Самодельный токарный станок по металлу

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.

Какие задачи может выполнять домашний станок

До того как изготовить себе токарный мини станок по металлу своими руками необходимо тщательно разобраться в функциях будущего агрегата.

Может ли он делать то, что в первую очередь нужно человеку. Ведь не каждый может работать с металлом, чего не скажешь, например, про такой материал как дерево.

В общем, перечень доступных работ выглядит следующим образом:

• Обработка деталей с круглым сечением (например, колёса, круглые детали мебели, рукоятки от строительных инструментов и т.п.);
• Точная обработка торцов и канавок;
• Использование процесса зенкерования, то есть увеличение существующих отверстий (например, для того чтобы вкрутить винт большей конфигурации и т.д.);
• Обрезка деталей до необходимых размеров;
• Создание рельефной поверхности (используется техника накатывания);
• Создание внутренней и внешней резьбы на деталях.

Что можно сказать в целом? Пожалуй, стоит упомянуть тот факт, что покупка серийного токарного станка, который, между прочим, является довольно внушительным аппаратом, не совсем целесообразна.

Да и использовать его новичку крайне сложно. Поэтому сбор такого агрегата собственными силами – это самый лучший выбор, тем более при правильном подходе он сможет обрабатывать и металл, и дерево, и даже пластик.

Конструкция и принцип работы токарного станка

Перед началом сборки металлообрабатывающего оборудования своими руками важно ознакомиться с основными узлами и механизмами токарного станка по металлу. В конструкцию простейшего оборудования обязательно входят следующие элементы:

• бабки в количестве 2 штук;
• рамная конструкция основы;
• ведущий и ведомый центр;
• упорный механизм для рабочего режущего устройства;
• привод электрического типа.

Составные части самодельного токарного станка размещаются на станине. В случае с агрегатом, собираемым своими руками – это металлическая рама. Вдоль рамной основы происходит передвижение задней бабки. В свою очередь, предназначением передней бабки является размещение базового механизма, вращающего оборудование. При этом данный элемент имеет неподвижную конструкцию. На станине устанавливается передаточный механизм соединяющий ведущий центр с электрическим мотором. Через данное центральное устройство выполняется передача вращательного движения металлической заготовке подлежащей обработке.

Станину токарного станка по металлу, собираемого своими руками, в большинстве случаев изготавливают из деревянных брусков. Помимо древесины, можно использовать металлические уголки или стальные профиля. Материал, из которого будет изготовлена рама, особого значения не имеет, главное, чтобы центры оборудования надёжно и неподвижно крепились на основе.

На самодельное металлообрабатывающее оборудование можно устанавливать практически любой электродвигатель даже с незначительными показателями мощности. Однако важно понимать, что мотор слабой мощности, может, не справится с вращением громоздких металлических заготовок с нужной скоростью, что приведёт к снижению качества проводимых работ. Маломощные двигатели лучше использовать, если на токарном станке планируется обрабатывать детали из древесины.

Сообщение вращательного движения от электродвигателя к основному узлу станка происходит посредством фрикционного, ремённого или цепного типа передачи. При этом ремённая передача считается самой популярной, так как имеет небольшую стоимость при высокой надёжности. Хочется отметить, что некоторые домашние умельцы собирают оборудование, в котором передаточный механизм не предусмотрен, а рабочий инструмент закрепляется непосредственно на валу электродвигателя.

Конструкция токарного станка

Токарный станок по металлу своими руками является полноценным оборудованием с силовым агрегатом, он имеет большой вес и создает вибрацию. Прежде, чем мастерить такое устройство, необходимо тщательно продумать конструкцию всех деталей.

Мини-станок для домашнего использования имеет 4 основных элемента:

1. Рама.
2. Суппорт и резцедержатель.
3. Передняя и задняя бабка.

Этот узел предназначен для фиксации всего оборудования в жестком положении. Являясь основой, станина должна быть прочной и не давать перекоса. Станок можно размещать на столе или изготовить напольный вариант, увеличив длину опоры. Выполняют такую литую станину из швеллеров и металлических уголков. Соединение элементов каркаса производят сваркой или крепят болтами.

