Варианты крепления самодельного шпинделя
Варианты крепления самодельного шпинделя
Для изготовления данного устройства потребуется:
Передняя бабка токарного станка по дереву и металлу — устройство, назначение
Передняя бабка — это один из основных узлов токарного станка по дереву, от которого зависит точность расположения и движения заготовки. Кроме передней, на любом станке есть и задняя бабка, на которую крепится режущий инструмент. Обе они закреплены на станине — базе любого обрабатывающего станка и различаются местом расположения. Шлифовальные станки оснащаются третьей — шлифовальной, отвечающей за движение шлифовальной поверхности.
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.
Общая конструкция самодельного оборудования
Общая конструкция самодельного токарного станка должна повторять и по возможности использовать элементы промышленных. Конструкция уже отработана. И просто в различных вариациях с улучшениями и дополнениями повторяют ту конструкцию, которая была у станков, на которых работали при Петре I.Не требуется изготавливать и устанавливать абсолютно все, что есть у промышленного образца. (например, гитару) Достаточно изготовить станину, суппорт, шпиндель. Остальные узлы, это только для решения специфических задач.
Станина
Станина – это основа станка. От жесткости станины зависит точность изготовления деталей. При точении возникают сильные вибрации. Особенно если надо точить большие диаметры или использовать качественные сорта стали. Прочность и качество изготовления станины основа и залог успеха изготовления всего станка.Практических вариантов два:Сваривается массивная рама. Некоторые используют куски рельсов, швеллера или стальных профильных труб. Свариваются на ровной площадке с обязательным выдерживанием углов и плоскостей. В основание прекрасно подойдет металлическая плита толщиной 10-20 мм. Применение толстостенных труб для бурения также дают хороший результат.Обеспечивает высокие характеристики по жесткости и гашению вибраций. Нижнюю часть станка изготавливают из железобетона с креплением больших уголков или швеллеров в качестве направляющих. Швеллер является оптимальным вариантом. На швеллере удобно крепить нужные элементы.На боковых, места крепления вспомогательных механизмов. Выравнивание направляющих удобно выставлять с помощью полосок стекла, инструментальной линейки или других жестких шлифованных поверхностей подходящего размера.
Суппорт
Основа суппорта — это направляющие по которым происходит продольное и поперечное перемещение резца в резцедержателе. На промышленных станках традиционно используется направляющие скольжения «ласточкин хвост». В домашних условиях такой узел изготовить невозможно. Поэтому используются направляющие:- цилиндрические (например, детали гидроцилиндра)
- профильным рельсам с подшипниками качения.
Поперечное и продольное движение должно обеспечиваться использованием ходовой пары винт – гайка. В механизмах перемещения используются резьбовые шпильки, трапецеидальные винты или шарико-винтовые пары. Наиболее надежный вариант – применение шарико-винтовых пар.Очень устойчив к перегрузкам и вибрациям. Но в домашних условиях изготовить ШВП невозможно. Приобрести от списанного станка, возможно хотя и дорого. Использование трапецеидального винта с гайкой наиболее оптимальный вариант по отношению цена — качество.
Трапецеидальные винты шире распространены чем ШВП более точно передают движение. На таком соединении винт – гайка можно предусмотреть механизм компенсации люфта. Использовать резьбовую шпильку, возможно, но только на очень простых конструкциях, где не требуется большая точность.Для соединения частей суппорта используют стальные пластины толщиной 10 – 12 мм. обрабатывают по размерам направляющих и сверлят отверстия в нужных местах. Для достижения перпендикулярности сверлить дрелью не получится. Требуется использовать сверлильный станок.
Отверстия предварительно сверлить меньшим диаметром и проходить разверткой. Этим достигается качество изготовления. Используя пластины, суппорт собирается как конструктор с качеством не хуже, чем промышленные.
Передняя бабка
Передняя шпиндельная бабка используется для крепления заготовки и вращения ее для обработки. Состоит из корпуса, шпинделя, механизма привода.Шпиндель представляет из себя полый вал, на одной стороне которого один или несколько шкивов на привод, на другом патрон, в котором крепится деталь. Вместо, патрона можно использовать три или четыре болта с предварительно приваренными гайками.Лучше использовать стандартный трёхкулачковый патрон. Центровка заготовки в нем происходит автоматически. Четырёхкулачковый патрон используется, когда надо расточить отверстие в нецилиндрической заготовке или сделать расточку в стороне от оси. В домашней мастерской или гараже такое может понадобиться очень редко.
