Токарные Станки

НЕМНОГО ИСТОРИИ

Оказывается, с полным основанием к старейшим можно причислить профессию токаря. Его станок, пожа­луй, наиболее древнее механизированное оборудование для обработки материалов. Самые ранние артефакты, свидетельствовавшие о его применении, найдены в Егип­те и относятся к VII веку до н. э. На одном из изображений, датируемом примерно III веком до н. э., показано устрой­ство с вертикально расположенной обрабатываемой де­талью, прижатой сверху грузом. Роль привода этого при­митивного станка играл помощник токаря, вращавший заготовку то в одну, то в другую сторону, дергая за концы обмотанной вокруг нее веревки. Впоследствии веревку натянули на согнутую деревянную палку, и «редуктор» стал напоминать лук или ножовку. С таким станком мог уже справляться и один человек. По всей видимости, древние шахматные фигуры и нарды делали именно та­ким образом. Приблизительно в XIII столетии «лук» заме­нил привод нового типа, немного напоминавший коло­дезный журавль, с той разницей, что горизонтальный шест был закреплен жестко. Второй конец веревки привя­зывали к педали - нажимая на нее, оператор приводил в движение заготовку, а «журавль» служил возвратной пружиной. Станки с приводом в форме лука, правда, очень компактного размера, еще долго были распростра­нены среди часовщиков и ювелиров. Качественные изменения в механизм токарного станка внесены во второй половине XVII века. Но наибо­лее значительным изобретением той поры следует счи­тать то, что было сделано почти двумя столетиями ранее - эскиз токарного станка Леонардо да Винчи. Это первая конструкция, обеспечивающая непрерывное вращение заготовки, «реализованное» с помощью ножной педали, массивного маховика и кривошипа. Вместе с тем ме­ханизм должен был обеспечивать относительную рав­номерность частоты оборотов и, следовательно, лучший контроль над режущим инструментом. К слову, резцы того времени почти не отличались от современных собратьев. Еще одно нововведение да Винчи - плавающая винторезная оправка. Последнее революционное усовершенствование конструкции токарных станков – установка электропри­вода. Это произошло в начале XX века. С тех пор дере­вообрабатывающий токарный станок практически не изменился. Причина тому - простота конструкции.

КОНСТРУКЦИЯ

Основой любого станка (во всяком случае, их подавляющего большинства) является станина — опора, на которой размещены все остальные узлы. Главное требование к ней - прочность. Масса так­же имеет значение. Большой вес снижает вероят­ность опрокидывания станка и, что не менее важно, уровень вибрации. Для большей надежности в ста­нине делают отверстия для крепления к опоре - верстаку или полу. Самая сложная деталь деревообрабатывающего токарного станка - передняя бабка, обычно жестко зафиксированная на станине. В ней расположены ре­дуктор с установленным на нем шпинделем и блок электронного управления. Последний выполняет функцию включателя и выключателя, а на более тех­нологичных моделях отвечает и за плавную регули­ровку частоты вращения шпинделя. Электродвига­тель также часто скрыт под кожухом передней бабки, но иногда бывает вынесен наружу. Основная задача задней бабки - прижимать за­готовку к расположенному на шпинделе ведущему центру. Заднюю бабку можно смещать по станине вдоль оси вращения. Пиноль — ее составная часть. На эту гильзу крепят вращающийся или не вращаю­щийся центр, упирающийся своим острием в заго­товку. Для удобства зажима пиноль сделана под­вижной, ее положение регулируют маховичком. Зажим обрабатываемой детали и контакт с вра­щающим ее шпинделем обеспечивает насадка. Наиболее простую из них называют ведущим цент­ром. Он представляет собой диск с несколькими зубьями, впивающимися в материал и прижимаю­щими его к противоположному центру, установлен­ному на задней бабке. Для правильной установки заготовки в центрах следует обозначить ее середи­ну на торцах с помощью керна. Вращающийся центр на шпинделе можно заменить трех- или четырех кулачковым патроном. Он зажимает матери­ал подобно сверлильному и позволяет обтачивать заготовки, закрепленные только с одной стороны. Плоские широкие вещи (тарелки пиалы) обраба­тывают с помощью планшайбы. Это навинчивае­мый на шпиндель фланец с отверстиями, а в качестве крепежа выступают шурупы. Чтобы не испор­тить заготовку, в этом случае к обрабатываемой де­тали приклеивают дополнительную круглую чурку. А если склеиваемые плоскости проложить слоем бумаги, то впоследствии их будет проще разъеди­нить. Планшайба, как и патрон, не нуждается в «по­мощи» задней бабки и иногда позволяет обтачи­вать заготовки большего радиуса, чем высота центров над станиной, в том случае, если у стан­ка поворотная передняя бабка. Функцию жесткой опоры для резца выполняет подручник. Его устанавливают в любом удобном положении между бабками и на требуемом рассто­янии от оси вращения обрабатываемой детали. Его нетрудно отрегулировать и по высоте, однако де­лать это часто вовсе не нужно. Вертикальное поло­жение верхней кромки подручника, обеспечивающее оптимальное сочетание качества, удобства и безопасности обработки, - чуть выше оси враще­ния. Форма подручника определяет направление вращения детали: обрабатываемая ее часть должна двигаться сверху вниз, прижимая резец к опоре. Недостаток подручника в том, что токарь держит инструмент руками, и ему сложно точно отмерить толщину снимаемого слоя или выдержать криволи­нейный профиль. Суппорт редко встречается на деревообрабаты­вающих токарных станках, это привычный атрибут металлообработки. Он жестко держит резец и отве­чает за точное его перемещение по всем трем коор­динатам. Его устанавливают на штангу, параллель­ную оси вращения заготовки, вдоль которой его можно перемещать. Положение резца регулируют маховиками. Суппорт позволяет выполнять точную цилиндрическую и коническую обработку. Решить проблему повторяемости криволиней­ной обработки призваны копировальные приспо­собления. Они сильно отличаются друг от друга по конструкции, но гарантированно имеют три детали — щуп (палец), отслеживающий профиль шаблона, штангу, по которой «ходит» копирующий меха­низм, и держатель резца.

