Уци на токарный станок своими руками

Добавил пользователь Skiper
Обновлено: 15.09.2024

Универсальные токарные, фрезерные, расточные, координатные станки, чтобы стать точным инструментом в руках оператора, нуждаются в некотором "осовременивании", или, говоря техническим языком, нуждаются в модернизации. Одним из вариантов модернизации практически любого универсального станка может стать установка на станок Устройства Цифровой Индикации (далее – УЦИ ) совместно с измерительными линейками . Но в чем же выгода применения такого решения? Достоинств тут множество.

Во-первых, это дает новую жизнь старому станку, ведь любой станок в процессе эксплуатации изнашивается. Появляются выработка ходовых винтов, направляющих, износ подшипников и много прочих бед. Как же, спросите вы, установка на станок измерительной системы поможет сделать оборудование лучше, ведь все это не устранит механического износа узлов станка? Устранить и правда не устранит, но исключит влияние механического износа на точность станка. Как? А дело в том, что измерительные линейки (оптические, магнитные) устанавливаются непосредственно на исполнительный механизм, проще говоря, на ту часть станка, которая непосредственно перемещается. При этом полностью исключается из причин, влияющих на точность самого станка, такие факторы, как износ ходовых винтов (люфты) и выработка направляющих. Следовательно, на информационном дисплее УЦИ отображается реальное перемещение механизма. Не это ли необходимо для точного произведения работ за любым станком? Ответ очевиден!

Во-вторых, ко всему этому добавляется то, что точность измерений станка можно увеличить в разы! Да что в разы – в десятки раз! Как?! – опять спросите вы?

А все элементарно просто. К примеру, что является единицей точности универсального станка? Правильно – цена деления лимба. Возьмем токарный универсальный станок: для него точность варьируется от 0,01 мм до 0,5 мм в зависимости от модели. А что будет, если мы оснастим токарный станок, имеющий цену деления на лимбе 0,5 мм, измерительной системой с дискретностью 0,005 мм? Правильно!! Точность станка станет 0.005 мм. Только смотреть в данном случае уже надо не на рукоятку штурвала и лимб, а на удобный цифровой дисплей УЦИ, на котором отображается текущая координата станка с точностью до 3-го знака после запятой!! Теперь рабочие рукоятки станка необходимы оператору только для управления перемещением станка, а реальная координата отображается на дисплее. Ну не восхитительно ли? Ведь мы одним выстрелом убиваем сразу двух зайцев:

1. устраняем влияние механического износа станка на точность обработки и

2. получаем из простого универсального – станок повышенной точности. И все это за достаточно разумные деньги.

Теперь впору открыть еще один секрет и рассказать о третьем зайце. Да, как это ни удивительно, в нашем случае работает пословица: "За двумя зайцами погонишься – троих поймаешь". Ну а если серьезно, есть еще один очень важный аспект применения на универсальном оборудовании такой модернизации. Для начала ответьте себе на такой вопрос: сколько требуется времени, чтобы вырастить из выходца ПТУ настоящего, высококвалифицированного оператора-станочника? Правильно, годы, а то и десятки лет. И таких профессионалов становится все меньше и меньше. Многие уезжают за рубеж в поисках достойного заработка, а тем, кто остался на Родине, приходится платить соответствующе. Но чем же нам поможет в подготовке высококлассного специалиста такая модернизация? Ответ: ничем. Но!! Использование на универсальном оборудовании цифровой измерительной системы (УЦИ + измерительные линейки) позволяют ставить за такой станок операторов достаточно низкой квалификации, получая при этом такой же эффект, как от работы высококлассного станочника. Ведь теперь оператору не надо, ориентируясь на свое профессиональное мастерство, "ловить сотки". Теперь малоопытный оператор, ориентируясь на показания дисплея и "крутя ручки", сможет ловить на таком станке микроны!! А это ли не мечта любого работодателя: вложить один раз, чтобы не платить каждый раз в последующем.

Плюс ко всему, современные УЦИ (Ditron, Sino), предлагаемые нами, имеют широкий набор функций, которые облегчат труд любого мало-мальски разбирающегося оператора. Это от самого простого – обнуления текущей координаты, до значительно сложного – расчета радиуса, дуги окружности. По сути, наличие в УЦИ данных функций практически приближает наш станок к станку с ЧПУ с некоторым отличием: в качестве средства управления перемещением на нашем станке используются не электропривода, а мускульная сила оператора. Но ведь и стоимость нашей модернизации несравнимо мала по сравнению с модернизацией с применением ЧПУ.

Итак, подведем итог и сделаем вывод из вышеизложенного. На данный момент применение на универсальном оборудовании УЦИ и измерительных линеек (оптических, магнитных) – самое рациональное, грамотное и малобюджетное решение, позволяющее превратить любой универсальный станок в прототип станка с ЧПУ повышенной точности. А с точки зрения дальнейших затрат, позволяет избежать траты на зарплату высококвалифицированным станочникам, заменяя их труд трудом операторов менее высокого уровня.

