Самодельный токарный станок по металлу

Конструктивные особенности

Для того чтобы создать токарный станок следует знать из чего он состоит. Он состоит из следующих частей:

1. рама;
2. задняя и передняя бабка;
3. электропривод;
4. суппорт с держателем для резца;
5. двигатель.

Кроме этого конструкция может включать и другие элементы, в зависимости от предназначения токарного станка по металлу.

Рама

Основным предназначением рамы – жестко связывать между собой все элементы. Сделать ее можно своими руками. При этом учитывают следующие нюансы:

1. Размеры детали.
2. Мощность установленного привода.
3. То как расположены составляющие токарного станка по металлу: практически все чертежи токарного станка по металлу схожи, но все же имеют отличия.

Как правило, основание изготавливают из стали, элементы станины связывают между собой сваркой и резьбовым соединением.

Сделать станину можно из стальных уголков или профиля. Своими руками сделать станину для токарного станка довольно просто, главное учитывать правильность, выдерживать параллельность и перпендикулярность.

Передняя бабка

Основным составляющими конструкции можно назвать переднюю бабку, которую также можно сделать самому.  Ее основными особенностями является:

1. через нее происходит связь ведущего центра и электродвигателя;
2. промышленный вариант имеет переднюю часть, которая состоит из коробки скоростей и подач самому сделать подобную конструкцию, которая позволит регулировать скорость вращения шпинделя и силу подачи, довольно сложно.

При создании подобной конструкции своими руками зачастую выходной вал жестко соединен с патроном, в котором крепится заготовка. Изготовление более сложной конструкции требует определенных расчетов. Единственным простым решением, которое позволяет регулировать скорость вращения шпинделя, можно назвать использование ременной передачи и различных по диаметру шкивов. Она имеет корпус для защиты мастера и окружающих от движущихся элементов. Токарный станок должен иметь мощность привода более 800 Вт.

Электродвигатель

В движение шпиндель и другие элементы приводит установленный двигатель. Своими руками создать электродвигатель достаточно сложно, поэтому его придется приобрести. При его покупке следует учесть:

1. может использоваться даже 200-ваттный вариант;
2. при выборе стоит помнить о том, что слабый двигатель может перегреться от сильной нагрузки;
3. если двигатель установлен без ременной передачи, то при продолжительной остановке электродвигатель выйдет из строя.

Мини или настольный вариант подобного оборудования может быть без передачи. Это связано с тем, что токарный настольный вариант исполнения не предназначен для обработки больших деталей. Настольный токарный станок своими руками по металлу создается с учетом того, что вдоль направления вала электродвигателя также присутствует усилие. При условии длительной обработки происходит разрушение подшипников.

Создавая мини вариант своими руками не рекомендуется использовать коллекторный электродвигатель. Это связано с тем, что при падении нагрузки значительно повышается количество оборотов. Создаваемая центробежная сила даже при использовании мини кулачкового патрона может привести к вылету заготовки.

Задняя бабка и резцедержатель

Часто в конструкцию включают блок для крепления заготовки со второго конца, который используется для лучшей фиксации. Сделать ее можно самостоятельно с учетом следующих нюансов:

1. она должна быть расположена параллельно длинной стороне станины;
2. для того чтобы можно было обрабатывать как мини и так и большие заготовки она должна передвигаться вдоль станины.

Однако ее может и не быть. Все зависит от того, будет ли обрабатываться мини или большая заготовка.

Резцедержатель сделать самому можно. При рассмотрении данного устройства стоит помнить, что резец должен крепиться крепко и устанавливаться под различным углом к обрабатывающей поверхности.

Варианты модернизации

Модернизация станка должна идти в нескольких направлениях это:

• повысить мощность, поставив электродвигатель нового поколения;
• увеличить число рабочих передач для широкого перебора скоростей;
• повысить жёсткость в узлах станка;
• установка механической и электрической защиты для более безопасной работы;
• добавление вспомогательных узлов.

Ремни от шкивов

Ремни для шкивов лучше подбирать из поликлиновых ремней от автомобилей. Автомобильные ремни имеют большую площадь контакта (не проскальзывают), небольшая толщина (может работать с меньшими радиусами не перегреваясь), без биений (нет шума).

Кнопка экстренного торможения

Торможение в токарных станках необходимо. Проще всего делать модернизацию электрической схемы. Асинхронные двигатели рекомендуется тормозить подачей на клеммы двигателя постоянного напряжения на непродолжительное время (1-2сек.)