ПАРАМЕТРЫ

Один из важных параметров — максимальное расстояние между центрами, то есть максимально возможная длина заготовки. Она дает информа­цию о габаритах станка и о том, какие вещи на нем можно делать. Часто эта величина, выраженная в миллиметрах, входит в маркировку модели. На­пример, у станка наибольшая дли­на обработки - 25 см, значит, он будет интересен моделистам или изготовителям сувениров. Высота центров над станиной и максимальное расстояние подручника от оси вращения определя­ют максимальный диаметр обрабатываемой заго­товки. При использовании копировального устрой­ства или суппорта этот параметр обычно имеет меньшее значение. Потребляемая мощность у деревообрабатыва­ющего токарного станка невелика по сравнению со множеством других стационарных электроинстру­ментов, но ее вполне достаточно для поставленной задачи. Практически на всех современных токарных станках частота вращения варьируется. Традицион­ный метод регулировки - перестановка приводно­го ремня в редукторе на ведущий и ведомый шкив соответствующих диаметров. Обычно это делают вручную, а иногда — вынесенным на переднюю па­нель рычагом. Другой распространенный способ электронная регулировка, которую часто применя­ют в тандеме с перестановкой ремня. Этот вариант дает возможность более гибкой настройки машины. Управление частотой обо­ротов очень важно для деревообработки, так как оно позволяет приспосо­бить станок для работы с заготовкой определенно­го диаметра и с требуемой аккуратностью. Типичный диапазон скоростей вра­щения - от 500 до 2500 об/мин. Насадку на шпиндель устанавливают посредст­вом резьбового соединения или конического с ма­лым углом. Последний вариант - конус Морзе, введенный в обиход Стивеном Морзе в 1864 году. Фиксировать насадку в этом случае не нужно, при необходимости, чтобы запрессовать ее, доста­точно слегка ударить киянкой в ее торец. Существу­ет восемь стандартных размеров конуса Морзе, их обозначают латинскими буквами МК с последую­щим номером от 0 до 7. Заднюю бабку также часто оснащают таким конусом, но более распространено это у металлообрабатывающих станков. Ход пиноли – пожалуй основная характеристика задней бабки. Это максимальное обес­печиваемое соответству­ющим  маховиком пере­мещение зажимающего центра. Следует помнить, что при использовании не­ вращающегося центра во из­бежание  перегрева  нельзя зажимать   деталь слишком туго, она должна свободно вращаться.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Как мы и говорили вначале, токарный станок по дереву довольно прост по своей конструкции. Чем стоит руководствоваться при выборе, кроме техни­ческих параметров и цены? Конечно, его маркой, брэндом. Качественных отличий между станками разных наименований мало, но серьезный произ­водитель обеспечит и качество изделия, и достой­ный сервис. Также стоит обратить внимание на спи­сок опций, в частности, на возможность установки копира - она присутствует далеко не у всех моде­лей. Кроме того, никогда не стоит пренебрегать возможностью детального осмотра товара перед покупкой и предварительного ознакомления с до­кументацией.