§ 8. Устройство токарного станка по обработке древесины

Вы уже научились изготовлять цилиндрические и конические детали ручными инструментами. Легче, быстрее и удобнее можно обрабатывать такие детали на токарных станках. Токарными называют станки, в которых заготовка вращается, а режущий инструмент перемещается вдоль или поперёк её оси.

В школьных мастерских учащиеся работают на токарных станках для обработки древесины СТД-120М. На таком станке можно выполнять следующие операции: точение наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, сверление, прорезание канавок, обработку торцевых поверхностей, отрезку заготовок.

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки 190 мм. Наибольшая длина точения 500 мм. Шпиндель станка имеет две скорости вращения: 840 об/мин и 1860 об/мин. Высота центров над уровнем станины 120 мм. Габариты станка: 1250 х 575 х х 550 мм. Масса станка примерно равна 100 кг.

Станок СТД-120М (рис. 20) устанавливают на основание 1, в качестве которого используют специальную подставку или стол. Станок имеет станину 3 с направляющими, на которой крепятся все части станка: передняя бабка 7 со шпинделем, который приводится во вращение от электродвигателя 2 с помощью ремённой передачи, задняя бабка 10, подручник 9. Рабочая зона станка защищена со всех сторон ограждением с защитным экраном 11 из органического стекла.

Рис. 20. Токарный станок для обработки древесины: 1 — основание (стол); 2 — электродвигатель; 3 — станина с направляющими; 4 — ограждение ремённой передачи; 5 — кнопочный выключатель; 6 — светильник; 7 — передняя бабка: 8 — шпиндель; 9 — подручник; 10 — задняя бабка; 11 — защитный экран

Для местного освещения зоны резания служит светильник 6. На кнопочном выключателе 5 кнопка включения окрашена чёрным цветом, а выключения — красным.

В передней бабке (рис. 21, а) имеется шпиндель 3 — вал, установленный в шариковых подшипниках 4 и получающий вращение от электродвигателя с помощью ремённой передачи 1, 2. Конец шпинделя имеет резьбу, на которую навинчивают необходимые приспособления для крепления левого конца заготовки.

Рис. 21. Основные части станка СГГД-120М: а — передняя бабка: 1 — клиновой ремень ремённой передачи; 2 — двухступенчатый шкив; 3 — шпиндель; 4 — подшипник шариковый; 5 — крепёжный винт; б — задняя бабка: 1 — пиноль; 2 — центр; 3 — рукоятка зажима; 4 — винтовой механизм; 5 — маховик; 6 — крепёжный винт; в — подручник в сборе: 1 — подручник; 2 — каретка (держатель); 3 — рукоятка стопора; 4 — рукоятки крепления каретки

Задняя бабка (рис. 21, б) может перемещаться вдоль направляющих станины и закрепляется неподвижно крепёжным винтом 6. Правый конец длинной заготовки поджимают центром 2, размещённым в пиноли (выдвижной втулке) 1 задней бабки. Центр перемещают с помощью винтового механизма 4 вращением маховика 5 и закрепляют рукояткой зажима 3.

Подручник (рис. 21, в) служит опорой для режущего инструмента (стамесок). Он находится в каретке (держателе) 2, может поворачиваться и фиксироваться рукояткой стопора 3. Каретка может перемещаться по направляющим как вдоль, так и поперёк станины и закрепляться в нужном положении поворотом рукояток 4.

Для крепления заготовок используют следующие приспособления, которые навинчивают на резьбовой конец шпинделя: патрон, трезубец, планшайбу. Патрон (рис. 22, а и 23, а) применяют для закрепления в нём небольших коротких заготовок. Заготовку с одного конца обрабатывают на конус, вворачивают её этим концом в патрон и кренят винтом.

