Хочу поделиться своим опытом по изготовлению станков. Я не пофессиональный станкостроитель, я обычный любитель сделать что-то собственными руками. А поэтому никогда не был ограничен какими-то рамками, условностями и "излишними" знаниями. Следовательно, наловил сначала болезненных шишек на свою голову, прежде чем сделал что-то действительно стоящее. В этой статье постараюсь предупредить вас о возможных ошибках и тупиковых вариантах в ваших задумках.
Статья называется "Самодельный токарный", но статья касается изобретения (и создания) и любого другого станка металлорежущей группы. Почему изобретения? А потому, что если вы сторонник слепого копирования чужих разработок, то дальше будут советы не для вас.
Основная цель любого самодельщика это сделать какую-то конкретную деталь, а станки для изготовления этой детали, дело десятое. Значит сначала хорошенько подумаем, что нам надо и только потом займемся изобретением приспособления (или станка) для исполнения своего желания. Сразу же запомните, что ничего универсального и подходящего для всех случаев в жизни (вашей и ваших клиентов) не бывает. А если бывает, то это такая гадость, что ни на что не способна. И лучше сделать три, пять, десять простых устройств (станков), чем пол жизни затратить на незбыточную мечту в единственном варианте и потом остаток жизни потратить на доработку (своей мечты) или доводку ее до ума. Не забывайте, что ваши станки нужны только вам и ваши наследники скорее всего вашими станками не заинтересуются. Делайте для себя.
Да! Хочется иметь станочек, чтобы сразу на все случаи жизни, чтоб и по токарному делу, и по фрезерному, и по сверлильному, а также строгать, пилить вдоль и поперек, как лобзиком фигурки вырезать, напильниками подпиливал и заодно графировкой чтоб можно было заниматься. Хочется. Но проще сделать для каждой операции отдельный станочек.
Итак, токарные станки бывают по дереву и по металлу, универсальные и узкоспециализированные, высокоточные и не особо точные, заводского изготовления и самоделки, громадные (сверхдлинные) и карманные, профессиональные и любительские. Вам какой нужен? Начнем конкретный разбор.
Токарный по дереву нужен для изготовления:
- плоских деталей большого диаметра (типа блюда, колеса, диска...).
длинных деталей небольшого диаметра (типа ножки для стола, стояка этажерки, гардины, черенка лопаты...)
Делать универсальный станок под длинные детали большого диаметра нет смысла. Соблюсти необходимую жесткость и прочность будет очень сложно. Проще для изготовления плоских деталей большого диаметра, изготовить станок вроде карусельного. Деталь вращается в горизонтальной плоскости, обработку ведут сверху и сбоку. Вполне возможен ножной привод, так как большая скорость вращения не нужна, а система привода от стандартного двигателя сама по себе будет очень сложной из-за многоступенчатого снижения оборотов.
Для длинных и тонких деталей проще сделать станок обычного вида, с горизонтальным креплением детали в центрах задней и передней бабках. Для такого станка вполне подойдет маломощный двигатель или обычная электродрель в качестве передней бабки. Вся разработка такого станка сведется к рациональному креплению всего трех деталей: неподвижному креплению передней бабки (дрели), и крепления с возможностью передвигать по необходимости, подручника-упора и задней бабки на общем основании.
Со станками по металлу намного сложнее. В сущности можно точить металл на усиленных станках по дереву. Самые первые токарные станки по металлу были именно такими. Резец имел длинную ручку, как у лопаты и зажав ручку резца под мышкой точили железяки. Точность была соответствующей квалификации токаря. Допуски в те времена были плюс, минус пол пальца и такая работа токарей вполне устраивала заказчиков.
Когда стала нужна большая точность в изготовлении деталей, придумали суппорт или по русски -механический поддерживатель инструмента (резца). Сразу же начались те же проблемы, как и у вас:
Как и из чего строить?
Каким образом осуществлять движение подвижных частей?
И сколько должно быть свобод в движении.
У обычного, универсального токарно-винторезного станка есть три свободы движения: продольная (вдоль станка или параллельно оси центров), горизонтально-поперечная (поперек станка или оси центров) и угловая (под углом +/-90градусов, относительно оси центров).
На отдельных станках есть еще и вертикальная свобода движения. Об этом особо. Либо поднимается сразу и передняя, и задняя бабки относительно рабочего инструмента на суппорте или наоборот, сам суппорт имеет возможность перемещаться по вертикали относительно оси центров. Подобное усовершенствование расширяет возможности станка, но заодно и усложняет устройство станка в целом.