Шпиндель крепится в корпусе передней бабки очень жестко. Не должен создавать вибрации или биений. Для этого используются минимум два шарикоподшипника.В корпусе передней бабки возможно устанавливать коробку скоростей и передачу на суппорт через ходовой вал. Скорости можно переключать, используя несколько шкивов разного диаметра на шпинделе и приводном механизме.
Задняя бабка
Задняя бабка используется для удержания заготовки соосно шпинделя. Ее, как и шпиндель лучше найти готовой. Часто на задней бабке крепится инструмент для сверления отверстий, нарезания внутренней и внешней резьбы в заготовке. Состоит из подвижного основания и пиноли.В пиноли находится центр. Если длина обрабатываемой детали большая, то передвинув по салазкам заднюю бабку к детали. Закрепляют бабку и центром поджимают заготовку, установленную в патроне. Так создается надежное крепление детали для качественной обработки. Также вместо центра можно крепить сверла, метчики, зенкеры, развертки и другой инструмент.
Резцедержатель
Предназначен для крепления резцов. В резцедержателе можно одновременно установить два или четыре резца. Их можно менять специальной рукояткой не выключая станок. Резцедержатель устанавливается в верхней части суппорта.Электрический привод
Электрический привод предназначен для вращения шпинделя. Возможно сделать двигатель и шпиндель на одной оси через муфту. Но надо помнить, что в процессе обработки заготовки на шпиндель действуют не только радиальная, но и осевая нагрузка. Если шпиндель будет расположен соосно двигателю, который не рассчитан на осевые нагрузки, то он быстро выйдет из строя.Поэтому используется ременная передача и шкивы. Двигатель крепится на качающуюся площадку, которая обеспечивает натяжение ремней. Возможно использовать не только ременную, но и цепную передачу. Или использовать гитару с набором шестеренок.
Кроме токарного станка, в процессе работы понадобятся такие инструменты и оборудование:
Для чего токарный станок предназначен
Среди различных станков для обработки металла, токарный был среди первых, которые могли обрабатывать любой материал, металл, пластик или дерево. Данный станок позволяет получить детали различной формы, у которых обработана наружная поверхность, выполнена сверловка отверстий или расточка, нарезана резьба или сделана накатка рифленой поверхности.Существует много моделей токарных станков, которые выпускают производители оборудования для разных целей. Но промышленные станки, в большинстве случаев, дорогие, отличаются большими габаритами и массой и чересчур сложны, чтобы использовать их в домашних условиях. Отличным альтернативным решением станет собрать токарный станок по металлу своими руками, этот механизм будет небольшим, простым в управлении и позволит быстро делать небольшие детали из металла или дерева.Токарный станок дает возможность изготовить колеса, оси и другие детали с круглым сечением. Для домашнего мастера иметь в своем арсенале станок для токарных работ по дереву очень удобно. На нем можно выточить рукоятки для инструментов, различные детали для ремонта мебели, держаки для лопат или грабель. Развиваться можно постепенно, от простых деталей, накапливать опыт, постепенно научиться вытачивать элементы фигурной мебели или детали для изящных парусников.В токарном станке заготовка фиксируется в горизонтальном положении и станок вращает ее с большой скоростью, далее, двигающийся резец снимает излишки материала, чтобы получить деталь. Хотя сам принцип действия токарного станка кажется простым, чтобы обеспечить надежную работу потребуется точная, согласованная работа множества деталей, составляющих механизм станка.А вот с изготовлением более «серьезного» оборудования стоит разобраться подробнее.
