Токарный станок: значение, типы, детали, модели

Как стать профессионалом в металлообработке

Обучение токарному делу, как, например, в профессии врача, длится целую жизнь, кроме существенного объема теоретической информации, книг и практических навыков которые предстоит освоит стоит есть постоянно обновляющийся парк техники, требующий изучения, токарные станки развиваются. Также увеличивается номенклатура обрабатываемых материалов, появляются новые композитные и полимерные материалы с неизученными свойствами.

Помочь в овладении профессии могут уроки по токарному делу и обработке металлов от более опытных коллег и преподавателей. Сейчас в интернете стала доступна библиотека технической литературы по обработке металлов: справочники, пособия токаря и учебники. Дополнительное образование требует времени, которого постоянно не хватает, и денег, которые тоже не будут лишними, но эти затраты с лихвой окупятся в будущем.

Что можно сделать на нем?

Токарный станок в умелых руках и при наличии необходимых для работы материалов является крайне эффективным инструментов для изготовления металлических или деревянных изделий, причем сюда можно отнести как высокоточные детали для другого оборудования, так и разнообразные ручные поделки для дома или досуга.

Изделия из древесины

Изготавливать изделия из дерева можно как «для дома, для семьи», так и на продажу. В последнем случае сделанные вещи имеют магическую приставку в своем названии «сделано индивидуально», что в нашу эпоху глобализации всех процессов имеет немалый вес в глазах многих потенциальных покупателей.

Можно изготавливать элементы мебели для ее последующей сборки (думаем, все помнят школьные табуретки, изготовленные и собранные на уроках труда), рукоятки для инструментов, средний и мелкий декор — основу для настенных часов, вазы, фигурки существ, популярным видом изготовляемых на станке изделий являются шахматы, шашки, нарды.

Металлические поделки

Токарные станки для металлообработки обычно не связывают с поделками, ведь с их помощью масса предприятий и мастеров-одиночек работает над изготовлением гаек и болтов, втулок и муфт, колец и валов различного назначения, максимум, что может представить себе человек, не владеющий информацией — это расточка каких-то деталей во время ремонта и схожие действия.

Тем не менее, круг выполняемых задач не ограничивается только работой. Металлические поделки может изготовить как опытный работник, так и начинающий практикант, чаще всего это фигурки либо отдельные декоративные элементы: шары и брелоки, кубики и целые модельки (например, автомобилей).

В заключение хочется отметить следующее: мир токарных станков, при всей его величине и многообразии, доступен каждому, кто захочет попробовать себя на этой стезе. Тем более, сейчас, с активным распространение устройств с ЧПУ, маленький токарный станок можно установить даже у себя дома, а после прохождения курсов по его использованию со временем и растущим опытом можно стать одним из тех, кто может превратить кусок материала в настоящий шедевр, будь он предназначен для работы или досуга.

Суппорт

Суппорт токарного станка по металлу предназначается для закрепления резцов, управления ими и для их передвижения по станине. Расположен суппорт на станине токарного станка между передней и задней бабками.

Суппорт токарного станка состоит из:

Рукоять вала поперечной каретки.
Продольная каретка.
Вал поперечного движения.
Поперечная каретка.
Болт-фиксатор поворота верхней каретки.
Верхняя каретка.
Резцедержатель.
Рукоять-фиксатор резцедержателя.
Вал верхней каретки.
Рукоять движения верхней каретки.

В состав суппорта большинства станков входит фартук, который крепится к нижней плоскости каретки продольного движения и предназначается для выполнения механической подачи резца при обработке заготовки. Конструкция фартука позволяет токарю переключить суппорт с механической подачи на ручную и наоборот.

Фартук суппорта

Для переключения вида работы, токарю достаточно нажать кнопку 3 на фартуке суппорта. Кнопка сдвигает зубчатое колесо ручной подачи, и оно выходит из зацепления с зубчатым колесом червячной передачи. Одновременно шестерня рейки входит в зацепление с зубчатой рейкой, делая плавным вращение рукояти ручной подачи, которую токарь крутит рукой. Суппорт с закрепленным в резцедержателе инструментом, медленно

и плавно движется в сторону вращения рукояти.

Цифрами обозначены элементы:

Рукоять подачи вручную.
Вал «хода» суппорта.
Кнопка подачи от вала «хода».
Зубчатое колесо подачи вручную.
Шестерня рейки.
Шестерня мехподачи.
Зубчатая рейка.
Шестеренка червячной передачи.
«Червяк».
Разборная гайка.
Ходовой винт.
Рукоять, включающая движение при нарезке резьбы.
Рычаг включения механической подачи.