Установка защитного кожуха

Защитный кожух в обязательном порядке защищать шкивы и ремни передачи на шпиндель. Рекомендуется делать защитный кожух со стеклом для защиты глаз от стружки.

УЗО и другие защитные устройства

УЗО, предохранители, термореле, автоматы защиты, защитные кнопки должны быть установлены на токарном станке обязательно. Провода должны быть правильного сечения. Надежно закреплены на контактных площадках. Средства электрической защиты гораздо дешевле собственной жизни.

Освещение

Освещение зоны реза настольной лампой с гибкой арматурой поможет работать на станке. Единственное замечание: лучше использовать пониженное напряжение для питания лампы. В промышленных станках использовалось напряжение 36 В.

Разборная основа

Разборная основа не рекомендуется для домашнего токарного станка. Чем массивнее основа станка, тем меньше вибрация и выше качество изготовления деталей.

Применение наждачного или шлифовального круга

На токарный станок можно устанавливать наждачный и шлифовальный круг для расширения возможностей токарного станка. Наждачный круг при работе на токарном станке необходим для заточки резцов.

Какие подручные средства можно использовать?

Для самодельных станков, кроме деталей от списанных токарных станков некоторые используют электрическую дрель как электропривод.

Установка передней и задней бабки

Одни из самых главных деталей станка — это передняя и задняя бабки. Между ними зажимается заготовка. Передняя бабка непосредственно осуществляет вращение изделия.

Важно!
Для изготовления основы передней бабки – шпиндельного вала — необходимо обратиться к профессионалам токарям по металлу или найти готовую деталь или в целом готовые модули бабок в специализированных магазинах.

Конструкция передней баки состоит из двух подшипников типа S, V или U, которые крепятся болтами к станине вала, выточенного, из углеродистой стали диаметром 40 мм, патрон для зажима детали.

Вал оборудован тремя или четырьмя штифтами, которые способствуют ликвидации вибрации. Вал пропускается через подшипник и на него крепят штифты с креплением шпонкой или другим фиксатором цилиндрических деталей, после вал закрепляется на втором подшипнике, который уже намертво притягивается болтами к стальным уголкам или доске станины.

Задняя бабка также производит вращательные движения, однако не приводит изделие в движение. Особенно важным является зафиксировать заднюю бабку на одной оси с передней, ведь от этого будет зависеть вся последующая работа.

Справка. Для последующего контроля оси переднюю бабку можно сконструировать с юстировочными винтам, которые позволят незначительно изменять ось вращения передней бабки.

Задняя бабка состоит из следующих элементов:

1. Основание из стального уголка или аналогичного материала, подобное основанию передней бабки.
2. Направляющая труба.
3. Внутренняя трубка или пиноль. Изготавливается таким образом, что ее можно поместить в направляющую трубу, а после пропустить через пиноль приводной винт.
4. Приводной винт. Винт с гаечной резьбой под трубку пиноли. Для крепления маховика на задней части предусматривается 8 мм резьба.

Устройство профессионального оборудования

Для того чтобы в точности представлять для себя возможности токарного станка, лучше всего ознакомиться с устройством и принципом действия профессионального оборудования на примере агрегата 1д95.

Это токарно-фрезерное оборудование обладает повышенной универсальностью и функциональностью.

Станок 1д95 способен выполнять качественную обработку как наружных, так и внутренних поверхностей деталей, которые относятся к телам вращения самого разного осевого профиля.

Видео:

Агрегат 1д95 способен, в том числе, с высокой точностью производить нарезку резьбы самых разных типов, включая метрическую, модульную, а также питчевую и дюймовую.

Станок 1д95 может успешно выполнять свои функции не только в стационарных, но и передвижных мастерских. В его состав одновременно входит несколько различных агрегатов, а именно: токарно-фрезерный, заточный, а также сверлильный. Следует отметить, что каждый агрегат имеет свой самостоятельный привод, что повышает общую универсальность всего станка в целом.

В состав агрегата 1д95 входит достаточно большое количество самых разных узлов и элементов. Одним из основных является достаточно массивная станина, выполненная из стали и обладающая повышенной прочностью.

Как и в любом другом токарном оборудовании, в состав приспособления 1д95 входят такие элементы, как суппорт, бабки, рабочий стол, а также шкаф управления.

