Настольный токарный станок: виды, как выбрать подходящую модель

Конструкция металлорежущих станков, оснащенных ЧПУ

В любой модели станка присутствуют ключевые элементы, отвечающие за его функционирование. Они обеспечивают движение, благодаря которому происходит резка, и движение подачи, совершаемое заготовкой либо режущим инструментом. Ради осуществления обеих функций в агрегате обязательно присутствуют следующие три компонента:

Система контроля. Она запускает и останавливает устройство, контролирует все этапы его функционирования.
Привод — гидравлический, пневматический, механический либо электрический.
Узел, трансформирующий движение от электродвигателя и передающий его на исполнительный механизм.

Отдельно стоит упомянуть об узлах металлорежущей аппаратуры, на которых размещают инструменты для резки. Они присутствуют на всех станках, так как без них агрегаты не справлялись бы со своей функцией.

Как установить и настроить токарный станок

Сперва необходимо выбрать подходящее место. Это должен быть первый этаж (либо следует заблаговременно использовать укрепленные потолочные перекрытия). Пол может быть земляным или бетонным. Само помещение должно иметь:

● хорошую вентиляцию;
● яркое освещение;
● меры по пожарной безопасности.

При работе с крупногабаритными элементами следует оснастить рабочее место подъемным механизмом, а также подъездной дорожкой – часто устанавливают рельсы. Для небольших деталей необходимо оборудовать отдельную тумбу для их размещения. Также понадобится зона для инструментов.

Толщина и тип фундамента зависит от массы оборудования. Основание может быть местным (заливка небольшого бетонного слоя непосредственно под станину) или общим, когда требуются стяжки и болты.

Настройка агрегата должна проводиться специалистами. Без уверенности в работоспособности и безопасности изделия включение не рекомендуется. не только занимается реализацией профессионального оборудования для металлообработки, но и производит настройку всех важных систем.

На данном изображении показана установка аппарата на бетонном полу:

Как выбрать настольный токарный станок

Прежде чем осваивать работу токаря на дому, целесообразно выяснить, какие бывают станки, их характеристики и функции.

Мини-аналоги промышленного оборудования относятся к настольному типу, поскольку легко размещаются на любой рабочей поверхности. Такие аппараты многофункциональны и предназначены для изготовления деталей малых размеров с минимальными затратами. Материал обработки может быть любой: сталь, древесина, любые виды пластика.

Критерии выбора

Чтобы приобрести надежную модель для домашней мастерской, гаража, станции технического обслуживания или учебной лаборатории, уместно учитывать ряд параметров:

назначение;
расстояние между центрами;
тип станины;
материал станины;
допустимое напряжение;
потребляемая мощность;
скорость вращения шпинделя;
степень автоматизации;
возможность дооснащения.

По назначению можно выделить устройства, работающие с заготовками из разных материалов: дерево, металл, пластик, реже — стекло, алмаз.

Расстояние между центрами считается основным критерием, ведь оно определяет максимально возможную длину обрабатываемых деталей. Средний показатель этой величины обычно соответствует длине заготовки 800 мм. Важными числовыми показателями являются длина и ширина рабочего стола. Они указывают на максимально возможные габариты обрабатываемых деталей.

От типа станины зависит устойчивость и жесткость конструкции и уменьшение вибрации: стационарная и переносная. В любой модификации крепления их направляющих должны быть качественными и прочными.
Наиболее предпочтительный материал станины — чугун, способный выдерживать любые нагрузки и эффективно гасить вибрацию, благодаря чему достигается максимальная точность выполнения операций. Большинство моделей имеет вес от 10-15 до 500-100 кг. Однако встречаются аппараты, весящие до 260 кг. Отдельные модификации выпускаются без станины. В этом случае ее роль выполняют крепления к рабочей поверхности.

Допустимое напряжение для мощного высокопроизводительного аппарата, используемого в индивидуальном порядке, чаще всего равняется 380 В. В случаях использования устройства без станины с ручным принципом работы допустимое напряжение 220-230 В. Для эффективного и безопасного использования одно- или трехфазного станка обязательно должна быть соответствующая электропроводка.

Потребляемая мощность. Облегченные модели без станины потребляют небольшое количество электроэнергии — 0,3 — 0,7 кВт. Чаще всего это устройства для работы с мягкими материалами (пластик, дерево). Однако большинство настольных моделей по металлу, имеющих чугунную станину, имеют среднюю потребляемую мощность 1,5 кВт.

