Токарные работы по дереву: настройка, техника безопасности, виды работ

Во все времена для украшения интерьера, изготовления отдельных частей мебели большой популярностью пользовались изделия, выточенные из различных пород дерева. Токарные работы по дереву всегда привлекали любителей, желающих проявить творческую фантазию и мастерство. Современные токарные агрегаты позволяют изготовить отдельные детали мебели, элементы интерьера, заготовки и детали для народных промыслов.

Основные принципы токарной обработки

Главным принципом токарной обработки является оптимальное сочетание двух видов движений. Первое – это вращательное, которое производится благодаря использованию электрического двигателя и системы передач, второе – поступательное, в основном ручное, для подачи необходимого токарного инструмента. Этот принцип работы заложен во всех разновидностях токарных станков. Он позволяет работать с деталями самых сложных конфигураций. Обработка на токарных станках осуществляется следующими типами инструмента:

стамески;
реймеры;
мейслеры;
резцы.

Каждый токарный станок имеет свою систему крепления. Он может быть снабжён дополнительным оборудованием, расширяющим его возможности по обработки различного вида древесины.

Для точной подачи деревянной болванки используется специальный подручник. Он позволяет устанавливать её в требуемом положении с соблюдением необходимой центровки. Правильной и качественной токарной обработке способствует точно установленный угол у валика.

Использование полукруглой и косой стамески

Придавая болванке цилиндрическую форму с использованием полукруглой стамески, резание необходимо осуществлять не только верхней частью лезвия, но также и его боковыми частями. В таком случае затупление инструмента будет проходить не так быстро, к тому же, обрабатываемая поверхность будет иметь не волнистую, а ровную форму, что ускорит и значительно облегчит всю ее последующую обработку.

При гладком обтачивании косяк следует держать таким образом, чтобы его лезвие по отношению до поверхности цилиндрической заготовки располагалось под углом 45 градусов. Вытачивая профиль, косяк можно располагать в разных положениях. Полная торцовка детали на токарном станке, как и частичное протачивание ее торцов осуществляется острым концом такого режущего инструмента, который устанавливается ребром на подручник.

Виды оборудования для токарной обработки

Несмотря на многообразие столярных изделий, все операции токарной обработки могут быть реализованы с применением следующих типов агрегатов:

фрезерного;
токарного;
рейсмусового;
распиловочного.

Фрезерный применяется для проведения работ по вырезанию профиля и рельефных элементов. Для получения необходимой формы и заданной величины рельефа используется фреза конкретного размера.

Токарный станок по дереву позволяет проводить весь перечень работ точения, вырезания углублений, шлифовки и полировки.

Рейсмусовый станок способен осуществлять операции строгания заготовок до заданной толщины. Кроме этого в зависимости от количества ножей на валу и степени их заточки удаётся получить поверхность высокой степени точности.

Распиловочный необходим для проведения работ связанных с предварительной подготовкой плоских деревянных заготовок. Распиловка может производиться вдоль установленного бруска или поперёк с сохранением текстуры дерева.

Все деревообрабатывающие (в том числе и токарные) агрегаты делятся на три категории:

промышленные (применяются на крупных деревообрабатывающих предприятиях, мебельных комбинатах);
полупрофессиональные (используются в организациях производящих работы в небольшом количестве);
бытовые или настольные (применяются для индивидуальной работы в домашних мастерских).

Основными отличиями является производительность и массогабаритные характеристики.

Типы токарных станков

Работа на универсальном токарном станке
Кроме токарного станка универсального типа, который сейчас встречается чаще всего, существует немало и других типов такого оборудования. Среди них:

токарно-винтовой станок. Используется при нарезании на деревянную заготовку резьбы. Кроме того, на подобном станке также обрабатывают деревянные детали, которые имеют форму конуса;
токарно-фрезерные устройства. Используются при изготовлении пазов, их последующей расточки и обработки других типов;
настольное оборудование токарного типа. Благодаря небольшим размерам и массе широко используется в домашних условиях и учебных заведениях;
станки с ЧПУ. Основное их отличие от всех остальных разновидностей токарного оборудования – автоматическая работа без вмешательства человека.

Виды работ

Подобные агрегаты позволяют производить следующие виды токарных работ:

точение различных видов;
шлифование;
отрезание лишней части заготовки;
сверление торцевых отверстий.

Точение имеет три вида:

продольное;
поперечное;
угловое.

Продольное точение предполагает плавное движение режущего инструмента при постоянной скорости вращения деревянной болванки. Движение токарного инструмента осуществляется с небольшой скоростью параллельно оси вращения. Поперечное точение производится в результате движения токарного инструмента под определённым усилием перпендикулярно оси вращения. Для получения сложных фигур используют угловое точение. В этом случае инструмент направляется под определённым углом к поверхности заготовки. Эти методы позволяют получить самые сложные формы выборки. Следует помнить, чтобы правильно точить деревянную заготовку, следует уточнить её плотность, выбрать скорость вращения шпинделя и необходимый режущий инструмент.

Для работы одним из видов точения применяют следующие приёмы расположения инструмента:

нижнее;
верхнее;
прямое (перпендикулярное или под углом).

Благодаря выбору одного из приёмов можно выточить заданную фигуру или сделать необходимую проточку под любым углом.

Виды точения: какие приемы используются?