При нарезании резьбы токарю необходимо повернуть вниз рукоять 12. При этом на ходовом винте замыкается разборная гайка, и фартук вместе с суппортом начинают двигаться в сторону вращения ходового винта. Движение суппорта, с закрепленным в нем инструментом, за счет вращения ходового винта позволяет сохранить шаг резьбы, создавая продукцию высокого качества.

Классификация

Металлорежущие станки в зависимости от характера выполняемых работ и типа применяемых режущих инструментов подразделяются на 11 групп (см. рисунок).

Группа токарных станков (поз. 1 – 6) состоит из станков, предназначенных для обработки поверхностей вращения. Объединяющим признаком станков этой группы является использование в качестве движения резания вращательного движения заготовки.

Группа сверлильных станков (поз. 7 – 10) включает также и расточные станки. Объединяющим признаком этой группы станков является их назначение — обработка круглых отверстий. Движением резания служит вращательное движение инструмента, которому обычно сообщается также движение подачи. В горизонтально-расточных станках подача может осуществляться также перемещением стола с обрабатываемой деталью.

Группа шлифовальных станков (поз. 20 – 24) объединяется по признаку использования в качестве режущего инструмента абразивных шлифовальных кругов.

Группа полировальных и доводочных станков объединяется по признаку использования в качестве режущего инструмента абразивных брусков, абразивных лент, порошков и паст.

Группа зубообрабатывающих станков включает все станки, которые служат для обработки зубьев колес, в том числе шлифовальные.

Группа фрезерных станков (поз. 11 – 14) состоит из станков, использующих в качестве режущего инструмента многолезвийные инструменты — фрезы.

Группа строгальных станков (поз. 15 – 17) состоит из станков, у которых общим признаком является использование в качестве движения резания прямолинейного возвратно-поступательного движения резца или обрабатываемой детали.

Группа разрезных станков включает все типы станков, предназначенных для разрезки и распиловки катаных материалов (прутки, уголки, швеллеры и т. п.).

Группа протяжных станков (лоз. 18 и 19) имеет один общий признак: использование в качестве режущего инструмента специальных многолезвийных инструментов — протяжек.

Группа резьбообрабатывающих станков включает все станки (кроме станков токарной группы), предназначенные специально для изготовления резьбы.

Группа разных и вспомогательных станков объединяет все станки, которые не относятся ни к одной из перечисленных выше групп.

Читать также: Белый и синий провод где плюс

Виды токарных станков

Классификация изделий проходит по нескольким основаниям. Основные особенности и характеристики можно понять из маркировки. Рассмотрим, какие критерии являются основополагающими при выборе.

Класс точности работы токарного станка

Здесь все предельно просто. Чем лучше заточены инструменты, выверен чертеж, тем точнее будет результат. Но между ручным и автоматизированным процессом есть ощутимая разница. Оборудование, оснащенное ЧПУ, имеет большое преимущество перед трудом вручную. Особенно это касается мелких деталей.

Буква, поставленная в маркировке, характеризует класс точности. Приведем их в порядке возрастания от нормального до особо высокого в этой таблице:

Обозначение	Допустимая погрешность в процентах	Трудоемкость изготовления, %
Н	100	100
П	60	140
В	40	200
А	25	280
С	16	450

Масса

Любое оборудование для металлообработки имеет значительный вес. В большинстве случаев требуется дополнительное укрепление полов, например, заливка бетонного основания. Обычно такие тяжелые конструкции помещаются на первом этаже.

От того, к какому классу относится агрегат, зависит то, что можно сделать на токарном станке, то есть – с чем работать. Небольшие установки хорошо справятся с мелкими деталями. Но если стоит вопрос об обработке в целях машиностроения, то зачастую его недостаточно. Посмотрим в небольшой таблице, какие разновидности различают:

Название	Максимальная масса (в тоннах)
Легкий	до 1
Средний	от 1 до 10
Тяжелый	более 10
Уникальный	выше 100

Степень автоматизации

Чем более автоматизированно работает машина, тем меньше физического труда должен применять сотрудник. Токарь испытывает меньше воздействия на свое здоровье на производстве, поскольку не обязан постоянно испытывать усталость, а также влияние высокого уровня шума.

