Универсальные токарно-винторезные станки

Инструкция по изготовлению простого токарного станка своими руками

Поскольку каждый решает, как будет выглядеть его токарный станок, и какие он будет иметь размеры, дать точное описание изготовления всех деталей с указанием габаритов, допусков и посадок невозможно. Тем не менее, процесс постройки любого токарного станка состоит из одинаковых этапов.

Изготовление рамы. Как уже говорилось выше, массивную чугунную станину в домашних условиях изготовить невозможно. Поэтому её роль будет выполнять рама из швеллера или стальных профильных труб, которые нарезают по размерам, а потом сваривают согласно чертежу

Важно соблюдать правильность всех прямых углов, поэтому контроль при помощи угольника должен проводиться каждый раз при выполнении очередного стыка. Лучше всего работать на ровной, горизонтальной плите

Это даст возможность получить раму со строгой геометрией в горизонтальной плоскости. Можно обойтись без массивной станины, изготовив её из длинных валов в качестве направляющих.

На токарном станке изготавливают боковые стойки станины.

Собирают направляющие со стойками. При этом между боковыми опорными элементами устанавливают дистанционные втулки.

На направляющих монтируют втулки крепления задней бабки и резцедержателя. Необязательно делать их одинаковой длины. Одну деталь можно сделать короче другой, используя длинный элемент в качестве направляющего, а более короткий — для поддержки подвижных узлов. Такое решение позволит увеличить рабочий ход заднего центра.

Из стального листа толщиной 8 – 10 мм изготавливают площадки крепления пиноли и суппорта и крепят их к направляющим и удерживающим втулкам при помощи болтов диаметром 6 мм
Особое внимание следует уделить крепёжным отверстиям, поскольку малейшая неточность приведёт к перекосу и заклиниванию подвижных частей станка.

Устанавливают ходовой винт. Можно выточить эту деталь из заготовки или использовать резьбовую часть от любого устройства, например, от стульчика с переменной высотой
Обязательно позаботьтесь о том, чтобы в соответствующих отверстиях боковых стоек были установлены антифрикционные втулки из бронзы или латуни.
На ходовой винт крепят нониус и штурвал.

Устанавливают площадку для крепления передней бабки, после чего сборку станины считают законченной.
Из подшипниковой опоры, двух шарикоподшипников, главного вала со шкивами и шпинделя собирают переднюю бабку.

Из длинного винта, втулки с внутренней резьбой, металлопрофиля и рукоятки изготавливают заднюю бабку, после чего монтируют задний подвижный узел на станок.
Контролируют и при необходимости регулируют соосность переднего и заднего центров.
Собирают суппорт. Процесс его изготовления похож на сборку станины — направляющие оборудуют втулками, монтируют винт, нониус и малый штурвал.
Из толстой металлической пластины и болтов диаметром 8 мм изготавливают резцедержатель, после чего устанавливают его на суппорт.

При помощи сварочного аппарата изготавливают подрамник электродвигателя, для чего используют металлические уголки или профильные трубы. Подрамник должен обеспечивать поднятие и опускание силового агрегата, иначе перебрасывать ремень с одного шкива на другой для изменения скорости шпинделя будет проблематично.
Монтируют и подключают электродвигатель, после чего производят пробный запуск.

После того как токарный станок будет испробован в работе, его узлы и детали следует покрасить. Это прибавит вашему детищу привлекательности и не позволит коррозии испортить созданное своими руками оборудование.

Токарный станок в домашних условиях является универсальным оборудованием, которое допускается использовать и не по прямому назначению. В шпинделе можно закрепить полировальный или шлифовальный круг для заточки инструмента или чистовой обработки металлических деталей.

Что понадобится для изготовления

Идеальным вариантом при изготовлении самодельного токарного станка было бы использование отдельных комплектующих от списанного оборудования. Если такой возможности нет, то придётся изготовить узлы и детали самостоятельно.

Вместо литой станины применяют раму, сваренную из стальных профильных труб и уголков. Само собой подразумевается, что деревянный каркас в этом случае является неприемлемым вариантом. Металлический профиль сможет обеспечить требуемую жёсткость и устойчивость конструкции. Кроме того, с помощью ровных квадратных и прямоугольных труб совсем несложно придерживаться строгой геометрии каркаса. Неровная рама не даст возможности правильно зафиксировать центры, что в дальнейшем скажется на качестве проводимых работ.

Маломощный асинхронный двигатель — отличный силовой агрегат для самодельной конструкции

Для привода понадобится силовой агрегат. Лучше всего использовать низкооборотный электрический двигатель асинхронного типа. В отличие от коллекторных агрегатов «асинхронники» практически не подвержены риску поломки при резком снижении оборотов.

Кроме того, придётся подобрать приводной ремень (или несколько ремней различной длины). Не забудьте и о крепёжных элементах, которыми отдельные узлы будут крепиться к корпусу. Для самодельного токарного станка подойдут гайки и болты с диаметром 8 и 10 мм с обычной метрической резьбой. 

