Міні-токарний верстат по металу своїми руками: робимо саморобний агрегат

У будь-якому приватному будинку або гаражної майстерні знайде своє застосування міні токарний верстат.

Таке обладнання дозволяє обрізати деталі з металу, дерева, пінопласту і низки інших матеріалів, висвердлювати отвори, нарізати різьблення, обробляти торці.

Все, що передбачає зміну форми або поверхні деталі, виконується на токарному верстаті.

Не дивно, що перші, самі примітивні прототипи були зроблені в Стародавньому Єгипті, на них обточували камінь.

У музеях є токарний і фрезерний механізми по металу 14-15 століть, обертання в них відбувалося за рахунок ножної педалі.

Бурхливий розвиток промисловості в кінці середніх століть вимагало якісного ривка і в обладнанні – пройшла модернізація ручного механізму, і з’явився перший токарний і фрезерний верстат по металу, що працює від електрики.

Трохи пізніше було створено обладнання з числовим програмним управлінням (ЧПУ).

Модернізація виробництва вимагала все більш і більш вузькоспеціалізований інструмент і обладнання з ЧПУ стали створювати не тільки для роботи по дереву або металу, але і виконує дуже вузькі операції, наприклад, кромкування дверного полотна або висвердлювання порожнин під врізання замку.

В такому вигляді вони використовуються й донині.

У цій статті ми проведемо огляд існуючого обладнання і розглянемо, як зробити простий верстат своїми руками, і як самостійна модернізація може поліпшити обладнання.

• Пристрій токарного верстата
• Обладнання своїми руками
• Токарний верстат з двигуна
• Токарний верстат з застосуванням дрилі

Пристрій токарного верстата

Промислове обладнання поділяються на легкі верстати, вагою до 1 тонни, середні за вагою – до 10 тонн, і важкі – понад 11 тонн.

Кожен верстат виконує одну або декілька дій по обробці дерева або металу.

Все сучасне токарне обладнання оснащене ЧПУ від самого простого до складного, контролюючого точіння деталі з точністю до десятих часток міліметра.

Модернізація верстатів розділила обладнання на важкий і громіздкий, що виконує завдання для важкої промисловості, а також і мініатюрне високоточне, що виробляє крихітні деталі точних приладів – це настільні верстати з ЧПУ.

Незалежно від розміру та мети використання, токарні верстати мають одні і ті ж основні складові та вузли.

Він складається з основи, на якій встановлена станина, по якій рухається по напрямних супорта.

У протилежних кінцях обладнання розташовані передня бабка, що передає обертання через шпиндель оброблюваної деталі, і задня бабка, яка пересувається вільно і фіксується в залежності від розміру заготовки.

ЧПУ з’єднується як з двигуном (в необхідний момент зупиняє обертання), так і з власне ріжучим елементом.

Близьким родичем за принципом роботи є фрезерний верстат. Він також використовується по дереву і по металу.

Фрезерний механізм за рахунок фрези, встановленій в шпинделі, здійснює обертальний рух, а поступальний рух подачі деталі може бути як прямолінійним, так і під кутом, залежно від завдання.

Зазвичай фрезерний механізм оснащений ЧПУ. Дуже широке застосування має центр, який виконує одночасно фрезерний і токарний набір робіт.

Обладнання своїми руками

Є багато варіантів, як можна створити саморобний токарний механізм.

Якщо вам часто доводиться проводити одну і ту ж роботу, то настільні токарні механізми в майстерні вашого будинку будуть гарною підмогою.

Найчастіше для працюючої частини обладнання використовується дриль, укріплена на підставі. При початкових навичок роботи з електронікою реально придумати навіть апарат з ЧПУ.

Підстава або раму токарного устаткування можна зробити з куточків металу чи дерев’яних брусів.

Настільні токарні механізми можуть мати підставу у вигляді міцної деревно-стружкової плити.

Якщо перед вами стоїть завдання короткострокової обробки невеликих деталей, то цілком можна використовувати мотор, що працює від мережі 220В.