Второе достоинство автоматов – ускорение всех процессов, повышение производительности. Особенно это касается серийного производства, когда все изготовление поставлено на конвейер.

Третье преимущество – уменьшение количества ошибок и увеличение точности. Обычно любые погрешности и дефекты – следствие ошибочных действий токаря. Отсутствие издержек на дефективные заготовки поможет существенно сэкономить. Рассмотрим, как работать на токарном станке по металлу, в зависимости от степени автоматизации:

● С ручным управлением. Привод двух основных движений (вращение и подача) механизирован. Но перемещение инструмента, установка заготовки, фиксация, снятие стружки, подача смазки – все это нужно делать вручную.
● Полуавтомат. Все перечисленные выше процедуры управляются компьютером. Исключением является постановка и снятие детали.
● Автомат. Самые прогрессивные модели, в основном они оснащены пультом ЧПУ. Оператор исключительно контролирует самостоятельную работу машины.

Гибкость системы

Есть классические машины, а есть ГПУ, то есть гибкий производственный модуль. Второй отличается тем, что на нем можно быстро и просто перенастраивать назначение работы. То есть переходить с одного цикла на другой. Это выгодно, когда на производстве находится целая серия изделий с разным типоразмером.

Специальное назначение в обработке металла

Есть ряд машин, которые обладают уникальными возможностями. Они используются исключительно для одной операции, но выполняют ее максимально качественно и точно.

Универсальность

То, что можно делать на разных видах токарных станков, зависит от многозадачности. Универсальные аппараты имеют множество инструментов, а также обладают возможностью перемещения суппорта во многих направлениях. Классические агрегаты обладают только двумя осями движения, в то время как есть до 6 направлений.

Практически все изделия с ЧПУ дают возможность выполнять много задач, в том числе винторезные, все они представлены выше.

Старые модели обычно не оснащены пультом управления и имеют узкую направленность. Модернизация на производстве часто включает замену устаревших конструкций на более универсальные. Это позволяет не только ускорить производственный процесс, но и сократить трудозатраты, в некотором случае – рабочие места, так как теперь с новыми аппаратами множество действий за то же время может выполнить один оператор.

Особенности токарной обработки. Видео примеры

Сущность процесса обработки металла заключается в следующем:

движения станка выполняются по четким направлениям;
шпиндель устройства вместе с заготовкой вращается вдоль оси Z , которая в работе является отправной точкой;
прямая ось Х должна быть строго перпендикулярна оси Z ;
располагаться резцы должны в плоскости Х Z ;
расстояние до резца должно регулироваться при накладке оборудования.

В современных токарных станках существует третья координата, которая равна углу главного шпинделя. Этот показатель можно задавать и корректировать с помощью программного обеспечения.

Виды токарных станков

Самым популярным устройством для обработки металла является токарно-винторезный станок, который является широкоуниверсальным. Его применяют на крупных предприятиях, а также в единичном и мелкосерийном производстве.

Кроме этого, существуют другие виды токарных станков:

Токарно-винторезные.
Полуавтоматические многорезцовые устройства для серийных и крупносерийных производств.
Токарно-карусельные двух- или одностоечные.
Токарно-револьверные станки, предназначенные для работы со сложными изделиями.
Современные токарно-фрезерные комплексы.

Для получения деталей с особо точными диаметральными и линейными геометрическими параметрами применяются программируемые станки. По своей конструкции они почти не отличаются от универсальных.

Режущий инструмент для токарных станков

Эффективность работы оборудования зависит от скорости резки, величины продольной подачи обрабатываемой детали, глубины резанья. С помощью этих показателей можно достичь:

максимально допустимого объема стружки;
устойчивости инструмента и требуемого уровня его воздействия на заготовку;
необходимой обработки детали;
повышенного вращения шпинделя.

Конкретная скорость резки зависит от типа обрабатываемого материала, а также от вида и качества используемых резцов.

Режущие инструменты для токарных станков могут быть черновыми и чистовыми. Их выбор и применение зависит от характера обработки. По направлению движения они делятся на правые и левые. Различные геометрические размеры резцов позволяют работать с любой площадью слоя, которую следует срезать.

По своему назначению режущие инструменты могут быть:

отрезными;
резьбовыми;
расточными;
фасонными;
канавочными;
проходными;
подрезными.

Для обработки цилиндрической поверхности и торцовой плоскости используются проходные упорные режущие инструменты. Отрезные резцы применяются для отрезания частей изделия и протачивания канавок. Обычные прямые и отогнутые оптимальны при обработке наружных поверхностей металлических деталей. С помощью расточных резцов растачиваются ранее просверленные отверстия.