Суппорт

Такой элемент удерживает режущее устройство и способен перемещаться в заданном направлении и плоскости для эффективной обработки заготовок. При необходимости создания сложных и нестандартных поверхностей следует уделить особое внимание креплению этого узла. Для плавного движения в горизонтальном направлении применяют винтовой механизм в фартуке. Суппорт остается подвижным, но при необходимости его можно зафиксировать. Резцы в резцедержателе должны плотно зажиматься, люфты увеличивают травмоопасность во время работы.

Передняя и задняя бабка

В шпиндельной бабке располагают коробку передач, что обеспечивает различную скорость вращения шпинделя, регулировку величины крутящегося момента. Кроме того, бабка состоит из головки для обточки и устройства для подачи суппорта. Бабка обеспечивает крепление заготовки.

Бабка сзади механизма обеспечивает прочное крепление заготовки или инструмента в нужном направлении. Такой узел имеет функцию нарезания резьбы на токарном станке по металлу.

Размеры и чертежи

Определяя габариты станка, в первую очередь, ориентируются на максимальную длину и диаметр обрабатываемых деталей. Напомним, что в промышленности маломощное токарное оборудование имеет такие граничные параметры:

• длина — до 1150 мм;
• ширина — до 620 мм;
• расстояние от верхней поверхности станины до оси шпинделя (высота оси) – около 180 мм.

Вряд ли стоит превышать эти значения на кустарно изготавливаемом оборудовании. Не надо забывать о том, что с увеличением размера многократно возрастает опасность искривления геометрии станка. При выборе размера суппорта и определении крайних точек его перемещения, расчёте расстояния между центрами и пределами перемещения резцедержателя, лучше всего ориентироваться на чертежи самодельных станков. Изготовленные народными умельцами, они на практике доказали свою работоспособность, поэтому не воспользоваться проверенными решениями было бы глупо.

Работа с основными узлами станка

Токарный станок своими руками работает благодаря множеству элементов: он включает раму, суппорт, центр (ведущий и ведомый), бабку, а также электрический привод и упор под резец.

Рама в инструменте нужна для опоры – именно на ней располагаются все остальные элементы, а также станина. Бабка, расположенная спереди, всегда находится в неподвижном положении и нужна для основы, на которой размещен базовый узел вращения.

На переднюю раму устанавливается механизм для передачи, который соединяет главный центр и электродвигатель.

Главный центр отвечает за приведение заготовки в движение и, таким образом, за качество обработки детали. Бабка сзади работает параллельно к оси рамы, расположенной продольно.

Центр и бабка должны быть плотно соединены, исходя из длины изделия. Бабка устанавливается таким образом, чтобы конец детали и ведомый центр были соединены, а сама деталь устанавливается в патрон.

Для работы вам понадобится привод.

Для самодельного мини-станка можно установить практически любой, но минимальная мощность устройства с ЧПУ должна быть не менее 800 Вт, а оптимальная – 800-1500 Вт, тогда станок будет работать без перебоя.

Справиться с низкими оборотами получится, благодаря использованию передаточного механизма, тогда скорость работы двигателя не изменится и будет аналогична.

Не стоит выбирать слишком мощный двигатель, например, 2000-ватный, т.к. он может испортить станок, приведя его к перегреву. В основном на станках ЧПУ такого типа используют ременную передачу, иногда она может быть фрикционной или цепной.

В некоторых настольных станках можно встретить конструкции, где передаточная система отсутствует, в этом случае патрон и главный центр закрепляются в сам вал электрического двигателя.

Главный центр и дополнительный центр должны располагаться на одинаковой оси, т.к. в ином случае заготовка, вставленная в патрон, будет вибрировать.

Делая станок, важнее всего соблюсти четыре условия: правильно определить центр, поставить суппорт, надежно зафиксировать детали в патрон и обеспечить ее быстрое и бесперебойное вращение – в этом случае система будет работать как надо.

Для самодельных лобовых мини-станков чаще всего используют для фиксации детали кулачковый патрон или планшайбу. Кроме того, центр в таких устройствах только один, в отличие от профессиональных моделей.

Раму для изделия лучше всего сделать с помощью стальных уголков, а не деревянного бруса, тогда система будет более устойчивой и надежной и прослужит вам дольше.

Именно рама позволяет качественно зафиксировать центр, что напрямую влияет на правильность работы аппарата.

Поэтому, занимаясь проектированием рамы, пользуйтесь профессиональным чертежом и учитывайте, что бабке должно быть обеспечено свободное вращение вдоль продольной оси устройства ЧПУ и суппорт должен стоять ровно.