Конструкція рами повинна забезпечити виконання наступних умов:

• як ведучий, так і ведений центр розташовуються на одній прямій, яка паралельна осі обертання;
• центр симетрії деталі збігається з віссю її обертання;
• деталь надійно закріплюється на бабки.

Виробляти токарну обробку деталі, що обертається між передньою і задньою бабкою, можна за допомогою будь-якого інструменту – напилків, надфилей та іншого.

Саморобні настільні токарні верстати призначені для бічної обробки деталей. Наприклад, на них буде зручно обробляти балясину дерев’яних сходів.

Своїми руками нескладно створювати не тільки настільні, але й повноцінні токарні верстати.

Основне, чим будуть відрізнятися настільні варіанти від повнорозмірного верстата – це двигун.

Чим більше за розміром саморобний верстат, тим більше громіздкі деталі він зможе обробляти.

А для роботи з великими заготовками, звичайно, потрібен потужний двигун.

Токарний верстат з двигуна

Розглянемо саморобний верстат, створений своїми руками з двигуна і блоку живлення старого радянського магнітофона.

Його основою стане дерев’яна дошка, з її шматочків, выпиленных у формі квадратів, сторона яких дорівнює ширині підстави нашого майбутнього верстата, сформуємо задню бабку.

З металу сформуємо кожух, в якому виріжемо отвір для виведення обертального механізму. Двигун зафіксуємо на кожусі.

Тепер потрібно знайти проекцію центру обертання на задню бабку.

Для цього можна зробити з паперу циліндр чітко відповідний відстані між бабками, зафіксувати його на передній бабці і з допомогою приводу кілька разів обернути навколо осі.

Якщо циліндр обертається рівно, то точкою фіксації деталі буде центр кола, яке описує циліндр на задній бабці.

У центр заводимо саморіз або будь-який інший тримач для заготівлі. Звичайно, ця робота зроблена на око і не передбачає високої точності токарних робіт.

Модернізації, яка підвищить точність, якщо відстань між бабками більше 20 см, можлива, якщо центр закріплення заготовки вивести за рівнем, поклавши його головку двигуна і задньою бабкою.

Ми зробили найпростіший механізм своїми руками.

На ньому можна обробляти бічну поверхню довгою деталі циліндричної та конусоподібної форми, а також простий брус.

Враховуючи маленьку потужність верстата, він застосовний тільки для деталей з дерева. Аналогічним чином своїми руками можна зробити фрезерний механізм.

Токарний верстат з застосуванням дрилі

Модернізація ідеї пошуку доступного електричного приладу, що виробляє обертання, підкаже застосувати для токарного механізму, зробленого своїми руками, дриль.

Вона знайдеться в кожному будинку. Найчастіше, і не одна, тому що зазвичай купується недорогий варіант, а потім з’ясовується, що він слабенький по потужності.

Для токарного механізму знадобиться дриль, будь підстава (шматок фанери, дошка або плита), дерев’яна шпажка, на який буде надіватися заготівля і дерев’яний квадрат для задньої бабки.

Фіксуємо дриль будь-яким способом, на зазначеній довжині фіксуємо задню бабку з дерева, вставляємо в дриль стрижень і просвердлюємо в бабці отвір.

Шпажка і заготівля обертаються, а людина з допомогою наждачного паперу обробляє заготовку.

Може бути проведена модернізація такого механізму, в ході якої до основи буде прикріплено будь обробляє пристрій (наприклад, напилок), який буде ручним аналогом ЧПУ.

Так, якщо нам потрібно зробити конусоподібний поглиблення навколо дерев’яної деталі, ми можемо провести такі вдосконалення – візьмемо два плоских напилка, зафіксуємо їх так, щоб вони стосувалися деталі, а між поверхнею деталі і підставою напилками була утворена трапеція.

Тепер нам потрібно забезпечити з допомогою простого пружинного механізму рівномірну подачу напилків вперед і під кутом.

Варіанти удосконалення механізму:

• Модернізація під роботу по металу може бути здійснена при заміні шпажки на заживающий механізм. До металевого стрижня прикріпіть пружинну фіксацію з пластиною, один такий стрижень встановіть дриль, а другий – в задню бабку. Між пластинами буде обертатися металева заготовка, і ми зможе виробляти токарні роботи по металу;
• Вдома часто потрібні роботи з довгими заготовками. Можна зробити розбірної кріплення дрилі, легка модернізація основи механізму дозволить переставляти її для обробки більш довгих предметів;
• Модернізація обладнання може бути проведена, якщо взяти більш потужний двигун (наприклад, від пральної машинки) і зробити підстава більшої площі. Немає прямої залежності між площею основи і потужністю двигуна, але потрібно брати до уваги, що в процесі роботи двигуна виникають коливання, а підстава верстата служить опорою, завдяки якій саме обладнання з рухомою деталлю буде знаходиться в рівноважному положенні.

Ми розглянули, як легко можна зробити саморобний механізм для токарних робіт з деталей, який напевно є у вас вдома.

Модернізація самого простого обладнання під конкретні завдання, що допоможе обробляти предмети більш складним чином.

Для створення будинку токарного верстата з повноцінним ЧПУ знадобиться блок управління, однак, його складно зробити без спеціальних знань.

Як ми продемонстрували, ручним аналогом ЧПУ можуть служити прості інструменти для обробки дерева або металу, закріплені на підставі під правильним кутом.

Токарний верстат по металу своїми руками: пристрій саморобного апарату, креслення

Виготовлений своїми руками токарний верстат по металу стане хорошою альтернативою професійному дорогому верстата, якщо ви любите працювати з металом, але не хочете дорого платити за це задоволення.

Зробити простий саморобний токарний міні-верстат під силу практично кожному, у кого є хоча б мінімальний досвід у будівництві та ремонті, а купівля елементів для його створення не відніме у вас багато коштів, більше того, деякі деталі ви напевно зможете знайти в своєму власному гаражі.

У статті ми розберемо призначення токарного верстата, а також розповімо, як зробити токарний верстат без допомоги фахівців і що для цього знадобиться (патрон, супорт і т. д.), а креслення і фото допоможуть вам в цьому і зроблять роботу легше і швидше.

• Призначення токарного верстата
• Робота з основними вузлами верстата
• Створення токарного верстата

Призначення токарного верстата

Основне призначення токарного пристрою ЧПУ – обробляти метал і перетворювати заготовки в потрібні вам вироби.

Втім, працювати саморобний токарний міні-верстат зможе не тільки з металевими об’єктами, але також допоможе обробляти дерево і пластик.

З цих матеріалів ви зможете зробити вироби потрібної вам форми, завдяки можливості обробки зовнішньої поверхні, створення отворів, або паросточок і різьби, або накатати поверхню з рифленням.

Токарний верстат необов’язково збирати самостійно – його можна купити, враховуючи, що виробники роблять апарати з ЧПУ для різних цілей.

Однак мінус професійних верстатів в тому, що вони занадто великі і важкі, тому працювати з ними в приватній майстерні або гаражі не дуже зручно, а також складні в роботі – мають дуже багато функцій.

Набагато краще буде створити токарно-фрезерний верстат своїми руками.

Домашні верстати з ЧПУ зазвичай відрізняються невеликими габаритами, простотою роботи і можливістю швидко створювати металеві і дерев’яні міні-деталі, або об’єкти середнього розміру.

На подібному пристрої можна робити деталі різної форми, наприклад, ви зможете зібрати колесо, вісь або інші подібні вироби, що мають круглий перетин.

Краще всього, щоб інструмент міг справлятися з обробкою не лише металевих, але і дерев’яних об’єктів – так вам буде зручно робити ручки для грабель, лопат та інших інструментів, зіпсовані деталі дерев’яних меблів, а в майбутньому, можливо, і саму меблі.

У будь-якому разі, для тих, хто часто займається ремонтом та створенням деталей самостійно, то можливість працювати з деревом може бути вам корисна.

На апараті деталь потрібно закріпити горизонтально, і пристрій буде обертати її на високій швидкості, після чого обертається різець видаляє зайвий матеріал, і, таким чином, виходить кінцева деталь.

В принципі роботи та механізм токарного верстата, що здається простим, для правильної роботи потрібна точна робота різноманітних деталей, які створюють механізм верстата.

Обробка деталей на токарному верстаті відбувається наступним чином: деталь фіксується в пристрої, а потім запускається що обертається з великою швидкістю механізм, завдяки якому деталь швидко крутиться, і з допомогою різця з неї знімається непотрібний матеріал і вона набуває потрібну форму.

За фіксацію деталі відповідають патрон, супорт і обертовий механізм.

Пристрій токарного верстата і спосіб його роботи досить прості, однак важливо знати, як зібрати саморобний токарний апарат по металу правильно з дотриманням усіх нюансів, інакше система не буде працювати.

Робота з основними вузлами верстата

Токарний станок своїми руками працює завдяки безлічі елементів: він включає раму, супорт, центр (провідний і ведений), бабцю, а також електричний привід і упор під різець.

Рама в інструменті потрібна для опори – саме на ній розташовуються всі інші елементи, а також станина. Бабка, розташована спереду, завжди знаходиться в нерухомому положенні і потрібна для основи, на якій розміщений базовий вузол обертання.

На передню раму встановлюється механізм для передачі, який з’єднує головний центр і електродвигун.

Головний центр відповідає за приведення заготовки в рух і, таким чином, за якість обробки деталі. Баба ззаду працює паралельно до осі рами, розташованої поздовжньо.

Центр і бабка повинні бути щільно з’єднані, виходячи з довжини виробу. Бабка встановлюється таким чином, щоб кінець деталі і ведений центр були з’єднані, а сама деталь встановлюється в патрон.

Для роботи вам знадобиться привід.

Для саморобного міні-верстата можна встановити практично будь-який, але мінімальна потужність пристрою з ЧПУ повинна бути не менше 800 Вт, а оптимальна – 800-1500 Вт, тоді верстат буде працювати без перебоїв.

Впоратися з низькими оборотами вийде, завдяки використанню передавального механізму, тоді швидкість роботи двигуна не зміниться і буде аналогічна.

Не варто вибирати занадто потужний двигун, наприклад, 2000 вт, т. к. він може зіпсувати верстат, привівши його до перегріву. В основному на верстатах ЧПУ такого типу використовують ремінну передачу, іноді вона може бути фрикційної або ланцюгової.

У деяких настільних верстатах можна зустріти конструкції, де передавальна система відсутня, в цьому випадку патрон і головний центр закріплюються в сам вал електричного двигуна.

Головний центр і додатковий центр повинні розташовуватися на однаковій осі, т. к. в іншому випадку заготівля, вставлена в патрон, буде вібрувати.

Роблячи верстат, найважливіше дотримуватися чотири умови: правильно визначити центр, поставити супорт, надійно зафіксувати деталі в патрон і забезпечити її швидке і безперебійне обертання – в цьому випадку система буде працювати як треба.

Для саморобних лобових міні-верстатів найчастіше використовують для фіксації деталі кулачковий патрон або планшайбу. Крім того, центр в таких пристроях тільки один, на відміну від професійних моделей.

Раму для виробу найкраще зробити за допомогою сталевих куточків, а не дерев’яного бруса, тоді система буде більш стійкою та надійною і прослужить вам довше.

Саме рама дозволяє якісно зафіксувати центр, що безпосередньо впливає на правильність роботи апарату.

Тому, займаючись проектуванням рами, користуйтеся професійним кресленням і враховуйте, що бабці повинно бути забезпечено вільне обертання вздовж поздовжньої осі пристрою ЧПУ і супорт повинен стояти рівно.

Після того як ви зібрали воєдино всі деталі верстата: патрон, супорт, центр, бабцю, раму і т. д. потрібно зафіксувати їх так, щоб вони не бовталися і не рухалися.

Форма деталей верстата залежить від ваших цілей: які деталі та матеріали ви збираєтеся обробляти на верстаті, який їх розмір і т. д.

Від цих параметрів залежить і вибір потужності електродвигуна, тому, перш ніж купувати супорт і інші необхідні деталі, визначитеся з тим, яким ви хочете бачити кінцевий варіант верстата – це дуже допоможе вам у роботі.

Як вже говорилося, для верстата ЧПУ підійде практично будь-який двигун, оскільки він не вимагає великої потужності, однак уникайте купувати колекторні моделі, оскільки вони збільшують кількість оборотів у разі, якщо навантаження падає.

Це може призвести до того, що заготовка просто вилетить – в цьому випадку вона не тільки зіпсується сама, але і може покалічити того, хто знаходиться поруч з верстатом. Також не варто купувати занадто потужні двигуни, т. к. вони можуть вивести систему з ладу.

Створення токарного верстата

Самостійно найпростіше зробити лобову модель токарного верстата. Цим обладнанням легко користуватися і воно має всі необхідні функції і здатний працювати як з металевими, так і з дерев’яними виробами.

Завдяки тому, що тип пристрою обладнання простий, і ніяких специфічних деталей для нього не потрібно, термін служби такого верстата буде значним, завдяки тому, що вийшли з ладу деталі можна замінити в будь-який момент.

Починається робота з випилювання двох дерев’яних стійок, в яких потрібно проробити отвори для болтів і вставити туди болти, користуючись гайками.

Починаючи роботу, простежте, щоб діаметр отворів і гайок співпадав. Перш ніж починати робити верстат, подивіться відео – так вам легше буде працювати.

Щоб стамеска або різець при роботі обладнання були стійкі, вам потрібен буде резцедержатель або, по-іншому, підручника.

Резцедержатель можна зробити за допомогою двох дощок, які треба склеїти, або з’єднати один з одним за допомогою гвинтів.

Дощечка, яка знаходиться знизу, повинна мати скошений кут і смугу з металу, яка зможе запобігти деформації стамески під час роботи верстата.

Горизонтальна дощечка повинна бути обладнана прорізом, яка дозволить контролювати і управляти рухом підручника.

Наступний етап роботи – закріпити саму заготовку з допомогою гайок, щоб вона була надійно закріплена, але в той же час могла вільно рухатися, після цього можна вважати настільний верстат готовим до використання.

Не забудьте повторити всі процеси його створення по відео, щоб переконатися, що ви все зробили правильно.

Обробка заготовки відбувається шляхом обертання в дві сторони, що дозволяє надати деталі необхідну форму. Такий простий спосіб обробки насправді дає хороший результат і дозволяє отримати різноманітні деталі дуже високої якості.

Для роботи вам знадобиться електродвигун з мінімальною потужністю (близько 250-500 Вт), проте, якщо у вас його немає, то для верстата можна придбати електромотор будь-якого виду, наприклад, належав раніше швейній машинці.

Завдяки тому, що потужність для верстата потрібна мінімальна, ви можете використовувати обладнання практично від будь-якого пристрою ЧПК.

Найпростіший настільний верстат ЧПУ можна зробити за допомогою електродриля або шліфувальної машини, яка буде основною обладнання.

Передня, задня частини і бабка легко виготовляються самостійно. Як робиться бабка, передня і задня частина верстата і супорт ви можете подивитись на відео – воно зробить всі процеси простими і зрозумілими.

Для рами для приладу можна використовувати швелер або дерев’яний брусок, а також куточок або будь-який інший сортовий метал.

Саморобний токарний станок по металу може бути використаний не тільки для того, щоб обробляти деталі.

Ви можете насадити на одну з міні-частин, складових вал електродвигуна, коло для шліфування і заточувати на ньому інструменти, або шліфувати і полірувати поверхні.

Також можна встановити на вал патрон для свердління або перехідник, і тоді саморобний токарний верстат стане придатним для процесу фрезерування пазів, або створення сверловых отворів в тілі виробів з металу і дерева.

Найважливіше – правильно зібрати сам верстат, його центр, а потім вже додавати до нього нові частини, по мірі того, як ви почнете освоювати цей інструмент і навчитеся працювати з ним.

Фото і відео допоможуть вам не тільки зробити саморобний токарний верстат, але і в його експлуатації, тому користуйтеся ними та інструкціями, перш ніж почнете займатися обробкою деталей на верстаті.