Принцип работы токарного станка
Весь механизм станка укреплен на станине, сделанной из двух стальных брусьев или из профильных чугунных либо алюминиевых балок. С одной стороны станины располагается передняя бабка, внутри которой размещен электрический двигатель (0,5-1,5 л. с.), вращающий шпиндель. Последний имеет конус Морзе, в него может вставляться поводковый центр (с двумя, тремя либо четырьмя ножами и одним острием), патрон или планшайба. С другой стороны станка находится задняя бабка, центр которой поджимает заготовку, удерживая ее в горизонтальном положении.
Поворачивающийся во все стороны подручник, располагающийся как можно ближе к заготовке, поддерживает и направляет резец.
На станках с ручной регулировкой скорость (частота) вращения может переключаться (от 450 до 2 000 об./мин) рычагом коробки передач, в которой расположены шкивы с подшипниками. В более сложных моделях станков коробка передач заменена электронным вариатором, позволяющим плавно регулировать скорость на ходу.
Критерии выбора
Покупка хорошего токарного станка для работ по металлу – дорогостоящее ответственное дело. Перед принятием решения следует трезво оценить необходимость и параметры оборудования, чтобы окупить потраченные деньги и получить желаемую прибыль от бизнеса. Большим спросом для работы в быту или в мастерской пользуются универсальные модели с числовым программным управлением.
Выбор модели определяется объемом работ, максимальными длиной и диаметром заготовок, с которыми придётся иметь дело. От размеров деталей подбираются технические характеристики станка, указанные в техпаспорте.
Рассмотрим важные параметры при выборе токарного станка нужной модели:
Питание. Все токарные станки работают от переменного электрического тока. Большинство моделей для быта являются однофазными и подключаются к сети с напряжением 220 В. Но встречаются агрегаты, работающие от линии 380 В. Они более мощные, производительные, применяются в токарных цехах, автомастерских. Трёхфазное оборудование можно подключить к 220 В через специальные пускатели.
Мощность электродвигателя. Она определяет производительность оборудования, типы работ. Настольные модели имеют мощность до 400 Вт. Они имеют ограниченные возможности и набор операций. Промышленные, мощностью более 7000 Вт, справляются с работами любой сложности и точности.
Диаметр обработки над суппортом и станиной, высота центров станка и РМЦ (расстояние между центрами). Если детали имеют максимальную длину 450 мм, то РМЦ должно быть не менее 500 мм. Иначе деталь не поместиться в станок. Если максимальный диаметр заготовки 300 мм, то диаметр обработки над суппортом должен быть больше этого значения. Иначе деталь заблокирует работу станка.
Масса. Бытовые станки весят в 50-200 кг. Есть мини-модели весом 30 кг. Они не занимают много места, имеют ограниченный функционал, низкую точность работы. Оптимальный вес для бытового оборудования – не менее 80 кг. При таком весе станок обеспечит высокое качество обработки, будет иметь необходимый набор функций.
Габариты. Для бытового оборудования этот показатель играет важную роль. Это стационарный агрегат, которому обычно отводится определённое место в помещении. Его располагают так, чтобы на нём было удобно работать, чистить, обслуживать с соблюдением правил техники безопасности.
Количество скоростей и способ их регулировки. Переход от одной скорости к другой может быть плавным или ступенчатым. Скорости определяются частотой вращения шпинделя. Максимальное число оборотов влияет на скорость обработки деталей. Средняя частота вращения – 500-2500 об/мин. Оптимальное для работы количество скоростей при ступенчатой регулировке равно 10-15.
Перечень операций. Показатель определяет необходимость приобретения нужной модели. Возможность расширения функций за счет покупки дополнительного оборудования повышает ценность агрегата.
Литая станина. Она должна быть без трещин и сколов, чтобы выдерживать максимальную нагрузку на оборудование. Чугун – оптимальный сплав для изготовления станины.
Обратный ход. Функция, которая отсутствует в некоторых моделях. Её наличие облегчает работу с металлом.