Токарное дело – обширная область знаний. Специалист должен выбрать не только подходящее оборудование, но и знать особенности выполнения всех приемов. Основных видов токарных работ насчитывается около десятка, но следует понимать, что каждый вид обработки может касаться деталей различного диаметра, размера, фактуры. Следовательно, сосчитать точно, какие виды точения и приемы есть не представляется возможным. Основные виды точения:

обработка наружных поверхностей цилиндрической формы;
точение наружных поверхностей конического образца;
обработка уступов и торцов деталей;
обработка поверхностей цилиндров и кубов с внутренней стороны;
отрезка заготовки;
вытачивание канавок и отверстий;
сверление отверстий;
работы, сопутствующие сверлению — развертывание и зенкерование сторон;
нарезание внутренней и наружной резьбы;
обработка фасонных плоскостей;
накатывание рифлении и другое.

Как видно из списка, приемов токарных работы множество. Рабочий в обязательном порядке должен не только знать досконально их все, но и быть в курсе правил безопасности при выполнении обтачивания или нарезания определенных заготовок.

Выбор и подготовка заготовки

Дерево относится к той категории поделочного материала, который позволяет создавать самые причудливые и эффектные изделия. Красота и оригинальность изготовленной поделки зависит от породы выбранной древесины, возможностей токарного станка, уровня квалификации мастера, аккуратности проводимой работы.

Работы на токарном станке требуют тщательной подборки деревянной болванки. В качестве древесины выбирают обычно лиственные породы дерева. Наиболее популярными считаются: липа, груша, ольха, дуб, бук, орех, различные виды берёзы. Из наиболее редких пород дерева применяют красное и чёрное. Однако следует помнить, что основа каждой из пород имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при обработке. К таким особенностям относятся:

плотность;
наличие оригинальной текстуры;
отсутствие трещин и сучков;
для хвойных и некоторых лиственных деревьев, например, вишни отсутствие так называемых просмолок;
для хвойных пород наличие внешней и внутренней синевы.

Для начинающих специалистов целесообразно выбирать для работы, хорошо просушенные болванки, обладающие цельной структурой и средней плотностью. На них хорошо проводить обучение на самом простом токарном оборудовании. Для приобретения навыков работы с древесиной целесообразно выбрать изделие простой конструкции.

Обтачивание наружных цилиндрических поверхностей

На токарных станках можно обрабатывать детали, поверхности которых имеют форму тел вращения. Большинство деталей, применяемых в машиностроении, имеет цилиндрические поверхности, как, например, валики, втулки и др.

Резцы для продольного обтачивания

Для продольного обтачивания применяют проходные резцы. Проходные резцы разделяются на черновые

и
чистовые
.

Черновые резцы (рис. 99) предназначены для грубого обтачивания — обдирки, производимой с целью быстро снять излишний металл; их называют часто обдирочными. Такие резцы изготовляют обычно с приваренной или припаянной, либо с механически прикрепленной пластинкой и снабжают длинной режущей кромкой. Вершину резца закругляют по радиусу r = 1-2 мм. На рис. 99, а показан резец черновой проходной прямой, а на рис. 99, б — отогнутый. Отогнутая форма резца очень удобна при обтачивании поверхностей деталей, находящихся около кулачков патрона, и для подрезания торцов. После обтачивания черновым резцом поверхность детали имеет крупные риски; качество обработанной поверхности получается вследствие этого низким.

Чистовые резцы служат для окончательного обтачивания деталей, т. е. для получения точных размеров и чистой, ровной поверхности обработки. Существуют различные виды чистовых резцов.

На рис. 100, а показан чистовой проходной резец, отличающийся от чернового главным образом большим радиусом закругления, равным 2—5 мм. Этот тип резца применяется при чистовых работах, которые производятся с небольшой глубиной резания и малой подачей. На рис. 100, б показан чистовой резец с широкой режущей кромкой, параллельной оси обрабатываемой детали. Такой резец позволяет снимать чистовую стружку при большой подаче и дает чистую и гладко обработанную поверхность. На рис. 100, в показан резец В. Колесова, который позволяет получать чистую и гладко обработанную поверхность при работе с большой подачей (1,5—3 мм/об) при глубине резания 1—2 мм (см. рис. 62).

Установка и закрепление резца

Перед обтачиванием нужно правильно установить резец в резцедержателе, следя за тем, чтобы выступающая из него часть резца была возможно короче — не больше 1,5 высоты его стержня.

При большем вылете резец при работе будет дрожать, в результате обработанная поверхность получится негладкой, волнистой, со следами дробления.

На рис. 101 показана правильная и неправильная установка резца в резцедержателе.

В большинстве случаев рекомендуется устанавливать вершину резца на высоте центров станка. Для этого применяют подкладки (не больше двух), помещая их под всей опорной поверхностью резца. Подкладка

представляет собой плоскую стальную линейку длиной 150—200 мм, имеющую строго параллельные верхнюю и нижнюю поверхности. Токарь должен иметь набор таких подкладок разной толщины, чтобы получить необходимую для установки резца высоту. Не следует для этой цели пользоваться случайными пластинками.

Подкладки надо ставить под резец так, как показано на рис. 102 сверху.

Для проверки положения вершины резца по высоте подводят вершину его к одному из предварительно выверенных центров, как показано на рис. 103. Для этой же цели можно пользоваться риской, проведенной на пиноли задней бабки, на высоте центра.

Закрепление резца в резцедержателе должно быть надежным и прочным: резец должен быть закреплен не менее чем двумя болтами. Болты, закрепляющие резец, должны быть равномерно и туго затянуты.

