Резцедержатели токарных станков по металлу: чертеж, устройство, ГОСТ

Геометрические параметры и размеры инструмента

Конструкция любого канавочного резца характеризуется его геометрическими параметрами.

Геометрия корпуса или державки: L – длина тела, B и H – размеры сторон поперечного сечения.
Форма рабочей режущей пластины: l – длина рабочей части резца, b – высота тела пластины, S – толщина.
Расположение режущего элемента в корпусе. Гнездо под пластину может занимать всю ширину корпуса или один из углов. В последнем случае ширина гнезда обозначается литерой n. Пластина может быть посажена в гнездо под некоторым углом к корпусу.

Клинок для резания заготовки также имеет свои параметры, выраженные в углах.

«Гамма» отображает угол передней заточки – это главный элемент режущей кромки.
«Альфа» – задний главный угол заточки.
«Альфа» с индексом 1 – задний угол вспомогательного назначения.
«Лямбда» – угол, под которым режущая кромка имеет наклон.
«Фи» – угол главного назначения, расположенный в плане.
«Фи» с индексом 1 – угол вспомогательного назначения, расположенный в плане.

Изготовление

Самодельное устройство подойдет для выполнения нескольких действий:

обработки торцов;
подрезочных работ;
нарезания внутренней, внешней резьбы;
точения.

При сборке необходимо учитывать ряд особенностей:

Для коллекторного электродвигателя нужно устанавливать редуктор. Он необходим для компенсации неравномерности хода основных механизмов.
До сборки нужно продумать расположение основных частей, способы их соединения.
Работу по связке электроники лучше доверить специалисту, чтобы при эксплуатации оборудования не возникло короткого замыкания.

Коллекторный двигатель (Фото: Instagram / rckostroma)

Составление чертежа

Прежде чем начинать сборку самодельного оборудования, нужно подготовить чертеж. На нем необходимо нарисовать станок с разных сторон и указать:

размеры оборудования;
расположение основных частей;
места крепежа.

Чертеж можно найти в интернете или подготовить его самостоятельно.

Подготовка

После составления схемы нужно подготовить место для размещения оборудования. Должно быть достаточно свободного пространства, чтобы можно было обойти оборудование с разных сторон. Если конструкция будет крупногабаритной, с большой массой, необходимо сделать для нее отдельное основание.

Инструменты и расходные материалы

Для сборки нужно подготовить:

профильные трубы, металлические уголки;
листы металла для сборки корпуса;
приводные ремни разного диаметра;
гайки, болты для крепежа отдельных частей;
стальные прутья;
шпиндель (его можно изготовить из болта, который имеет острозаточенный конец;
провода, кнопки, регуляторы;
подшипники;
стальные пластины;
зажимы для удержания резцов;
набор ключей;
сварочный аппарат;
втулки;
болгарку;
дрель и сверлами по металлу.

Также нужно уделить внимание выбору электродвигателя. Для обработки небольших заготовок подойдет двигатель мощностью не более 1 кВт, например, электромотор от кухонного комбайна, швейной или стиральной машины

Если предстоит работа с крупными деталями, лучше выбирать двигатель мощностью от 1,5 до 2 кВт.

Дрель (Фото: Instagram / skupka25kopeek)

Сборка

Процесс изготовления состоит из нескольких этапов:

Сборка рамы. Ее можно сварить из металлических труб, уголков.
Изготовление боковых стоек.
Соединение стоек.
Установка втулок на направляющие. Они нужны для установки задней бабки.
Изготовление площадки из стальных пластин, на которую будет устанавливаться пиноль, суппорт.
Установка ходового винта.
Закрепление штурвала, нониуса.
Изготовление второй металлической площадки, на которую будет закрепляться передняя бабка.
Сборка резцедержателя, суппорта.
Установка электродвигателя.
Соединение оставшихся элементов, закрепление ремней.
Подключение проводов, настройка оборудования.

Устройство и назначение резцедержателя

Резцедержатель представляет собой зафиксированный с помощью болтового соединения отдельный узел, используемый для крепления металлообрабатывающего инструмента. Значительно упрощает работу с заготовками, позволяет максимально расточить отверстия. Резцедержателями комплектуются блоки станков, перемещающие резец.

В верху суппорта 1 на центрующем бурте расположена четырехгранная головка. С одной ее стороны установлен конусообразный фиксатор 5 с пружинкой 4, с обратной – фиксатор шариковый 17 с пробкой на резьбе 12 и пружинкой 15.

К верхней части головки 13 с помощью болтов прикреплен фланец 5. На среднем пальце 16 внутри головки размещается кулак 11, имеющий торцовые зубцы, а также храповая муфта 10, прижимающаяся к торцу кулака пружинкой 8. Муфта легко перемещается по прорезям втулки 9, впрессованной в рукоять 7.

Рукоять 7 служит для высвобождения, поворота, установки и крепления головки. Высвобождение осуществляется при развороте рукояти по резьбе против часовой стрелки. Совместно с рукоятью также перемещается и кулак 11, соединенный с ней через зубцы храповика 10. При освобождении головки при воздействии скоса кулака 11 на лапку фиксатора 3 приподнимается сам фиксатор, кулак 11 поворачивает головку, упираясь стенкой выреза в штифт 14. Шарик 17 при этом приподнимается. В заключительной стадии разворота шарик фиксатора попадает в следующее гнездо, предварительно закрепляя головку.

При развороте рукояти 7 в обратную сторону кулак 11 открепляет фиксатор 3, при этом он впадает в гнездо 2 и окончательно закрепляет головку. Стенка выреза упирается в штифт и останавливает кулак 11. Последующий поворот рукояти 7 приводит к отжатию храповика 10 вверх скошенными торцовыми зубцами. По окончании поворота рукояти происходит окончательное закрепление головки с режущим инструментом.

Государственные стандарты

Актуальными на сегодня остаются принятые в СССР технические регламенты на металлорежущий инструмент. Для канавочных резцов с твердосплавными напаянными пластинами параметры и геометрию определяет ГОСТ 2209-82 или его более поздняя версия ГОСТ 2209-90. В них представлена исчерпывающая информация о геометрии, износостойкости и методиках проверки качества материала.

Резцы токарные отрезные должны соответствовать ГОСТ 18874-73.

В нем описаны конструкционные особенности, размеры и геометрия инструментов из быстрорежущей стали, их маркировка. Регламенту почти полвека, а его активно эксплуатируют, что говорит об активном использовании морально устаревшего и изношенного станочного парка на большинстве производств. Последние изменения вносились в ГОСТ 18874-73 в 1985 году, за это время кардинально изменились технологии и материалы для резцов. Инструменты для наружных канавок соответствуют ГОСТ 18885-73, ситуация аналогична вышеописанной, современные канавочные резцы могут кардинально отличаться от стандарта, обеспечивая лучшее качество и быстроту реза.

В целом, стандарты с полувековой историей не могут быть эффективными. За это время технологии серьезно изменились, но обновление парка станков крайне затратное дело, поэтому резцы по старым ГОСТам еще долго будут востребованы и нужны. Современное же производство с высокотехнологичным оборудованием опирается на другие критерии подбора инструментов для токарной обработки металла.

Условное деление державок для резцов

По типу исполнения держатели бывают:

со сменными блоками;
с осью вращения.

По расположению оси последние модели разделяются на:

горизонтальные (вдоль шпинделя);
вертикальные (под углом 90° к шпинделю).

По способу изменения позиции:

механические;
электромеханические;
гидравлические;
с сервоприводом.

двухпозиционные, позволяющие одновременно зафиксировать пару резцов;
четырехпозиционные, допускающие одновременную установку четырех единиц режущих приспособлений на станке.

Крепление инструмента в резцедержателе может осуществляться несколькими способами:

посредством клинового блока;
VDI – крепление одним клиновым болтом с края диска держателя;
ВМТ – фиксация в отверстии на удаленном диаметре диска.

Кроме того, по типу конструкции резцедержатели разделяются на:

простые («солдатиком»);
поворотные;
быстросменные кассетные резцедержатели;
универсальные переходники.

Простой резцедержатель

При работе со станком с резцедержателем такого типа следует избегать чрезмерного зажатия болта, так как велика вероятность срыва резьбы. Для ремонта державки достаточно заменить болт, расточить отверстия под другой размер либо установить в образовавшийся зазор втулки с внутренней резьбой.

Для увеличения прочности болты изготавливаются из высокопрочной стали, цементируются на глубину 0,6–0,8 и закаливаются. В итоге болт соответствует марке твердости 50–60 HRС, устойчив к разрыву.

Резцедержатели конструкции «солдатиком» часто ставились на станки советского производства. Сейчас они перенесены в разряд устаревших и устанавливаются на модели легких станков. В таких резцедержателях крепится единственный инструмент, требующий периодической смены.

Поворотные

Резцедержатели подобной конструкции внешним видом походят на револьвер. Основная деталь – диск с проделанными насквозь отверстиями, находящимися друг от друга на одинаковом удалении. В отверстиях размещены втулки с разрезом, в которых фиксируются резцы станка. Благодаря применению втулок резцы устанавливаются без прокладок – замена режущего инструмента производится быстро. Резцедержатели обладают пружинными устройствами, позволяющими растачивать отверстия на большую глубину, нарезать внутреннюю резьбу и применять станок для иных работ, требующих высокой точности.

В выпускающихся сейчас станках также устанавливаются поворотные резцедержатели, несущие до 12 резцов. Они особенно эффективны на станках с ЧПУ, производительность которых значительно увеличивается. Быстрая фиксация инструмента и повышенная надежность обеспечивается электромеханическим приводом.

Быстросменный резцедержатель

Держатели закрепляются таким образом: в верхнюю часть суппорта вкручивается ось, служащая в качестве фиксатора резцедержателя. Сверху держатель прижимается гайкой. В комплекте к таким устройствам идет пластина, позволяющая при необходимости поднять резец повыше.

Крепление кассеты осуществляется посредством клиновой планки.

Универсальный переходник

При использовании малогабаритных станков иногда возникает необходимость в работе с крупными резцами. Имеющийся на станке держатель не позволяет разместить инструмент с иными размерами, из-за чего крупные резцы приходится стачивать. Чтобы избежать расточки, на станок устанавливается специальный резцедержатель-переходник, позволяющий работать с инструментом различных размеров.

Установка резца в резцедержателе

Резец устанавливают в резцедержателе таким образом, чтобы вершина его была расположена на уровне оси центров (рис.16). Установку резца контролируют по заднему центру. Под державку резца помещают подкладки из мягкой стали, причём количество подкладок должно быть минимальным, а державка резца должна опираться на подкладки всей поверхности. Вылет резца из резцедержателя не должен превышать полторы высоты державки, т.е. l 0 , отрезают деталь отрезным резцом IV. Затем отрезанную деталь вновь закрепляют в патроне за поверхность Æ25, подрезают второй торец и снимают фаску резцом I.

Таким образом, операция токарной обработки заготовки детали «Палец» выполнялась за два установа, причем за первый установ выполнено пять переходов, а за второй установ – два перехода.

Рис. 15 — Чертеж детали «палец»

Рис. 16 — Технологический процесс изготовления детали «Палец» за одну операцию: а – схема технологического процесса; б – схема наладки резцедержателя;

1-6 – переходы; резцы: I – проходной отогнутый, II – проходной упорный;

III – канавочный, IV – отрезной

Содержание отчета

1. Составить эскиз компоновки токарно-винторезного станка 1К с указанием назначения его основных частей.

2. Описать основные и вспомогательные движения рабочих органов станка, методы установки режимов станка и механизм их осуществления.

3. Выполнить эскиз детали (выдается руководителем).

4. Составить эскиз установки заготовки на станке.

5. Описать виды работ, выполняемых на станке, и указать какие из них будут использованы при обработке детали.

6. Составить техпроцесс обработки детали с указанием эскизов переходов и инструмента.

7. Изложить классификацию резцов и указать какие из них использованы при обработке детали.

1. Изложите сущность токарной обработки.

2. Назовите основные части токарно-винторезного станка и их назначение.

3. Перечислите режимы резания, основные и вспомогательные движения рабочих органов станка, методы их установки и включения.

4. Расскажите о видах работ, выполняемых на токарных станках

5. Расскажите о конструкции и разновидностях токарных резцов.

6. Как закрепляется заготовка на токарных станках.

7. Что такое технологический процесс и из каких элементов он состоит.

1. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем. Справочник-учебник. – М.: Изд. МГТУ им. Баумана. 2000.

2. Т.И. Тищенина, Б.В. Федоров. «Токарные станки и работа на них». -М.: Машиностроение. 1990.

3. Технология конструкционных материалов. Под общ. ред. А.М. Дальского. — М.: Машиностроение. 1992.

Объем 0,7 усл. п.л., 0,6 уч.-изд.л. Офсет. Формат 60х84/16

Бумага тип N 3. Заказ № 521 . Тираж 180 . Цена .

Адрес университета и полиграфического предприятия:

344010, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1.

источник

Самодельный токарный станок по металлу своими руками: порядок сборки

Сборка механизма выполняется в следующем порядке:

Из металлических балок и швеллеров собирается рама станка. Если вы собираетесь работать с большими деталями, то и материалы для сборки рамы нужно использовать с расчетом на большую нагрузку. К примеру, если планируется работать с металлическими заготовками длиной свыше 50 мм, толщина материалов для рамы должна начинаться от 3 мм для уголков и от 30 мм – для стержней.
На швеллеры устанавливаются продольные валы с направляющими. Валы могут быть приварены при помощи сварки или закреплены болтами.
Изготавливается передняя бабка. Для изготовления передней бабки токарного станка своими руками используется гидравлический цилиндр с толщиной стенок от 6 мм. В цилиндр необходимо запрессовать два подшипника.
Прокладывается вал. Для этого используются подшипники с большим внутренним диаметром.
В гидравлический цилиндр заливается смазывающая жидкость.
Устанавливается шкив и суппорт с направляющими.
Монтируется электропривод.

Кроме того, по чертежам токарного станка по металлу своими руками видно, что для повышения устойчивости резцового механизма изготавливается подручник, а на нижней части конструкции закрепляется тонкая полоса металла. Последняя служит для защиты рабочей части станка от деформации в процессе работы.

Устройство самодельного токарного станка для обработки металла: 1, 7 — швеллеры; 2 — ходовая труба; 3 — задняя бабка; 4 — поддон для сбора стружки; 5 — суппорт; 6 — ходовой винт; 8 — электрический двигатель; 9 — неподвижная передняя бабка; 10 — лампа в защитном колпаке-отражателе; 11 — сетчатый экран для защиты токаря от стружки; 12 — опора

Устройство токарного станка

В каждом изделии для работы с металлом имеется несколько важных деталей:

Станина.
Передняя бабка.
Задняя бабка.
Шпиндель.
Суппорт.
Электросхема и электродвигатель.

Именно на них основывается работа токарного станка, поэтому данные компоненты следует рассмотреть более подробно.

Станина

Станину можно сравнить с материнской платой, что установлена в ПК. Именно на этот элемент тем или иным образом крепятся остальные детали. Поэтому станину можно смело называть базой токарного станка по металлу.

Форма данного элемента представляет собой своеобразный пролёт моста, который установлен на двух основаниях, соединяющихся между собой, и деталью с продольными стенками. Такая конструкция обеспечивает жёсткость установки и движение некоторых деталей при необходимости.

Устройство передней бабки

На левом конце станины имеется деталь, называющаяся передней бабкой. Данный элемент всегда имеет одну и ту же форму. Основная функция — придание заготовке вращение и удержание её во время работы. Соответственно, при необходимости скорость вращения должна регулироваться.

За это отвечает коробка скоростей, устанавливаемая на переднюю бабку. Благодаря рычагам, мастер может задать необходимую скорость оборотов шпиндельного узла. Узел подаёт сигнал на шпиндель, который вращается благодаря подшипникам.

Шпиндельный узел передней бабки — один из наиболее важных элементов. Низкое качество этой детали или выход из строя не дадут возможности обработать заготовку должным образом. Прямолинейность же и параллельность работы можно узнать по крайним направляющим станины.

Конструкция задней бабки

Компонент, именуемый задней бабкой, отвечает за фиксацию заготовок при их помещении в обработочный центр токарного станка. Также на неё можно закрепить различные инструменты и приспособления (свёрла, метчики, развёртки и т. д.). В отличие от передней бабки, задняя деталь может иметь несколько разновидностей. Например, на одних моделях имеется обычный, а на других — встроенный вращающийся центр. Если на заднюю бабку установлен обычный центр, то корпус монтируется на специальную плиту, которая, в свою очередь, устанавливается на направляющие. При этом в корпусе токарного станка по работе с металлом делается отверстие, по которому движутся пиноль и гайка.

Встроенные вращающиеся центры чаще всего устанавливаются на изделия с ускоренной обработкой металла. Из-за этого меняется форма и конструкция задней бабки токарного станка. Так, основные изменения будут в пиноли, где появится отверстие с подшипниками и коническими роликами. Именно в это отверстие будет установлен центр.

Осевое усилие при обработке металла берёт на себя упорный шарикоподшипник. Однако если втулка соединяется с пинолью специальным стопорящим приспособлением, вращения не будет. Это следует учитывать при выборе токарного станка по работе с металлом.

Описание шпинделя

Шпиндель — это резьбовой вал, имеющий отверстие в виде конуса

Важность данного элемента обосновывается тем, что многие компоненты токарного станка созданы именно для работы шпинделя. Отверстие в нём сделано для крепления различных инструментов, переднего центра и оправок. Если данный элемент выходит из строя, обработка металла становится невозможной

Поэтому качество и исправность данного изделия — важный параметр для работы на токарном станке. Проверять наличие люфтов или лёгкой слабины необходимо постоянно

Если данный элемент выходит из строя, обработка металла становится невозможной. Поэтому качество и исправность данного изделия — важный параметр для работы на токарном станке. Проверять наличие люфтов или лёгкой слабины необходимо постоянно.

Устройство суппорта

Эта деталь обеспечивает движение резцедержателя. При этом перемещение относительно оси может быть:

Продольным.
Поперечным.
Наклонным.

Движение обеспечивается благодаря т. н. салазкам, которые устанавливаются на станину. Резцовые же головки фиксируются сверху суппорта.

Электросхема и электродвигатель

Работа всего устройства возложена на электрические компоненты, установленные в корпусе токарного станка. Как известно, электросхемы нужны для подключения, подачи и регулирования тока на определённые детали. В токарном же станке электрическая схема обычно работает от двигателя, имеющего короткозамкнутый ротор. Электродвигатель приводит в движение все компоненты агрегата. Определённые разновидности могут иметь несколько скоростей и, соответственно, регулировку оборотов. Благодаря этому можно более эффективно работать с металлом.

Виды и варианты конструкций токарных резцедержателей

Резцедержатель для токарного станка: назначение и устройство. Разновидности, их конструктивные особенности. Преимущества быстросъемных конструкций. Изготовление резцедержателя в домашних условиях – видео.

Резцедержатель – один из важнейших блоков токарных станков, используемый для закрепления режущего инструмента. Существует множество модификаций конструкции такого узла, предназначенных для применения в различных условиях. Кроме того, выпускаются универсальные резцедержатели для токарных станков, которые возможно использовать и для другого металлорежущего оборудования. Качество металлообработки заготовки во многом зависит от точности исполнения державки для резца.

Условное деление державок для резцов

Державки токарные разделяются по нескольким параметрам. По типу исполнения держатели бывают:

со сменными блоками;
с осью вращения.

По расположению оси последние модели разделяются на:

горизонтальные (вдоль шпинделя);
вертикальные (под углом 90° к шпинделю).

По способу изменения позиции:

механические;
электромеханические;
гидравлические;
с сервоприводом.

По количеству мест для установки резцов:

двухпозиционные, позволяющие одновременно зафиксировать пару резцов;
четырехпозиционные, допускающие одновременную установку четырех единиц режущих приспособлений на станке.

Крепление инструмента в резцедержателе может осуществляться несколькими способами:

посредством клинового блока;
VDI – крепление одним клиновым болтом с края диска держателя;
ВМТ – фиксация в отверстии на удаленном диаметре диска.

Кроме того, по типу конструкции резцедержатели разделяются на:

простые («солдатиком»);
поворотные;
быстросменные кассетные резцедержатели;
универсальные переходники.