Скорость вращения шпинделя определяет качество работы и производительность станка в целом. Чем ниже мощность двигателя, тем меньшее число оборотов в минуту будет совершать шпиндель. Минимальные обороты шпинделя обычно составляют 150-400 в минуту, максимальные обороты достигают 2500-3500 в минуту. У более высокого класса аппаратов предусмотрен регулятор скоростей (механический или электронный), обеспечивающий оптимальную глубину резания при разных видах обработки.

По степени автоматизации станки бывают ручными, полуавтоматическими и электронными (с ЧПУ). Это находит свое отражение в стоимости изделия. Покупая аппарат, уместно подумать, какой принцип работы будет более удобным.

Возможность дооснащения значительно облегчает работу, повышает качество и производительность. Дополнительная оснастка может быть разной, исходя из потребностей мастера:

набор резцов;
люнет;
фрезерная голова;
резцедержатель;
токарный патрон;
цанговый патрон;
вращающийся центр.

Назначение, виды выполняемых работ, основные узлы и детали

Токарный станок по металлу – это оборудование, предназначенное для обработки чёрных и цветных металлов резанием. Как результат, из металлической заготовки на выходе получается деталь с заданными размерами и характеристиками. Её используют для бытовых нужд или промышленных целей в любой отрасли народного хозяйства. Эти агрегаты обрабатывают преимущественно детали 3-х классов:

диски (кольца, маховики, диски, зубчатые колеса), диаметр которых значительно превышает длину;
валы (оси, пальцы, валики, цапфы), длина которых в несколько раз больше их диаметра;
втулки (гильзы, вкладыши, буксы), имеющие внутренние отверстия.

Помимо этих деталей, станки точат любые заготовки, имеющие цилиндрическую, конусообразную или иную форму тел вращения. Они работают с новыми и бывшими в употреблении деталями.

Рабочими механизмами оборудования являются шпиндель, служащий для крепления и вращения заготовки или режущего инструмента, и суппорт, предназначенный для крепления и перемещения резцов, специальных приспособлений для резания металла. С их помощью выполняют основные виды работ:

обтачивание наружных цилиндрических, конических поверхностей;
отрезание деталей нужной длины;
нарезка канавок;
заточка, шлифование торцов деталей;
растачивание конических, цилиндрических поверхностей;
нарезание наружной, внутренней резьбы;
накатывание рифлёной поверхности, фасонное обтачивание;
зенкерование;
сверление отверстий.

Это не полный перечень работ, которые проводятся с помощью токарных станков. О большой значимости этого оборудования для промышленности не стоит и говорить. В домашнем хозяйстве его применяют для заточки инструмента, шлифования, сверления, подрезания деталей, углубления пазов, выполнения резьбы. С таким агрегатом нет необходимости ездить по магазинам, рынкам в поисках новых деталей. Их можно выточить самостоятельно. Станок подходит для гаража, ремонтных и автомастерских.

Конструкция простейшего токарного станка и новейших его моделей состоит их одинаковых деталей и механизмов. Они обеспечивают слаженную его работу, высокую производительность, точность резания деталей.

Цельная литая станина – фундаментальная часть станка. Зачастую она выполнена из чугуна. Имеет большой вес и габариты. Обеспечивает устойчивость к нагрузкам, снижает вибрации при работе оборудования, несет на себе его остальные детали. Внутри станины могут располагаться карманы для инструментов, деталей.

Шпиндельная бабка – состоит из шпинделя и устройства по управлению скоростью его вращения. Шпиндель имеет с одного конца резьбу для крепления детали или заготовки, а с другого – соединение с электроприводом. От его работы зависит качество обработки металла. В современных моделях на шпиндельной бабке установлен дисплей, который отображает скорость вращения детали.

Задняя бабка – подвижная часть станка, которая подводится к заготовке или детали и фиксирует её положение с помощью пиноли. В некоторых моделях она обрабатывает деталь метчиками, резцами, свёрлами.

Суппорт – подвижная деталь, которая обеспечивает удержание резцов и других токарных инструментов на резцедержателе, их перемещение в трёх плоскостях (вертикально, горизонтально, под углом) с помощью поперечных и продольных салазок.

Фартук крепится к передней части суппорта. На нём расположен ходовой винт. Его вращательное движение преобразуется в возвратно-поступательное движение суппорта вдоль станины. Плунжерный насос в нижней части фартука обеспечивает смазку каретки, направляющих суппорта, подшипников, приводных частей.