После того как вы собрали воедино все детали станка: патрон, суппорт, центр, бабку, раму и т.д., нужно зафиксировать их так, чтобы они не болтались и не двигались.

Форма деталей станка зависит от ваших целей: какие детали и материалы вы собираетесь обрабатывать на станке, каков их размер и т.д.

От этих же параметров зависит и выбор мощности электродвигателя, поэтому, прежде чем покупать суппорт и другие необходимые детали, определитесь с тем, каким вы хотите видеть конечный вариант станка – это очень поможет вам в работе.

Как уже говорилось, для станка ЧПУ подойдет практически любой двигатель, т.к. он не требует большой мощности, однако избегайте покупать коллекторные модели, т.к. они увеличивают количество оборотов в случае, если нагрузка падает.

Это может привести к тому, что заготовка просто вылетит – в этом случае она не только испортится сама, но и может покалечить того, кто находится рядом со станком. Также не стоит покупать слишком мощные двигатели, т.к. они могут вывести систему из строя.

Как выбрать мотор для самодельного станка по металлу

Наиболее важной деталью токарного станка, фото и видео сборки которого можно отыскать в сети, считается электродвигатель. С его помощью движется рабочая часть изделия. Таким образом, от мощности этой детали зависит максимальная мощность станка. Этот показатель нужно выбирать в зависимости от габаритов железных заготовок, которые будут в будущем обрабатываться.

Когда нужно обрабатывать на токарном станке маленькие заготовки, то для него хватит электродвигателя с максимальной мощностью до 1,4 киловатта, который можно взять с простой швейной машины или другого электрического устройства. Чтобы работать с большими заготовками, нужен электродвигатель с мощностью до 2 киловатт.

При изготовлении небольшого токарного станка при помощи видео или чертежей нужно учесть, что все электрические узлы устройства нужно хорошо изолировать. Когда нет большого опыта работы с подобным оборудованием, то стоит обратиться за помощью к квалифицированному специалисту. Этим можно обеспечить безопасность сборки и надежность приспособления .

Нюансы работы на самодельных конструкциях

«Самоделки» не будут работать идеально в силу тех условий, в которых они создавались. Потому будьте готовы к техническим особенностям при их эксплуатации. Самодельный токарный прибор с коллекторным мотором будет увеличивать обороты заготовок в работе. Компактные размеры при мощном двигателе и обработке больших деталей будут вызывать явления вибрации на больших оборотах. Это приводит к некачественной обработке. Предотвратить это можно установкой кулачковых механизмов на ведущих центрах станков или двух центров по оси.

Особенности сборки станков

Одна из особенностей сборки установки заключается в подавлении вибрации, которая вызывается работой мотора. Для её поглощения устанавливают ведущий и ведомый центр, но механизм можно изменить. Суть состоит в том, чтобы использовать один ведущий центр, но дополнительно поставить кулачковый патрон или планшайбу.

С электродвигателем тоже не всё так просто. Многолетняя практика показывает, что лучше всего отказаться от выбора коллекторного типа электродвигателя. Причина проста. Двигатель работает так, что вращательный момент в отсутствие нагрузки повышается даже без команды токаря. В определённый момент механизм и конструкция станка просто не выдерживает нагрузки, и детали, заготовка отлетают в разные стороны.

Подобный «обстрел» металлическими частями сильно навредит обстановке в квартире или доме, не говоря уже о травмах, которые могут быть нанесены человеку во время работы. Если планируется устанавливать именно коллекторный тип мотора, необходимо заранее позаботиться о специальном редукторе, который предотвратит неконтролируемый разгон.

Оптимальный вариант среди электроприводов — это асинхронный тип. Плюс этой системы в том, что она устойчива к нагрузкам и не изменяет без контроля частоту вращения. Это значительно снижает риск деформации станка. Кроме того, его мощности хватает для обработки деталей шириной около 70 см и до 10 см в длину. Для некоторых материалов такая мощность будет лишней, поэтому электродвигатель подбирается исключительно под материал и размеры деталей, которые будут обрабатываться. Чем сложнее фигуры, вырезы и резьба, тем быстрее должен быть вращательный эффект.

