Однако установка и центровка детали требует большего времени, чем для кулачковых патронов.

Планшайба токарно-карусельных станков

Планшайбы, используемые на токарно-винторезных и токарно-карусельных станках, значительно отличается. Если на токарно-винторезных станках планшайбы используются как вспомогательное крепление для сложных заготовок, то на токарно-карусельных установках планшайба является основным способом крепежа и выступает необходимым элементом станка. На токарно-карусельных станках планшайба выполняет функции горизонтального вращающегося стола.

Планшайба токарно-карусельных станков представляет собой крупную деталь в виде диска с центральным базирующим отверстием. В отверстие может быть запрессована втулка, в которую устанавливаются приспособления. Наличие втулки обусловлено повышенным износом этой области. Изношенная втулка заменяется, а планшайба используется дальше. Сверху на планшайбе имеются Т-образные пазы, расходящиеся от центра. В них устанавливаются зажимные кулачки и иные приспособления для закрепления обрабатываемой заготовки.

Снизу планшайба имеет сложное строение. В центре находится выступ в виде втулки, в отверстие которой вставляется шпиндель. Для фиксации соединения используются винты, проходящие через фланец шпинделя. На расстоянии от центра, находятся ребра жесткости. Края планшайбы опираются на круговые направляющие. Тяжелые планшайбы имеют дополнительные направляющие.

Привод планшайб имеет два варианта строения. Вращение планшайбе передается через крупное зубчатое колесо, закрепленное снизу. Косозубое зацепление считается более надежным и подходящим для высоких нагрузок.

Самоцентрируемые планшайбы

На токарно-карусельных станках используются различные приспособления для крепления заготовок. Одним из них выступает самоцентрируемая планшайба. Она предназначена для выверки и повышения надежности крепления заготовки.

Самоцентрируемая планшайба имеет вид диска с центральным отверстием. Диаметр отверстия совпадает с диаметром отверстия во втулке базовой планшайбы, выполняющей функции рабочего стола. Таким образом, самоцентрируемая планшайба размещается над планшайбой станка.

На поверхности самоцентрируемой планшайбы также имеются пазы Т-образной формы. Пазы позволяют закрепить заготовку на одинаковом расстоянии от центра. Также на этой планшайбе возможна установка дополнительных приспособлений.

Сфера применения и преимущества

Поворотные столы широко применяются на станках различного назначения — как на автоматических линиях при серийном производстве деталей, так и на отдельных установках. Это фрезерные, вертикально-сверлильные станки, ковочные молоты, прессы и другое оборудование, где необходимо обеспечить быстрое перемещение обрабатываемой заготовки относительно рабочего органа. Применяются поворотные столы и при сварочных операциях для выполнения рельефной и точечной сварки.

Главным преимуществом поворотного стола является возможность обработки деталей в различных плоскостях. Так, для фрезерных станков помимо перемещения заготовки в трех основных направлениях (продольное, поперечное и вертикальное), поворотный стол может обеспечить вращение детали в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Стол обеспечивает перемещение заготовки в различных координатах, фиксировать её под требуемым углом наклона и производить высокоточную обработку.

Применение поворотного стола позволяется значительно уменьшить затраты времени на обработку, повысить производительность труда. При выполнении сварочных операций данный вид оснастки позволяет устанавливать деталь вне зоны работы, тем самым не прерывая производственный цикл. Значительно повышаются и функциональные возможности оборудования.

Как пользоваться ручным плиткорезом?

Ручные плиткорезы очень простые по своему устройству, но это не значит, что можно халатно относиться к их использованию. Перед тем, как начать работу, нужно обязательно осмотреть инструмент на наличие повреждений. Если хотя бы один элемент сломан, лучше не использовать инструмент — вы рискуете потратить время и просто испортить плитку. Наиболее важная часть — лезвие. Валик должен вращаться плавно и не заедать. Также проверьте, что каретка свободно двигается по направляющим, при ее перемещении не должно быть рывков или заеданий.

Технология резки керамической плитки ручным плиткорезом:

1. Нанесите на плитку линию, по которой будет проходить рез.
2. Положите плитку на станину плиткореза так, чтобы линия на материале совпала с линией движения резца.
3. Плавно двигайте каретку с роликом, следя, чтобы усилие, которое вы прикладываете к плитке, было одинаковым по всей длине реза. При этом глубина реза должна быть достаточной, чтобы вы смогли легко и точно разломать плитку.
4. Приведите рукоять плиткореза в рабочее положение и одним уверенным нажатием разломайте плитку на части по линии реза.

