Изготовление токарного станка по металлу своими руками

Назначение оборудования

В технологии обработки материалов резанием принято различать установки для обработки по классам точности. Основным критерием является материал, которому требуется придать определенные формы и параметры:

• Деревянные заготовки вытачивают на станках, обеспечивающих точность до 1 мм.
• Изделия из конструкционной стали точат с точностью до 0,05 мм.
• На станках повышенной точности (обработка изделий из инструментальных сталей), оборудованных микрометрическими измерительными инструментами можно добиваться исполнения до 0,005 мм.

Для домашних условий создают деревообрабатывающее оборудование, а при необходимости работы над металлическими заготовками нужны станки по металлу. Основные отличия заключаются в приводе для инструмента.

Если нужно вытачивать деревянную деталь, используют упор. На него опирают инструмент. Продольную и поперечную подачу выполняют вручную.

Обрабатывая металл, приходится противодействовать значительным усилиям сопротивления. Руками удержать режущие кромки довольно сложно. Поэтому используют вспомогательные приспособления, которые позволяют стабилизировать положение. У станкостроителей есть понятие о прочности СПИД.

Расшифровывают эту аббревиатуру так: станок, приспособление, инструмент, деталь. Все эти элементы должны сохранять определенную жёсткость, тогда гарантируется требуемая точность при обработке.

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.

Детали для изготовления станины

На токарном станке изготавливают боковые стойки станины.

Боковая стойка

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

Монтаж направляющих на стойки

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.

Установка опорных и направляющих втулок главной подачи

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.

Монтаж опорных площадок суппорта и задней бабки

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.

Установка винта главной подачи

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.

Сборка передней бабки

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.

Сборка суппорта и резцедержателя

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.

Крепление электродвигателя должно обеспечивать возможность переброса ремня с одного шкива на другой

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.

Виды универсальных аппаратов

Современные производители предлагают пользователям обширный перечень токарных станков. Среди наиболее популярных можно выделить следующие их виды: токарно-винторезный, токарно-фрезерный, токарно-карусельный, токарно-револьверный.

Винторезный станок

Особенностью этого вида оборудования является наличие хода пиноли задней бабки. Благодаря этому, есть возможность оборудовать его патроном для сверления. Это позволяет использовать станок не только для выполнения токарных операций, но и для вытачивания заготовок с разным профилем, выравнивания, проделывания в заготовках канавок и углублений, подрезания размеров до необходимых показателей, высверливания отверстий. Для этого могут быть использованы плашки, резцы или метчики.

Если выбор пал на токарно-винтовой станок, рекомендуется учитывать такие его свойства:

• Размер (диаметр) заготовки, который можно рассчитать посредством измерения расстояния от станины до оси устройства.
• Максимальная длина детали. Этот показатель в большинстве моделях не превышает 2033 мм.
• Масса станка. С увеличением веса увеличивается уровень жесткости устройства, что имеет непосредственное влияние на точность выполняемой операции. Можно приобрести агрегаты, масса которых колеблется в пределах 600 — 4250 кг. Такие станки пользуются большой популярностью как на предприятиях, так и в домашних мастерских.

Фрезерное устройство

При помощи этого вида оборудования можно выточить заготовки не только из черных и цветных металлов, но и из пластика, и дерева. Конструкция устройства сочетает в себе два вида станков (фрезерный и токарный).

Универсальный токарно-фрезерный станок можно использовать для выполнения таких видов операций, как точение проходное, нарезание резьбы, накладывание фаски, выборка галтелей, вырезание прямых и криволинейных пазов, сверление отверстий. Это стало возможным благодаря наличию фрезерной части, расположенной в вертикальной плоскости станины. Такие станки нередко устанавливаются в школьных мастерских.

Популярность токарно-фрезерного оборудования обусловлена наличием присущих ему достоинств:

• Доступность. Комбинация двух видов станков приводит к экономии средств.
• Компактный размер. Его можно устанавливать в мастерской с небольшой площадью.
• Возможность монтажа разнообразных дополнительных элементов (резец, сверло, метчик, развертка, фреза, стамеска).

При выборе этого вида оборудования необходимо учитывать такие его характеристики:

• расстояние между центрами;
• размер заготовки;
• диаметр торцовочной и концевой фрез.

Наличие этих качеств обуславливает популярность токарно-фрезерного оборудования у пользователей.

Карусельный аппарат

Станки этого вида в основном применяются для обработки большого диаметра (больше 2000 мм) и размеров на больших предприятиях.

Револьверный агрегат

Основное предназначение этого вида устройств заключается в обработке заготовок, выполненных из калиброванного прутка. Особенность станков заключается в креплении режущего механизма, которое осуществляется на барабане вращающегося типа.

https://youtube.com/watch?v=QkSWxDsgXVw

Станки с числовым программным обеспечением

В процессе работы с этим видом станков требуется минимальное участие оператора. Стоит также отметить возможность выполнения всех типов операций с высокой точностью.

Каждый из вышеперечисленных видов токарных станков по металлу имеет особенности конструкции и предназначение.