Рис. 22. Приспособления для закрепления заготовок: а — патрон; б — трезубец; в — планшайба

Трезубец (рис. 22, б и 23, б) служит для закрепления длинных заготовок, второй конец которых поджимают задним центром. Для надёжной установки трезубца в левом торце заготовки делают ножовкой пропил на глубину 5. 8 мм, а для надёжного поджатия заготовки задним центром в середине правого торца сверлят отверстие ∅ 3. 4 мм или делают углубление с помощью кернера.

Рис. 23. Крепление заготовки: а — в патроне винтом: б — с помощью трезубца заднего центра: в. г, д — на планшайбе: 1 — заготовка; 2 — планшайба; 3 — шило; 4 — отвёртка: 5 — шурупы; 6 — шпиндель; 7 — подручник; 8 — режущий инструмент (стамеска)

Планшайба (рис. 22, в и 23, в-д) предназначена для закрепления плоских заготовок большого диаметра и небольшой длины, например заготовок для изготовления декоративных тарелок, ваз, шкатулок и др. Планшайбу прикладывают к заготовке и шилом размечают центры крепежных отверстий (см. рис. 23, в). После этого в размеченных центрах прокалывают шилом или просверливают глухие отверстия глубиной, равной длине ввинчиваемой части шурупа (обычно 15. 20 мм). Затем шурупами (саморезами) скрепляют заготовку с планшайбой (см. рис. 23, г) и навинчивают планшайбу с заготовкой па шпиндель станка (см. рис. 23, д). Чтобы ввинченные шурупы не попали в зону резания заготовки на ней размечают линию глубины расположения шурупов.

Различают несколько видов точения. Продольное, при котором режущий инструмент (стамеска) во время вращения детали перемещается вдоль оси заготовки (рис. 24, а). Поперечное, когда стамеска перемещается поперёк оси заготовки (рис. 24, 6). Продольно-поперечное, при котором инструмент перемещается одновременно и вдоль оси, и поперёк оси вращения заготовки (рис. 24, в).

Рис. 24. Вилы точения: а — продольное; б — поперечное; в — продольно-поперечное

Станок СТД-120М может быть подключён к установке для сбора стружки и древесной ныли, что уменьшает количество мусора в мастерской.

Будьте внимательны при работе на токарном станке. Малейшая небрежность в работе, невыполнение правил безопасной работы и обслуживания могут привести к поломке оборудования и серьёзным травмам.

Правила безопасной работы

1. Не включать станок без разрешения учителя.
2. Работать на станке можно только в спецодежде и защитных очках.
3. Работать только при опущенном защитном экране.
4. Не опираться на станок, не класть на него инструменты и заготовки.
5. Не отходить от включённого станка.

В настоящее время на предприятиях применяют токарные станки-автоматы и автоматические линии, работающие по заданной программе на необходимых режимах. Обслуживают такие станки и выполняют токарные работы токари.

Знакомимся с профессиями

Токарь — одна из наиболее распространённых рабочих профессий по обработке древесины и металла. Токарь должен знать устройство станков, уметь читать чертежи, знать назначение и способы применения различных инструментов и приспособлений, уметь пользоваться контрольно-измерительными приборами, разбираться в свойствах древесины, металлов, сплавов и др.

Практическая работа № 9

Изучение устройства токарного станка для обработки древесины

1. Ознакомьтесь с устройством токарного станка по рисункам 20 и 21 или плакатам, имеющимся в мастерской.
2. Проверьте соответствие станка, установленного в мастерской, вашему росту. Подберите подставку под ноги, чтобы ладонь правой руки, опущенной и согнутой под углом 90°, находилась не ниже уровня центра станка.
3. Проверьте вместе с учителем исправность защитного экрана станка.
4. При выключенном станке рассмотрите переднюю бабку, подручник и заднюю бабку.
5. Руководствуясь рисунками 21, в и 24, а, б, установите и закрепите подручник сначала для продольного, а затем для поперечного точения.
6. Рассмотрите патрон, трезубец и планшайбу. Вставьте короткую заготовку в патрон и закрепите её винтом. Наверните патрон на резьбовой конец шпинделя до упора.
7. С разрешения учителя включите станок кнопкой «пуск»* и остановите вращение шпинделя кнопкой «стоп» (красного цвета).
8. Заполните таблицу в рабочей тетради.