Гарантия и ремонт. Любой механизм может дать сбой, поэтому наличие гарантии на узлы и детали имеет большое значение. Профилактическое обслуживание, возможность ремонта – дополнительные преимущества того или иного бренда.
Цена. Мощность, габариты, количество функций, производительность, бренд – основные факторы, определяющие цену токарных станков. Продукция малоизвестных производителей может не уступать по качеству известным брендам, но выигрывать в цене.
2 Принцип работы
Практически все токарные станки имеют один и тот же принцип работы.
Токарные станки, в большинстве, имеют один и тот же принцип работы
Школьный токарный станок не является исключением. Набор основных рабочих элементов у него такой же, как и у промышленных моделей:
- станина;
- стержневой инструмент;
- передняя (шпиндельная) бабка;
- суппорт;
- задняя бабка;
- коробка подачи;
- электрощита.
Станина — это то основание, на котором крепятся все остальные рабочие узлы. Шпиндель (вращающийся вал) установленный на подшипниках, получает крутящий момент от электродвигателя через ременную передачу.
На конце вала, направленного к задней бабке имеется резьба, с помощью которой крепится один из узлов удерживающих обрабатываемую деталь — патрон или планшайба.
Шпиндельная бабка обеспечивает надежно закрепленной в ней детали вращение. При необходимости, когда заготовка имеет большую длину, свободный ее конец крепится на задней бабке, что обеспечивает большую устойчивость при вращении а, следовательно, и соблюдение заданных параметров обрабатываемой заготовки.
При помощи вращения маховика, задняя бабка подводится к правому концу детали и специальными зажимами надежно фиксирует ее.
Пиноль задней бабки
Пиноль задней бабки позволяет разместить в ней стержневой инструмент для проделывания или обработки отверстий в заготовках.
Суппорт предназначен для надежной фиксации режущего элемента (резца по дереву) и перемещению его вдоль обрабатываемой детали по заданным параметрам в двух направлениях — по глубине и ширине.
Одним из важнейших узлов станка является коробка подачи. Через шестерни передаточного устройства этот элемент получает движение, которое передается от коробки скоростей. Выставив соответствующую рукоятку в требуемом положении, получают метрическую резьбу (шаг 0,8; 1,0; 1,25 м) или продольную подачу (шаг 0,08; 0,1; 0,12 мм).
Таким же образом активируют ходовой валик и винт. При этом, конструктивно заложено, что передвигаться может только один из этих элементов.
Набор инструментов (токарных резцов) может состоять всего лишь из нескольких единиц, но при выполнении достаточно большого объема работ их количество может быть ограничено только финансовыми возможностями владельца.
Электрооборудование состоит из трехфазного асинхронного электромотора, магнитного пускателя, трансформатора, предохранителей (плавких вставок), которые расположены на электрощите. Там же находятся выключатели дополнительного освещения и пуска/остановки.
2.1 Правила эксплуатации
Проводить работы по металлу, используя школьный токарный станок, достаточно просто. Именно поэтому он и используется в обучении основам токарного мастерства.
Станок токарный ТВШ 3
Перед началом работы в обязательном порядке следует ознакомиться с правилами техники безопасности:
- включать станок и выполнять на нем какие-либо операции, только проверив его рабочее состояние;
- не класть на станину посторонние предметы (в том числе и инструменты);
- ременная передача должна быть ограждена от попадания в нее сторонних предметов;
- при работе, не следует опираться ни на какие части станка;
- при возникновении малейших неполадок немедленно отключать питание.
Работы по металлу следует проводить только в специализированной одежде, которая не имеет свисающих (свободно болтающихся) частей. При наличии длинных волос, их следует спрятать под головным убором. Желательно использовать защитные очки, так как образовавшаяся при работе по металлу стружка может повредить глаза при неожиданном отделении от заготовки.
Обязательно наличие заземляющего провода. Перед выполнением работ, должно проводиться тестирование работы кнопок «пуск» и «стоп» в холостом режиме.
С началом работы убедиться в том, что заготовка и режущий инструмент надежно закреплены в специально предназначенных для них местах. При смене готовой детали, резцов, регулировке их положения, чистке обязательно необходимо полностью выключать оборудование.