Изготовить все детали станка без каких-то допусков и устранить механический износ деталей в процессе работы просто невозможно. Следовательно, обязательно будет незначительная болтанка деталей относительно друг друга и добавляя еще одну возможную болтанку, можно испортить самый распрекрасный станок, особенно самодельный.
Поэтому сразу определитесь, какая схема у вашего станка должна быть. Может быть вас вполне устроит схема токарно-револьверного станка. В револьверных станках деталь также крепится в патроне, а режущие инструменты закреплены в устройстве, напоминающее барабан револьвера. Такой барабан с инструментами или подводится целиком к детали, или весь барабан (с инструментом) крепится параллельно оси центров станка, каждый отдельный инструмент может устанавливаться перед деталью и имеет возможность небольшого перемещения, относительно детали, в продольном и поперечном направлении.
У револьверных станков есть свои плюсы и минусы, и они немного проще в изготовлении. Тоже касается продольно-сверлильных, резьбонарезных и многих других узко специализированных токарных станков.
Вернемся к классическим универсальным, токарно-винторезным станкам и разберем эти станки по косточка, точнее по деталям.
Передняя бабка: Должна обеспечить вращение и удержание детали. Чем и как вы будете крепить деталь (патроном, цангой или конусами с упором) это ваши проблемы. А вот вращение проще осуществить шкивами под кожанный ремень. Все устройство, несколько ступеней плоскоременных шкивов на трубе шпинделя, а труба шпинделя крепится двумя подшибниками в стойках. Чем больше внутренний диаметр шпинделя, тем удобней станок, но все должно быть в разумных пределах.
Чем еще хороша плоскоременная передача тем, что не надо всю бабку разбирать для замены ремня. И с ремнями не надо заморачиваться, подойдет чуть ли не любой ремень, включая тряпичные. Но есть и минус, нужен еще один отдельный вал со шкивами, который крутится уже от мотора. Вдобавок этот отдельный вал должен иметь свободу передвижения для натягивания ремня, между этим валом и передней бабкой. И мотор (электродвигатель) тоже должен иметь возможность натягивать свой ремень. Но ременная передача все же, в чем-то проще шестереночной коробки передач.
Подачу вращения на ходовой валик и винт можно осуществлять сьемным набором шестерен.
Задняя бабка: Должна иметь возможность перемещать сверла вдоль оси центров или упорный конус для закрепления детали.
Задняя бабка не сложна в устройстве, основные детали проще скопировать с заводских образцов, а сам корпус можно изготовить (отлить) из армированного бетона.
Станина и направляющие: Должны сочетать максимально возможную жесткость и точное перемещение движущихся деталей станка.
Использовать в качестве направляющих толстые прутки или трубы возможно только при очень короткой базе (или направляющих) станка. Прутки как направляющие можно применить в поперечной подаче суппорта, но и в этом случае, передвижные детали должны дополнительно опираться на что-то жесткое.
Пример. Перевернутая "П" образная железяка с низкими вертикальными стояками, между которыми на ходовом винте и одной направляющей движется основание резцедержателя. На основании есть гайка для ходового винта и и разрезная втулка для направляющей. Плюс основание резцедержателя еще упирается на горизонтальную перекладину "П" образной железяки.
Лично мне нравится вариант направляющих станка из большого и толстого уголка, закрепленного углом вниз с бетонным же основанием.
Суппорт: должен обеспечить передвижение режущего инструмента (резца) вдоль и поперек оси центров. Самая сложная деталь в токарном станке, но особо расстраиваться не стоит. Можно скопировать устройсто и отлить его из бетона, сделать (склеить) из армированного железом самодельного текстолита (тряпки на эпоксидке). С сохранением всех деталей прототипа, включая регулировочные линейки.
Любительские токарные станки, даже заводского изготовления, обычно расчитаны на невысокие мощности резания и самодельные детали для станков из бетона или текстолита не хуже, чугунных или дюралевых на прототипе. Всюду, где возможно, не стесняйтесь применять стандартные изделия: уголки, швеллера, трубы, прутки и прочее.
Возможно ваш станок будет тяжелее и неказистым на вид, но в любом случае много дешевле купленного в магазине. А по рабочим характеристикам вполне возможно много лучше.