Ста­ноч­ный парк рос­сий­ских пред­при­ятий от­ли­ча­ет­ся вы­сокой сте­пенью из­но­шен­ности. Стан­ки, вы­пущен­ные 20-30 и бо­лее лет на­зад, пе­рес­та­ли удов­летво­рять тре­бова­ни­ям сов­ре­мен­ной про­мыш­леннос­ти, предъ­яв­ля­емым к точ­ности и ка­чес­тву вы­пол­не­ния де­талей. Дан­ная проб­ле­ма яв­ля­ет­ся барь­ером для даль­ней­ше­го раз­ви­тия ря­да важ­ней­ших от­раслей про­мыш­леннос­ти, осо­бен­но это ак­ту­аль­но для тя­жело­го ма­шинос­тро­ения.

Од­ним из воз­можных ре­шений по об­новле­нию ста­ноч­но­го пар­ка пред­при­ятия яв­ля­ет­ся прод­ле­ние жиз­ни стан­ков за счет мо­дер­ни­зации их сис­тем уп­равле­ния и при­водов.

Од­ним из та­ких ре­шений яв­ля­ет­ся ос­на­щение стан­ков ус­трой­ством циф­ро­вой ин­ди­кации (УЦИ). Ис­поль­зо­вание УЦИ поз­во­ля­ет бо­лее пол­но ис­поль­зо­вать воз­можнос­ти уни­вер­саль­но­го то­кар­но­го, фре­зер­но­го, рас­точно­го и дру­гих стан­ков. При­мене­ние УЦИ так­же ин­те­рес­но для ос­на­щения но­вых уни­вер­саль­ных стан­ков, где ус­та­нов­ка сис­те­мы ЧПУ эко­номи­чес­ки не оп­равды­ва­ет­ся.

Стро­ение и прин­цип дей­ствия УЦИ

Вся ин­форма­ция о по­ложе­нии ра­бочих ор­га­нов стан­ка при­ходит от из­ме­ритель­ных при­боров: оп­ти­чес­ких ли­не­ек или дат­чи­ков уг­ло­вых по­ложе­ний. От­каз от ме­хани­чес­ких средств из­ме­рения поз­во­ля­ет до­бить­ся точ­ных и ста­биль­ных по­каза­ний – при дли­тель­ном ис­поль­зо­вании ме­хани­чес­ко­го из­ме­ритель­но­го при­бора воз­ни­ка­ет люфт меж­ду его дви­жущи­мися час­тя­ми, а кром­ки под­верже­ны ис­ти­ранию, всё это неб­ла­гоп­ри­ят­но ска­зыва­ет­ся на точ­ности из­ме­рений.

Сис­те­мы УЦИ не име­ют люф­та при­суще­го ме­хани­чес­ким сис­те­мам из­ме­рения и поз­во­ля­ют ста­рому стан­ку ра­ботать с точ­ностью но­вого. Сис­те­ма УЦИ поз­во­ля­ет­ся отоб­ра­жать ре­аль­ное по­ложе­ние осей стан­ка на эк­ра­не чёт­ко и в дос­тупной фор­ме, с уче­том пол­ной и не­пол­ной вы­бор­ки люф­та. Для руч­ной об­ра­бот­ки дан­ных на ус­трой­стве дос­тупно вы­пол­не­ние прос­тых ма­тема­тичес­ких рас­че­тов.

Та­ким об­ра­зом, ис­поль­зо­вание УЦИ поз­во­ля­ет до­бить­ся не толь­ко ра­боты стан­ка с го­раз­до бо­лее вы­сокой точ­ностью, но и сни­жения ве­ро­ят­ности оши­бок опе­рато­ра.

Оп­ти­маль­ный ва­ри­ант УЦИ

СППУИ Ом­рон пред­назна­чена для уп­равле­ния ли­ней­ны­ми или кру­говы­ми ося­ми, для пе­реме­щения по по­зици­ям ра­бочих ор­га­нов стан­ка и ин­ди­кации по­зиции этих ра­бочих ор­га­нов (воз­можно уп­равле­ние и ин­ди­кация от 1 до 4 осей). СППУИ мо­жет быть ис­поль­зо­вано на стан­ках то­кар­ной, фре­зер­ной, ко­ор­ди­нат­но-рас­точной, шли­фоваль­ной групп, в том чис­ле для за­мены УЦИ.

СППУИ Ом­рон об­ла­да­ет все­ми пре­иму­щес­тва­ми при­сущи­ми УЦИ, а так­же име­ет до­пол­ни­тель­ные по­ложи­тель­ные осо­бен­ности.