Параметры токарного станка для гаража

При выборе токарного станка для гаража следует обратить внимание на его параметры. Чтобы оборудование полностью соответствовало требованиям, следует обратить внимание на основные критерии выбора:

Чтобы оборудование полностью соответствовало требованиям, следует обратить внимание на основные критерии выбора:

Вес и размер станка.Здесь следует отталкиваться от возможностей гаражного помещения.

Удобство подключения.Оно может быть однофазным или трёхфазным. Поскольку чаще всего в гаражах первый тип питания 220 В, то этот пункт следует учитывать. Делать отдельную проводку на 380 В для трёхфазного подключения специально для станка вряд ли есть смысл. В некоторых случаях есть возможность адаптации станочного агрегата для подключения к трёхфазной сети.

Детали агрегата.Этот пункт особенно важен

Следует обратить внимание на составляющие станка, особенно станину и суппорт. Они должны быть выполнены из твёрдых сплавов металла.

Мощность.У мини-агрегатов обычно показатель мощности не превышает 2,25 кВт

Существуют и так называемые маломощные оборудования, имеющие привод мощностью 0,15 к Вт. Стоит отметить, что последние не подойдут для обработки крупных деталей из прочных материалов. Для изготовления гаек и шайб вполне достаточно мощности до 1 кВт.

Оснащение.Выбирая гаражный станок стоит ориентироваться на его специализацию. Купив узкоспециализированный аппарат можно совершить ошибку. В зависимости от потребностей лучше купить сразу станок с необходимым оснащением в комплекте либо приобрести базовую комплектацию и, при необходимости, оснащать устройство дополнительными функциями. Второй вариант окажется более экономичным, поскольку докупать приспособления можно по мере возможности.

Частоту вращения.Данный фактор зависит от металлов, которые предстоит обрабатывать. Лучше выбирать оборудование с широким диапазоном регулировок скорости вращения, это даст владельцу больше возможностей.

https://youtube.com/watch?v=w0t0yhDGyOg

Мини станки

Токарные аппараты, которых можно отнести к настольным, имеют массу от 15 кг и до 200 кг. Для гаражного использования отлично подойдут мини станки весом не более 50 кг. Их удастся легко установить и, при необходимости, перемещать.

Не стоит выбирать самые лёгкие и маленькие агрегаты для гаража, поскольку они могут оказаться неустойчивыми и давать вибрацию при работе с деталями, что, в свою очередь, отразится на точности работы.

Напольные варианты

Напольные токарные станки позволяют обрабатывать большегабаритные заготовки и гарантируют высокую точность изготовления деталей. Однако такого рода оборудование имеет весомый недостаток – большой размер и вес. В связи с этим его использование в гараже не всегда будет удобным и вообще возможным.

Для домашнего использования производители предлагают настольные станки, с помощью которых удастся выполнить практически все виды токарных работ, предлагаемых напольным агрегатом. Основная разница лишь в размере.

Выбирая токарный станок по металлу для гаража стоит обратить внимание на несколько факторов. В первую очередь важны габариты и вес оборудования

Для гаражного помещения отлично подойдут настольные агрегаты.

Несмотря на небольшой вес они выступают в роли мини копии полноценной заводской модели и позволяют качественно выполнять необходимые работы. Единственное отличие – скорость обработки детали.

Также не стоит покупать самую маленькую модель, поскольку это может повлиять на устойчивость гаражного станка и даст вибрацию во время работы

При выборе следует обязательно обращать внимание на мощность агрегата, его функциональные возможности, материалы, составляющие, частоту вращения и тип подключения

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.

Основное предназначение токарного станка

ТВ 16 токарно-винторезный

В принципе работы любого токарного станка лежит обработка детали при ее вращении. Таким образом резак вставленный в плоскость вращения, при контакте с заготовкой будет удалять лишние элементы. Такое оборудование поддается автоматизации, благодаря чему оператор получает возможность для следующего:

1. Выполнять продольное точение цилиндрической заготовки с гладкой или ступенчатой поверхностью;
2. Обрабатывать уступы или канавки в будущей детали;
3. Выполнять проточку наружных или внутренних поверхностей конической формы;
4. Осуществлять нарезку резьбы, как внутренней, так и наружной при помощи резца или сверла;
5. Делать развертку или зенкерование отверстий металлической заготовки;
6. Отрезать лишние части или прорезать канавки;
7. Выполнить накатку рифлёной поверхности заготовки.

Главным назначением в применении токарного станка по металлу является обработка валов, втулок или дисков. Таким образом человек получает возможность из заготовки сделать ось, маховик, звездочки, различные вкладыши, прочее. Также на универсальном токарном станке можно выполнять обработку корпусных деталей.

Есть определенная классификация токарного оборудования. Они делятся следующим образом

1. По токарному признаку. Существует целых 9 подгрупп, при делении оборудования таким образом.
2. Размерному ряду. Классификация выполняется в зависимости от диаметра заготовки, которую вы будете обрабатывать.
3. Уровню специализации. В зависимости от профиля выполняемых работ и возможностей оборудования.
4. Классу точности станка.