Установка и закрепление деталей в центрах

Распространенным способом обработки деталей на токарных станках является обработка в центрах

(рис. 104). При этом способе в торцах обрабатываемой детали предварительно засверливают центровые отверстия —
центруют
деталь. При установке на станке в эти отверстия входят острия центров передней и задней бабок станка. Для передачи вращения от шпинделя передней бабки к обрабатываемой детали применяется
поводковый патрон
1 (рис. 104), навинчиваемый на шпиндель станка, и
хомутик
2, закрепляемый винтом 3 на обрабатываемой детали.

Свободным концом хомутик захватывается пазом (рис. 104) или пальцем (рис. 105) патрона и приводит деталь во вращение. В первом случае хомутик делается отогнутым (рис. 104), во втором — прямым (рис. 105). Поводковый патрон с пальцем, показанный на рис. 105, представляет опасность для рабочего; более безопасным является поводковый патрон с предохранительным кожухом (рис. 106).

Существенными принадлежностями токарного станка являются центры

. Обычно применяется центр, показанный на рис. 107, а.

Он состоит из конуса 1, на который устанавливается деталь, и конического хвостовика 2. Хвостовик должен точно подходить к коническому отверстию шпинделя передней бабки и пиноли задней бабки станка.

Передний центр вращается вместе со шпинделем и обрабатываемой деталью, тогда как центр задней бабки в большинстве случаев неподвижен и трется о вращающуюся деталь. От трения нагреваются и изнашиваются как коническая поверхность центра, так и поверхность центрового отверстия детали. Для уменьшения трения необходимо смазывать задний центр.

При обтачивании деталей на больших скоростях, а также при обработке тяжелых деталей работа на неподвижном центре задней бабки невозможна ввиду быстрого износа самого центра и разработки центрового отверстия.

В этих случаях применяют вращающиеся центры

. На рис. 108 показана одна из конструкций вращающегося центра, вставляемого в коническое отверстие пиноли задней бабки. Центр 1 вращается в шариковых подшипниках 2 и 4. Осевое давление воспринимается упорным шариковым подшипником 5. Конический хвостовик 3 корпуса центра соответствует коническому отверстию пиноли.

Для сокращения времени на закрепление деталей вместо хомутиков с ручным зажимом часто применяют рифленые передние центры

(рис. 109), которые не только центруют деталь, но и выполняют роль поводка. При нажиме задним центром рифления врезаются в обрабатываемую деталь и этим передают ей вращение. Для полых деталей применяют наружные (рис. 110, а), а для валиков—внутренние (обратные) рифленые центры (рис. 110, б).

Такой способ крепления позволяет обтачивать деталь по всей длине за одну установку. Обтачивание тех же деталей с обычным центром и хомутиком может быть произведено только за две установки, что значительно увеличивает время обработки.

Для легких и средних токарных работ применяют самозажимные хомутики

. Один из таких хомутиков изображен на рис. 111. В корпусе 1 такого хомутика на оси установлен кулачок 4, конец которого имеет рифленую поверхность 2. После установки хомутика на деталь рифленая поверхность кулачка под действием пружины 3 прижимается к детали. После установки в центры и пуска станка палец 5 поводкового патрона, нажимая на кулачок 4, заклинивает деталь и приводит ее во вращение. Такие самозажимные хомутики значительно сокращают вспомогательное время.

Наладка станка для обработки в центрах

Для получения цилиндрической поверхности при обтачивании заготовки в центрах необходимо, чтобы передний и заданий центры находились на оси вращения шпинделя, а резец перемещался параллельно этой оси. Чтобы проверить правильность расположения центров, нужно придвинуть задний центр к переднему (рис. 112). Если острия центров не совпадают, необходимо отрегулировать положение корпуса задней бабки на плите, как было указано на стр. 127.

Несовпадение центров может быть также вызвано попаданием грязи или стружки в конические отверстия шпинделя или пи-ноли. Чтобы избежать этого, необходимо перед установкой центров тщательно протереть отверстия шпинделя и пиноли, а также коническую часть центров. Если центр передней бабки и после этого, как говорят, «бьет», значит он неисправен и должен быть заменен другим.

При точении деталь нагревается и удлиняется, создавая при этом усиленный нажим на центры. Чтобы предохранить деталь от возможного изгиба, а задний центр — от заедания, рекомендуется время от времени освобождать задний центр, а затем снова его поджимать до нормального состояния. Необходимо также периодически дополнительно смазывать заднее центровое отверстие детали.

Установка и закрепление деталей в патронах

Короткие детали обычно устанавливают и закрепляют в патронах, которые подразделяются на простые и самоцентрирующие.

Простые патроны изготовляют обычно четырехкулачковыми (рис. 113). В таких патронах каждый кулачок 1, 2, 3 и 4 перемещается своим винтом 5 независимо от остальных. Это позволяет устанавливать и закреплять в них различные детали как цилиндрической, так и нецилиндрической формы. При установке детали в четырехкулачковом патроне необходимо ее тщательно выверить, чтобы она не била при вращении.

Выверку детали при ее установке можно производить при помощи рейсмаса. Чертилку рейсмаса подводят к проверяемой поверхности, оставляя между ними зазор в 0,3—0,5 мм; поворачивая шпиндель, следят за тем, как изменяется этот зазор. По результатам наблюдения отжимают одни кулачки и поджимают другие до тех пор, пока зазор не станет равномерным по всей окружности детали. После этого деталь окончательно закрепляют.

Самоцентрирующие патроны (рис. 114 и 115) в большинстве случаев применяются трехкулачковые, значительно реже — двухкулачковые. Эти патроны очень удобны в работе, так как все кулачки в них перемещаются одновременно, благодаря чему деталь, имеющая цилиндрическую поверхность (наружную или внутреннюю), устанавливается и зажимается точно по оси шпинделя; кроме того, значительно сокращается время на установку и закрепление детали.