СППУИ Ом­рон обес­пе­чива­ет:

• ввод ко­эф­фи­ци­ен­тов ре­дук­ции для мас­шта­биро­вания дат­чи­ков по­ложе­ния;
• ввод ус­та­новок для сту­пеней тор­мо­жения при дис­крет­ном спо­собе уп­равле­ния;
• ввод ко­эф­фи­ци­ен­тов пе­реда­чи (ко­эф­фи­ци­ен­тов ре­дук­ции) ана­лого­вых и им­пуль­сных вы­ходов уп­равле­ния при вы­боре со­от­ветс­тву­юще­го ре­жима уп­равле­ния;
• ин­ди­кацию те­кущих зна­чений ко­ор­ди­нат;
• за­дание зна­чений по­зиции пе­реме­щения ра­боче­го ор­га­на в руч­ном ре­жиме и уп­равле­ние пе­реме­щени­ем к ней в ре­жимах от­но­ситель­но­го ли­бо аб­со­лют­но­го пе­реме­щения;
• ввод, ре­дак­ти­рова­ние и хра­нение уп­равля­ющих прог­рамм для об­ра­бот­ки де­талей, воз­можность ис­поль­зо­вания под­прог­рамм;
• от­ра­бот­ку уп­равля­ющих прог­рамм в од­ном из ре­жимов:
  • в по­кад­ро­вом, с от­ра­бот­кой од­но­го кад­ра прог­раммы и с пос­ле­ду­ющей ос­та­нов­кой;
  • в прог­рам­мном, с пол­ной от­ра­бот­кой уп­равля­ющей прог­раммы;

  В ка­чес­тве ус­трой­ства для вво­да ин­форма­ции и отоб­ра­жения те­куще­го по­ложе­ния ис­поль­зу­ет­ся опе­ратор­ская па­нель (ОП) се­рии NB5. Ис­поль­зо­вание па­нели ви­зу­али­зации с ин­ту­итив­но – по­нят­ным рус­ско­языч­ным ин­терфей­сом поз­во­ля­ет в ко­рот­кие сро­ки при­об­рести не­об­хо­димые на­выки ра­боты, и не тре­бу­ет на­личия спе­ци­аль­но обу­чен­но­го пер­со­нала. До­пол­ни­тель­ным пре­иму­щес­твом сен­сорной па­нели яв­ля­ет­ся от­сутс­твие элек­тро­меха­ничес­ких кно­пок. Об­мен дан­ны­ми меж­ду CP1H и NB5 вы­пол­ня­ет­ся че­рез порт RS232, для че­го в сос­та­ве цен­траль­но­го про­цес­сорно­го ус­трой­ства при­меня­ет­ся ин­терфей­сная пла­та. При не­об­хо­димос­ти зна­читель­но­го уда­ления ОП от ПЛК (мак­си­маль­но до 500 м) в сос­та­ве про­цес­сорно­го ус­трой­ства мо­жет быть ис­поль­зо­вана пла­та ин­терфей­са RS 485.

  Спо­собы уп­равле­ния при­вода­ми осей

  Для уп­равле­ния при­вода­ми осей по­дач мо­жет быть выб­ран один из 3-х спо­собов:

  1. Дис­крет­ное уп­равле­ние – уп­равле­ние ос­та­новом с вы­дачей от 1 до 4-х сту­пеней за­мед­ле­ния.
     
  2. Ана­лого­вое уп­равле­ние – уп­равле­ние пус­ком и ос­та­новом с вы­дачей ана­лого­вого сиг­на­ла за­дания (не­об­хо­дим до­пол­ни­тель­ный мо­дуль ана­лого­вых вы­ходов).
  3. Им­пуль­сное уп­равле­ние – уп­равле­ние пус­ком и ос­та­новом с вы­дачей им­пуль­сно­го сиг­на­ла за­дания.

  На­личие ука­зан­ных спо­собов уп­равле­ния поз­во­ля­ет гар­мо­нич­но ин­тегри­ровать СППУИ в су­щес­тву­ющую схе­му стан­ка и де­ла­ет ис­поль­зо­вание СППУИ уни­вер­саль­ным и не­зави­симым от ре­али­зован­ной при­вод­ной схе­мы.

  Уп­равле­ние по­зици­они­рова­ни­ем осей осу­щест­вля­ет­ся в руч­ном ре­жиме или ре­жиме прог­рам­мно­го уп­равле­ния.

  • В руч­ном ре­жиме за­да­ет­ся зна­чение ко­ор­ди­наты и осу­щест­вля­ет­ся за­пуск пе­реме­щения к ука­зан­ной ко­ор­ди­нате от­но­ситель­но те­кущей ко­ор­ди­наты ли­бо к ее аб­со­лют­но­му зна­чению.
  • В ре­жиме прог­рам­мно­го уп­равле­ния осу­щест­вля­ет­ся от­ра­бот­ка ра­нее за­дан­ной прог­раммы уп­равле­ния. При этом оп­ре­деля­ет­ся ре­жим прог­рам­мно­го уп­равле­ния ав­то­мати­чес­кий или руч­ной (по­кад­ро­вый) и ко­личес­тво пов­то­ров прог­раммы. По хо­ду от­ра­бот­ки прог­раммы отоб­ра­жа­ют­ся дан­ные о но­мере от­ра­баты­ва­емо­го кад­ра.

