Задняя бабка токарного станка своими руками

Наша статья посвящена ностальгии по школьным мастерским трудового обучения. Многие умеют вести токарные работы по дереву, но не каждому по карману покупать и содержать оборудование для этого. Можно ли своими руками собрать станок, отвечающий технологии и требованиям безопасности — разберёмся вместе.

Что говорит ГОСТ

Приятная новость в том, что велосипед изобретать не придётся. Весь процесс сборки и чертежи каждого модуля станка описаны в ТУ3872–477–02077099–2002, и, хотя в открытом доступе этого документа нет, его вполне можно получить по индивидуальному запросу. Хотя и это вряд ли понадобится: устройство станка настолько примитивное, что вы легко сориентируетесь в тонкостях его изготовления даже по изображениям из школьных учебников.

СТД-120М

Другой положительный факт — СТД-120М, по всей видимости, проектировался с расчётом на изготовление «по месту», поэтому практически все компоненты для сборки вы сможете либо найти в продаже, либо самостоятельно изготовить и доработать. Естественно, если появится возможность недорого приобрести комплектующие для этого станка или его младшего собрата ТД-120 — так и поступайте. Детали фабричного производства надёжнее, легче юстируются, к тому же унифицированная конструкция рамы позволяет собрать один станок из множества доноров.

Обратите также внимание, что стандартизация модулей во многом определяет безопасность эксплуатации оборудования. Основные принципы производственной безопасности оглашены в ГОСТ 12.2.026.0–93, а правила электрозащиты изложены в ГОСТ Р МЭК 60204–1. Согласуйте с этими нормативами любую изготавливаемую вами деталь или модуль станка.

Изготовление станины

Взамен литой чугунной станины мы предлагаем более лёгкую сварную конструкцию. Она состоит из двух отрезков 72-й угловой стали длиной по 1250 мм. Велик соблазн сделать станину покрупнее для обработки более массивных изделий, но помните, что подобные изменения требуют вмешательства и в прочие узлы станка. Возможно, вам следует взять за образец ТТ-10460 под заготовку метровой длины.

Уголки располагаем на ровной горизонтальной плоскости полками друг к другу. Между ними вставляем калиброванные вкладыши, чтобы направляющие станины располагались строго параллельно с дистанцией 45 мм. Для скрепления направляющих используем два уголка, таких же, как на станине, по 190 мм, которые подкладываем с переднего и заднего краёв. Перед свариванием деталей рекомендуется сдавливать их струбцинами, чтобы не повело металл при остывании.

Направляющие скрепляются ещё одной 190 мм перемычкой, в нижней полке которой есть вырезы под каждый уголок. Устанавливается эта деталь с образованием ячейки, размерами в точности соответствующими посадочному шипу передней бабки, в стандартном варианте это 45х165 мм.

Такая станина может крепиться каким угодно образом к верстаку или колоде, но все элементы крепления рекомендуется наваривать, не нарушая при этом целостность основания. Если для станка выделяется отдельный угол, приварите перпендикулярно уголкам станины ножки из трубы и, для большей устойчивости, сделайте им небольшой «раскос» кувалдой. В конечном итоге вес станины, скреплённой с верстаком, не должен быть меньше 60–70 кг.

Подручник

Этот элемент условно состоит из двух частей. Для обеих нужен один тип заготовки — 50 мм уголок, внутрь которого вложен другой, шириной 30 мм. Свариваются они вдоль кромок, в итоге должно получиться два отрезка по 260 и 600 мм.

Короткая деталь — регулируемое основание подручника. Одна из полок срезается, но не полностью, оставляется отрезок 110 мм длиной с наклонным срезом. Другая полка подрезается под прямым углом в 60 мм от заднего края. Из толстой стальной пластины нужно изготовить ответную рамку, которая будет зажимать направляющую стойки подручника.

Для изготовления направляющей с зажимом возьмите обычную трубу на дюйм и сделайте в ней продольный надрез болгаркой. Получившаяся гильза должна быть длиной около 150 мм, её вкладываем в 25 мм уголок, ориентируя прорезью наружу перпендикулярно одной из полок. Стягиваем детали струбциной и провариваем по всей длине, ближайшей к прорези полки. Накрываем заготовку вторым уголком такой же длины и крепим его к трубке с обратной стороны.