Классификация токарных станков

Согласно классификации металлорежущего оборудования токарное оборудование разделяется на:

Одношпиндельные автоматы и полуавтоматы
Многошпиндельные автоматы и полуавтоматы
Револьверные
Сверлильно-отрезные
Лоботокарные
Многорезцовые (винторезные)
Специализированные
Разные токарные
Карусельные

Специализированные автоматические и полуавтоматические станки применяются для изготовления деталей, где требуется уникальная обработка, работа станка частично или полностью автоматизирована. Полуавтоматические станки не могут самостоятельно загружать и разгружать детали с заготовками, эту операцию выполняет оператор.

Одношпиндельные автоматы и полуавтоматы применяются для сложной обработки в рамках крупного производства.

Многошпиндельные автоматы и полуавтоматы. На шпиндельном блоке закрепляется несколько заготовок, после чего по очереди перемещаются на рабочую позицию, и происходит их обработка с помощью нескольких инструментальных групп.
Револьверные станки принципиально особенны наличием поворотной головки, в которой закрепляется весь необходимый, благодаря чему экономится время на обработку.
Сверлильно-отрезное оборудование предназначено для синхронной отрезки и сверления объемных заготовок.

Токарно-винторезные станки являются самым узнаваемым оборудованием токарной группы. На нем можно производить точение, сверление, обработку торцев. Из дополнительных функций – нарезание резьбы и точение конуса.

Карусельные станки просто незаменимы в вопросе обработки габаритных заготовок небольшой длины. Благодаря высокой точности, карусельные станки почти полностью заменили лоботокарные. Горизонтальное расположение планшайбы определяет особенности работы оборудования.

Типы токарного оборудования

предназначены для изделий, обрабатывать у которых необходимо несколько поверхностей, используя различные инструменты. Чтобы не выполнять установку и настройку каждого инструмента, на таких станках устанавливаются револьверные головки, в которых может быть предусмотрено два и более гнезда для размещения инструментов. Конечно, обслуживать такой токарный станок значительно сложнее, чем обычную модель, но это полностью компенсируется функциональностью этого агрегата. К примеру, популярными моделями подобных станков являются 1Е316П, 1Г340ПЦ, 1П371, 1А341.

Карусельный станок — одна из разновидностей станков токарной группы

Карусельные станки токарной группы предназначены для выполнения обработки заготовок, характеризующихся небольшой длиной, значительной массой, большим внешним диаметром. К ним относятся габаритные зубчатые колеса, маховики и др. Функциональные возможности таких токарных станков (например, моделей 1512, 1541, 1550, 1Л532 и прочих) позволяют выполнять на них различные : точение, растачивание, прорезывание канавок, обработку торцов и др. А если дооснастить такие токарные агрегаты дополнительными приспособлениями, то они станут еще более универсальными: с их помощью можно будет выполнять некоторые фрезерные операции, нарезать резьбу, осуществлять шлифовку и производить ряд других технологических действий.

Рабочие органы многошпиндельного станка

Многошпиндельные станки, относящиеся к токарной группе, необходимы для выполнения сложнейших технологических операций в условиях серийного производства. Заготовки, которые можно обрабатывать на таких станках, могут иметь форму труб, шестигранных, квадратных и круглых прутков, фасонного профиля и др. Отличается подобная техника высокой жесткостью своей конструкции и мощным приводом, что позволяет выполнять с ее помощью обработку с высокой производительностью.

Что важно, такая сложная и функциональная техника обслуживается точно так же, как и станок обычной модели. Перечень технологических операций, которые можно выполнять на подобном агрегате, достаточно обширен: растачивание, черновое и фасонное обтачивание, нарезание и накатывание резьбы и др

Наиболее популярными моделями подобного токарного оборудования являются станки 1П365 и 1Б140

Наиболее популярными моделями подобного токарного оборудования являются станки 1П365 и 1Б140.

Токарно-винторезный станок 16К20

Распространенными моделями станков для токарной обработки, которые завоевали широкую популярность еще во времена СССР, являются токарно-винторезные устройства. Свою популярность такие станки, которые можно встретить не только практически на любом промышленном предприятии, но и в школьных мастерских, завоевали благодаря тому, что с их помощью можно эффективно выполнять большой перечень технологических операций.

Каждый такой станок, вне зависимости от модели, имеет типовую конструкцию, состоящую из однотипных узлов. Наряду со своей функциональностью, токарно-винторезные модели токарных станков отличаются высокой безопасностью, простотой в работе и обслуживании, что и дает возможность использовать их в качестве агрегатов для оснащения школьных мастерских еще со времен СССР. Наиболее известными и популярными моделями такого токарного оборудования являются станки 16К20, 16К50, 16Б16А и 16П16П.

https://youtube.com/watch?v=_3UYUMTqYzc

На предприятиях, выпускающих свою продукцию крупными сериями и использующими в производстве заготовки из фасонных профилей и калиброванных прутков, активно применяются токарные автоматы. Такие станки, на которых преимущественно выполняют операции точения в продольном направлении, с одинаковым успехом справляются с обработкой заготовок из различных металлов: сверхтвердых сплавов, мягкой меди и др.