Ведомый центр, как уже отмечалось, должен быть неподвижным, но встречаются случаи, когда его делают вращающимся. Лучшего результата это не даст, а вот заменять его придётся регулярно. Обычно, если речь идёт о станках, собранных своими руками, ведомый центр выполняется из металлического болта, у которого резьбовой участок затачивается под конус. Дальше подготовленную деталь устанавливают в резьбу, заранее вырезанную на задней бабке. Ход его равняется 2−3 см. Такая установка позволяет прижимать обрабатываемую деталь между двумя центрами токарного станка.

Выбор силового оборудования

Силовое оборудование — это одна из главных деталей в станке, которая в принципе и запускает процесс работы. От мощности электродвигателя зависит обработка деталей. Выделяют две категории электродвигателей, которые подходят для установки на станок:

• для работы с мелкими деталями мощностью от 500 до 1000 ватт;
• для работы с большими заготовками мощностью от 1500 до 2000 ватт.

Естественно, что это условные обозначения, и не только размер заготовки играет роль, но и его марка. Твердосплавные изделия требуют большой мощности воздействия, чтобы получился конечный продукт.

Самодельный токарный станок необязательно должен иметь мощный электродвигатель, ведь многие обрабатывают древесину или собирают простую шлифовальную машину. В этом случае подойдут электродвигатели даже швейной машины. Привод просто монтируется на агрегат, а дальше подключается пустотелый вал и передача ременная или цепная. Со шкивом, который закрепляется на шпонке, соединяется вал. Шкив необходим, ведь на него будет устанавливаться заготовка для дальнейшей обработки.

Вал позволяет сделать станок многофункциональным благодаря различным переходам. С помощью некоторых устанавливается шлифовальный диск, другие подходят для свёрл. Всё с лёгкостью заменяется в зависимости от цели обработки болванок.

Силовые механизмы легко подключаются к установке, но если нет необходимых навыков и опыта, то лучше пригласить специалиста. Это даёт надёжность и электробезопасность, ведь электричество будет поступать на агрегат, состоящий из металла. При работе с ним даже незначительная ошибка в установке электродвигателя может привести к удару током.

Процесс сборки

Самый простой токарный станок, который легко сделать своими руками, — это лучковый. Он подходит для обработки металлических заготовок низкой марки прочности. То есть производится заточка изделий, обточка конструкции. Особенно популярны заточка ножей, изготовление ключей и создание деталей для легковых автомобилей.

Для сборки агрегата потребуются:

• сварка (по необходимости);
• деревянный или металлический материал для рамы;
• электропривод;
• балки.

В начале работы потребуется подготовить две простые деревянные стойки, к которым будут крепиться болты. На болты крепится станина станка. Раму часто делают из дерева, но более надёжный материал — это металл сортовой марки или стальные швеллеры. Металлическая конструкция долговечна и надёжно удерживает механизм на месте, не смещая его во время работы.

Следующий шаг — это изготовление подручника, отвечающего за устойчивость резца при работе с металлическими изделиями. Подобный подручник сделать легко самостоятельно. Всё, что нужно, — это склеить под прямым углом две дощечки и соединить получившуюся конструкцию винтами. На нижнюю часть подручника устанавливают тонкую металлическую пластину, которая предотвратит изменение формы рабочего инструмента в процессе вращения. В зависимости от частоты работы на станке металлическую пластинку нужно будет менять, когда она деформируется. Дощечка, которая стоит горизонтально, нужна для управления движениями подручника. В ней делают прорезь.

Вопросов с изготовлением задней и передней бабки возникнуть не должно. Это простые по структуре детали, которые сможет сделать даже новичок. В любом случае, в Интернете находится большое количество всевозможных видео и инструкций, которые наглядно показывают, как именно изготавливают бабки и какой материал для этого лучше всего выбрать. Патроны для бабок выполняются из уже готовых цилиндров, которые подходят по сечению к конструкции станка. Иногда патроны делают самостоятельно путём сваривания нескольких листов железа.

Собрать токарный мини-станок по металлу самостоятельно совсем несложно. В основном следует запастись терпением и изучить видео и литературу, в которых подробно описаны особенности сборки домашнего станка. В этой работе главное — не спешить, подбирать долговечный материал и соблюдать технику безопасности. В моментах, когда не хватает знаний, и особенно это касается установки электропривода, лучше обратиться к специалистам. Со всеми остальными этапами сборки токарного станка легко справиться, даже если нет опыта в этом деле.