Направляющая приваривается плашмя к выступающей полке регулировочной рейки с внутренней её стороны. Для фиксации используется винт с длинной ручкой и приваренная к рейке гайка. С обратной стороны ответная планка скреплена шплинтованным пальцем или даже приваренным прутком.

Подручник крепится на стержне 20 мм гладкой арматуры, который расположен по центру с внешней стороны угловой заготовки. Стержень плотно входит в трубку направляющей системы, а при затягивании винта его надёжно обжимает со всех сторон. Длинная угловая заготовка длиной 600 мм приваривается к прутку с небольшим наклоном на себя и слегка «заточенной» передней кромкой.

Привод и трансмиссия

Стандартный вариант привода — асинхронный трёхфазный двигатель мощностью до 2 кВт (обычно 1,2 кВт), соединённый с валом передней бабки клиноременной передачей на двухручьевых шкивах. Постель для крепления движка может располагаться между ногами станины, либо на дополнительной подмости за передней бабкой, что усложнит сборку, но сделает более удобным переброс ремня.

Далеко не всегда есть возможность использовать двигатель с нужной частотой вращения вала, поэтому выход на итоговые обороты осуществляется регулировкой диаметра шкивов. Например, если в вашем распоряжении АД на 1480 об/мин, то чтобы выйти на заветные 1100 и 2150 об/мин, диаметры ведущих и ведомых ручьёв должны соотноситься как 1:1,5 и 1,3:1.

При размещении двигателя полезно снабдить станину пластиной, закреплённой на воротных навесах. Двигатель, установленный по такой системе, будет всё время находиться в подвешенном состоянии и обеспечит плотное прижатие ремня собственным весом. А если оснастить площадку педалью, скорость можно будет менять даже на ходу.

По электрической части сложностей тоже нет. Коммутация выполняется стандартной пусковой трёхфазной кнопкой с реверсом, для такого маломощного двигателя нет нужды устанавливать пускатель. Единственный момент — включение торможения постоянным током при удержании стоповой кнопки, для чего понадобится мощный диодный мост (на КД203Д) согласно типовой схеме включения.

Частотно-управляемый двигатель может использоваться в качестве прямого привода, что избавит от необходимости конструировать переднюю бабку. Для этого нужно закрепить двигатель на переходной площадке, в нижней части которой есть продольный установочный шип шириной в 45 мм как штатное средство юстировки для станины СТД120.

Передняя бабка

Забегая вперёд, отметим, что и передняя, и задняя бабка включают детали, изготовить которые можно, только имея доступ к токарному станку по металлу. Иначе есть смысл задуматься о приобретении готовых модулей или, по крайней мере, их литых консолей.

В основании передней бабки лежит два подшипниковых корпуса типов S, V или U, стационарно закреплённых на раме из угловой стали. К сожалению, невозможно предугадать, какие типоразмеры будут доступны, однако в общем итоге высота оси шпинделя над станиной должна быть не менее 120 мм. При том, что диаметр шпиндельного вала составляет около 25 мм, будет наиболее интересен типоразмер подшипникового узла с общим габаритом высоты около 70 мм.

Вал вытачивается из кругляка углеродистой стали диаметром 40 мм с допуском не более 0,05 мм. Основных вариаций вала две. Первая — самая простая: в центре остается целик вала, затем выполняются спуски до посадочного диаметра подшипниковых узлов, далее на концах нарезается резьба. Для осевой фиксации на валу протачивают четыре канавки под стопорные кольца.

1 — посадочные места для подшипников; 2 — канавки под стопорные кольца

Вторая вариация имеет расширение в виде юбки сразу за резьбой патрона. Оно предназначено для установки фланцевого упорного подшипника, закреплённого на выступе основания передней бабки. Такой подход позволяет сократить износ подшипников, если на станке обрабатываются массивные детали.

Основание бабки — две пары уголков или два швеллера, развёрнутых навстречу друг другу. Сведением-разведением вертикальных полок можно регулировать высоту основы под осевую высоту имеющихся подшипниковых узлов. Снизу к основанию приварена 45 мм полоса, которая выполняет роль юстировочного паза. Важен порядок сборки: сперва на шпиндель напрессовываются подшипники, затем вал крепится на станине с подложкой регулировочных стальных пластин.