Токарно-продольный автомат 1М10ДА

Классификация металлорежущих станков

Металлорежущий станок – машина для обработки резанием металлических и др. материалов, полуфабрикатов или заготовок с целью получения из них изделий путём снятия стружки металлорежущим инструментом. Все металлорежущие станки классифицируются по определенным признакам, зависящим от рода технологического процесса, режущего инструмента, компоновки станка.

Металлорежущие станки подразделяются на 9 групп (рисунок 1).

Рисунок 1 – Классификация станков по методу обработки

Каждая группа станков делится на типы. Так например, токарные станки бывают специализированные, одношпиндельные, многошпиндельные, револьверные, лобовые, многорезцовые, карусельные и т.д.

Станки одного и того же типа могут отличаться компоновкой (например, фрезерные универсальные, горизонтальные, вертикальные), кинематикой, т.е. совокупностью звеньев, передающих движение, конструкцией, системой управления, размерами и точностью обработки (рисунок 2).

Рисунок 2 – Основные виды фрезерных станков

При этом, например, если рассматривать операцию зубофрезерную, то для этой операции можно выбрать станки 5-й группы, но это будет зубофрезерный станок, а фрезерные станки расположены в 6-й группе. То есть четкого разграничения между группами нет, тем более появляются новые станки, реализирующие ранее неиспользуемые методы обработки.

Согласно стандартов, оборудование имеет основные размеры, характерные для станков каждого типа. Так, например, для токарных и круглошлифовальных станков это наибольший диаметр обрабатываемой заготовки (рисунок 3), для фрезерных станков — длина и ширина стола, на который устанавливаются заготовки или приспособления, для поперечно- строгальных станков — наибольший ход ползуна с резцом.

Рисунок 3 – Наибольший диаметр заготовки для токарных станков

Группа однотипных станков, имеющих сходную компоновку, кинематику и конструкцию, но разные основные размеры, составляет размерный ряд. Так, по стандарту, для зубофрезерных станков общего назначения предусмотрено 12 типоразмеров с диаметром устанавливаемого изделия от 80 мм до 12,5 м.

Конструкция станка каждого типоразмера, спроектированная для заданных условий обработки, называется моделью. Каждой модели присваивается свой шифр — номер, состоящий из нескольких цифр и букв. На рисунке 4 показан пример обозначения токарного станка с ЧПУ (числовое программное управление).

Рисунок 4 – Обозначение токарного станка с ЧПУ

Первая цифра означает группу станка, вторая – его тип, третья цифра или третья и четвертая цифры отражают основной размер станка. Например, модель 16К20Ф3 означает: токарно-винторезный станок с наибольшим диаметром обрабатываемой заготовки 400 мм. Буква между второй и третьей цифрами означает определенную модернизацию основной базовой модели станка.

Выделяют станки-автоматы и полуавтоматы. Автоматом называют станок, в котором после наладки все движения, необходимые для выполнения цикла обработки, в том числе загрузка заготовок и выгрузка готовых деталей, осуществляется автоматически, т.е. выполняется механизмами станка без участия оператора.

Цикл работы полуавтомата выполняется также автоматически, за исключением загрузки-выгрузки, которые производит оператор, он же осуществляет пуск полуавтомата после загрузки каждой заготовки.

С целью комплексной автоматизации для крупносерийного и массового производства создают автоматические линии и комплексы, объединяющие различные автоматы, а для мелкосерийного производства – гибкие производственные модули (ГПМ). Пример ГПМ приведен на рисунке 5.

Автоматизация мелкосерийного производства деталей достигается созданием станков с программным управлением (цикловым), в обозначение моделей вводится буква Ц (или числовым буква Ф).

Цифра после буквы Ф обозначает особенность системы управления:

Ф1 – станок с цифровой индикацией (с показом чисел, отражающих, например, положение подвижного органа станка) и предварительным набором координат;
Ф2 – станок с позиционной или прямоугольной системой; Ф3 – станок с контурной системой;
Ф4 – станок с универсальной системой для позиционной и контурной обработки, например, модель 1Б732Ф3 – токарный станок с контурной системой ЧПУ.