В нем кулачки перемещаются при помощи ключа, который вставляют в четырехгранное отверстие 1 одного из трех конических зубчатых колес 2 (рис. 115, в). Эти колеса сцеплены с большим коническим колесом 3 (рис. 115, б). На обратной плоской стороне этого колеса нарезана многовитковая спиральная канавка 4 (рис. 115, б). В отдельные витки этой канавки входят своими нижними выступами все три кулачка 5. Когда ключом повертывают одно из зубчатых колес 2, вращение передается колесу 3, которое, вращаясь, посредством спиральной канавки 4 перемещает по пазам корпуса патрона одновременно и равномерно все три кулачка. При вращении диска со спиральной канавкой в ту или другую сторону кулачки приближаются или удаляются от центра, соответственно зажимая или освобождая деталь.

Необходимо следить, чтобы деталь была прочно закреплена в кулачках патрона. Если патрон в исправном состоянии, то прочный зажим детали обеспечивается применением ключа с короткой ручкой (рис. 116). Другие способы зажима, например зажим с помощью ключа и длинной трубы, надеваемой на ручку, ни в коем случае не должны допускаться.

Кулачки патронов. Кулачки применяют закаленные и сырые. Обычно пользуются закаленными кулачками ввиду их малой изнашиваемости. Но при зажиме такими кулачками деталей с чисто обработанными поверхностями на деталях остаются следы в виде вмятин от кулачков. Во избежание этого рекомендуется применять также и сырые (незакаленные) кулачки.

Сырые кулачки удобны еще и тем, что их можно периодически растачивать резцом и устранять биение патрона, которое неизбежно появляется при длительной его работе.

Установка и закрепление деталей в патроне с поддержкой задним центром. Этот способ применяется при обработке длинных и сравнительно тонких деталей (рис. 116), которые недостаточно закрепить только в патроне, так как усилие от резца и вес выступающей части могут изогнуть деталь и вырвать ее из патрона.

Цанговые патроны. Для быстрого закрепления коротких деталей небольшого диаметра за наружную обработанную поверхность применяют цанговые патроны

. Такой патрон показан на рис. 117. Коническим хвостовиком 1 патрон устанавливается в коническом отверстии шпинделя передней бабки. В выточке патрона установлена разрезная пружинящая втулка 2 с конусом, называемая цангой. В отверстие 4 цанги вставляют обрабатываемую деталь. Затем навертывают на корпус патрона при помощи ключа гайку 3. При навертывании гайки пружинящая цанга сжимается и закрепляет деталь.

Пневматические патроны. На рис. 118 показана схема пневматического патрона, который обеспечивает быстрое и надежное закрепление деталей.

На левом конце шпинделя закреплен воздушный цилиндр, внутри которого имеется поршень. Сжатый воздух по трубкам поступает в центральные каналы 1 и 2, откуда направляется в правую или левую полость цилиндра. Если воздух поступает по каналу 1 в левую полость цилиндра, то поршень вытесняет воздух из правой полости цилиндра по каналу 2 и наоборот. Поршень связан со штоком 3, соединенным со штангой 4 и ползуном 5, который действует на длинные плечи 6 коленчатых рычажков, короткие плечи 7 которых перемещают зажимные кулачки 8 патрона.

Длина хода кулачков составляет 3—5 мм. Давление воздуха обычно 4—5 am. Для приведения в действие пневматического цилиндра на корпусе коробки скоростей устанавливается распределительный кран 9, поворачиваемый рукояткой 10.

Навинчивание и свинчивание кулачковых патронов

Прежде чем навинчивать патрон на шпиндель, необходимо тщательно протереть тряпкой резьбу на конце шпинделя и в отверстии патрона и затем смазать их маслом. Легкий патрон подносят обеими руками непосредственно к концу шпинделя и навинчивают его до отказа (рис. 119). Тяжелый патрон рекомендуется положить на доску (рис. 120), подведя его отверстие к концу шпинделя, навинчивают патрон до отказа, как и в первом случае, вручную. При навинчивании патрона нужно следить за тем, чтобы оси патрона и шпинделя строго совпадали.

Для предупреждения случаев самоотвинчивания патронов в станках для скоростного резания применяют дополнительное закрепление патрона на шпинделе при помощи различных устройств

(навинчивание дополнительной гайки, закрепление патрона фасонными сухарями и др.).

Свинчивание патрона производится следующим образом. Вставляют в патрон ключ и обеими руками производят рывок на себя (рис. 121).

Другие способы свинчивания, связанные с резкими ударами по патрону или по кулачкам, недопустимы: патрон повреждается, кулачки в его корпусе расшатываются.

Навинчивание и свинчивание тяжелого патрона лучше производить, прибегая к помощи подсобного рабочего.

Приемы обтачивания гладких цилиндрических поверхностей

Обтачивание цилиндрических поверхностей обычно производят в два приема: сначала снимают начерно большую часть припуска (3—5 мм на диаметр), а затем оставшуюся часть (1—2 мм на диаметр).

Чтобы получить заданный диаметр детали, необходимо установить резец на требуемую глубину резания. Для установки резца на глубину резания можно применить способ пробных стружек или пользоваться лимбом поперечной подачи.