Найдите в Интернете историю появления токарного станка, рассмотрите современные станки. Сравните их.

Новые слова и понятия

Токарный станок, передняя бабка, задняя бабка, подручник, патрон, трезубец, планшайба, точение: продольное, поперечное, продольно-поперечное; токарь.

Токарный станок по дереву

Красиво обработанная деталь из дерева всегда считалась хорошим дополнением любого интерьера. Для проведения таких работ используют токарный станок по дереву. Такой деревообрабатывающий станок позволяет производить большое количество операций с применением различных режущих инструментов. По своей конструкции он имеет много общего с агрегатами для обработки металла. Однако у агрегата для изготовления деталей из дерева существуют определённые отличия. Они определяются особенностями каждой модели. Чтобы в полном объёме использовать все его функциональные возможности необходимо понимать его конструкцию и способы применения.

Устройство деревообрабатывающего токарного станка

Конструктивно различные типы таких агрегатов для обработки изделий из дерева построены из элементов, имеющих одинаковое функциональное назначение. Независимо от принадлежности к категории схема токарного станка включает следующие элементы:

• массивную станину (на ней располагаются основные узлы);
• переднюю бабку с закреплённым шпинделем;
• заднюю бабку с элементами фиксации заготовки;
• суппорт, служащий для подачи обрабатывающего инструмента;
• привод передачи вращения;
• двигатель;
• система управления скоростью вращения (выполняется дискретным с несколькими скоростями вращения);
• элементы схемы электрооборудования;
• органы ручного управления (обычно они реализованы с помощью различной формы рукояток, маховиков, электрических кнопок или переключателей);
• средства защиты от пыли и опилок;
• отдельные станки снабжаются специальной системой защиты при возникновении аварийной ситуации;
• фартук;
• наиболее совершенные аппараты оснащаются мощным пылесосом для удаления отходов древесины.

Несмотря на единообразие элементов, каждый производитель предлагает своё устройство токарного станка по дереву, с применением своих технических решений. Станина изготавливается из чугуна или стали и имеет большой вес, что позволяет стабилизировать вращение двигателя и всех вращающихся деталей. На ней крепятся все основные узлы.

Любая бабка токарного станка в том числе и для работы по дереву выполнена по стандартной схеме. Она имеет:

• шпиндель, оснащённый системой крепления обрабатываемой заготовки;
• несколько подшипников (в состав включены три подшипника: упорный, передний и задний);
• специальные регулировочные гайки;
• муфта для переключения.

Вторым элементом является задняя бабка токарного станка. Она обладает двумя степенями свободы. Такая особенность позволяет изменять положение заготовки в горизонтальном и вертикальном направлении. Данная система крепления обеспечивает качественную обработку деталей самой сложной формы. Для увеличения жёсткости крепления заготовки в токарных станках применяется пиноль. Она изготовлена в форме гильзы, перемещается вдоль главной оси.

На суппорт токарного станка возложены две функции:

• фиксация инструмента из имеющегося в комплекте;
• перемещение в заданных плоскостях для обработки.

Суппорт расположен на станине. Он снабжён двумя видами салазок (поперечными верхними и продольными, которые называются кареткой). Для осуществления разворота он имеет поворотную систему. Вся система изменение положения суппорта называется приводом подач. Связь суппорта со шпинделем осуществляется через реверсивное устройство, называемое трензель.

Вращение деталей токарного станка осуществляется с помощью ременной передачи, которая служит передаточным элементом от электрического двигателя к передней бабке. Эти элементы составляют привод главного движения. Для каждой конструкции производитель предлагает своё количества переключение скоростей вращения шпинделя. В основной массе станков диапазон скоростей вращения деталей варьируется от 200 об/мин до 1000 об/мин.