Изделия изготовленные на школьном токарном станке по дереву
В процессе длительной работы следует регулярно проводить очистку оборудования при помощи специальных приспособлений (щетки по металлу).
В случае перерыва в работе, ни в коем случае не оставлять станок работающим. Покидая рабочее помещение, убедиться в том, что все электропитание отключено.
Модели школьных станков
Первый токарный станок по металлу Школьник, массово поступивший в мастерские, был ТВ-2, затем ТВШ-2. Изготавливались обе модели в настольном варианте. Отдельные партии ТВШ-2 имели стойки для напольной установки.
За ними последовали в течение нескольких лет усовершенствованные напольные модели: ТВ-3, ТВ-4 и ТВ-6. Все они мало отличались друг от друга, в основном формой корпусов узлов, имели по 3 скорости перемещения суппорта и 6 скоростей вращения шпинделя, могли нарезать по 3 резьбы. Модель ТВ-4 применялась и для работы по дереву, до выпуска специальных деревообрабатывающих токарных станков серии СТД.
В школах особенно популярным стал ТВ-6. Он выпускался одновременно с МАГСО на Дубненском заводе Октябрь и поступал в мастерские большими партиями. Он отличался размером шпинделя, вместо 100 мм, как у предыдущих моделей, имел 125 мм. Электродвигатель мощностью 1,1 кВт заменил двигатели в 0,6 кВт.
Последующие модели токарных учебных станков: ТВ-7, ТВ-9 и ТВ-11 выпускались в настольном варианте и были модернизированы. Они имели 6 скоростей перемещения суппорта, нарезали 6 резьб. Между собой станки отличались внешним оформлением и межцентровым расстоянием.
| Модель станка | РМЦ, межцентровое расстояние, мм |
| ТВ-7 | 275 |
| ТВ-9 | 525 |
| ТВ-11 | 750 |
Высокую точность при обработке деталей обеспечивали жесткая станина и установленные на шпинделе радиально-упорные регулируемые подшипники.
Комплектация токарных станков Школьник различными приспособлениями делает оборудование универсальным.
Общие правила техники безопасности
Разделим правила безопасности на 2 больших раздела:
Как следует поступать оператору станка:
- Одежда оператора во время работы на станке должна быть застегнута на все пуговицы. Не должно быть свободно болтающихся шнурков. (Наверное, все помнят юмористический предупреждающий плакат: «Чтоб на вал не накрутило, закатай рукав,…»).
- Перед включением станка следует провести его техническое обследование.
- Выполнение всех действий на станке должно происходить лишь в соответствии с подробным технологическим процессом обработки заготовки.
Категорически запрещается:
- начинать работу во время обследования и наладки станка;
- эксплуатировать станок со значительно изношенными центрами;
использовать сколь угодно мало, но дефективный режущий инструмент; - в случае отсутствия должной квалификации пытаться исправить проблемы в электрической аппаратуре станка;
- отходить от работающего станка или же поручать работу на нем третьим (неподготовленным) лицам.
Как правильно использовать токарный станок
Это оборудование дорогое, и важно обеспечить для него наилучшие условия работы
Нужно обратить внимание на следующие особенности токарных станков:
Оптимальная температура для работы 1-35 гр. В том случае, когда оборудование промёрзло и было перенесено в тёплое помещение, его нельзя включать на протяжении 8 часов. За это время он полностью адаптируется к новым условиям. Если включить сразу, наличие конденсата может повредить электродвигатель.
-
Нужно следить за влажностью воздуха. Если она превысит 80 гр., то повысится риск поражения электрическим током. В результате не только человек получит травму, но и электромотор может быть повреждён.
Необходимо аккуратно производить установку станка. Это основное условие сохранения жёсткости. Он должен стоять на идеально ровной поверхности. В противном случае произойдёт потеря жёсткости системы из-за перекоса и повышенной вибрации.
В зависимости от выбранной модели необходимо обеспечить подходящее электропитание. Станок использует 220 или 380 В в зависимости от выбранной модели. Узнать, какое напряжение питания требуется можно в инструкции по эксплуатации оборудования.