  Сос­тав СППУИ

  СППУИ (до 4 осей) Omron вы­пол­не­но на ба­зе прог­рамми­ру­емо­го ло­гичес­ко­го кон­трол­ле­ра (ПЛК) се­рии CP1H, c 24 дис­крет­ны­ми вхо­дами и 16 дис­крет­ны­ми вы­хода­ми.

  Наз­на­чение вхо­дов и вы­ходов про­из­во­дит­ся в уп­равля­ющей прог­рамме, что поз­во­ля­ет гиб­ко нас­тра­ивать па­рамет­ры в за­виси­мос­ти от кон­крет­ных ус­ло­вий при­мене­ния.

  Кро­ме то­го, ко­личес­тво вхо­дов и вы­ходов мо­жет быть уве­личе­но мак­си­маль­но до 320, что в свою оче­редь поз­во­ля­ет ре­али­зовать в уп­равля­ющей прог­рамме фун­кции уп­равле­ния всей элек­тро­ав­то­мати­кой стан­ка.

  Нас­трой­ка и прог­рамми­рова­ние CP1H и NB5 про­из­во­дит­ся с по­мощью вхо­дящих в па­кет ПО CX-ONE Lite (Ба­зовая вер­сия) прог­рамм CX-Programmer и CX-Designer. Для под­клю­чения к обо­рудо­ванию ис­поль­зу­ет­ся стан­дар­тный ка­бель USB.

  Лю­бые из­ме­нения в про­ек­те кон­трол­ле­ра или в эк­ра­нах па­нели опе­рато­ра лег­ко про­верить в ин­тегри­рован­ном си­муля­торе ра­боты ПЛК и тер­ми­нала, вхо­дящем в па­кет CX-ONE. При этом не тре­бу­ет­ся до­пол­ни­тель­ная заг­рузка из­ме­нен­ных про­ек­тов в обо­рудо­вание.

  Мон­таж сис­те­мы мо­жет быть в ви­де еди­ного мо­дуля, ли­бо рас­пре­делен­ным по элек­тро­обо­рудо­ванию стан­ка, с ус­та­нов­кой опе­ратор­ской па­нели в пульт.

  При­мер сис­те­мы УЦИ Omron

  Ин­кре­мен­таль­ные эн­ко­деры E6C2 под­клю­ча­ют­ся к встро­ен­ным вы­сокос­ко­рос­тным счет­ным вхо­дам кон­трол­ле­ра. Для об­ме­на дан­ны­ми меж­ду ПЛК CP1H и па­нелью опе­рато­ра NB5 ис­поль­зу­ют­ся пос­ле­дова­тель­ный ин­терфейс RS-232 и про­токол NT-Link. Сог­ла­сова­ние УЦИ с ав­то­мати­кой стан­ка про­из­во­дит­ся с по­мощью тон­ких про­межу­точ­ных ре­ле G2RV. Блок пи­тания S8VS пред­назна­чен для пи­тания всех ком­по­нен­тов сис­те­мы нап­ря­жени­ем +24В=.

  Под­во­дя ито­ги

  Вы­делим ос­новные пре­иму­щес­тва СППУИ пе­ред стан­дар­тны­ми УЦИ.

  Уни­вер­саль­ность.

  Ре­али­зация прог­рам­мно­го по­зици­он­но­го уп­равле­ния элек­троп­ри­вода­ми стан­ка обес­пе­чива­ет воз­можность по­точеч­но­го уп­равле­ния от 1 до 4 осей, при этом в ка­чес­тве уп­равля­ющих сиг­на­лов мож­но ис­поль­зо­вать ана­лого­вые вы­ходы, им­пуль­сные вы­ходы ли­бо циф­ро­вой ин­терфейс RS-485 и про­токол Modbus-RTU. Бла­года­ря это­му име­ет­ся воз­можность гар­мо­нич­но ин­тегри­ровать УЦИ в су­щес­тву­ющую схе­му стан­ка и де­ла­ет ис­поль­зо­вание УЦИ уни­вер­саль­ным и не­зави­симым от ре­али­зации его при­вод­ной схе­мы. Так­же нуж­но от­ме­тить воз­можность лёг­кой за­мены сос­тавля­ющих час­тей сис­те­мы – в клас­си­чес­ких УЦИ, ус­трой­ство яв­ля­ет­ся за­кон­ченным не­из­ме­ня­емым про­дук­том и вы­ход из строя лю­бого внут­ренне­го ком­по­нен­та, как пра­вило, ве­дет к пол­ной за­мене.

  Гиб­кость.