Элементы электрической схемы расположены в отдельном блоке. Благодаря происходит распределение управляющих сигналов на все устройства станка. Блок состоящий из электрических элементов, находящихся под напряжением относится к первому классу защиты.

Часть элементов суппорта имеет ручное управление. Салазки сделаны универсальными. С их помощью можно закрепить ещё один резец.

Фартук станка преобразовывает вращательное движение в поступательное. Кроме этого он обеспечивает синхронное вращение ходового валика суппорта и ходового винта. Предусмотренная система механической защиты предотвращает одновременное включение этих валов. Плавное переключение подач обеспечивается с помощью маточной гайки.

Для защиты от возможных перегрузок в фартуке станка предусмотрен подвижный механизм падающего червяка. Такие перегрузки возникают в результате увеличения внешнего давления на поверхность заготовки, особенно при использовании ручного инструмента. Такой эффект наблюдается при резком снижении скорости вращения заготовки, замедлении движения режущего инструмента. Особенно это свойственно станкам на которых производится ручная обработка заготовки.

Большое значение на качество обработки дерева влияет заданная скорость вращения заготовки. Для этого в станке предусмотрена коробка скоростей. Она позволяет выбирать величину крутящего момента в зависимости от типа дерева и выполняемой операции.

Принцип работы

В основу всех токарных агрегатов, в том числе и по дереву заложен один способ обработки. Воздействие на поверхность деревянной заготовки режущим инструментом. Принцип работы токарного станка для обработки заготовок из дерева отличается только тем, что режущий инструмент может подаваться автоматически или вручную. Техника ручной подачи зависит от характера древесины, применяемого режущего инструмента и сложности конфигурации будущего изделия. Перед началом работ заготовка крепится в специальных устройствах между передней и задней бабкой. В качестве инструмента, для заготовок из дерева могут применяться специальные резцы или стамески различного профиля. Они могут быть плоские или фигурные. Благодаря форме режущей кромки можно вырезать любые поверхности. Для этого их затачивают в одной или нескольких плоскостях. Основным критерием, на основании которого производится классификация резцов – это форма и тип заготовки.

При необходимости применяют специализированные стамески:

• рейер (она имеет полукруглое лезвие, с помощью которого производят предварительную обработку);
• мейсель (предназначена для окончательной, то есть чистовой обработки, вытачивания углублений и различных канавок);
• стамеску-крючок (служит для вытачивания различных углублений);
• стамеска-гребёнка (с её помощью нарезают резьбу и изготавливают деревянные метизы);
• скребок (применяется для выравнивания цилиндрических заготовок).

Работать такими стамесками следует вручную, что позволяет реализовать любые идеи мастера. Для получения качественной поверхности необходимо точно задать скорость вращения заготовки и определить угол подачи инструмента и силу нажима.

Назначение и характеристики токарного станка

Современные производители предлагают токарное оборудование, способное выполнять многие обрабатывающие операции. В зависимости от их перечня определяется назначение агрегата. К основным характеристикам станков для обработки древесины относятся:

• мощность установленного двигателя;
• вес всего станка;
• размеры;
• перечень допустимого режущего инструмента;
• количество возможных операций обработки;
• максимальный размер обрабатываемой детали;
• наличие средств автоматизации и программного управления.

Каждый из типов станков обеспечивает определённую отрасль промышленности. При необходимости изготовления большого числа однотипных деталей из дерева, их производство возлагается на специализированные токарные автоматы и станки с числовым программным управлением.

Виды токарных станков

Современные производители предлагают большое количество типов деревообрабатывающего оборудования. Их классификация определяет область применения и технические возможности каждого образца. Все виды токарных станков подразделяются по следующим показателям:

• область применения;
• производительность;
• количество выполняемых операций;
• допустимые размеры деталей.

Сфера применения подразделяется на категории:

• промышленные станки или обрабатывающие центры;
• полупрофессиональное оборудование;
• бытовые токарные станки.