В процессе работы нужно использовать защитные средства. Они помогут избежать травм. Можно использовать робу, очки, закрытую обувь, головной убор, а также маску или респиратор.
Создание подходящих условий на рабочем месте позволит добиться высокой производительности, длительного срока эксплуатации токарных станков и позволит избежать случайных травм.
Существуют правила, запрещающие работу на токарном станке в следующих условиях:
Если в это время выполняются наладочные работы.
В том случае, когда элементы оборудования имеют значительный износ.
Применяются неисправные инструменты.
Исправлять имеющиеся неисправности, относящиеся к электрической системе станка, самостоятельно.
Разрешать посторонним лицам здесь работать.
Отходить от работающего оборудования даже на короткое время.
Даже если неисправности относятся только к ограждающему оборудованию, это исключает возможность использование токарных станков.
Основные преимущества
Если сравнивать с ручными станками, те, что оснащены ЧПУ, производительнее в четыре. Хотя диапазон производительности колеблется от заданных настроек и может составлять от полтора до пяти раз.
Благодаря тому, что в станке с ЧПУ совмещается гибкость универсального оборудования и высокая производительность автоматического станка решается проблема использования такой технологии как в серийном, так и единичном производстве.
Важно!
Благодаря новейшей электронике и лучшей вычислительной техники машиностроение, а именно изготовление деталей для автомобилей, выходит на преимущественно новый уровень.
Из-за того, что процесс становится практически полностью автоматизирован, потребность в квалифицированных работников, которые будут работать на станках, падает. Однако, к безработице это привести не сможет, так как теперь требуются мастера, которые будут следить за исправностью станка с ЧПУ. Благодаря этому без последствий поднимается качество работы.
Время, которое необходимо на пригоночные работы, значительно сохраняется из-за того, что детали делаются, можно сказать, по одному шаблону, поэтому они взаимозаменяемые.
Благодаря тому, что все программы по изготовлению новых изделий записаны в компьютер, пропала надобность переобучать персонал перед переходом на работу с новыми изделиями. Достаточно просто включить нужную программу.
Детали, которые делаются на станке с ЧПУ, изготавливаются намного быстрее. Кроме того, из-за отсутствия человека уровень брака и незавершённой работы значительно сокращаются.
Разновидности станков
На сегодняшний день существует множество типов токарных станков. Каждый из них отличается своими характеристиками, функциональными возможностями, системой управления и конструкцией.
Виды токарного оборудования:
Токарно-винторезные. Считаются самыми распространёнными станками. Используются для изготовления единичных деталей и серийного производства. С их помощью можно изготавливать резьбу с наружной и внутренней стороны заготовок, обтачивать цилиндрические и конусовидные заготовки, обрабатывать торцы. Винторезные модели позволяют мастеру создавать отверстия различного диаметра, проводить зенкеровку и развертку. При наличии копировального устройства появляется возможность создавать сложные контуры без фасонных резцов.
Сверлильные. Большая группа оборудования, к которой относится вертикальный токарный станок, радиальный, одношпиндельный, многошпиндельный и горизонтальный. С помощью таких машин сверлятся отверстия разного диаметра, создаётся резьба
При выборе сверлильных станков требуется уделять внимание ходу шпинделя, мощности электродвигателя, расстоянию от рабочего стола до патрона, максимальному диаметру создаваемых отверстий.
Расточные. Многофункциональное оборудование, которое позволяет создавать отверстия в заготовках, нарезать резьбу мечиками, создавать пазы на поверхности деталей, зенкеровать и растачивать отверстия
Для точной обработки используют алмазные расточные станки.
Шлифовальные. Станки, на которые устанавливаются диски со сменными шлифовальными кругами. С их помощью обрабатываются детали различной формы с наружной и внутренней стороны. Дополнительно можно разрезать заготовки, затачивать режущие инструменты. Качество обработки зависит от зернистости шлифовального круга. Крупной фракцией снимают грубые слои металла с заготовки. Мелкая фракция предназначена дли финишной шлифовки.