  При­мене­ние прог­рамми­ру­емо­го ло­гичес­ко­го кон­трол­ле­ра в ка­чес­тве яд­ра сис­те­мы уп­равле­ния да­ёт воз­можность вы­бора кон­фи­гура­ции обо­рудо­вания под раз­ные спо­собы уп­равле­ния при­вода­ми по­дач и дру­гие осо­бен­ности стан­ка, а ис­поль­зо­вание от­кры­того ПО поз­во­ля­ет до­бавить в прог­рам­мный код ло­гику уп­равле­ния всей элек­тро­ав­то­мати­кой стан­ка и его пе­рифе­рии. Мон­таж сис­те­мы мо­жет быть вы­пол­нен в ви­де еди­ного мо­дуля, ли­бо рас­пре­делен­ным по элек­тро­обо­рудо­ванию стан­ка, с ус­та­нов­кой опе­ратор­ской па­нели в пульт ста­ноч­ни­ка.

  Удобс­тво.

  Ис­поль­зо­вание па­нели ви­зу­али­зации с ин­ту­итив­но по­нят­ным рус­ско­языч­ным ин­терфей­сом поз­во­ля­ет в ко­рот­кие сро­ки при­об­рести не­об­хо­димые на­выки ра­боты и не тре­бу­ет спе­ци­аль­но­го обу­чения. Ди­зайн па­нели опе­рато­ра мо­жет быть лег­ко из­ме­нён в со­от­ветс­твии с лич­ны­ми пред­почте­ни­ями за­каз­чи­ка. СППУИ Omron име­ет воз­можность ве­дения и сох­ра­нения от­чё­тов, ста­тис­ти­ки. Вся ин­форма­ция из УЦИ, в том чис­ле и соз­данная ста­тис­ти­ка, мо­гут быть пе­реда­ны на вер­хний уро­вень – сис­те­му учё­та и кон­тро­ля, компь­ютер глав­но­го ин­же­нера и т.д. или сох­ра­нены на USB-на­копи­тель. Так­же под­дер­жка USB – на­копи­телей поз­во­ля­ет лег­ко ко­пиро­вать, пе­рено­сить уп­равля­ющие прог­раммы и нас­трой­ки с од­но­го УЦИ на дру­гое.

  Даже сильно подержанный токарный станок не по карману большинству любителей, которым он нужен только для обработки небольших заготовок. При необходимости выполнения незначительных объемов работ станок можно изготовить своими руками из металлопроката и нескольких заводских деталей.
  

  
  

  Основные материалы:

  • стальной уголок 20х20 мм;
    
  • вал на алюминиевой опоре SBR20;
    
  • каретки на линейных подшипниках под вал SBR20 – 12 шт.;
    
  • стальной лист 10 мм;
    
  • уголок 30х30 мм;
    
  • длинная шпилька М10;
    
  • стальной лист 3 мм;
    
  • уголок 40х40 мм;
    
  • токарный четырехкулачковый патрон;
    
  • подшипники в корпусе с лапками –3 шт.;
    
  • вал под подшипники с лапками;
    
  • шкив на вал;
    
  • электродвигатель со шкивом;
    
  • приводной ремень;
    
  • резцедержатель и резцы
    
  • болты М8.

  Изготовление токарного станка

  
  Из уголка 20х20 мм сваривается рама станка, как на фото. Верхнюю плоскость готовой детали нужно отшлифовать, чтобы иметь возможность ровного прикрепления остальной оснастки.
  

  
  

  
  Вдоль рамы прикручивается 2 продольные салазки, изготовленные из вала на алюминиевой опоре SBR20. На них устанавливается по 3 каретки на линейных подшипниках.
  

  
  

  
  Из листовой стали 10мм вырезается опорная плита, которая будет закрепляться на каретах. Она прикручивается с помощью 24 болтов по 4 на каждую каретку.
  

  
  

  
  

  
  Далее необходимо закрепить вал подачи, который будет перемещать платформу вдоль станка. Для этого используется длинная шпилька диаметром 10 мм. Она закрепляется на торцах станка на прикрученные опоры из обточенного уголка 30х 30 мм.
  

  
  

  
  Чтобы присоединить платформу на каретах к валу, необходимо сделать на обратной стороне ее плиты выступ. Для этого выгибается скоба из полосы стали 3 мм. Ее нужно прикрутить к плите как на фото.
  

  
  

  
  

  
  Далее сделанная скоба приваривается к 3-м гайка М10 накрученным на валу подачи из шпильки. Теперь при вращении вала платформа двигается вдоль станка.
  

  
  

  
  

  
  На готовую платформу закрепляются 2 поперечные салазки из того же вала на алюминиевой опоре SBR20. На каждую салазку устанавливается по 3 каретки.
  

  
  

  
  

  
  

  
  Для поперечного движения платформы тоже требуется установка вала подачи. Он изготавливается из той же шпильки М10 по аналогичному принципу, что и механизм нижней платформы. Для этого делается 2 опоры из обточенного уголка 30х30 мм и скоба из полосы 3 мм, которая приваривается к 3-м гайкам М10 на валу.
  