Самодельный токарный станок по металлу
Токарный станок всегда был самым востребованным типом сложного оборудования. Использовать его для точения самоделок мечтают многие умельцы. Останавливает их необходимость денежных вложений.Да и готовые модели, несмотря на очевидные достоинства, зачастую просто не помещаются в условиях домашней мастерской. Решить эти противоречия способен самодельный токарный станок. Он строится под уникальные требования, с использованием простых материалов.Конечно, такая конструкция не превзойдет промышленных продуктов, но первая же успешная самоделка на токарном станке оправдает все затраты времени и усилий.Самодельный токарный станок
Особенности конструкции
Задача сделать токарный станок не настолько сложная, как кажется на первый взгляд. Важные конструктивные элементы просто копируются с промышленных образцов.При этом схема самодельного токарного станка не требует реализации всех сборочных единиц, присутствующих в заводских моделях. Изготовить потребуется станину, суппорт и шпиндель.Другие узлы понадобятся только для решения специфических задач.Конструкция станины
Основу рабочей части большинства станков выполняет станина. Массивное основание предназначено для установки всех механизмов, а также выполняет функцию гашения вибраций, неизбежно возникающих при механической обработке.От правильного выбора станины будут зависеть очень многие характеристики готового изделия. Классические, литые из чугуна, конструкции, в самодельном станкостроении не используются по причине высокой сложности технологии. Практическое применение нашли станины монолитного или сварного типа.Монолитный вариант обеспечивает высокие характеристики по жесткости и гашению вибрации. Основной его недостаток – большой вес. В качестве такого основания отлично подойдет металлическая плита толщиной 10-20 мм. В зависимости от назначения станка возможно применение и других материалов.Монолитные основания доступно получить и с помощью других технологий, например, литьем из полимербетона.Станина для самодельного токарного станкаСварная станина выполняется в виде рамы прямоугольного сечения. Для ее изготовления, наиболее часто применяются разнообразные металлические профили. Сварная рама токарного станка отличается простотой изготовления и малой массой.Но кажущаяся простота такого решения оборачивается необходимостью дополнительной обработки посадочных мест под установку оборудования. Компромисс можно достичь, выбрав обычный швеллер.На горизонтальной грани швеллера устанавливаются необходимые элементы, боковые используются в качестве подставки и места крепления вспомогательных устройств.
Станочный суппорт
Чтобы изготовить самодельный суппорт токарного станка своими руками понадобятся направляющие, по которым будет выполняться продольное и поперечное перемещения. В промышленном оборудовании традиционно используются направляющие скольжения типа «ласточкин хвост». В домашних условиях качественно изготовить такой узел невозможно.Поэтому, при выборе, предпочтение отдается готовым цилиндрическим или профильным рельсам с линейными подшипниками. Наилучший вариант построения системы перемещений заключается в установке рельс с подшипниками качения. Они позволяют получить высокую точность, отсутствие люфтов, надежность и длительный срок службы. Не зря такие рельсы стали очень популярны у производителей станков во всем мире.Ведущим их недостатком считается только высокая стоимость.Существует и дешевое решение. Оно подразумевает использование полированных валов от старых принтеров или иного оборудования.Движение в продольном и поперечном направлениях, создается с использованием ходовых пар типа винт-гайка. В машиностроении применяются механизмы, построенные на основе резьбовых шпилек, трапецеидальных винтов или шарико-винтовых пар (ШВП).Выбор стандартных шпилек оправдан только для очень простых станков, так как не обеспечивает должной точности и долговечности. Трапецеидальный винт более надежен, устойчив к большим нагрузкам. Лучший, но дорогой, вариант подразумевает применение ШВП.Именно они устанавливаются в точном промышленном оборудовании. Крепление ходовых винтов требует применения подшипниковых блоков, обеспечивающих свободное вращательное движение и невозможность возвратно-поступательного.Такой блок можно сделать самостоятельно, но лучше использовать модели серийного изготовления.Для соединения составных частей суппорта между собой подойдут стальные пластины толщиной 8-10 мм. Их достаточно обработать по размерам направляющих и просверлить требуемые отверстия.Сборка суппорта будет напоминать работу с детским конструктором, а результат окажется не хуже, чем у заводских моделей.
Шпиндельная бабка используется для крепления оси шпинделя, установки коробки скоростей и коробки переключения подач (КПП).Рабочая часть устройства любой коробки требует большого числа шестерен и трудно реализуется в домашних условиях.Простым решением проблемы шпинделя будет применение регулируемого привода на основе асинхронного двигателя с частотным инвертором. Такой комплект полностью заменяет классический редуктор.