Притирочные. На рабочей части устанавливаются специальные притиры, на поверхности которых нанесён абразивный порошок.
Хонинговальные. На шпинделе таких станков закрепляется специальная головка (хонон), которая представляет собой бруски с нанесение абразивного порошка. Рабочая часть вращается и движется в двух направлениях, обрабатывая неподвижное отверстие в заготовке.
Зубообрабатывающие. На таком оборудовании устанавливается множество фасонных резцов.
Также нельзя забывать про резьбообрабатывающее и фрезерное оборудование. Они используются для обработки отверстий, нарезания резьбы, торцевания, создания деталей различной формы. В магазинах можно увидеть универсальные токарные станки с ЧПУ. Это универсальное оборудование, которое может выполнять различные задачи. После настройки программы оператором, система сама начинает работу.
Токарно-сверлильный станок
Разновидности
Выбор оборудования основывается на его предназначении и цели, для которой оно приобретается. Перед совершением покупки необходимо точно определиться, для каких целей оно будет использоваться. По назначению все токарные агрегаты делятся на три главных, основных разновидности:
Настольные
Настольные устройства, которые используются в домашних условиях, имеют основное отличие по размеру, а значит и массе. Их самый маленький вес равняется 13 килограммам, а максимальный не должен быть выше 100 килограммов. Данный вид станков применяется для того, чтобы обрабатывать металлические детали небольших размеров.
Используя этот аппарат, можно совершить такие операции:
- Обточить детали в форме цилиндра или конуса.
- Подрезать торцы деталей.
- Отшлифовать готовое изделие.
- Сделать отверстие в детали путём сверления.
- Расширить отверстие.
- Нанести резьбу и наружную, и внутреннюю.
Важно!
На домашнем токарном станке обрабатывать детали с той же скоростью, что и на профессиональном оборудовании, не получится. Но готовое изделие получится таким же качественным. Особенно это будет заметно, если работа агрегата регулируется при помощи системы числового программного управления.
Подобные токарные станки по металлу имеют множество областей, где их применяют. В частности, их используют в маленьких цехах, а не только в домашних условиях. Также в мастерских по ремонту автомобилей.
Универсальные
Во второй половине 20-го века технологии позволили отказаться от узкопрофильных специальных станков и перейти к использованию аппарата, обладающего способностью справляться со многими задачами одновременно. Универсальные станки способны выполнять больше, чем одну операцию одновременно.
Двумя главными параметрами являются наибольший диаметр детали, которая поддаётся обработке, над станиной и также у них наибольшее расстояние между вращающимися центрами. Эти два основных параметра, которые устанавливают максимальные габариты деталей. Универсальные станки отличаются простотой в использовании и неприхотливостью в уходе.
Важно!
В отличие от подобных моделей с ЧПУ универсальные станки можно купить по довольно низкой цене.
Школьные
Токарный станок данного вида является для многих настоящей находкой, так как использовать это оборудование легко и научиться работать на нём может практически каждый. Используя его, можно легко обработать элементы любой формы, включая коническую и цилиндрическую, без проблем можно нарезать резьбу и даже, если понадобится, сделать закатку, шлифовку и затачивание инструментов.
При этом можно обрабатывать не только металл, но и пластик, и дерево. Купив дополнительные устройства, можно расширить возможности аппарата. Например, нарезать зубья, сделать фрезерование. На этом станке можно выполнить обработку колёсных пар, муфт и других сложных элементов.
Тем не менее, возможности учебного станка имеют ограничения, но это никак не влияет на его спрос. С его помощью можно сделать набор стандартных операций. Учебный станок компактный и негабаритный, поэтому для его размещения не нужно большое помещение, будет достаточно гаража или небольшого школьного класса.
Токарно-винторезные
Самым популярным по спросу является токарно-винторезный станок. Станки такого вида применяются для проведения точения и многих других операций. На таком станке можно обрабатывать изделия массой до 10 тонн, а расстояние между центрами может варьироваться в пределах 8 метров.