  
  

  
  

  
  

  
  Далее необходимо сделать платформу куб под резцедержатель. Ее верхнюю и нижнюю часть можно изготовить из листовой стали 10 мм, а боковые стороны из листа 3 мм. Поскольку на этот узел оказывается нагрузка, то следует его укрепить еще одной боковой вставкой из листовой стали 3 мм. В верхней части полученного кубика делается центральное отверстие, в котором нарезается резьба. Оно используется для прикрепления заводского резцедержателя.
  

  
  

  
  

  
  

  
  По периметру основания станка из уголка 20х20 мм приваривается уголок 40х40 мм. Продольные детали нового уголка делаются длиннее, чтобы слева получить основание для закрепления шпинделя.
  

  
  

  
  На полученное основание наваривается уголок 40х40 мм, как на фото. Полученная конструкция укрепляется вставками, поскольку на нее будет оказываться сильная деформационная нагрузка.
  Сверху на полученный каркас наваривается платформа из листовой стали 10 мм. К ней прикрепляется 3 подшипника в корпусе с лапками. В подшипники вставляется стальной вал.
  

  
  

  
  

  
  Из листовой стали 10 мм вырезается круг соответствующий диаметру заводского четырехкулачкового патрона. В его центре делается большое отверстие соответствующее диаметру вала. Изготовленная деталь насаживается на вал, закрепленный на подшипниках
  

  
  

  
  Установив и зажав на валу четырехкулачковый шпиндель необходимо прижать к нему вырезанный круг и стянуть его с патроном с помощью 3-х болтов. Это позволяет сбалансировать круг, перед тем как приварить его к валу.
  

  
  

  
  Далее нужно снять четырехкулачковый шпиндель и срезать лишнюю часть вала по линии приваренного круга. Токарный патрон устанавливается обратно на свое посадочное место и зажимается с помощью 3-х болтов.
  На обратной стороне вала закрепляется шкив.
  

  
  

  
  Для имеющегося электродвигателя варится рамка из уголка 20х20 мм. На мотор устанавливается малый шкив.
  

  
  

  
  После этого натянув ремень между шкивами необходимо приставить двигатель к основанию платформы подшипников вала шпинделя. Каркас электродвигателя нужно изготовить таким образом, чтобы иметь возможность после его приваривания регулировать натяжение ремня.
  

  
  

  
  Закрепив резец в резцедержателе станка уже можно использовать его по предназначению. Данная конструкция позволяет подобраться резцом к кругу, на котором крепится шпиндель, чтобы его обточить, сделав более аккуратным.
  

  
  

  
  

  
  Полученный станок имеет возможность модернизации, к примеру, установки задней бабки, что позволит выполнять более серьезные задачи. Это довольно дорогой проект, но он обойдется дешевле заводского токарного станка.
  

  
  

  
  

  
  

  
  

  
  

  
  

  
  

  Смотрите видео

  
  

  Многие домашние мастера задумываются о том, как самостоятельно изготовить токарный станок по металлу. Такое желание объясняется тем, что при помощи подобного устройства, стоить которое будет совсем недорого, можно эффективно выполнять большой перечень токарных операций, придавая заготовкам из металла требуемые размеры и форму. Казалось бы, намного легче приобрести простейший настольный станок и использовать его в своей мастерской, но учитывая немалую стоимость такого оборудования, есть смысл потратить время на то, чтобы сделать его своими руками.

  
  

  Самодельный токарный станок — это вполне реально

  Использование токарного станка

  Токарный станок, который одним из первых появился в линейке оборудования для обработки деталей из разных материалов, в том числе из металла, позволяет изготавливать изделия различных форм и размеров. С помощью такого агрегата можно выполнять обточку наружных и внутренних поверхностей заготовки, высверливать отверстия и растачивать их до требуемого размера, нарезать наружную или внутреннюю резьбу, выполнять накатку с целью придания поверхности изделия желаемого рельефа.

  Серийный токарный станок по металлу — это габаритное устройство, управлять которым не так просто, а его стоимость очень сложно назвать доступной. Использовать такой агрегат в качестве настольного оборудования нелегко, поэтому есть смысл сделать токарный станок для своей домашней мастерской самостоятельно. Используя такой мини-станок, можно оперативно производить обточку заготовок, выполненных не только из металла, но также из пластика и древесины.

  На таком оборудовании обрабатываются детали, имеющие круглое сечение: оси, рукоятки инструментов, колеса, конструктивные элементы мебели и изделия любого другого назначения. В подобных устройствах заготовка располагается в горизонтальной плоскости, при этом ей придается вращение, а излишки материала снимает резец, надежно зафиксированный в суппорте станка.

  
  

  Проточка тормозного диска на самодельном токарном станке

  Несмотря на простоту своей конструкции, такой агрегат требует четкой согласованности движений всех рабочих органов, чтобы обработка выполнялась с предельной точностью и наилучшим качеством исполнения.

  Пример самодельного токарного станка с чертежами

  Рассмотрим подробнее один из рабочих вариантов собранного собственными силами токарного станка, довольно высокое качество которого по праву заслуживает самого пристального внимания. Автор данной самоделки даже не поскупился на чертежи, по которым данное устройство и было успешно изготовлено.