В каждую из них входит несколько моделей таких устройств. Каждый из них служит для решения конкретных практических задач. Все токарные станки подразделяются на профессиональные, полупрофессиональные и бытовые. Каждый из них служит для решения определённого класса задач при изготовлении деревянных деталей. Любой стационарный станок требует больших площадей для установки и доступа к мощным высоковольтным сетям. Особый класс имеют компактные агрегаты, которые можно расположить на рабочем столе или верстаке. Настольный станок очень удобен для обработки деталей малых размеров в небольшом количестве или изготовлении эксклюзивной детали.

Каждый из станков конкретного типа обладает своей производительностью. Это зависит от допустимой скорости обработки и наличия современных средств механизации или полной замене ручного управления на автоматическое. Подобные агрегаты снабжены числовым программным управлением. Они обладают наивысшей производительностью и большим количеством выполняемых операций. Такие станки в основном входят в группу промышленного оборудования. Они обладают большим весом (некоторые из них весят более 200 кг). Мощность двигателей, расположенных на таких агрегатах достигает 1 кВт. Количество выполняемых операций зависит от конструктивных особенностей, определяющих возможности по креплению необходимого режущего инструмента. Для выполнения запланированного числа операций применяют станки с ЧПУ

Полупрофессиональные токарные станки применяются для обработки небольших партий деревянных заготовок. Они значительно легче профессиональных агрегатов. Его вес не превышает 90 кг. Мощность установленного двигателя равна 0,5 кВт.

Наибольший интерес для домашних мастеров представляет настольный станок. Его применение ограничивается возможностями по размещению, доступностью источника электроэнергии и габаритами будущих поделок. Он обладают малым весом, который не превышает сорока килограмм. На них устанавливают двигатели небольшой мощности, менее 0,5 кВт. Каждый из этих станков способен проводить широкий перечень обрабатывающих процедур. Они подразделяется по типам таких операций: только фрезерные, копировально-фрезерные, рейсмусовые, винтовые, чисто токарные, комбинированные (для выполнения нескольких типов операций, станки снабжаются устройствами автоматики, запрограммированными на последовательность требуемых операций.

Как выбрать токарный станок по дереву

Среди многообразия видов токарных станков по дереву достаточно сложно сделать правильный выбор. Будущий владелец должен определиться с перечнем задач (набором производимых операций), которые должен выполнять агрегат. Чтобы не приобрести ненужный агрегат следует определиться со следующими требованиями:

• какие задачи планируется решать с помощью выбираемого станка;
• как часто его планируется использовать;
• где он будет установлен;
• какие возможности имеются по энергоснабжению.

Предлагаемые модели токарных станков способны реализовать самые строгие требования будущего владельца.

При рассмотрении первого требования следует понять, для чего выбираемый агрегат необходим. Если планируется проведение большого количества обрабатывающих операций, в том числе с деталями из дерева крупных размеров следует остановить свой выбор на устройствах промышленной или полупромышленной группы.

Следует помнить, что работы на таком оборудовании потребуется достаточно большая площадь для его размещения и мощная электрическая сеть, так как все они снабжены энергоёмкими двигателями. Большое значение играет марка выбираемого агрегата. Она может служить гарантией качества и надёжности.

Для обработки изделий из дерева в домашней мастерской свой выбор останавливают на настольных станках. Такие станки легко устанавливаются в гараже, небольшой мастерской, на даче загородном доме. Они будут выполнять практически те же функции, но занимают меньше места, имеют относительно небольшой вес и не потреблять большое количество электроэнергии. Станки этого типа применяют для обработки и изготовления деталей из дерева небольших размеров в ограниченном количестве. Домашний станок обладает ещё одним существенным преимуществом – приемлемой ценой. Однако многие токарные агрегаты из этой группы имеют широкие функциональные возможности по работе с деревом и часто не уступают полупрофессиональным агрегатам. Для них может быть приобретено или разработано приспособление, способствующее увеличению его производительности и качества обрабатываемой поверхности. В этом случае они способны обрабатывать цилиндрическую, конусообразную или фасонную поверхность.