Токарный станок по дереву

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.

Виды токарных резцов

Широкий круг решаемых задач, которые возникают при создании конструкций из дерева, требует большого количества токарных приспособлений различного назначения. Современные производители предлагают большое многообразие таких изделий. На любой токарный резец возложено выполнение определённых практических задач. Каждый токарный резак состоит из двух частей: рабочей части, производящей обработку или резание и элементов крепления. На рабочую часть выделяют примерно 20 сантиметров от всей длины металлической заготовки. Такой размер обеспечивает свободу манёвра инструментом, что гарантирует точность выполнения требуемых операций. Запас по длине позволяет много раз производить обработку режущей части. Длина хвостовой части определяется длиной будущей ручки. Она должна обеспечивать безопасную работу.

Несмотря на большое многообразие подобных инструментов, все типы токарных резцов можно классифицировать по следующим признакам:

• характеру выполняемых задач;
• материалу, из которого он изготовлен;
• форме наконечника и значению углов заточки.

Такая классификация токарных резцов позволяет точно определить их область применения. По характеру решаемых задач они могут быть отрезными и обрабатывающими. В качестве материала для их изготовления выбирают марки сталей, обладающие повышенной твёрдостью. Это позволяет создать хорошо режущую переднюю кромку.

Токарные резцы, подразделяются на следующие виды:

• отрезные;
• стамески;
• скребки.

Стамески делятся на две группы. Первая предназначена для грубой обработки или резания. Вторая —  применяется для окончательной или чистовой обработки.

В основном они обладают четырьмя формами режущей кромки:

• прямой или плоской;
• радиусной;
• в виде скобы;
• уголковой.

Ширина стамески выбирается в зависимости от размера заготовки. Она изменяется от четырёх до тридцати миллиметров. Основная группа токарных стамесок имеет лезвие, позволяющее вытачивать необходимые фигуры на плоской поверхности. Для придания определённого рифления изготавливаются специальные стамески. К ним относятся:

• рейер полукруглый (его название определяется формой лезвия. С его помощью производят предварительную обработку подготовленной заготовки);
• мейсель имеет обоюдоострую режущую кромку, угол схождения граней достигает 25 градусов. Он идеально подходит для вытачивания различной величины углублений, проточки канавок, вырезания фигур и рисунков. С его помощью осуществляют чистовую обработку поверхности;
• стамеска- крючок (предназначен для изготовления в поверхности различных углублений, Их величина зависит от диаметра крючка);
• стамеска гребёнка – позволяет нарезать резьбу на внешней и внутренней стороне деревянного изделия (с её помощью изготавливают деревянные метизы, для последующего крепления отдельных деталей);
• стамеска-скребок – применяется для чистовой обработки деталей, имеющих поверхность цилиндрической формы.
• клюкарзы (к ним относятся угловые стамески. Они применяются для вырезания на поверхности изделия сложных и объёмных рисунков, орнаментов, барельефов или различных декоративных украшений);
• клепики (применяется для тонкой доработки рельефной поверхности. Особенно она полезна для изготовления сложных изображений, выборки древесины в труднодоступных местах).

Следовательно, стамески могут быть плоские или фигурные. Основными характеристиками, на основании которых производится классификация резцов является форма будущего изделия и его художественное оформление. Работа стамесками производится вручную. Качество получаемого изделия во многом зависит от качества токарного инструмента, плотности древесины и квалификации мастера.

Чистовая обработка производится токарными резцами с углом заточки в правую или левую сторону. Опыт проведенных работ показал, что наиболее приемлемым является угол равный 70-75 градусов. Для финишной зачистки используют токарные изделия, заточенные под углом в 20-25 градусов.

Для решения более сложных (нестандартных) задач применяют фасонные резцы. К ним относят токарные изделия, обладающие режущей частью в форме полукруга.

Многообразие предлагаемых в продаже токарных резцов и возможность самостоятельного изготовления позволяет выбрать такой инструмент, который позволит решать самые сложные задачи и создавать неповторимые детали с самыми причудливыми рисунками из любых типов древесины.

Заточка резцов своими руками

От правильности заточки рабочего инструмента во многом зависит качество обработанной поверхности.