Для установки резца на глубину резания (на размер) способом пробных стружек необходимо: 1. Сообщить детали вращательное движение. 2. Вращением маховичка продольной подачи и рукоятки винта поперечной подачи вручную подвести резец к правому торцу детали так, чтобы его вершина коснулась поверхности детали. 3. Установив момент касания, отвести вручную резец вправо от детали и вращением рукоятки винта поперечной подачи переместить резец на нужную глубину резания. После этого обтачивают деталь с ручной подачей на длине 3—5 мм, останавливают станок и измеряют диаметр обточенной поверхности штангенциркулем (рис. 122). Если диаметр получится больше требуемого, резец отводят вправо и устанавливают его на несколько большую глубину, снова протачивают поясок и опять делают измерение. Все это повторяют до тех пор, пока не будет получен заданный размер. Тогда включают механическую подачу и обтачивают деталь по всей заданной длине. По окончании выключают механическую подачу, отводят резец назад и останавливают станок.

В таком же порядке производят чистовое обтачивание.

Пользование лимбом винта поперечной подачи. Для ускорения установки резца на глубину резания у большинства токарных станков имеется специальное приспособление. Оно расположено у рукоятки винта поперечной подачи и представляет собой втулку или кольцо, на окружности которого нанесены деления (рис. 123). Эта втулка с делениями называется лимбом. Деления отсчитывают по риске, имеющейся на неподвижной втулке винта (на рис. 123 эта риска совпадает с 30-м штрихом лимба).

Число делений на лимбе и шаг винта могут быть различными, следовательно, различной будет и величина поперечного перемещения резца при повороте лимба на одно деление. Предположим, что лимб разделен на 100 равных частей, а винт поперечной подачи имеет резьбу с шагом 5 мм. При одном полном обороте рукоятки винта, т. е. на 100 делений лимба, резец переместится в поперечном направлении на 5 мм. Если же повернуть рукоятку на одно деление, то перемещение резца составит 5 :100 = 0,05 мм.

Следует иметь в виду, что при перемещении резца в поперечном направлении радиус детали после прохода резца уменьшится на такую же величину, а диаметр детали — на удвоенную. Таким образом, для того чтобы уменьшить диаметр детали, например с 50,2 до 48,4 мм, т. е. на 50,2 — 48,4 = 1,8 мм, необходимо переместить резец вперед на половинную величину, т. е. на 0,9 мм.

Устанавливая резец на глубину резания при помощи лимба винта поперечной подачи, необходимо, однако, учитывать зазор между винтом и гайкой, образующий так называемый «мертвый ход». Если упустить это из вида, то диаметр обработанной детали будет отличаться от заданного.

Поэтому при установке резца на глубину резания при помощи лимба необходимо соблюдать следующее правило. Всегда подходить к требуемой установке по лимбу медленным правым вращением рукоятки винта (рис. 124, а; требуемая установка — 30-е деление лимба).

Если же повернуть рукоятку винта поперечной подачи на величину больше требуемой (рис. 124, б), то для исправления ошибки ни в коем случае не подавать рукоятку назад на величину ошибки, а нужно сделать почти полный оборот в обратную сторону, а затем вращать рукоятку снова вправо до требуемого деления по лимбу (рис. 124, в). Так же поступают, когда надо отвести резец назад; вращая рукоятку влево, отводят резец более чем это нужно, а затем правым вращением подводят к требуемому делению лимба.

Перемещение резца, соответствующее одному делению лимба, на разных станках различно. Поэтому, приступая к работе, необходимо определить величину перемещения, отвечающую на данном станке одному делению лимба.

Пользуясь лимбами, наши токари-скоростники добиваются получения заданного размера и без пробных стружек.

Обработка деталей в люнетах

Длинные и тонкие детали, длина которых в 10—12 раз больше их диаметра, при обтачивании прогибаются как от собственного веса, так и от усилия резания. В результате деталь получает неправильную форму — в середине она оказывается толще, а по концам — тоньше. Избежать этого можно, применив особое поддерживающее приспособление, называемое люнетом

. При применении люнетов можно обтачивать детали с высокой точностью и снимать стружку большего сечения, не опасаясь прогиба детали. Люнеты б ,шают неподвижные и подвижные.

Неподвижный люнет

(рис. 125) имеет чугунный корпус 1, с которым посредством откидного болта 7 скрепляется откидная крышка 6, что облегчает установку детали. Корпус люнета внизу обработан соответственно форме направляющих станины, на которых он закрепляется посредством планки 9 и болта 8. В отверстиях корпуса при помощи регулировочных болтов 3 перемещаются два кулачка 4, а на крыше — один кулачок 5. Для закрепления кулачков в требуемом положении служат винты 2. Такое устройство позволяет устанавливать в люнет валы различных диаметров.

Прежде чем установить необточенную заготовку в неподвижный люнет, нужно проточить у нее посередине канавку под кулачки шириной немного больше ширины кулачка (рис. 126). Если заготовка имеет большую длину и малый диаметр, то при этом неизбежен ее прогиб. Во избежание этого протачивают дополнительную канавку ближе к концу заготовки и, установив в ней люнет, протачивают основную канавку посередине.

Неподвижные люнеты применяют также для отрезания концов и подрезания торцов у длинных деталей. На рис. 127 показано использование неподвижного люнета при подрезании торца: деталь закреплена одним концом в трехкулачковом патроне, а другим установлена в люнете.

Таким же образом можно обработать точное отверстие с торца длинной детали, например, расточить коническое отверстие в шпинделе токарного станка или просверлить такую деталь по всей ее длине.

Подвижный люнет

(рис. 128) используют при чистовом обтачивании длинных деталей. Люнет закрепляют на каретке суппорта так, что он вместе с ней перемещается вдоль обтачиваемой детали, следуя за резцом. Таким образом, он поддерживает деталь непосредственно в месте приложения усилия и предохраняет деталь от прогибов.

Подвижный люнет имеет только два кулачка. Их выдвигают и закрепляют так же, как кулачки неподвижного люнета.

Люнеты с обычными кулачками не пригодны для скоростной обработки из-за быстрого износа кулачков. В таких случаях применяют люнеты с роликовыми или шариковыми подшипниками

(рис. 129) вместо обычных кулачков, благодаря чему облегчается работа роликов и уменьшается нагрев обрабатываемой детали.

Приемы обтачивания цилиндрических поверхностей с уступами

При обработке на токарных станках партии деталей ступенчатой формы (ступенчатые валики) с одинаковой длиной у всех деталей отдельных ступеней новаторы в целях сокращения времени на измерение длины применяют продольный упор, ограничивающий перемещение резца, и лимб продольной подачи.

Использование продольного упора. На рис. 130 показан продольный упор. Он закрепляется болтами на передней направляющей станины, как показано на рис. 131; место закрепления упора зависит от длины обтачиваемого участка детали.

При наличии на станке продольного упора можно обрабатывать цилиндрические поверхности с уступами без предварительной разметки, при этом, например, ступенчатые валики обтачиваются за одну установку значительно быстрее, чем без упора. Достигается это укладкой между упором и суппортом ограничителя длины (мерной плитки), соответствующего по длине ступени валика.

Пример обтачивания ступенчатого валика при помощи упора 1 и мерных плиток 2 и 3 показан на рис.131. Обтачивание ступени а1 производится до тех пор, пока суппорт не упрется в мерную плитку 3. Сняв эту плитку, можно обтачивать следующую ступень валика длиной а2 до момента, когда суппорт упрется в плитку 2. Наконец, сняв плитку 2, протачивают ступень а3. Как только суппорт дойдет до упора, необходимо выключить механическую подачу. Длина мерной плитки 2 равна длине уступа a3, а длина плитки 3 — соответственно длине уступа а2.

Применять жесткие упоры можно только на станках, имеющих автоматическое выключение подачи при перегрузке (например, 1А62 и другие новые системы станков). Если станок такого устройства не имеет, то производить обтачивание по упору можно только при условии заблаговременного выключения механической подачи и доведения суппорта до упора вручную, иначе неизбежна поломка станка.

Использование лимба продольной подачиИспользование лимба продольной подачи. Для сокращения времени, затрачиваемого на измерение длин обрабатываемых деталей, на современных токарных станках установлен лимб продольной подачи

. Этот лимб представляет вращающийся диск большого диаметра (рис. 132), расположенный на передней стенке фартука и за маховичком продольной подачи. На окружность диска нанесены равные деления. При вращении маховичка поворачивается и лимб, связанный зубчатой передачей с колесом продольной подачи. Таким образом, определенному продольному перемещению суппорта с резцом соответствует поворот лимба на определенное число делений относительно неподвижной риски.

При обработке ступенчатых деталей использование лимба продольной подачи весьма рационально. В этом случае токарь перед обработкой первой детали из партии намечает предварительно резцом при помощи штангенциркуля длину ступеней, а затем начинает их обтачивать. Обточив первую ступень, он устанавливает продольный лимб в нулевое положение относительно неподвижной риски. Обтачивая следующие ступени, он запоминает (или записывает) соответствующие показания лимба относительно той же риски. Обтачивая последующие детали, токарь пользуется показаниями, установленными при обтачивании первой детали.

Использование поперечного упора. Для сокращения времени, затрачиваемого на измерение диаметров при обработке ступенчатых деталей, на ряде токарных станков возможно использование поперечного упора.

Один из таких упоров показан на рис. 133. Упор состоит из двух частей. Неподвижную часть 1 устанавливают на каретке и закрепляют болтами 2; упорный штифт 6 неподвижен. Подвижный упор 3 устанавливают и закрепляют болтами 4 на нижней части суппорта. Винт 5 устанавливают точно на требуемый размер детали. Конец винта 5, упираясь в штифт 6, предопределяет требуемый размер детали. Помещая между штифтом 6 и винтом 5 мерные плитки, можно производить обтачивание детали со ступенями различных диаметров.

Режимы резания при обтачивании

Выбор глубины резания. Глубину резания при обтачивании выбирают в зависимости от припуска на обработку и вида обработки — черновой или чистовой (см. стр. 101—102).

Выбор величины подачи. Подачу также выбирают в зависимости от вида обработки. Обычно принимают подачу при черновом обтачивании от 0,3 до 1,5 мм/об, а при получистовом и чистовом от 0,1 до 0,3 мм/об при работе нормальными резцами и 1,5—3 мм/об при работе резцами конструкции В. Колесова.

Выбор скорости резания. Скорость резания обычно выбирают по специально разработанным таблицам в зависимости от стойкости резца, качества обрабатываемого материала, материала резца, глубины резания, подачи, вида охлаждения и др. (см., например, табл. 6, стр. 106).

Брак при обтачивании цилиндрических поверхностей и меры его предупреждения

При обтачивании цилиндрических поверхностей возможны следующие виды брака: 1) часть поверхности детали осталась необработанной; 2) размеры обточенной поверхности неверны; 3) обточенная поверхность получилась конической; 4) обточенная поверхность получилась овальной; 5) чистота обработанной поверхности не соответствует указаниям в чертеже; 6) сгорание заднего центра; 7) несовпадение поверхностей при обработке валика в центрах с двух сторон.

1. Брак первого вида получается из-за недостаточных размеров заготовки (недостаточного припуска на обработку), плохой правки (кривизна) заготовки, неправильной установки и неточной выверки детали, неточного расположения центровых отверстий и смещения заднего центра. 2. Неверные размеры обточенной поверхности возможны при неточной установке резца на глубину резания или неправильном измерении детали при снятии пробной стружки. Устранить причины этого вида брака можно и должно повышением внимания токаря к выполняемой работе. 3. Конусность обточенной поверхности получается обычно в результате смещения заднего центра относительно переднего. Для устранения причины этого вида брака необходимо правильно установить задний центр. Обычной причиной смещения заднего центра является попадание грязи или мелкой стружки в коническое отверстие пиноли. Очисткой центра и конического отверстия пиноли можно устранить и эту причину брака. Если же и после очистки острия переднего и заднего центров не совпадают, надо соответственно переместить корпус задней бабки на ее плите. 4. Овальность обточенной детали получается при биении шпинделя из-за неравномерной выработки его подшипников или неравномерного износа его шеек. 5. Недостаточная чистота поверхности при обтачивании может быть по ряду причин: большая подача резца, применение резца с неправильными углами, плохая заточка резца, малый радиус закругления вершины резца, большая вязкость материала детали, дрожание резца из-за большого вылета, недостаточно прочное крепление резца в резцедержателе, увеличенные зазоры между отдельными частями суппорта, дрожание детали из-за непрочного крепления ее или вследствие износа подшипников и шеек шпинделя.

Все перечисленные причины брака могут быть своевременно устранены.

6. Сгорание жесткого центра задней бабки может быть вызвано следующими причинами: слишком туго закреплена деталь между центрами; плохая смазка центрового отверстия; неправильная зацентровка заготовки; высокая скорость резания. 7. Несовпадение поверхностей обработки при обтачивании с двух сторон в центрах получается главным образом как следствие биения переднего центра или разработки центровых отверстий в заготовке. Для предупреждения брака необходимо при чистовой обработке проверить состояние центровых отверстий заготовки, а также следить за тем, чтобы не было биения центра передней бабки.

Настройка станка

Для обеспечения получения наилучшей степени токарной обработки деревянной болванки следует произвести его правильную настройку и грамотно выбрать режущий инструмент. Прежде всего следует произвести правильное расположение подручника на токарном по дереву станке. Это позволит оптимизировать процесс обработки.

Настройка станка для обработки древесины включает следующие операции:

Закрепить подготовленную болванку, используя элементы крепления конкретного токарного станка (поводковый патрон или планшайбу).
Установить подручник по центру заготовки с зазором около 3 мм.
Для устройств с механической подачей необходимо установить копирную линейку.
Выставить регулировки управления в необходимое положение (в том числе скорость вращения шпинделя).
Выбрать и проверить качество режущего инструмента.
Проверить исправность внешних элементов станка, включая электрический кабель питания.
Включить станок и провести проверку его работоспособности на холостом ходу.
Если есть возможность провести пробную обработку на черновой заготовке.

От правильной настройки и установки начальных режимов зависит качество обработки и безопасность.

Работа на токарном станке по дереву: советы для начинающих

При черновой обработке квадратного бруска аккуратно срезайте стамеской углы, не слишком на нее налегая. Доведите деталь до цилиндрической формы наибольшего диаметра, придвигая по мере стачивания припуска подручник по направлению к оси вращения.

В зависимости от того, какую форму вам нужно придать детали, проведите карандашом основные линии разметки выпуклых и вогнутых частей, поворачивая заготовку рукой. Размечайте брусок так, чтобы наиболее широкие части детали всегда располагались со стороны передней бабки.

Начните с обтачивания стамеской двух краев заготовки. Опираясь на подручник, она должна плавно входить в дерево (без резких движений), оставаясь перпендикулярно оси вращения.

Проверка размера

Регулярно проверяйте размер штангенциркулем. Опытные столяры обычно прижимают резец локтем к бедру, чтобы освободить руку для измерительного инструмента. Как только штангенциркуль начинает вибрировать, уменьшите толщину стружки. Таким образом обточите прежде всего наибольшие диаметры, а затем переходите к точению шеек, торов, шаров, плеч и т.д.

Для того чтобы выточить полутор, воспользуйтесь желобчатой стамеской для обработки фасонной поверхности. Держа ее перпендикулярно оси, спускайте режущую кромку с внешней стороны внутрь бруска, поднимая и слегка поворачивая ручку. Чтобы получить целый тор, произведите ту же операцию с обеих сторон.

Шейка (свод) вытачивается таким же резцом, что и тор. После черновой обработки донышка посередине шейки проточите правую полушейку, на этот раз ведя инструмент снизу вверх и вправо. Никогда не переводите резец сразу с одной стороны шейки на другую — их нужно вытачивать по очереди.

Листели (маленькие ободки, часто оставляемые с обеих сторон шейки) вытачиваются мейсель-резцом. У него нет задних углов на боковых гранях стержня, как у стамески, но зато есть тонкая канавка для выхода стружек.

Галтель представляет собой плавный переход от одной поверхности к другой — по сути, комбинацию тора и шейки. Поэтому вначале точите шейку, а затем тор, примыкающий к ней.

Деталь, зажатую с двух сторон, никогда не отрезают полностью. Выточите с двух краев канавки, оставляя перемычки маленького диаметра, и отпилите концы ножовкой, предварительно остановив станок.

Чтобы завершить отделку детали, снимите резцедержатель и обработайте деталь снизу мелкой шкуркой (зернистостью от 16 до М63). Во время работы поворачивайте шкурку крест-накрест, чтобы избежать кольцевых царапин.

Для отделки детали во время вращения натрите ее куском воска и отполируйте плотной тканью или пробковым материалом.

Обработка заготовки, зажатой с одного конца

При изготовлении коробочки деревянный брусок закрывается только с одного конца. В зависимости от формы и размеров детали используются разные средства крепления: патрон с тремя или четырьмя кулачками (некоторые зажимают в восьми точках), патрон «свиной хвост» (с установочными винтами, вкручивающимися в деталь), цанговый патрон или планшайба.

Эта работа требует немалого мастерства. Здесь надо проявить большую аккуратность при вытачивании уступа, чтобы диаметр не сделать меньше, чем нужно.

Как закрепить заготовку

Важным элементом обработки деревянной заготовки является её правильное крепление на станке. Для решения этой задачи разработаны различные устройства, обеспечивающие надёжную фиксацию практически любой болванки. К таким устройствам относятся:

поводковый патрон;
планшайба.

Каждое из таких приспособлений обладает определёнными конструктивными особенностями, которые позволяют надёжно закрепить и удерживать деталь во время обработки.

Для закрепления будущей детали в поводковом патроне следует просверлить небольшое отверстие в центре торца заготовки. В это отверстие вставляют центральный зуб патрона и далее с помощью небольшого усилия вставляют остальные зубья. Такое крепление обеспечивает строгое расположение болванки относительно оси вращения.

Планшайба выполнена в форме круглого металлического диска. В середине этого диска расположено отверстие, через которое она надевается на шпиндель токарного станка. По периметру шайбы изготовлены отверстия, через которые с помощью саморезов заготовка крепится к планшайбе. Для соблюдения центровки целесообразно провести предварительную разметку центра будущей детали.

История развития

Считается, что первые токарные станки начали применять египтяне ещё в 1300 г. до н. э. В 650 г. до н. э. римляне с их помощью производили луки и стрелы, которые предназначались для воинов-защитников империи. Процесс этот требовал неимоверных титанических усилий.

В 14-15-м веках токарные работы по дереву выполнялись на станках уже с ножным приводом, аналогичным педали на швейных машинках 20-го столетия. К тому же они были оснащены металлическими деталями, что давало возможность обрабатывать более сложные материалы. Точеные деревянные изделия оказывали большое влияние на развитие человечества: от производства простой домашней утвари, сельскохозяйственных орудий, морских деталей (например, шкивы для блоков и снасти) до мебели, музыкальных инструментов, спортивного оборудования, средств измерений и т. д.

В 18-м веке русский ученый-механик Нартов А. К. разработал первый в мире винторезный агрегат с зубчатыми колесами и механизированным суппортом. Такое изобретение позволяло создавать изысканные барельефы.

В настоящее время это производство полностью автоматизировано. Современные технологические устройства дают возможность изготавливать самые разнообразные изделия токарных работ по дереву.

Техника безопасности при работе

Работа на токарном станке независимо от опыта требует соблюдения установленных правил безопасности. Это не важно, работает начинающий токарь или умудрённый профессионал. Все правила техники безопасности можно разделить на следующие категории:

требования, предъявляемые к заготовке;
правильность фиксации болванки и порядок включения станка;
подготовка инструмента;
подготовка средств индивидуальной защиты.

Первая категория требований включает:

проверить целостность заготовки;
отсутствие явных дефектов;
уровень влажности;
соблюдение требований по форме болванки (это устранит биение детали).

Второй перечень связан с правилами работы. Перед включением токарного агрегата необходимо изучить инструкцию. В ней описана последовательность предварительных работ, порядок включения, правила работы и возможные неисправности. Кроме этого в инструкции в зависимости от установленного устройства фиксации прописаны рекомендации по правильной установке и закреплению болванки. Главными требованиями к токарным работам являются:

надёжно зафиксировать болванку;
проверить целостность кабеля питания (по нему подаётся высокое напряжение к двигателю);
исправность кабеля заземления;
все органы управления должны быть установлены в исходное положение;
на станине и поверхности станка не должно быть мусора и лишних предметов;
снимать стружку во время токарных работ следует постепенно тонким слоем (необходимо избежать глубокого проникновения инструмента в заготовку иначе может произойти её разрушение, что приведёт к попаданию осколков на руки и в глаза);
целесообразно локоть плотно прижимать к телу (это создаст дополнительный упор, позволяющий улучшить фиксацию инструмента).

Весь инструмент, который планируется использовать в процессе работы, должен находиться в исправном состоянии. Ручки не должны иметь трещин и явных дефектов. Режущая кромка должна быть заточена согласно правилам.

Перед началом работы следует позаботиться о средствах индивидуальной защиты. К ним относятся: защитный халат, головной убор и защитные очки. Наличие индивидуальных средств защиты позволит избежать травм.

Некоторые правила по безопасной работе

Кроме вышесказанного, опасность для работающего за токарным станком также вызывает значительное расстояние между скобой подручника и поверхностью детали, его расположение ниже оси вращения болванки, неравномерный или слишком сильный нажим на деталь инструментом.

Все подобные отступления от правил работы могут привести к вылету обрабатываемой заготовки из станка, перегибу инструмента под деталь или к его поломке.

Все проверки детали в процессе работы с нею – измерение ее диаметра, оценка гладкости поверхности, сверка ее с оригиналом и тому подобное – можно проводить только при остановленном токарном станке.

Точить на оборудовании всегда рекомендуется в защитных очках, чтобы обезопасить глаза от стружки, которая обязательно образовывается во время выполнения подобной работы.