Чтобы фрагменты получились ровные, нужно проводить по плитке резцом только один раз. При этом минимальная толщина полосы, которую нужно отделить, составляет 10 мм.

§ 8. Устройство токарного станка по обработке древесины

Вы уже научились изготовлять цилиндрические и конические детали ручными инструментами. Легче, быстрее и удобнее можно обрабатывать такие детали на токарных станках. Токарными называют станки, в которых заготовка вращается, а режущий инструмент перемещается вдоль или поперёк её оси.

В школьных мастерских учащиеся работают на токарных станках для обработки древесины СТД-120М. На таком станке можно выполнять следующие операции: точение наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, сверление, прорезание канавок, обработку торцевых поверхностей, отрезку заготовок.

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки 190 мм. Наибольшая длина точения 500 мм. Шпиндель станка имеет две скорости вращения: 840 об/мин и 1860 об/мин. Высота центров над уровнем станины 120 мм. Габариты станка: 1250 х 575 х х 550 мм. Масса станка примерно равна 100 кг.

Станок СТД-120М (рис. 20) устанавливают на основание 1, в качестве которого используют специальную подставку или стол. Станок имеет станину 3 с направляющими, на которой крепятся все части станка: передняя бабка 7 со шпинделем, который приводится во вращение от электродвигателя 2 с помощью ремённой передачи, задняя бабка 10, подручник 9. Рабочая зона станка защищена со всех сторон ограждением с защитным экраном 11 из органического стекла.

Рис. 20. Токарный станок для обработки древесины: 1 — основание (стол); 2 — электродвигатель; 3 — станина с направляющими; 4 — ограждение ремённой передачи; 5 — кнопочный выключатель; 6 — светильник; 7 — передняя бабка: 8 — шпиндель; 9 — подручник; 10 — задняя бабка; 11 — защитный экран

Для местного освещения зоны резания служит светильник 6. На кнопочном выключателе 5 кнопка включения окрашена чёрным цветом, а выключения — красным.

В передней бабке (рис. 21, а) имеется шпиндель 3 — вал, установленный в шариковых подшипниках 4 и получающий вращение от электродвигателя с помощью ремённой передачи 1, 2. Конец шпинделя имеет резьбу, на которую навинчивают необходимые приспособления для крепления левого конца заготовки.

Рис. 21. Основные части станка СГГД-120М: а — передняя бабка: 1 — клиновой ремень ремённой передачи; 2 — двухступенчатый шкив; 3 — шпиндель; 4 — подшипник шариковый; 5 — крепёжный винт; б — задняя бабка: 1 — пиноль; 2 — центр; 3 — рукоятка зажима; 4 — винтовой механизм; 5 — маховик; 6 — крепёжный винт; в — подручник в сборе: 1 — подручник; 2 — каретка (держатель); 3 — рукоятка стопора; 4 — рукоятки крепления каретки

Задняя бабка (рис. 21, б) может перемещаться вдоль направляющих станины и закрепляется неподвижно крепёжным винтом 6. Правый конец длинной заготовки поджимают центром 2, размещённым в пиноли (выдвижной втулке) 1 задней бабки. Центр перемещают с помощью винтового механизма 4 вращением маховика 5 и закрепляют рукояткой зажима 3.

Подручник (рис. 21, в) служит опорой для режущего инструмента (стамесок). Он находится в каретке (держателе) 2, может поворачиваться и фиксироваться рукояткой стопора 3. Каретка может перемещаться по направляющим как вдоль, так и поперёк станины и закрепляться в нужном положении поворотом рукояток 4.

Для крепления заготовок используют следующие приспособления, которые навинчивают на резьбовой конец шпинделя: патрон, трезубец, планшайбу. Патрон (рис. 22, а и 23, а) применяют для закрепления в нём небольших коротких заготовок. Заготовку с одного конца обрабатывают на конус, вворачивают её этим концом в патрон и кренят винтом.