По форме резца и расположению лезвия резцы подразделяются на отогнутые, прямые и оттянутые. Ширина оттянутых резцов ниже ширины крепежной части.

Большое значение на качество резки деталей оказывает геометрия используемого резца. При грамотно подобранных углах между кромками резца и направлением подачи повышается производительность обработки. Первый угол зависит от установки инструмента, второй от его заточки.

Для больших по сечению изделий обычно выбирается угол в 30-45 градусов, а для тонких нежестких деталей – 60-90 градусов. Вспомогательный угол должен быть в 10-30 градусов.

Стоит заметить, что независимо от того, какого вида будет использован станок, основная роль при токарной обработке принадлежит режущему инструменту. Но с каким бы оборудованием и инструментом ни работал токарь, его рабочее место должно быть четко организовано и полностью укомплектовано.

Виды токарного станка по металлу

Разделяется оборудование на следующие основные типы:

Токарно-фрезерные . Универсальное оборудование, на котором можно выполнять обработку заготовок из разного металла, пластмассы и дерева. Домашний токарный станок по металлу используют для вырезания пазов, снятия фасок, создания отверстий и нарезания резьбы.

Токарно-винторезные . Отличительная особенность – пиноль задней бабки может двигаться. Станки оснащены патроном для сверления отверстий. С их помощью можно нарезать разнообразную резьбу. Используют их в приборостроении и работе с разными металлами.

Помимо основных известны и другие виды токарных станков по металлу:

Токарно-карусельные . Конструкция опирается на стойку, отлитую из чугуна, расположенную в вертикальном положении. Проводят обработку деталей большого размера и веса. Их можно дополнить специальным приспособлением для осуществления других работ.

Токарно-револьверные . Один из новейших видов, созданных для изготовления сложных конструкций из заготовок. С помощью токарного станка по металлу создают изделия разного рода из прутка. Прибор имеет поворотную головку, которая повышает скорость и эффективность функционирования устройства.

Токарно-карусельные станки

Такие станки обрабатывают детали весом в несколько тонн, имеющие большой диаметр при малой высоте. Горизонтально расположенный рабочий стол (планшайба) существенно облегчает загрузку и центрирование тяжелых заготовок.

На карусельных станках обработка цилиндрических и конических поверхностей (наружных и внутренних) проводится резцом. Установленная револьверная головка с инструментами позволяет высверливать и обрабатывать отверстия, нарезать резьбу.

Главным движением станка является вращение планшайбы. Два суппорта: вертикальный и боковой — осуществляют движения подачи инструментов. Основными характеристиками данных станков являются размеры обрабатываемых заготовок: диаметр и высота.

Токарно-карусельные станки изготавливаются промышленностью с одной или двумя стойками. На одностоечных обрабатывают детали до 2500 мм: выполняется обработка поверхностей, сверление, развертка и зенкование отверстий; прорезают канавки, обрабатывают торцы.

Установка системы ЧПУ позволяет вести обработку деталей, имеющих сложный, криволинейный профиль. Основные механизмы станков с ЧПУ имеют сходство со станками, имеющими ручное управление. Обычно с применением системы ЧПУ, цифровых приводов подач и многопозиционной резцедержки и защиты кабинетного типа станок переименовывается в вертикальный токарный станок

Типичные параметры инструмента

Параметры и технические возможности станков для домашнего использования во многом ограничены компактными размерами и низкой стоимостью инструмента. Так, средняя цена компактного устройства составляет несколько десятков тысяч рублей, для приобретения промышленного образца потребуется минимум несколько сотен тысяч рублей.

Основными характеристиками токарных станков для металлообработки являются:

диаметр заготовки. Максимальное значение для компактных моделей достигает примерно 140 мм;

Внимание! Значение максимального диаметра заготовки над суппортом (патроном для крепления резцов) и станиной (стационарной основой станка) иногда значительно различается, что накладывает серьезные ограничение на размеры и формы обрабатываемых деталей

длина заготовки. Обычно не превышает 250 мм;
высота крепления резцов. Параметр определяет диапазон, в котором возможно перемещение режущей части инструмента;
максимальная частота вращения шпинделя. От этой характеристики зависит время, которое потребуется для обработки одной детали. Чем выше скорость вращения заготовки, тем быстрее можно справиться с работой. Типичное значение для домашнего инструмента варьируется в пределах 2000-3000 об/мин;
количество скоростей. Различные виды материалов, типы и формы поверхности требуют определенной интенсивности обработки. Если шлифовать или резать деталь с большей, чем это предусмотрено технологией работ, скоростью, металл перегреется и в результате деформируется или станет менее прочным. Таким образом, чем больше количество скоростей у конкретной модели станка, тем выше число возможных вариантов обработки материала. Некоторые устройства допускают плавную, а не ступенчатую регулировку вращения.