Станки с ЧПУ постепенно вытесняют другие установки, благодаря высокой точности обработки, повышенной производительности и соответственно сравнительно быстрой окупаемости.

Рисунок 5 – Пример гибкого производственного модуля

Кроме того, металлорежущие станки делятся по степени универсальности, по степени автоматизации и классу точности. Классификация станков представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 – Классификация станков

Разновидности

Есть много разновидностей токарных станков

Перед приобретением важно ознакомиться с особенностями каждого вида, чтобы сделать правильный выбор

Настольный для домашней мастерской

Небольшой станок фиксируется на специальном столике. Имеет небольшой вес и габариты, но позволяют выполнить большое количество операций. Помимо наружной обработки, можно выполнить сверление и расточку. Его преимущества — низкая стоимость и энергопотребление. Во время работы почти нет шума.

Бытовые, миниатюрные (мини), малогабаритные

Масса таких станков часто не превышает 50 кг, но технические характеристики многих моделей не уступают крупногабаритным аналогам. Станина выполнена в основном из чугуна — это снижает вибрацию во время работы. Рабочий диаметр патрона составляет 50–100 мм, частота вращения шпинделя 100–3800 оборотов в минуту, мощность двигателя варьируется от 0,55 до 2,25 кВт.

Винторезный

Распространенная группа токарных станков различной модификации. Пользовались популярностью еще во времена СССР на крупных производствах. Отличаются габаритами, длиной и диаметром обрабатываемых деталей. На заводах часто встречаются модификации 16К20, 1К62.

Автоматический с поперечной подачей

Используются в серийном производстве для разных операций с небольшими деталями, в том числе обработки фасонных поверхностей. На них практикуется также точение изделий из меди, латуни, легированной стали.

Универсальные

Распространенная группа станков, которые встречаются в серийном и массовом производстве. Сюда как раз входит токарно-винторезный станок. Такое оборудование отличается широким диапазоном режимов (частота вращения шпинделя, скорость подачи инструмента), а также возможностью выполнять работы разного профиля.

Классификация универсальных станков:

Тяжелые — на них можно обрабатывать крупногабаритные детали диаметром 1600–4000 мм.
До 15 тонн — предназначены для обработки деталей диаметром 600–1250 мм.
До 4 тонн — максимально допустимый диаметр заготовки составляет 500 мм.
Легкие — для работы с небольшими изделиями диаметром 100–200 мм.

К универсальным агрегатам относятся также токарно-револьверные станки. Они предназначены для массового и серийного изготовления деталей из прутка. Главное, его отличие от токарно-винторезного станка — наличие револьверной головки, к которой можно закрепить сразу несколько инструментов в необходимой для работы последовательности.

Мобильные

Переносные станки отличаются компактными размерами и мощной конструкцией с гидравлическим или пневматическим приводом. В зависимости от модификации возможна обработка наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, труб, фланцев, канавок. Станок крепится к краю заготовки.

Особенности и преимущества:

Простая установка и фиксация детали.
Выполнение операций в труднодоступных местах.
Возможность использовать дополнительные приспособления.
Высокая точность и качество обработки.

Необычные

В промышленности встречаются необычные типы токарных станков. Это дорогостоящее узкопрофильное оборудование, которое обслуживают высококвалифицированные работники.

К ним относятся:

Многошпиндельные — позволяют обрабатывать одновременно несколько деталей. Применяются в условиях серийного производства.
Копировальные полуавтоматы — выполняют сложные операции с использованием нескольких инструментов.
Лоботокарные — предназначены для деталей, диаметр которых во много раз превышает высоту (шкивы, фланцы, колеса).
Карусельные — промышленные станки для точной обработки крупногабаритных деталей.
Затыловочные — предназначены для заточки режущих инструментов (фрез, метчиков, разверток, зенковок).

Ручные

Группа объединяет типы токарных станков с ручным управлением (не ЧПУ). Они не оснащены автоматикой, все действия токарь выполняет вручную. Перемещение задней бабки и подача пиноли осуществляется рабочим без помощи дополнительных механизмов.

Автоматизирована только подача режущего инструмента. Ручные станки постепенно вытесняются аналогами с ЧПУ, автоматами и полуавтоматами.

Микро

Оборудование ограничивается весом 30–35 кг. Станки применяются для мелкосерийной работы в домашней мастерской. Питаются в основном от розетки 220 В. Малое энергопотребление и отсутствие шума позволяет работать, не мешая соседям.

Как выбрать настольный токарный станок: основные виды и возможности оборудования

Конструкция металлорежущих станков, оснащенных ЧПУ

Как установить и настроить токарный станок