Для этого понадобится электрозаточной станок с набором кругов разной зернистости и бархатный брусок для ручной правки лезвия.

Видео заточки резцов

Угол заточки каждый мастер выбирает самостоятельно, ориентируясь на своё мастерство токаря, твёрдость древесины, качество рабочего инструмента и окончательный желательный вид обрабатываемой поверхности.

Для начинающего токаря оптимальными вариантами углов заточки будут:

• для мейселя – сам скос должен составлять 40° по отношению к оси рабочей поверхности и по 40° для каждой стороны лезвия;
• для рейера – 50° — 60°.

https://youtube.com/watch?v=yvY5NvN_wLA

Со временем, когда уровень мастерства токаря будет расти, углы затачивания можно будет уменьшать до 20° — 35°.

В идеале, кроме набора разнофасонных, желательно иметь резцы одного вида, одинакового размера, но с разными углами заточки. Это намного ускорит и облегчит работу токаря, а также продлит срок их службы, потому что не нужно будет постоянно перезатачивать лезвия исходя из вида обрабатываемой древесины.

Более тупые углы затачивания предназначены для: твёрдых пород дерева, первоначальной (грубой) обработки.

Более острые углы режущего инструмента позволяют качественнее обработать поверхность, ускорить процесс точения, но в тоже время существует большая вероятность скола заготовки, повреждения лезвия. Да и затачивать и править такой инструмент приходится намного чаще, чем с более тупыми углами.

Приблизительный угол заточки лезвия формируется ещё на стадии изготовления резцов своими руками, до начала термической обработки — закаливания.

Потом, когда они полностью готовы, процесс затачивания осуществляют с помощью абразивного круга и завершают ручной доводкой на бархатном бруске.

1 Общие сведения

В большинстве случаев, токарные резцы, в том числе и сделанные своими руками, предназначены для ручного применения. Закрепленная заготовка вращается станком, а ее обработка происходит за счет перемещения режущего инструмента вдоль обрабатываемой поверхности руками мастера.

Стандартный ручной резец состоит из двух частей:

• рабочего тела изготовленного из металла;
• деревянной ручки, для удержания инструмента в руках.

Он имеет три зоны:

• лезвие — режущая часть (заточенный особым образом конец инструмента);
• тело — металлическая часть, которая упирается при работе в подставку (подлокотник) станка;
• хвостовик — зауженная часть инструмента в противоположном конце от лезвия. На хвостовике крепится деревянная (пластиковая) ручка.

Классификация резцов по дереву

Ручка ручного резца имеет основу (то за что держится мастер) и шейку (металлическое крепежное кольцо не позволяющее разрушаться ручке в процессе работы).

1.1 Виды резцов

Для проведения множества разнообразных работ на станке потребуется целый набор токарных резцов по дереву. Многие мастера имеют свои особые инструменты, которые необходимы им для проведения определенного вида обработки дерева, поэтому некоторые из них сделаны своими руками.

В зависимости от потребностей, резцы по дереву могут быть:

• отрезными;
• подрезными;
• расточными;
• фасонными.

Для выполнения основных операций по работе с деревом на токарном станке достаточно двух основных видов резцов:

• рейера — предназначен для первоначальной стадии обработки заготовки;
• мейселя — для придания изделию окончательной формы.

1.2 Рейер

Конструктивно представляет собой длинное стальное лезвие с полукруглым сечением.

Рейер — предназначен для первоначальной стадии обработки заготовки

Изготовить своими руками его можно из толстой металлической пластины или полукруглого желобка. Заточка рабочей части (лезвия) проводится также в виде полукруга. Используется рейер для придания первичной заготовке приблизительных параметров изделия в черновом виде.

1.3 Мейсель

Своей формой этот инструмент напоминает сапожный нож — это металлическая пластина, заточка косого лезвия которой выполнена под одинаковым углом с обеих сторон. Используется для придания изделию окончательной формы, а также для отделения готовой детали от заготовки.

Эти два основных вида резцов позволяют выполнять основные операции по обработке деревянных заготовок по внешней поверхности. В некоторых случаях возможна работа с ними и при внутренней обработке деталей.