Стоит отметить, что станок 1д95 имеет большое количество и органов управления в виде соответствующих рычагов, маховиков, выключателей и тумблеров. Агрегат способен работать на различных скоростях и имеет зубчатые колеса сменного типа.

Конструкция задней бабки позволяет работать, в том числе, и с длинными заготовками, а кроме этого, выполнять сверление технологических отверстий разного диаметра.

Станок данного класса относится к профессиональному оборудованию, а для работы на нем необходимо иметь соответствующую квалификацию.

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.

Особенности изготовления остальных конструктивных элементов

Лучше (если имеется возможность) отдельные комплектующие взять от списанного оборудования. Даже при необходимости переделки это проще, чем изготавливать с нуля. Вот некоторые варианты мы и рассмотрим.

Салазки

Выточить из прутка и сложно, и нецелесообразно. Прочность не будет соответствовать требованиям. Проще использовать готовые элементы. Например, стойки амортизаторов.

Пиноль

Нередко в самодельных токарных станках задний упор делается фиксированным. Можно использовать обычный болт, предварительно заострив торец его ножки.

Резцедержатель

Автор использовал 2 металлические пластины 4 мм. Чтобы инструмент надежно фиксировался и быстро переустанавливался, по центру нижней приваривается ось с резьбой, в верхней – отверстие соответствующего диаметра. Для зажима резца – гайка с «ручкой». Перекос верхней пластины при затягивании исключается, так как по ее углам высверливаются еще отверстия, а к нижней (под ними) привариваются вертикальные стойки (отрезки прутка). В результате «зажимная» пластина перемещается строго вниз/вверх.

https://youtube.com/watch?v=5yWKDC6Fa6Q

Полезные советы

Собирая токарный станок, правильнее ориентироваться на перспективу. В быту приходится обрабатывать не только заготовки из металла, но и из других материалов – пластиков, оргстекла, древесины. Вывод напрашивается однозначный – если уж своими руками и делать токарное оборудование для домашнего использования, то необходимо стремиться к его универсальности. В частности, к возможности изменения скорости вращения шпинделя в большом диапазоне.

Рекомендуемые скорости обработки материалов (об/мин):

• древесина – 700 – 2 400;
• металл – 85 – 940.

Определяясь с габаритами токарного станка, следует ориентироваться на размеры заготовок, которые предполагается обрабатывать. Конкретные рекомендации по этому пункту бессмысленны, а вот напомнить основные параметры маломощного промышленного оборудования стоит (в мм).

• Длина – 1 150.
• Ширина – 600 – 620.
• Высота оси шпинделя – порядка 180. Это позволит обрабатывать заготовки сечением до 175 мм.

Чтобы токарный станок был действительно «рабочим», перед составлением его чертежа желательно ознакомиться с основными характеристиками любительских моделей промышленного изготовления. Линейные параметры – не главное. Есть еще и такие показатели, как размер суппорта и пределы его перемещения, расстояния между центрами, скорость подачи и так далее. Это существенно облегчит выбор оптимального варианта станка для сборки своими руками.

Особое внимание следует уделить совпадению центров шпинделя (зажимного патрона) и пиноли. Их должна соединять горизонтальная прямая

Невыполнение данного условия приводит к появлению люфтов, биений заготовки в процессе металлообработки. Как результат – ее повреждение. Плохо, но не критично. Если под рукой много «железа», можно и заменить. Но вот перспектива постоянно приобретать новые резцы (а они в таком самодельном станке будут «лететь» непременно и довольно часто) вряд ли кого устроит.

В процессе сборки неизбежно возникнут вопросы, как лучше сделать своими руками «то или это». Автор советует в случае затруднения посмотреть имеющиеся в интернете фотографии токарных станков – и заводских, и самодельных. Приемлемое решение обязательно найдется.

Удачи в конструировании и металлообработке!

Плюсы самостоятельной сборки станка

В домашнем хозяйстве токарная установка — это незаменимая вещь. Конечно, лучше купить промышленный агрегат, который будет надёжен и долговечен, но это дорогостоящая вещь. Кроме того, промышленная установка громоздкая, поместить её в жилом помещении не получится.

Сборка станка — это хороший вариант для экономии денег и пространства. Он будет не такой функциональный, но отлично справится с обработкой металлических деталей, нарезкой резьбы, накаткой рифлёных поверхностей и созданием необходимой геометрической формы.