  Конечно, далеко не всем требуется настолько основательный подход к делу, зачастую для домашних нужд строятся более простые конструкции, но в качестве донора для хороших идей данный станок подходит как нельзя лучше.

  
  

  Токарный станок, сделанный своими руками

  Внешний вид станка Основные узлы Суппорт, резцедержатель и патрон
  Вид сбоку Задняя бабка Вид снизу на заднюю бабку
  Направляющие валы Конструкция суппорта Привод от двигателя
  Чертеж №1 Чертеж №2 Чертеж №3
  

  Конструкционные узлы

  Любой, в том числе и самодельный, токарный станок состоит из следующих конструктивных элементов: несущей рамы — станины, двух центров — ведущего и ведомого, двух бабок — передней и задней, шпинделя, суппорта, приводного агрегата — электрического двигателя.

  
  

  Конструкция малогабаритного токарного станка про металлу

  На станине размещают все элементы устройства, она является основным несущим элементом токарного станка. Передняя бабка — это неподвижный элемент конструкции, на котором располагается вращающийся шпиндель агрегата. В передней части рамы находится передаточный механизм станка, с помощью которого его вращающиеся элементы связаны с электродвигателем.

  Именно благодаря такому передаточному механизму вращение получает обрабатываемая заготовка. Задняя бабка, в отличие от передней, может перемещаться параллельно направлению обработки, с ее помощью фиксируют свободный конец обрабатываемой заготовки.

  
  

  Простая схема узлов самодельного станка по дереву подскажет простой вариант изготовления станины, передней и задней бабок

  Самодельный токарный станок по металлу можно оснастить любым электродвигателем даже не слишком высокой мощности, но такой двигатель может перегреться при обработке крупногабаритных заготовок, что приведет к его остановке и, возможно, выходу из строя.

  Обычно на самодельный токарный станок устанавливают электродвигатели, мощность которых находится в пределах 800–1500 Вт.

  Даже если такой электродвигатель отличается небольшим количеством оборотов, проблему решают при помощи выбора соответствующего передаточного механизма. Для передачи крутящего момента от таких электродвигателей обычно используют ременные передачи, очень редко применяются фрикционные или цепные механизмы.

  Токарные мини-станки, которыми оснащаются домашние мастерские, могут даже не иметь в своей конструкции такого передаточного механизма: вращающийся патрон агрегата фиксируется непосредственно на валу электродвигателя.

  
  

  Станок с прямым приводом

  Существует одно важное правило: оба центра станка, ведущий и ведомый, должны располагаться строго на одной оси, что позволит избежать вибрации заготовки в процессе ее обработки. Кроме того, необходимо обеспечить надежную фиксацию детали, что особенно важно для моделей лобового типа: с одним ведущим центром. Решается вопрос такой фиксации при помощи кулачкового патрона или планшайбы.

  По сути, токарный станок своими руками можно сделать и с деревянной рамой, но, как правило, для этих целей применяют профили из металла. Высокая жесткость рамы токарного станка обязательна для того, чтобы на точность расположения ведущего и ведомого центра не оказывали влияние механические нагрузки, а его задняя бабка и суппорт с инструментом беспрепятственно перемещались вдоль оси агрегата.

  
  

  Использование швеллеров при изготовлении рамы и передней бабки станка

  Собирая токарный станок по металлу, важно обеспечить надежную фиксацию всех его элементов, обязательно учитывая нагрузки, которым они будут подвергаться в ходе работы. На то, какие габариты окажутся у вашего мини-станка, и из каких конструктивных элементов он будет состоять, станет оказывать влияние и назначение оборудования, а также размеры и форма заготовок, которые на нем планируется обрабатывать. От этих параметров, а также от величины планируемой нагрузки на агрегат будет зависеть и мощность электродвигателя, который вам необходимо будет использовать в качестве привода.

  
  

  Вариант исполнения станины, передней бабки и привода

  Для оснащения токарных станков по металлу не рекомендуется выбирать коллекторные электродвигатели, отличающиеся одной характерной особенностью. Количество оборотов вала таких электродвигателей, а также центробежная сила, которую развивает обрабатываемая заготовка, резко возрастают при уменьшении нагрузки, что может привести к тому, что деталь просто вылетит из патрона и может серьезно травмировать оператора.

  Такие электродвигатели допускается использовать в том случае, если на своем мини-станке вы планируете обрабатывать некрупные и нетяжелые детали. Но даже в таком случае токарный станок необходимо оснастить редуктором, который будет препятствовать бесконтрольному увеличению центробежной силы.

  
  

  Асинхронный трехфазный электродвигатель, подключаемый к сети 220 Вольт через конденсатор

  Уже доказано практикой и конструкторскими расчетами, что для токарных агрегатов, на которых будут обрабатываться заготовки из металла длиной до 70 см и диаметром до 10 см, лучше всего использовать асинхронные электродвигатели мощностью от 800 Вт. Двигатели такого типа характеризуются стабильностью частоты вращения при наличии нагрузки, а при ее снижении в них не происходит ее бесконтрольного увеличения.