1.4 Фасонные резцы

Большое семейство другого вида резцов по дереву, относятся к категории фасонных:

• стамеска (скребок) — выравнивает цилиндрические поверхности;
• гребенка — для вырезания канавок или резьбы;
• крючок — с его помощью вытачиваются полости в торце детали;
• кольцо — действует аналогично крючку;
• треугольник — заточка лезвия выполнена в форме треугольника для придания заготовке круглой формы.

1.5 Самодельные резцы

Самостоятельно изготавливая самодельные резцы для токарного станка по дереву, следует учитывать некоторые особенности при выборе материала. Он должен быть прочным (из качественной марки стали) и соответствовать допустимым минимальным размерам.

Самодельные резцы по дереву для токарного станка

Самыми простыми в изготовлении своими руками являются рейер и мейсель. Для получения этих резцов можно использовать уже отработанные напильники или рашпили. Используя обычный станок для заточки, им придается нужная форма лезвия, а ручку зачастую менять нет необходимости (при условии, что старая в полном порядке). При отсутствии крепежного кольца на ручке — его необходимо обязательно добавить, так как это элемент, который увеличивает безопасность работы с инструментом.

Металл, из которого они сделаны, имеет достаточную твердость, но перед выполнением заточки его следует закалить. Для этого полученную заготовку резца разогревают до красноты, а затем опускают для охлаждения (закалки) в машинное масло.

Сделанные своими руками резцы следует испытать на мягких породах дерева (тополь, липа), а затем, после осмотра на предмет появления трещин и сколов, можно приступать к работе с более твердыми породами (дуб, береза, бук).

Процесс вытачивания деревянной заготовки ручным резцом

PROMA

Виды точения

Если попытаться описать процесс сухим техническим языком, то можно сказать, что процесс точения заключается в том, чтобы получить из заготовки деталь, имеющую форму тела вращения. Так как в случае с древесиной наша цель заключается еще и в том, чтобы эта деталь выглядела привлекательной, то эстетическая составляющая достигается за счет смена диаметра заготовки, сочетания разных форм и т. д.

Что касается классификации, то можно точение на токарном станке по дереву разделить на такие виды:

• продольное
  – при этом заготовка вращается вокруг своей оси, а резец постепенно перемещается к ней параллельно оси вращения;
• поперечное
  – отличается от продольного тем, что резец движется в плоскости, перпендикулярной оси вращения заготовки;
• угловое
  (тангентальное) – при этом резец движется под произвольным углом к оси вращения.

Классификацию можно привести и по чистоте обработки. Так, при черновой обработке допуски очень велики, зато и скорость снятия лишнего материала высока. Чистовая обработка предусматривает доводку заготовки и снятие тонкого слоя материала.

Назначение станка и что можно сделать с его помощью

Токарный станок — это устройство для изготовления деревянных изделий, имеющих форму тел вращения. С его помощью можно точить материал, делать его нарезку, а также зачистку наждачной бумагой. Сам процесс обработки – это сочетание двух видов движения: вращательного и поступательного. Станок вращает непосредственно саму заготовку, а токарь вручную, при помощи стамески, регулирует давление на заготовку для получения нужной формы.

А выточить на станке можно не только строительные заготовки. Здесь все зависит от фантазии и квалификации мастера. Это могут быть сувениры и декоративные изделия. К примеру, красиво сделанный фужер из бука или необычные ложки из яблони станут достойным украшением любой кухни. В руках опытного мастера любое полено станет шедевром!

О настройке станка

Для фиксации заготовки на «передней бабке» использую болт с 6 колючками (по кругу) и съемным центром (никаких вставок в вал более диаметра вала, никаких конусов и патронов по металлу), колючки и центр подобраны так, что позволяют сверление на 22 мм, а при увеличении нагрузки и захвате инструмента — рвут волокна (заготовка не вращается); на твердых породах при увеличении нагрузки или захвате – заготовка, вал, ремень перестают вращаться, так как площадь прикосновения ремня на двигателе меньше чем на валу и силы сорвать колючки не хватает. К тому же при торможении двигатель (у меня) накатывается на ремень и продолжает вращение в неподвижном ремне, так как находится в подвешенном состоянии и скорость двигателя на 100 об. выше скорости вала.