Такое приспособление способен освоить даже новичок токарного дела. Лёгкое управление позволяет управляться с металлическими деталями без посторонней помощи и постоянных вопросов. Минимальные габариты умещают такой агрегат на небольшом столе, а материалы, из которых он собран, легко заменить новыми в случае поломки.

Самодельная сборка расширяет выбор типа установки и делает его многофункциональным в плане обработки различных материалов. Некоторые станки подходят для обработки древесины, в то время как другие лучше справляются с металлическим материалом разного качества

На этом этапе важно определиться со своими предпочтениями и целями, для которых он будет использоваться

Изготовление

Самодельное устройство подойдет для выполнения нескольких действий:

• обработки торцов;
• подрезочных работ;
• нарезания внутренней, внешней резьбы;
• точения.

При сборке необходимо учитывать ряд особенностей:

1. Для коллекторного электродвигателя нужно устанавливать редуктор. Он необходим для компенсации неравномерности хода основных механизмов.
2. До сборки нужно продумать расположение основных частей, способы их соединения.
3. Работу по связке электроники лучше доверить специалисту, чтобы при эксплуатации оборудования не возникло короткого замыкания.

Коллекторный двигатель (Фото: Instagram / rckostroma)

Составление чертежа

Прежде чем начинать сборку самодельного оборудования, нужно подготовить чертеж. На нем необходимо нарисовать станок с разных сторон и указать:

• размеры оборудования;
• расположение основных частей;
• места крепежа.

Чертеж можно найти в интернете или подготовить его самостоятельно.

Подготовка

После составления схемы нужно подготовить место для размещения оборудования. Должно быть достаточно свободного пространства, чтобы можно было обойти оборудование с разных сторон. Если конструкция будет крупногабаритной, с большой массой, необходимо сделать для нее отдельное основание.

Инструменты и расходные материалы

Для сборки нужно подготовить:

• профильные трубы, металлические уголки;
• листы металла для сборки корпуса;
• приводные ремни разного диаметра;
• гайки, болты для крепежа отдельных частей;
• стальные прутья;
• шпиндель (его можно изготовить из болта, который имеет острозаточенный конец;
• провода, кнопки, регуляторы;
• подшипники;
• стальные пластины;
• зажимы для удержания резцов;
• набор ключей;
• сварочный аппарат;
• втулки;
• болгарку;
• дрель и сверлами по металлу.

Также нужно уделить внимание выбору электродвигателя. Для обработки небольших заготовок подойдет двигатель мощностью не более 1 кВт, например, электромотор от кухонного комбайна, швейной или стиральной машины

Если предстоит работа с крупными деталями, лучше выбирать двигатель мощностью от 1,5 до 2 кВт.

Дрель (Фото: Instagram / skupka25kopeek)

Сборка

Процесс изготовления состоит из нескольких этапов:

1. Сборка рамы. Ее можно сварить из металлических труб, уголков.
2. Изготовление боковых стоек.
3. Соединение стоек.
4. Установка втулок на направляющие. Они нужны для установки задней бабки.
5. Изготовление площадки из стальных пластин, на которую будет устанавливаться пиноль, суппорт.
6. Установка ходового винта.
7. Закрепление штурвала, нониуса.
8. Изготовление второй металлической площадки, на которую будет закрепляться передняя бабка.
9. Сборка резцедержателя, суппорта.
10. Установка электродвигателя.
11. Соединение оставшихся элементов, закрепление ремней.
12. Подключение проводов, настройка оборудования.

Как изготовить резцы?

Стоимость наборов качественных моделей высока, а самостоятельно их изготовить не составит труда. Тем более, что профессионалы предпочитают изготавливать инструмент своими силами.

Для изготовления резцов по дереву своими силами необходим электрический станок для заточки металлических инструментов или болгарка с отрезными и шлифовальными дисками.

Лезвия для резца по дереву можно изготовить из высококачественной стали.

Это может быть:

• Сверло.
• Скальпель.
• Советские напильники особенно широко применяются для изготовления самодельных резцов.
• Лезвие ножовки по металлу.
• Лезвие циркулярной пилы, углеродистая сталь так же популярна, ведь заточенные резцы из углеродистой стали дольше прочих держат заточку.