В качестве салазок используют детали, выточенные из стального прутка с последующей закалкой, но лучшим вариантом будут направляющие, изготовленные из амортизационных стоек или длинных валов промышленных механизмов. Они имеют отличную геометрию, а их поверхность подвергается упрочнению в заводских условиях.

Заднюю бабку, как и шпиндель, лучше всего использовать от списанного заводского оборудования

Заднюю бабку также можно сделать из профильных труб и толстого металлического листа, а вот пиноль изготавливают из калёного заострённого болта, нескольких гаек с такой же резьбой и штурвала, изготовленного из шкива от сельхозтехники. Использование самодельной пиноли потребует каждый раз при креплении детали смазывать соприкасающиеся поверхности литолом или солидолом. Подобная процедура не понадобится с вращающимся центром заводского изготовления, поэтому если есть возможность, то эту деталь лучше купить.

Продольный и поперечный винты подачи также можно выточить на токарном станке или использовать длинный пруток с нарезанной резьбой, который можно купить в строительных гипермаркетах.

Для узлов вращения понадобятся установленные в корпус подшипники качения, а регулировать обороты позволят шкивы различного диаметра, насаженные на приводной вал. Эти детали можно купить или заказать у знакомого токаря.

Изготовление суппорта потребует запастись стальной пластиной, толщиной не менее 8мм. Её же можно использовать и для резцедержателя.

Ещё одним узлом, который невозможно изготовить в кустарных условиях, является шпиндель. Его придётся купить. Крепление шпинделя требует изготовления вала, на котором будут смонтированы ведомые шкивы. Прочность этой детали должна быть безупречной, поэтому лучше всего использовать детали от списанных заводских механизмов.

Кроме токарного станка, в процессе работы понадобятся такие инструменты и оборудование:

• сварочный аппарат;
• болгарка;
• шлифовально-наждачный станок;
• электрическая дрель и набор свёрл по металлу;
• метчики и плашки для нарезки резьбы;
• набор гаечных ключей;
• штангенциркуль, металлическая линейка;
• маркер.

Весь этот инструмент и материалы позволят изготовить полноценный токарный станок настольного типа. Если же достать какие-то детали не удалось, не отчаивайтесь — на время их можно заменить чем-то другим. Так, патрон от электродрели вполне используется вместо шпинделя, если требуется обрабатывать заготовки небольшого размера.

Электрическая часть токарного станка

Все современные токарные и , отличающиеся достаточно высокой сложностью своей конструкции, приводятся в действие при помощи привода, в качестве которого используются электродвигатели различной мощности. Электрические двигатели, устанавливаемые на такие агрегаты, могут быть асинхронными или работающими от постоянного тока. В зависимости от модели двигатель может выдавать одну или несколько скоростей вращения.

Электрическая схема токарного станка 1К62 (нажмите для увеличения)

На большинстве моделей современных токарных станков по металлу устанавливаются двигатели с короткозамкнутым ротором. Для передачи крутящего момента от двигателя элементам коробки передач станка может использоваться ременная передача или прямое соединение с его валом.

На современном рынке также представлены модели токарных станков, на которых скорость вращения шпинделя регулируется по бесступенчатой схеме, для чего используются электродвигатели с независимым возбуждением. Регулировка скорости вращения вала такого двигателя может осуществляться в интервале 10 к 1. Однако из-за больших габаритов и не слишком экономичного потребления электроэнергии применяются такие электродвигатели крайне редко.

Двухскоростной двигатель со шкивом под плоский ремень передачи

Как уже говорилось выше, в качестве привода токарных станков могут использоваться и электродвигатели, работающие на постоянном токе. Именно такие электродвигатели, отличающиеся большими габаритами, обеспечивают бесступенчатое изменение скорости вращения их выходного вала.

Из чего состоит токарный станок

Типичная конструкция

Даже маленький токарный станок весит много, создаёт во время работы вибрации. Необходима надёжная станина (1), на которой закрепляют функциональные узлы и отдельные детали. Если предполагается создание напольного варианта, применяют надёжные опоры нужной длины. Итоговая высота рабочей области должна быть удобной для пользователя.

В следующем списке перечислены другие компоненты:

• В передней бабке (3) размещают коробку передач. Она предназначена для регулировки скорости вращения шпинделя (4), изменения величины крутящего момента.
• С обратной стороны заготовку поддерживает задняя бабка (6). Сюда же устанавливают при необходимости метчики, свёрла, другие инструменты.
• В стандартном режиме обработки резцы закрепляют в специальном держателе (5).
• Этот узел монтируют на суппорте (8). Для плавного перемещения по горизонтали применяют винтовой механизм, размещённый в фартуке (7).
• Коробка подач (2) приводит в действие ходовой вал.