Самодельная КПП для миниатюрного токарного станка вряд ли понадобится. Небольшие размеры обрабатываемых деталей не потребуют от токаря больших физических усилий, а мелкую резьбу гораздо продуктивнее нарезать леркой.Если все же требуется токарный самодельный аппарат с коробкой подач, то не обязательно искать набор шестерен.Автоматическую подачу можно выполнить на основе маломощных электродвигателей, что позволит в дальнейшем даже применить устройство ЧПУ.
Инструменты, материалы и чертежи
Изготовление настольного токарного станка и его сборку выгоднее всего проводить с использованием серьезного оборудования. Доступ к фрезерному и сверлильному оборудованию позволяет избежать некоторых проблем. Если такого доступа нет, то остается использовать то, что есть под рукой.Не только токарные станки, но и другие сложные самоделки, изготавливаются с помощью ограниченного набора слесарного инструмента и электродрели. Конечно, ко всему этому должны быть приложены «прямые» руки.Материалы для будущей конструкции выбирают из того, что есть под рукой, стараясь ограничить финансовые затраты. Востребованными окажутся металлический профиль для станины, детали из листового металла, узлы крепления подшипников шпинделя и ходовых винтов, крепежные изделия.Приобрести потребуется рельсовые направляющие, приводные винты, преобразователь частоты. Благо, сегодня существует множество фирм, предлагающих их поставку.Возможных вариантов, как сделать мини токарный станок, существует множество. Для выбора конкретного решения следует четко определить, для чего будет использоваться станок, какие заготовки на нем будут точиться.Обработка стали требует иного подхода к проектированию, чем для мягкого исходного сырья. В техническое задание включаются габариты конечного изделия, максимальные параметры обрабатываемых заготовок, доступные ресурсы, способы транспортировки станка и иные необходимые пожелания.Проанализировав все пожелания, выполняют чертежи самодельного токарного станка.Чертеж для сборки станкаНеобходимая детализация разрабатывается под имеющиеся комплектующие и возможности. Если этот этап кажется затруднительным, готовые чертежи на токарные станки находятся в свободном доступе.
Инструкция по сборке
Строить самодельный токарный станок по металлу, лучше всего начав со станины. На верхней грани основания готовятся посадочные места под продольные направляющие суппорта, шпинделя, двигателя и другие необходимых элементов.Ведущее требование к этим поверхностям — обеспечение базовой плоскости всего оборудования. Самым лучшим подходом будет фрезеровка площадок на промышленном оборудовании. На нем же желательно сразу просверлить и крепежные отверстия.В противном случае потребуется значительно больше времени для установки и выверки направляющих.Продольные направляющие суппорта крепятся непосредственно к основанию станка с помощью винтов. Там же устанавливаются и подшипниковые блоки ходового винта. При монтаже добиваются соосности всех элементов. После окончательного закрепления направляющих, на них надеваются подшипниковые модули.Сверху, на монтажную поверхность, крепят основание поперечной оси. В качестве последнего используется металлическая пластина с крепежными отверстиями. Такая же пластина устанавливается на подшипники поперечного перемещения и служит для крепления резцедержки.Завершит самодельный токарный суппорткрепление миниатюрных индикаторных лимбов и маховиков ручного привода на концы приводных винтов.Шпиндельный узел выполняется из двух подшипниковых щитов, которые также крепятся на станине. Щиты могут быть готовыми или самодельными.При монтаже следует добиться совпадения главной оси с осями направляющих.Вал шпинделя необходимо изготовить на токарном станке, либо попытаться подобрать готовый. При монтаже вал запрессовывается в подшипники. С одной его стороны устанавливается токарный патрон, с другой шкив для ременной передачи. Применение каких-либо других типов передач в небольшом станке нецелесообразно.Для возможности грубого регулирования скорости и увеличения вращающего момента шпинделя рекомендуется изготовить ступенчатые многоручьевые шкивы. Аналогичный шкив монтируется и на вал электромотора. Сам мотор устанавливается на раме снизу или сзади шпиндельной бабки.Крепление двигателя должно предусматривать механизм натяжения ремня.
Составные части самодельного токарного станкаНа последнем этапе осуществляется монтаж электрооборудования станка. Он заключается в комплектации силового шкафа, в который устанавливаются преобразователь частоты, вводной автоматический выключатель и кнопки пуска и останова шпинделя. Также подключается двигатель и электрическая сеть. На этом сборка станка может считаться оконченной.