Процесс создания резца несложен:

1. Первым делом болгаркой (УШМ) нарезаются полосы нужного размера.
2. Болгаркой или электрическим точильным станком формируется необходимая форма лезвия.
3. После посредством смены зернистости абразивных дисков затачивается заготовка и острие резца готово. Остается лишь оформить рукоятку. Наиболее твердая древесная порода – дуб отлично подходит для изготовления рукоятки. Также популярны береза и яблоня, которые не сильно уступают в своей податливости при обработке.

Лезвие помещается наполовину, раскроенного вдоль, бруска-заготовки будущей рукоятки и приклеивается столярным клеем. Можно также выбрать выемку в бруске, точно повторяющую форму острия. После бруски зажимают под прессом и склеиваются. Происходит обточка рукоятки до эргономичной формы и обжигается газовой горелкой, обрабатывается маслом или лакируется.

Оптимальными размерами рукоятки принято считать длину около 12 см, а заготовка под рукоять, может быть сечения 22*22–24 мм. После ошкуривания рукоятки на стамеску надевается зажимное кольцо, которое надежно фиксирует лезвие в деревянной ручке.

Важным этапом подготовки резца по дереву является его заточка.

Углы заточки фасок равны для всех видов резцов и достигают порядка 18–25 градусов. Длина острия в среднем равна 20–35 мм. Для сохранения остроты лезвия в процесс работы оно периодически охлаждается в емкости с холодной водой.

Заточка выполняется следующим образом:

1. Посредством точильного бруска, периодически смачиваемом водой.
2. Заточка на менее зернистом бруске и на наждаке самой малой зернистости.
3. Полировка кожаным ремнем с пастой ГОИ. Паста ГОИ продается в любом автомобильном или хозяйственном магазине.

История возникновения

Непосредственно аналоги современных токарных станков были изобретены еще в глубокой древности. Привод изначально был ручной, а затем — ножной.

На таком станке обычно обрабатывались деревянные изделия. Чтобы приступить к обработке металла пришлось усовершенствовать конструкцию.

Сначала придумали станок, в котором заменили необходимость вручную держать обрабатываемую деталь, на механический держатель.

Наиболее широким изготавливались токарные станки на оружейных заводах. Там же их и совершенствовали, изобрели суппорт, ходовой винт, шестеренчатый перебор. Непосредственно включение суппорта уже сделали автоматическим на некоторых моделях оборудования.

Так производили оборудование до начала 20 века, а после революции появилась коробка передач. Позволявшая менять скорость обработки заготовки.

Правила пользования оборудованием

Всё хорошо? Тогда изучите следующие правила эксплуатации:

• Правильно подбирайте заготовку. Она не должна иметь трещин и быть сучковатой.
• Надёжно фиксируйте заготовку перед тем, как начать с ней работать.
• Обязательно проверяйте заземление перед включением станка.
• Пользуйтесь защитным экраном и сменной спецодеждой.
• Проверяйте инструмент перед началом работы на целостность и надёжность крепления. Все найденные дефекты сразу же устраняйте.
• Используйте древесину, влажность которой не превышает 20%.
• Сохраните чертежи станка.
• Каждый раз подкладывайте под ноги резиновый коврик.

Составные части мини-токарного станка по металлу

Состав любого токарного устройства традиционный, все нижеперечисленные элементы присутствуют вне зависимости от того, каким образом он сделан – вручную дома или промышленным образом.

Устройства состоят из следующих составных частей:

Станина

Главный несущий элемент всей конструкции, придающий ей жесткость и прочность. Станина самодельного токарного станка по металлу изготавливается из деревянного бруса или металлических заготовок в виде готовых уголков.

Главное требование к станине – необходимая прочность, так как конструкция станка во время процесса обработки подвергается воздействию сильной вибрации.

Привод

Главный элемент той части, отвечающей за мощность работы. Привод нужно выбрать очень правильно исходя из нужно мощности. Это задача непростая, над которой следует хорошенько подумать.

Количество оборотов при таких приводах – около 1500 оборотов в минуту, а мощность – 200Вт или немного выше.

1. Задняя бабка.
   Это специальная пластина из стали, к которой приваривается тоже стальной уголок. Она нужна для плотной фиксации обрабатываемой детали к станине для качественной обработки.
2. Передняя бабка.
   Это такая же часть, как и задняя бабка, но в отличие от передней она фиксируется на подвижной раме аппарата.
3. Передний и задний центры.
4. Суппорт.

Это один из ключевых факторов для рабочих элементов аппарата, информацию о котором читайте ниже.