Рис. 22. Приспособления для закрепления заготовок: а — патрон; б — трезубец; в — планшайба

Трезубец (рис. 22, б и 23, б) служит для закрепления длинных заготовок, второй конец которых поджимают задним центром. Для надёжной установки трезубца в левом торце заготовки делают ножовкой пропил на глубину 5. 8 мм, а для надёжного поджатия заготовки задним центром в середине правого торца сверлят отверстие ∅ 3. 4 мм или делают углубление с помощью кернера.

Рис. 23. Крепление заготовки: а — в патроне винтом: б — с помощью трезубца заднего центра: в. г, д — на планшайбе: 1 — заготовка; 2 — планшайба; 3 — шило; 4 — отвёртка: 5 — шурупы; 6 — шпиндель; 7 — подручник; 8 — режущий инструмент (стамеска)

Планшайба (рис. 22, в и 23, в-д) предназначена для закрепления плоских заготовок большого диаметра и небольшой длины, например заготовок для изготовления декоративных тарелок, ваз, шкатулок и др. Планшайбу прикладывают к заготовке и шилом размечают центры крепежных отверстий (см. рис. 23, в). После этого в размеченных центрах прокалывают шилом или просверливают глухие отверстия глубиной, равной длине ввинчиваемой части шурупа (обычно 15. 20 мм). Затем шурупами (саморезами) скрепляют заготовку с планшайбой (см. рис. 23, г) и навинчивают планшайбу с заготовкой па шпиндель станка (см. рис. 23, д). Чтобы ввинченные шурупы не попали в зону резания заготовки на ней размечают линию глубины расположения шурупов.

Различают несколько видов точения. Продольное, при котором режущий инструмент (стамеска) во время вращения детали перемещается вдоль оси заготовки (рис. 24, а). Поперечное, когда стамеска перемещается поперёк оси заготовки (рис. 24, 6). Продольно-поперечное, при котором инструмент перемещается одновременно и вдоль оси, и поперёк оси вращения заготовки (рис. 24, в).

Рис. 24. Вилы точения: а — продольное; б — поперечное; в — продольно-поперечное

Станок СТД-120М может быть подключён к установке для сбора стружки и древесной ныли, что уменьшает количество мусора в мастерской.

Будьте внимательны при работе на токарном станке. Малейшая небрежность в работе, невыполнение правил безопасной работы и обслуживания могут привести к поломке оборудования и серьёзным травмам.

1. Не включать станок без разрешения учителя.
2. Работать на станке можно только в спецодежде и защитных очках.
3. Работать только при опущенном защитном экране.
4. Не опираться на станок, не класть на него инструменты и заготовки.
5. Не отходить от включённого станка.

В настоящее время на предприятиях применяют токарные станки-автоматы и автоматические линии, работающие по заданной программе на необходимых режимах. Обслуживают такие станки и выполняют токарные работы токари.

Знакомимся с профессиями

Токарь — одна из наиболее распространённых рабочих профессий по обработке древесины и металла. Токарь должен знать устройство станков, уметь читать чертежи, знать назначение и способы применения различных инструментов и приспособлений, уметь пользоваться контрольно-измерительными приборами, разбираться в свойствах древесины, металлов, сплавов и др.

Практическая работа № 9

Изучение устройства токарного станка для обработки древесины

1. Ознакомьтесь с устройством токарного станка по рисункам 20 и 21 или плакатам, имеющимся в мастерской.
2. Проверьте соответствие станка, установленного в мастерской, вашему росту. Подберите подставку под ноги, чтобы ладонь правой руки, опущенной и согнутой под углом 90°, находилась не ниже уровня центра станка.
3. Проверьте вместе с учителем исправность защитного экрана станка.
4. При выключенном станке рассмотрите переднюю бабку, подручник и заднюю бабку.
5. Руководствуясь рисунками 21, в и 24, а, б, установите и закрепите подручник сначала для продольного, а затем для поперечного точения.
6. Рассмотрите патрон, трезубец и планшайбу. Вставьте короткую заготовку в патрон и закрепите её винтом. Наверните патрон на резьбовой конец шпинделя до упора.
7. С разрешения учителя включите станок кнопкой «пуск»* и остановите вращение шпинделя кнопкой «стоп» (красного цвета).
8. Заполните таблицу в рабочей тетради.

Найдите в Интернете историю появления токарного станка, рассмотрите современные станки. Сравните их.

Новые слова и понятия

Токарный станок, передняя бабка, задняя бабка, подручник, патрон, трезубец, планшайба, точение: продольное, поперечное, продольно-поперечное; токарь.