Суппорт токарного станка

Устройство

Примечания к рисунку:

• каретка (1) и весь блок в целом (17) приводятся в движение ходовым валом (2);
• механизм перемещения подключают специальной рукояткой (15);
• эти салазки (3) обеспечивают свободу перемещения верхней части в поперечном направлении (12);
• она закреплена на поворотном узле (4) с продольными направляющими (5);
• резцы устанавливают в держатель (6);
• для закрепления этой детали/ инструментов применяют винты (7/8);
• рукояткой (9) можно безопасно перемещать резцы на расстоянии от рабочей зоны;
• крепёжный элемент (10) верхней части (11);
• для её точного перемещения в соответствующих направлениях применяют рукоятки (13, 14) с винтовым приводом;
• маховиком (16) перемещают суппорт вручную.

При детальном изучении этой части токарного станка по металлу необходимо учитывать повышенные нагрузки, которым она подвергается в процессе выполнения технологических операций

Надо обратить внимание на большое количество перемещающихся компонентов

Чтобы сохранить точность обработки, необходимы не только прочные детали. Постоянные регулировки помогут устранить люфт для компенсации износа. Испорченные уплотнители рекомендуется заменять на новые изделия.

Задняя бабка

Основные компоненты узла

Здесь и далее будем рассматривать несложные для самостоятельного воспроизведения проекты с уточняющими комментариями. Пример на рисунке точнее подходит для деревообрабатывающего оборудования. Чтобы длительное время работать с прочными заготовками, следует изготовить опорный башмак из стальной пластины.

В дополнение к стандартному оснащению пригодятся подобные сменные приспособления

С их помощью расширяют базовые возможности задней бабки. В авторских рекомендациях предлагается удалить часть стандартного крепления патрона (3). Это позволит увеличить рабочий ход инструмента, обрабатывать более крупные заготовки.

Особенности изготовления своими руками передней бабки токарного станка

Для изготовления самоделок применяют простые конструкторские решения

Здесь использован ременной привод (1), который отличается небольшой стоимостью, низким уровнем шума. Для ступенчатого изменения крутящего момента установлен двойной шкив (2). Чтобы продлить срок службы шпинделя (3), надо применить пару шариковых подшипников. При необходимости, в корпусе делают отверстия для периодической заливки смазки.

Как правило, токарный станок по металлу оснащают трёхкулачковыми патронами

Эти зажимы центрируются автоматически без дополнительной подстройки. Самостоятельное изготовление подобных узлов вызовет затруднения. Поэтому данный функциональный элемент передней бабки токарного станка купить можно в магазине.

Для обработки квадратных заготовок применяют модели с четырьмя кулачками

Как сделать резцедержатель для токарного станка своими руками

Основную часть держателя лучше сделать в разборном исполнении

Это позволит без лишних трудностей сделать ремонт. В отверстия с резьбой вкручивают болты, которые прочно фиксируют инструмент. Расстояние между пластинами определяют с учётом размеров резцов.

Сверху устанавливают рукоятку для быстрого поворота узла. Это приспособление позволяет оперативно менять инструмент для сложной последовательной обработки заготовок

Особенности самодельных станков

По советам опытных специалистов установка на самодельных агрегатах обработки металла коллекторных электродвигателей не рекомендована. В таких устройствах может происходить самопроизвольное увеличение оборотов при отсутствии рабочей нагрузки, что, в свою очередь, приводит к вылету заготовки из крепёжных элементов и возможному травмированию человека работающего за станком. Деталь, вылетающая на большой скорости, может нанести множества вреда в замкнутом пространстве домашней мастерской.

Если же по каким-либо причинам монтаж электродвигателя коллекторного типа неизбежен, то обязательно нужно установить специальный понижающий редуктор. Благодаря такому механизму можно полностью предотвратить бесконтрольный разгон оборудования при отсутствии нагрузки на обрабатываемую деталь.

Самым практичным, удобным и недорогим для токарного станка по металлу, собираемого своими руками, считается электрический мотор асинхронного типа. Такой двигатель имеет высокую устойчивость во время нагрузки без изменения частоты вращения, что позволяет обеспечить высокое качество обрабатываемых металлических заготовок, ширина которых не превышает 100 мм. В целом же конструкцию и мощностные параметры электрического мотора необходимо подбирать таким образом, чтобы деталь, подлежащая обработке, получала необходимое усилие при вращении.

Механизм ведомого центра, располагаемый на задней бабке, может иметь как неподвижную, так и вращающуюся конструкцию. Для его изготовления используют стандартный болт, который затачивается конусообразной формой на резьбовом участке изделия. Подготовленная деталь смазывается моторным маслом и монтируется во внутренней резьбе заблаговременно, вырезанной в задней бабке. Болт должен обладать свободным ходом примерно в 25–30 мм. Благодаря вращению болта происходит прижим обрабатываемой заготовки между центральными механизмами.