Для указанной нагрузки применяю электродвигатель 520 вт. 900 об. вес 10кг., при максимальном диаметре точения 360 мм. На 2 скорости в 800 об. вал можно остановить ладонью руки.

Теперь, когда станок настроен, и ты уверен, что ты сильней станка – продолжим успокаиваться.

Типы токарного оборудования

Токарно-револьверные станки предназначены для изделий, обрабатывать у которых необходимо несколько поверхностей, используя различные инструменты. Чтобы не выполнять установку и настройку каждого инструмента, на таких станках устанавливаются револьверные головки, в которых может быть предусмотрено два и более гнезда для размещения инструментов. Конечно, обслуживать такой токарный станок значительно сложнее, чем обычную модель, но это полностью компенсируется функциональностью этого агрегата. К примеру, популярными моделями подобных станков являются 1Е316П, 1Г340ПЦ, 1П371, 1А341.

Карусельный станок — одна из разновидностей станков токарной группы

Карусельные станки токарной группы предназначены для выполнения обработки заготовок, характеризующихся небольшой длиной, значительной массой, большим внешним диаметром. К ним относятся габаритные зубчатые колеса, маховики и др. Функциональные возможности таких токарных станков (например, моделей 1512, 1541, 1550, 1Л532 и прочих) позволяют выполнять на них различные виды токарных работ: точение, растачивание, прорезывание канавок, обработку торцов и др. А если дооснастить такие токарные агрегаты дополнительными приспособлениями, то они станут еще более универсальными: с их помощью можно будет выполнять некоторые фрезерные операции, нарезать резьбу, осуществлять шлифовку и производить ряд других технологических действий.

Рабочие органы многошпиндельного станка

Многошпиндельные станки, относящиеся к токарной группе, необходимы для выполнения сложнейших технологических операций в условиях серийного производства. Заготовки, которые можно обрабатывать на таких станках, могут иметь форму труб, шестигранных, квадратных и круглых прутков, фасонного профиля и др. Отличается подобная техника высокой жесткостью своей конструкции и мощным приводом, что позволяет выполнять с ее помощью обработку с высокой производительностью.

Что важно, такая сложная и функциональная техника обслуживается точно так же, как и станок обычной модели. Перечень технологических операций, которые можно выполнять на подобном агрегате, достаточно обширен: растачивание, черновое и фасонное обтачивание, нарезание и накатывание резьбы и др

Наиболее популярными моделями подобного токарного оборудования являются станки 1П365 и 1Б140.

Токарно-винторезный станок 16К20

Распространенными моделями станков для токарной обработки, которые завоевали широкую популярность еще во времена СССР, являются токарно-винторезные устройства. Свою популярность такие станки, которые можно встретить не только практически на любом промышленном предприятии, но и в школьных мастерских, завоевали благодаря тому, что с их помощью можно эффективно выполнять большой перечень технологических операций.

Каждый такой станок, вне зависимости от модели, имеет типовую конструкцию, состоящую из однотипных узлов. Наряду со своей функциональностью, токарно-винторезные модели токарных станков отличаются высокой безопасностью, простотой в работе и обслуживании, что и дает возможность использовать их в качестве агрегатов для оснащения школьных мастерских еще со времен СССР. Наиболее известными и популярными моделями такого токарного оборудования являются станки 16К20, 16К50, 16Б16А и 16П16П.

На предприятиях, выпускающих свою продукцию крупными сериями и использующими в производстве заготовки из фасонных профилей и калиброванных прутков, активно применяются токарные автоматы. Такие станки, на которых преимущественно выполняют операции точения в продольном направлении, с одинаковым успехом справляются с обработкой заготовок из различных металлов: сверхтвердых сплавов, мягкой меди и др.

Токарно-продольный автомат 1М10ДА

О заготовках

Заготовок должно быть достаточное количество, по началу в два раза больше. Брак новичков – 4 из 10 . После двух подряд испорченных заготовок необходим перерыв на несколько минут

Заготовки с сучками лучше сразу исключать из обработки.

Перед важной, срочной работой (при изготовлении самой простой детали) настоятельно рекомендую не перетачивать инструмент, т.к. шанс испортить заготовку значительно возрастает и может достигать 80%.

По возможности не пользоваться чужими заготовками и склейками, инструментами.

Торцевать заготовку при наличии торцевых трещин размером 5-15 см.

Контролировать сушку отмечать продольные трещины

У некоторых пород (дуб, груша) трещины при сушки сходятся.

Для первых опытов точения используйте липу, для скабления бук.

Виды работ

Каждый вид работ подразумевает определенную технологию и несколько особенных секретов. Любой мастер помимо своей работы на станке должен уметь разбираться в древесине, читать чертежи, а также затачивать резцы и настраивать сам станок.

Точение

На первом этапе необходимо запустить вал. Начинать точение можно только после того, как вал наберет скорость. Сначала идет черновая обработка изделия. Она происходит на скорости до 1500 об/мин. Мастер при этом использует полукруглую стамеску, с лезвием и боковыми частями. Мастер при работе опирается на подручник.

Обдирка

Грубая обдирка заготовки делается полукруглой стамеской. Инструмент должен быть наклонены в сторону точения и расположен в осевой плоскости детали.

Выборка

Выборка или по-другому выскабливание проводится с помощью овалов или крючков. Чаще всего данная разновидность работ применяется при изготовлении посуды.

Отрезание

Для этого процесса применяется отрезной резец. Он оставляет идеально ровный срез и затем не требует дополнительной шлифовки. Чтобы не допустить ошибок мастеру необходимо сделать первоначальную пометку карандашом и точно установить место среза.

Изготовление шканта

Шкант – цилиндрический стержень, которым крепятся различные составляющие изделия. Шкант изготавливается из дерева, металла, пластмассы. Сделать такой круглый шип можно самостоятельно при наличии токарного станка и простейших инструментов.

О работе

При обучении не устанавливайте для себя никаких сроков на освоение операций. Начинать с 1-1,5 часа, с перерывами. Из моего опыта — после 6 часов работы продуктивность падает, из-за большой концентрации внимания при точении, а скабление менее затратно по силам. Любой токарь, как и пекарь, сщитает сколько он изготовит деталей (за час, за смену). С ростом мастерства и увеличения числа повторов изготовления одной и той же детали производительность при точении может возрасти в 10 раз, а при применении спец. инструмента (при скаблении) и выше.

Хронометраж можно снимать начиная с 5 детали. При хорошем точении шлифовка применяется лишь в отдельных местах изделия или исключается, заменяется полировкой стружкой от этой же детали. Сокращение времени на шлифовку сильно увеличивает производительность, но начинающим токарям на шлифовку придется тратить до 50% времени изготовления детали. Душевное спокойствие существенно снижает количество брака, а 2-3 испорченные заготовки могут испортить весь день (при больших и сложных размерах детали).

Успех и одобрение важно для начинающего токаря. Трезво оценивайте свои возможности

Не используйте, по началу, заготовку длиннее 5 диаметров. Я начинал с ручек для напильников, простых шахматных фигур, подсвечников диаметром до 30 мм., комбинируя токарку со столярными работами. Для детской игрушки диаметр изделий не менее 25 мм – чтобы не проглотили (грибочки, матрешки, пирамидки).

Изготавливая полезные в быту предметы вы всегда найдете поддержку близких и приобретете начальные навыки точения. Пробуйте точение разных пород деревьев на малых диаметрах заготовок до 30 мм. Не беритесь с уверенностью за работу по просьбе (или за деньги), которую ни когда не выполняли. Сначала учеба, потом работа (по конкретной породе дерева) и уверенности добавится.

Разновидности точения и принцип действия

Существует более десятка различных видов токарных работ, и отличаются они друг от друга по видам деталей и по их размерам. Следовательно, и видов точения, может быть множество. Но есть три основных метода, на которых базируются все остальные: продольный, поперечный и угловой. Отличаются они направлением перемещения резца по отношению к оси вращения заготовки:

• продольный – резец двигается параллельно оси вращения;
• поперечный – резец двигается перпендикулярно оси вращения;
• угловой (тангенциальный) – резец двигается под произвольным углом к оси вращения.

Какой метод применять – решает уже мастер, исходя из целей, которые перед ним стоят.