Разновидности точения и принцип действия

Существует более десятка различных видов токарных работ, и отличаются они друг от друга по видам деталей и по их размерам. Следовательно, и видов точения, может быть множество. Но есть три основных метода, на которых базируются все остальные: продольный, поперечный и угловой. Отличаются они направлением перемещения резца по отношению к оси вращения заготовки:

продольный – резец двигается параллельно оси вращения;
поперечный – резец двигается перпендикулярно оси вращения;
угловой (тангенциальный) – резец двигается под произвольным углом к оси вращения.

Какой метод применять – решает уже мастер, исходя из целей, которые перед ним стоят.

Правила выбора домашнего оборудования

При выборе токарного агрегата для использования в домашних условиях стоит обратить внимание на некоторые рекомендации, которые помогут приобрести надежный и функциональный агрегат:

Пункт выбора	Рекомендация
Мощность токарного станка	Рекомендуемая мощность двигателя, которой достаточно для использования в домашних условиях, она находится в пределах 0,5-0,7 кВт. Оборудование мощностью 1 кВт и более, относится к полупрофессиональному.
Двигатель	Рекомендуется выбирать модели с асинхронным двигателем, который обеспечивает более длительное использование агрегата.
Максимальная величина диаметра обрабатываемого изделия	Для бытового использования достаточно диаметра до 400 мм.
Материал изготовления шестерней	Вместо пластмассы лучше выбирать шестерни из капролона.
Наличие или отсутствие роликовых подшипников на шпинделе	Благодаря наличию роликов достигается высокая точность обработки.
Скорость оборотов	Для первой передачи: 0-1500, для второй – 0-2500.
Количество скоростей	Одна или две
Тип бабки, расположенной спереди	Предпочтительнее выбирать модель со сквозным отверстием для протачивания длинномерных деталей.
Вес и габариты	Габариты должны быть удобными для использования в небольшом помещении, а вес – достаточный для того, чтобы верстак прочно удерживал его. Максимальный рекомендуемый вес составляет 90 кг.
Параметры электросети	Обычный мини-токарный станок подключается к электросети 220 В. Не стоит отдавать предпочтение агрегату, работающему от трехфазной сети, чтобы не прокладывать дополнительные провода.
Шаг делений лимба	Чем меньше величина делений, тем с большей точностью работает оборудование.
Наличие реверса	Полезное, но не обязательное дополнение.
Дополнительная оснастка	Экономичнее приобрести модель с базовой комплектацией и расширить ее в дальнейшем необходимыми оснастками, чем купить агрегат, в комплекте которого они уже заложены.
Ручное управление движением резца	Модель с возможностью самостоятельно переключать направление резца, предпочтительнее.

Помимо этого, следует обратить внимание на следующие пункты:

Интенсивность эксплуатации. Если аппаратом планируется пользоваться редко, не стоит выбирать мощную модель.
Точность регулировки скоростей: чем она точнее, тем больше выбор обрабатываемых материалов и лучше обработка.
От типа используемого материала для работы будет зависеть мощность агрегата.

Не менее важным критерием при выборе оборудования является его цена токарного станка.

Несмотря на то, что это не профессиональный прибор, цена мини-станка может достигать нескольких сот тысяч рублей.

Поэтому исходить нужно из своих финансовых возможностей.

Выбирать нужно станок с наличием необходимых функций, но при этом не самой низкой ценовой категории.

Плюсы и минусы токарного станка по металлу

Для полного ознакомления с оборудованием нужно знать его положительные и отрицательные стороны. Токарный станок по металлу для гаража или производства наделен следующими достоинствами:

Высокая чистота поверхности готовых изделий.
Точность обработки.
Возможность получения за один рабочий цикл готового сложного изделия.
Стружка, полученная после обработки, может переплавиться и использоваться повторно.
Оборудование помогает произвести крупногабаритные детали.

Токарный станок по металлу имеет следующие недостатки: