Промышленный агрегат без лишних затрат: самодельный токарный станок по металлу своими руками

Назначение токарного станка

Основное предназначение токарного устройства ЧПУ – обрабатывать металл и преобразовывать заготовки в нужные вам изделия.

Впрочем, работать самодельный токарный мини-станок сможет не только с металлическими объектами, но также поможет обрабатывать дерево и пластик.

Из этих материалов вы сможете сделать изделия нужной вам формы, благодаря возможности обработки внешней поверхности, создания отверстий, либо расточек и резьбы, или накатать поверхность с рифлением.

Видео:

Токарный станок необязательно собирать самостоятельно – его можно купить, учитывая, что производители делают аппараты с ЧПУ для различных целей.

Однако минус профессиональных станков в том, что они слишком большие и тяжелые, поэтому работать с ними в частной мастерской или гараже не очень удобно, а также сложны в работе – имеют слишком много функций.

Гораздо лучше будет создать токарно-фрезерный станок своими руками.

Домашние станки с ЧПУ обычно отличаются небольшими габаритами, простотой работы и возможностью быстро создавать металлические и деревянные мини-детали, или объекты среднего размера.

На подобном устройстве можно делать детали разной формы, например, вы сможете собрать колесо, ось или другие подобные изделия, имеющие круглое сечение.

Лучше всего, чтобы инструмент мог справляться с обработкой не только металлических, но и деревянных объектов – так вам будет удобно делать ручки для грабель, лопат и других инструментов, испортившиеся детали деревянной мебели, а в будущем, может быть, и саму мебель.

На аппарате деталь нужно закрепить горизонтально, и устройство будет вращать ее на высокой скорости, после чего вращающийся резец удаляет лишний материал, и, таким образом, получается конечная деталь.

В принципе работы и механизме токарного станка, кажущегося простым, для правильной работы требуется точная работа разнообразных деталей, которые создают механизм станка.

Обработка деталей на токарном станке происходит следующим образом: деталь фиксируется в устройстве, а затем запускается вращающийся с большой скоростью механизм, благодаря которому деталь быстро крутится, и с помощью резца с нее снимается ненужный материал и она приобретает нужную форму.

За фиксацию детали отвечают патрон, суппорт и вращающийся механизм.

Устройство токарного станка и способ его работы довольно просты, однако важно знать, как собрать самодельный токарный аппарат по металлу правильно с соблюдением всех нюансов, иначе система просто не будет работать

Изготовление станины: пошаговая инструкция и видео

Дальнейшие действия состоят в изготовлении опорной установки (станины), монтаже рабочего оборудования, соединения его с электродвигателем и непосредственный запуск в эксплуатацию. Последовательность действий такая:

1. Сначала требуется выполнить раму, которую можно выпилить из стальных труб (профилей) в соответствии с размерами на чертежах. Все стыки необходимо делать только под прямы углом, поэтому можно проверять правильность соединения с помощью обычного угольника. Станина изготавливается из направляющих. в качестве которых можно использовать длинные валы.

Боковым стойкам станины следует уделить особое внимание, поскольку они являются несущими элементами. Следовательно, от них во многом зависит неподвижность всей конструкции

Лучше всего сделать стойки на профессиональном токарном станке.

Далее необходимо собрать всю опорную установку: боковые элементы идут по краям, между ними – 2 направляющие. С определенным интервалом на направляющих монтируются втулки, как показано на фото.

Далее фиксируются втулки, с помощью которых будет прикрепляться задняя бабка и резцедержатель. При этом лучше сделать так, чтобы втулки были разных размеров, поскольку ход механизма в этом случае будет больше.

Поверхности для монтажа суппорта делаются из обычных стальных листов

Важно, чтобы они были без дефектов и ровными. Оптимальная толщина листа – в пределах сантиметра.

Далее осуществляется монтаж ходового винта. Можно изготовить резьбу на металлической палке, но есть и более простые варианты – например, воспользоваться ножкой от старого вращающегося стула

При монтаже винта важно учесть, чтобы боковые стойки были снабжены втулками. На сам винт крепится штурвал для возможности вращения, а также нониус.

После этого монтируется поверхность, на которой затем будет установлена передняя бабка.

После этого станина полностью собирается

Важно учесть, чтобы все элементы были соединены наглухо – малейшая слабина недопустима, поскольку в ходе работы вибрационные раскачивания усилят непрочность механизма и могут привести к его повреждениям

Наглядная инструкция по монтажу станины – на этом видео.

Этапы сборки токарного станка

Самодельные токарные станки по металлу своими руками собираются быстро и несложным образом. Единственное, что нужно точно соблюдать, – порядок сборки.

Самодельный токарный станок нужно собирать с максимальной точностью:

1. Первым делом – сборка рамы из металлических элементов. Лучше, если это будут швеллеры и балки. Нужно обязательно рассчитать нагрузку для планируемых работ: с деталями каких размеров вы собираетесь иметь дело? Если, к примеру, вы планируете обрабатывать металлические предметы длиной больше 5-ти сантиметров, металлическая рама станка должна быть должны быть толщины свыше 3-х сантиметров.
2. Установка продольных валов с направляющими на швеллеры. Лучше зафиксировать валы узлами сварки, но можно закрепить и болтами.
3. Подготовка передней бабки из гидравлического цилиндра с толстыми стенками и двумя подшипниками, спрессованными в тело цилиндра.
4. Прокладка вала с использованием подшипников с большим диаметром.
5. Заливка жидкости для смазки в гидравлический цилиндр.
6. Установка и фиксация шкива с суппортом и направляющими.
7. Монтаж электропривода.

Не забыть заняться специальным подручником для хорошей устойчивости резцов для токарного станка по металлу. Токарный резец по металлу – один из ключевых элементов, с ним работаем внимательно и аккуратно.

Внизу конструкции станка прикрепить металлическую полоску с защитной функцией – она не даст рабочей части станка деформироваться по ходу активности.

Советы и рекомендации

Управление токарными станками ЧПУ осуществляется через запуск и остановку двигателей. На подачу каждого направления следует ставить шаговый электродвигатель:

• вращение шпинделя;
• продольное перемещение суппорта;
• поперечное перемещение резцедержателя.

При наличии других автоматических подач, каждая из них подключается к своему двигателю.

Станку с ЧПУ, даже самодельному, необходимы определенные условия эксплуатации и хранения:

• температура в помещении от +10 до +25 градусов;
• влажность ниже 80%;
• стабильное напряжение.

Электроника и электрооборудование чувствительны к перепадам напряжения. Для стабильной работы станка с ЧПУ, необходимо устанавливать стабилизатор напряжения.

Устройство токарного станка по дереву

Идеей собрать свой токарник по дереву рано или поздно начинает болеть практически каждый мастер. Кто-то приходит к этому самостоятельно, после долгих расчетов и раздумий, а кто-то вспоминает детство, и школьную мастерскую там ведь тоже были станки по дереву. Да и сложного, в том, чтобы собрать деревообрабатывающий станок по образу и подобию школьного нет. Ведь материал в виде отрезков труб в гараже найдется уж точно.

Первым делом стоит вспомнить все основные части конструкции того самого, школьного станка по дереву. Деталей здесь вроде и немного, но каждая из них выполняет определенную роль, без которой все превращается в груду металлолома.

Основой любого станка выступает станина. Это массивное основание, на котором крепится все остальное оборудование. Станина должна быть максимально прочной и жесткой, во время работы она должна выдерживать большие нагрузки не только в виде массивной заготовки, но и в виде вибрации и действия разнонаправленных сил при обработке деревянной заготовки.

Передняя бабка токарного станка представляет собой устройство, в котором устанавливается приводной вал. С одной стороны вала устанавливается устройство зажима заготовки – токарный самоцентрирующийся патрон, планшайба или устройство, на которое навинчивается или набивается заготовка из дерева. С другой стороны токарного вала крепится ведущая шестерня, шкив с одним или несколькими ручьями для ременной передачи. Токарный вал должен обеспечивать вращательное движение со скоростью до 3000 оборотов, для бытовых нужд этого достаточно. Поэтому токарный вал обычно устанавливается на подшипниках или втулках

Ось вала является основной осью токарного станка, и чем выше вал над станиной, тем больше диаметр заготовки можно обрабатывать.  Обработка деталей на станке осуществляется при помощи ручных резцов, а учитывая скорость вращения вала, неосторожное прикосновение к шкиву или ремням может повлечь травму, поэтому передний узел обязательно закрывается защитным экраном или кожухом. Жесткое крепление защиты к передней бабке обязательное условие безопасной работы

С противоположной стороны устанавливается задняя бабка. Это жесткий упор, с конусом-центром, который находится точно по оси токарного вала. Центр может двигаться вдоль оси для закрепления заготовки. Чтобы зафиксировать положение центра, нужно предусмотреть механизм его фиксации.

Во время работы на токарнике используются ручные резцы. Для того чтобы не держать их на весу между передней и задней бабкой устанавливается подручник – упор под резцы.

Для вращения рабочего вала устанавливается привод, это может быть электродвигатель с прямой или ременной передачей, а может быть и привод от мускульной силы. Кстати, первые токарные станки по дереву были именно с ручным приводом – по типу лучковой пилы, это потом, они были вытеснены ножным приводом.

Токарный станок по металлу своими руками: основные узлы

Конструкция самодельного простого токарного станка, позволяющего обрабатывать заготовки состоит из таких деталей: рама, ведущий и ведомый центры, задняя и передняя бабки, упор для резца и электропривод.

Роль рамы — быть опорой для всех элементов и станиной оборудования. Передняя бабка неподвижна и играет роль основы для размещения базового узла вращения.

Передняя рама содержит передаточный механизм, связывающий ведущий центр с электродвигателем. Через ведущий центр заготовка приводится во вращение. Задняя бабка может двигаться параллельно продольной оси рамы. В соответствии с длиной будущей детали, устанавливают заднюю бабку так, чтобы прочно закрепить в ведомом центре конец обрабатываемой заготовки.

Хотя любой электродвигатель даже 200-ваттный может использоваться в самодельном токарном станке, надо учитывать, что при обработке крупных заготовок слабый двигатель может перегреться и произойдет остановка станка. Как правило, вращение передается с использованием ременной передачи, реже применяется фрикционная передача или цепная.

Для настольного станка иногда применяется конструкция без передаточной системы, патрон и ведущий центр крепятся непосредственно на вал электродвигателя.

Ведомый центр обязательно должен быть с ведущим центром размещен на одной оси, нарушение этого правила приведет к вибрации заготовки.

Хотя рама может быть сделана из деревянного бруска, обычно ее собирают из стальных уголков или профилей. Рама должна обеспечить жесткое крепление ведомого и ведущего центров, при проектировании рамы должно быть обеспечено свободное перемещение бабки вдоль продольной оси станка, а также упора для резца.

После того, как все детали вашего самодельного станка установлены в правильном положении, нужно их жестко зафиксировать. Назначение станка, размер и тип заготовок, которые планируется обрабатывать, определяет форму элементов станка и итоговые габариты установки. Кроме этого от предполагаемой работы зависит тип и мощность электродвигателя, который должен создать достаточное усилие, которое будет вращать деталь. Параметры двигателя должны быть подходящими для ожидаемой нагрузки.

Впрочем, если вы будете точить небольшие легкие детали, то переживать не стоит, а чтобы заготовка не могла бесконтрольно разогнаться, следует использовать редуктор для электромоторов такого типа.

При работе с заготовками длиной 0.7 метра и диаметром 10 сантиметров, рекомендованный тип двигателя — асинхронный, а мощность: 800 Вт. Для электропривода данного типа характерно стабильность частоты вращения вала, когда есть нагрузка, а при исчезновении нагрузки и заготовке большой массы не происходит запредельного увеличения частоты вращения.

Следует учитывать, что в построенных самостоятельно токарных станках всегда присутствует усилие, направление которого — вдоль вала. Если не использовать ременную передачу, это станет причиной быстрого разрушения подшипников электродвигателя, рассчитанных только на перпендикулярную нагрузку.

Так что, если вал двигателя непосредственно соединен с ведущим центром станка, подшипники электродвигателя будут постоянно находиться под нагрузкой, на которую не рассчитаны. Можно попробовать компенсировать эту продольную нагрузку, сделав в станке с обратной стороны упор вала двигателя (или, в некоторых конструкциях электродвигателя, нужно в задней его части установить между торцом вала и корпусом шарик — импровизированный подшипник).

Ведомый центр находится в задней бабке станка и может быть неподвижным или вращающимся. Неподвижный центр делают из самого обычного болта, у которого конец резьбы заточен под конус. В отверстии в бабке нарезана внутренняя резьба и, вращая заостренный болт, можно фиксировать заготовку между центрами.

У этого болта ход рассчитан на 2-3 сантиметра, а большие расстояния устанавливаются смещением задней бабки по оси станка. Ведомый центр в виде заостренного и отшлифованного болта следует смазать маслом (машинным)непосредственно перед началом работы. Это позволит избежать задымления заготовки.

Параметры, преимущества и недостатки

Мини токарные станки по обработке металла отличаются от деревообрабатывающих станков радикально. Дело в том, что вся конструкция станины и направляющих должна выдерживать довольно большие нагрузки, которые подразумевает обработка металла резанием

При этом он должен обеспечивать точность подачи и скорость обработки, что очень важно при обработке металлов разной твердости

Основные параметры токарного станка, который будет выполнен своими руками — линейные размеры, мощность и точность обработки. Мы сейчас не говорим о конкретном устройстве, поскольку каждый ставит задачи самостоятельно, а в представленных на странице чертежах и схемах можно найти подходящий для себя вариант. Мы говорим об идее создания инструмента в принципе и его основных параметрах.

Так, в зависимости от того, на каком расстоянии от направляющих будет находиться центр шпинделя и задней бабки, будет определяться диаметр обрабатываемой детали. Длина же обрабатываемой детали фактически зависит от степени свободы перемещения задней бабки по направляющим. То же самое и с подающим устройством, которое должно соответствовать размерам максимального диаметра обрабатываемой детали.

Но нужно быть готовым к тому, что самодельный токарный станок не сможет обеспечить высокую точность обработки и высокую скорость. Это будет устройство для выполнения деталей с невысоким классом точности. От чего это зависит, разберемся дальше.

Передняя и задняя бабка

Заготовка зажимается между двумя устройствами, называемыми передней и задней бабкой. Вращение от двигателя передается вперед, потому что это более сложный агрегат.

Конструктивно передняя бабка самодельного токарного станка представляет собой П-образную металлическую конструкцию, между боковыми гранями которой установлен вал и один или несколько шкивов на подшипниках. Корпус этого агрегата может быть выполнен из толстой стали; болты достаточной длины подходят для сборки его в единое целое.

Важной частью передней бабки, как и станка в целом, является вал, шпиндель с тремя или четырьмя штифтами, предназначенный для фиксации детали. Этот вал пропускается через подшипник одной из щек П-образного корпуса, затем на него устанавливаются шкивы

Для их крепления используется ключ или средство для фиксации цилиндрических деталей, на последнюю кладется вторая щека, конструкция плотно стягивается болтами.

Задняя бабка предназначена для поддержки длинной детали, позволяя ей свободно вращаться. Можно купить готовую деталь заводского станка, а можно использовать мощный патрон электродрели, прикрепленный к квадрату подходящей длины. Вал с заостренным концом застревает в самом шпинделе.

На станине установлены передняя и задняя бабки

Важно понимать, что оси вращения обоих валов должны быть абсолютно одинаковыми. В противном случае заготовка может сломаться, станок выйти из строя и токарь может получить травму

Прямой привод или ременная передача

Есть несколько способов передать вращение детали. Самый простой — прямой привод. В этом случае заготовка фиксируется непосредственно на валу двигателя. Отличительная черта этой конструкции — простота. При этом прямой привод имеет ряд существенных недостатков.

Во-первых, машина с прямым приводом не позволяет регулировать скорость, что очень важно при работе с твердым материалом. Также стоит учитывать нагрузку на электродвигатель, особенно при работе с большими заготовками

Поскольку он центрирован, без вибрации не обойтись. Подшипники двигателя не рассчитаны на продольную нагрузку и часто выходят из строя.

Чтобы защитить мотор от повреждений и дать возможность регулировать скорость вращения заготовки, стоит подумать о ременной передаче. В этом случае двигатель располагается вдали от оси вращения заготовки и крутящий момент передается через шкивы. Используя шкивы разного диаметра, легко изменять скорость в довольно широком диапазоне.

Домашний станок рекомендуется оборудовать шкивами из трех и более прядей, что позволит с одинаковым успехом обрабатывать древесину любых пород, а при необходимости работать и с мягкими сплавами.

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.

ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК

В этой конструкции уже можно достичь определенной точности фрезерования за счет фиксации заготовки и перемещения ее и двигателя с вращающимся буром с помощью направляющих салазок по трем осям. Используемые детали:

Заявленные характеристики: Ход продольных салазок: 50mm Ход поперечных салазок: 30mm Диаметр сверла: 1-6mm Ширина зажимаемой детали max: 25x35mm Материалы для обработки: дерево, пластик, мягкие металлы Вес: 2.8kg Размер: 290 * 160 * 200mm Станок в сборе:

Вес:

Бур используется тот же самый, что и в вертикальной версии станочка, но еще добавляется фиксатор заготовки (снова пластик):

Максимально раздвинут:

Фрезеровку можно проводить с помощью салазок по трем направлениям: право-лево, вверх-вниз и вглубь детали:

Если потренироваться можно добиться определенного ожидаемого результата. Например, проточить паз в дереве или овальное (относительно

Тут прошу сильно не ругать: «Пианист играет, как умеет…»

При определенной тренировке пространственного мышления (как вращать ручки по осям одновременно..) можно даже «вырезать» что-то похожее на буквы:

… но пластиковый фиксатор заготовки, портит картину: деталь, как бы ты не затягивал, постоянно норовить выскочить из него, т.к. нет нужной жесткости и сами губки фиксатора изнутри гладкие (что лечится наклейкой на них абразива типа наждачки). Если приложить большее, чем нужно усилие, его можно вообще сломать. В общем, станок работает и, даже, неплохо, но на заготовках, с большой площадью контакта с губками фиксатора.

Видео горизонтального фрезерного станкак Содержанию ▲

Конструктивные особенности

Для того чтобы создать токарный станок следует знать из чего он состоит. Он состоит из следующих частей:

1. рама;
2. задняя и передняя бабка;
3. электропривод;
4. суппорт с держателем для резца;
5. двигатель.

Кроме этого конструкция может включать и другие элементы, в зависимости от предназначения токарного станка по металлу.

Рама

Основным предназначением рамы – жестко связывать между собой все элементы. Сделать ее можно своими руками. При этом учитывают следующие нюансы:

1. Размеры детали.
2. Мощность установленного привода.
3. То как расположены составляющие токарного станка по металлу: практически все чертежи токарного станка по металлу схожи, но все же имеют отличия.

Как правило, основание изготавливают из стали, элементы станины связывают между собой сваркой и резьбовым соединением.

Сделать станину можно из стальных уголков или профиля. Своими руками сделать станину для токарного станка довольно просто, главное учитывать правильность, выдерживать параллельность и перпендикулярность.

Передняя бабка

Основным составляющими конструкции можно назвать переднюю бабку, которую также можно сделать самому.  Ее основными особенностями является:

1. через нее происходит связь ведущего центра и электродвигателя;
2. промышленный вариант имеет переднюю часть, которая состоит из коробки скоростей и подач самому сделать подобную конструкцию, которая позволит регулировать скорость вращения шпинделя и силу подачи, довольно сложно.

При создании подобной конструкции своими руками зачастую выходной вал жестко соединен с патроном, в котором крепится заготовка. Изготовление более сложной конструкции требует определенных расчетов. Единственным простым решением, которое позволяет регулировать скорость вращения шпинделя, можно назвать использование ременной передачи и различных по диаметру шкивов. Она имеет корпус для защиты мастера и окружающих от движущихся элементов. Токарный станок должен иметь мощность привода более 800 Вт.

Электродвигатель

В движение шпиндель и другие элементы приводит установленный двигатель. Своими руками создать электродвигатель достаточно сложно, поэтому его придется приобрести. При его покупке следует учесть:

1. может использоваться даже 200-ваттный вариант;
2. при выборе стоит помнить о том, что слабый двигатель может перегреться от сильной нагрузки;
3. если двигатель установлен без ременной передачи, то при продолжительной остановке электродвигатель выйдет из строя.

Мини или настольный вариант подобного оборудования может быть без передачи. Это связано с тем, что токарный настольный вариант исполнения не предназначен для обработки больших деталей. Настольный токарный станок своими руками по металлу создается с учетом того, что вдоль направления вала электродвигателя также присутствует усилие. При условии длительной обработки происходит разрушение подшипников.

Создавая мини вариант своими руками не рекомендуется использовать коллекторный электродвигатель. Это связано с тем, что при падении нагрузки значительно повышается количество оборотов. Создаваемая центробежная сила даже при использовании мини кулачкового патрона может привести к вылету заготовки.

Задняя бабка и резцедержатель

Часто в конструкцию включают блок для крепления заготовки со второго конца, который используется для лучшей фиксации. Сделать ее можно самостоятельно с учетом следующих нюансов:

1. она должна быть расположена параллельно длинной стороне станины;
2. для того чтобы можно было обрабатывать как мини и так и большие заготовки она должна передвигаться вдоль станины.

Однако ее может и не быть. Все зависит от того, будет ли обрабатываться мини или большая заготовка.

Резцедержатель сделать самому можно. При рассмотрении данного устройства стоит помнить, что резец должен крепиться крепко и устанавливаться под различным углом к обрабатывающей поверхности.