  Если вы собираетесь самостоятельно сделать мини-станок для выполнения токарных работ по металлу, то обязательно следует учитывать тот факт, что на его патрон будут воздействовать не только поперечные, но и продольные нагрузки. Такие нагрузки, если не предусмотреть ременную передачу, могут стать причиной разрушения подшипников электродвигателя, которые на них не рассчитаны.

  Если использовать ременную передачу нет возможности, и ведущий центр устройства напрямую соединяется с валом электродвигателя, то можно предусмотреть ряд мер, которые защитят его подшипники от разрушения. Подобной мерой может стать упор, ограничивающий продольное перемещение вала двигателя, в качестве которого можно использовать шарик, устанавливаемый между корпусом электродвигателя и задним торцом его вала.

  В задней бабке токарного станка располагается его ведомый центр, который может быть неподвижным или свободно вращаться. Наиболее простую конструкцию имеет неподвижный центр: его несложно сделать на основе обычного болта, заточив и отшлифовав под конус ту его часть, которая будет соприкасаться с заготовкой. За счет вкручивания или откручивания такого болта, перемещающегося по резьбовому отверстию в задней бабке, можно будет регулировать расстояние между центрами оборудования, тем самым обеспечивая надежную фиксацию заготовки. Обеспечивается такая фиксация и за счет перемещения самой задней бабки.

  Чтобы обрабатываемая деталь беспрепятственно вращалась в таком неподвижном центре, заостренную часть болта, которая с ней соприкасается, нужно будет смазывать машинным маслом перед началом работы.

  
  

  Самодельная задняя бабка для настольного токарного станка

  Советы по изготовлению простейшего станка

  Сегодня не представляет сложности найти чертежи и фото токарных станков, по которым можно самостоятельно изготовить такое оборудование. Более того, несложно найти различные видео, демонстрирующие процесс их изготовления. Это может быть мини-станок с ЧПУ или очень простое устройство, которое, тем не менее, даст вам возможность оперативно и с минимальными трудозатратами изготавливать изделия из металла различной конфигурации.

  Стойки простейшего токарного станка по металлу можно изготовить из древесины. Их необходимо будет надежно закрепить на станине агрегата при помощи болтовых соединений. Саму станину, если есть возможность, лучше изготовить из металлических уголков или швеллера, что обеспечит ей высокую надежность, но если их нет под рукой, можно также подобрать толстые деревянные бруски.

  В качестве узла на таком станке, на котором будет фиксироваться и перемещаться режущий инструмент, выступит подручник, изготавливаемый из двух деревянных дощечек, соединенных под углом 90 градусов. На поверхности дощечки, где будет размещаться инструмент, необходимо зафиксировать лист металла, который защитит древесину от деформирования и обеспечит точное расположение резца по отношению к обрабатываемой детали. В опорной поверхности горизонтальной дощечки, перемещаемой по станине агрегата, необходимо сделать прорезь, за счет которой такое перемещение будет достаточно точным.

  Для изготовления передней и задней бабки вашего самодельного токарного станка, необходимо будет подобрать металлические цилиндры соответствующего размера, которые размещают в подшипниковых узлах, установленных в деревянные стойки. Вращение, совершаемое обрабатываемой деталью, будет передаваться ей через передний центр, соединенный ременной передачей с электродвигателем. Таким образом, заготовка, надежно зафиксированная между передним и задним центром, обрабатывается при помощи резца, установленного в подручнике оборудования.

  
  

  Еще один вариант самодельного станка (нажмите для увеличения)

  Общий вид Передняя бабка Суппорт и патрон
  

  Не должно возникнуть никаких проблем и с поиском электродвигателя, которым следует оснастить токарный мини-станок. Даже если вам не удалось найти двигатель требуемой мощности (500–1000 Вт — для обработки мелких деталей, 1500–2000 Вт — для крупногабаритных заготовок), то вполне подойдет бывший до этого в употреблении агрегат, ранее установленный на бытовой швейной машинке. Кроме того, в качестве привода для компактных токарных станков допустимо применять электродрели или шлифовальные машины.

  В итоге таких несложных манипуляций вы получите в свое распоряжение станок, способный выполнять самые распространенные токарные операции по металлу. При желании агрегат можно модернизировать, расширяя его функциональные возможности. Конечно, станок с ЧПУ из подобного устройства сделать сложно, но выполнять на нем расточку, сверление, шлифование, нарезание резьбы и ряд других технологических операций по металлу вполне возможно.

  Читайте также:

    
  • Станок для обрезки стрел своими руками
    
  • Костюм мексиканца для мальчика своими руками
    
  • Что может сделать whirlpool чтобы стать еще лучше как место работы
    
  • Пудр клозет для дачи своими руками пошаговая инструкция
    
  • Ремонт заднего суппорта форд транзит своими руками