Самыми известными и применяемыми для домашней мастерской являются токарно-винторезные станки.

Они получили свою популярность еще в советские годы, когда на них обучали молодое поколение обрабатывать металлические детали. Основное назначение станков этой группы, как раз подготовка специалистов для работы с более сложным оборудованием.

Это подразумевает простоту работы и освоения станка. А также высокий уровень безопасности и минимальные требования к технике безопасности при работе оператора.

Сейчас подобное оборудование выпускают современного образца. У таких моделей повышенный функционал, рассчитанный для работы предприятия, следовательно, подобное оборудование нецелесообразно устанавливать у себя дома.

Это будет дорого — нет смысла переплачивать за функционал, которым вы никогда в своей жизни не воспользуетесь.

Старые станки ТВ-16, которыми оборудовались практически все кабинеты труда и производственные мастерские для обучения специалистов в учебных заведениях, идеально подойдут для дома. Проблема заключается в том, что достать такое оборудование даже с резервации очень проблематично.

Можно конечно, купить по фото на Авито, но вы купите с рук, и не факт, что станок прослужит у вас долго, после старого хозяина.

Лучше всего сделать его самостоятельно, тем более, ничего сложного в этом нет. Потребуются инструменты и материалы, которые достать не проблема. Соорудив станок по металлу своими руками, вы не только получите оборудование для работы с заготовками, но и сэкономите массу средств на покупке и услугах токарей.

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.

2 Устройство и механизм действия самодельного станка

Перед тем, как приступить к созданию токарного агрегата для бытового использования, нелишним будет узнать об его основных узлах и механизме действия подобного оборудования. Элементарный станок состоит из следующих частей:

• две бабки;
• рама;
• два центра: один из них является ведомым, другой – ведущим;
• упор для рабочего режущего инструмента;
• электрический привод.

Механизмы станка устанавливаются на станину (в самодельном агрегате ее роль выполняет рама). Вдоль этой основы агрегата передвигается задняя бабка. Передняя бабка необходима для размещения базового узла вращения оборудования, она выполняется неподвижной. В станине монтируется и передаточное устройство, соединяющее ведущий центр с электродвигателем. Через данный центр происходит передача требуемого вращения обрабатываемой заготовке.

Станина «домашнего» станка обычно выполняется из деревянного бруса, также можно использовать уголки или профили из стали (металла). Не имеет значения, какой именно материал для рамы вы выберете, главное, чтобы он жестко фиксировал центры установки.

На самодельный токарный агрегат допускается устанавливать практически любой электрический мотор, даже совсем небольшой по мощности, но при этом стоит понимать, что его технических характеристик может не хватить для качественной обработки деталей, особенно, если речь идет о металлообрабатывающем аппарате. Малая мощность электродвигателя не позволит работать с металлом, а вот с деревянными заготовками способен справиться даже мотор мощностью около двухсот ватт.

Как устроен станок — важные конструктивные элементы

Схема конструкции.

У любого оборудования обязательно есть базис, без которого функционировать оно не будет. В токарно-винторезном станке, такими конструктивными элементами являются:

1. Передняя и задняя бабки;
2. Станина или рама, которая является основой для оборудования;
3. Электропривод;
4. Центры управления — ведомая и ведущая части станка;
5. Подручник, куда оператор будет упирать режущие инструменты для обработки детали.

Сюда же можно включить заземление и защитный экран. Первое обеспечит вам безопасность от поражения электрическим током, а второе защитит от попадания стружки в лицо.

Агрегат будет устанавливаться на специальной станете. Если вы самостоятельно изготавливаете данное оборудование, такой станиной является рама.

Совет: лучше всего подобрать для основы качественный и прочный металл. Чем крепче станина, тем надежней будет фиксироваться оборудование. Это исключает дребезжание токарно-винторезного агрегата.

Вдоль рамы будет установлена задняя бабка. Это устройство является подвижным. Передняя — неподвижная. Она связывается ременной передачей с приводом, который и заставляет заготовку двигаться.

У токарно-винторезного оборудования центр, является ведущим, будет соединять двигатель вместе с передаточным для вращения устройством. Сам электропривод лучше всего установить на станине. В домашних условиях для создания станины лучше всего подойдут прочные металлические уголки, профили. Вам также потребуется несколько деревянных брусков, которые будут устанавливаться в качестве подставки, чтобы устранить вибрации оборудования.

Тут важно не столько что вы будете использовать, сколько устойчивость готовой рамы. В качестве электропривода подойдет мотор, лучше всего, чтобы он был из-под стиральной машины высокой мощности

Запитываться вся установка будет напряжением 380В, поэтому вам обязательно будет провести в гараж провода способные обеспечить это требование. Также нужен будет старый стол, который будет подставкой для станка. Лучше всего выбрать крепкий стол из древесины или металла.

Передача оборотов на валы может выполняться при помощи цепной, фрикционной или ременной передачи. Ремень лучше всего подойдет, потому как является самым эффективным, простым и надежным видом.