Задняя бабка

Изготовить заднюю бабку не в пример проще. Состоит она из четырёх деталей:

1. Основание из угловой стали высотой 100 мм по тому же принципу, что и для передней бабки. Сверху поперёк прикручены на болтах два 50 мм уголка, в их полках по центру вырезы квадраты 40 мм шириной.
2. Направляющая (внешняя) толстостенная квадратная трубка шириной 40 мм, длиной 150 мм и внутренним просветом 20х20 мм. В задней части нужно установить пробку толщиной 6–8 мм и с отверстием в центре на 8 мм, крепится она на двух винтах через стенки трубки.
3. Внутренняя трубка, она же пиноль, изготавливается из 20 мм профильной трубки, желательно толстостенной и фрезерованной точно под просвет направляющей. В задней части пиноли заварена гайка М14, в переднюю вставлен и заварен металлический прут, уширенный до 5 мм для посадки двухрядного подшипника.
4. Приводной винт имеет резьбу под гайку в пиноли (желательно сделать трапециевидную), в задней части выполнен переход на 8 мм резьбу для крепления маховика.

Принцип работы и схема сборки пиноли вполне очевидны, но особое внимание нужно уделить юстировке осей. Направляющая трубка, закреплённая сваркой в вырезах уголков, может подниматься выше или ниже за счёт подкладок из трансформаторной стали. Передняя и задняя бабка должны быть абсолютно соосны, допуск составляет всего пару десятых.

Что касается способа крепления к станине, он одинаков и для бабок, и для подручника. Шпильки М14 или М16 привариваются ко дну бабок, а в прорезь подручника вставляется крупный лемешный болт. Снизу модули подтягиваются гайками с приваренными к ним прутьями наподобие рычагов. Для равномерного плотного прижатия снизу в качестве ответной планки подкладывается 50 мм швеллер.

Рекомендованные сообщения

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Сейчас на странице 0 пользователей

Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

Опорный узел обрабатывающего агрегата получил название задняя бабка токарного станка. Этот многофункциональный узел предназначен для фиксации обрабатываемой заготовки. В его конусном отверстии можно крепить металлорежущий инструмент различного назначения.

Устройство задней бабки

В любом токарном станке основой является станина. На ней крепится передняя бабка токарного станка, основные органы управления, задняя бабка. Последние имеют довольно разнообразные конструкции. Основные элементы выполняют одинаковые функции и построены по идентичным принципиальным схемам.

Такими элементами являются:

• основание, на котором размещены все устройства и органы управления;
• элемент крепления — пиноль;
• цельнометаллический корпус;
• рукоятки управления (позволяют фиксировать пиноль и корпус всей бабки);
• колесо для перемещения пиноли (ещё его называют маховик);
• регулировочный винт (позволяет жёстко фиксировать положение задней бабки относительно остальных элементов токарного станка).

Чертёж задней бабки токарного станка позволяет понять кинематическую схему и взаимодействие всех элементов.

Основание представляет цельнометаллическую плиту, которая опирается на правую часть станины. На основании расположен корпус. В нём установлен патрон задней бабки токарного станка. В передней части пиноли расположено отверстие, в котором размещается инструмент. Оно выполнено в форме конуса.

Центр задней бабки подсоединяется к суппорту. Через него передаётся поступательное движение. Это обеспечивается наличием самостоятельного привода подачи. В определённых типах агрегатов производится вращательное движение. Оно обеспечивается конструкцией пиноли задней бабки. Горизонтальное перемещение пиноли производится с помощью электрического двигателя или посредством гидравлического механизма. Выбор способа привода зависит от решаемых задач и модификации станка.

Все изделия должны удовлетворять следующим требованиям:

• обеспечивать точное местоположение центра конструкции;
• способствовать быстрой установки вдоль горизонтальной оси станка;
• обеспечивать точное направление движения в сторону шпинделя с охранением соосности при вращательном движении;
• надёжно закрепляться в выбранном положении.

Обеспечение устойчивости и надежности крепления позволяет сохранять заданный класс точности обработки.

Простота конструкции и доступность комплектующих элементов позволяет изготовить эту часть токарного станка самостоятельно. При качественной сборке самодельная задняя бабка токарного станка будет выполнять основные функции не хуже заводской.

Назначение узла

Задняя бабка токарного станка по металлу является надёжной опорой для закрепления заготовки. Кроме этого она поддерживает второй край заготовки и обеспечивает её стабильное вращение. Во время сверления она захватом соединяется с суппортом. Сверло необходимого диаметра вставляется в патрон пиноля. Кроме свёрл предусмотрено крепление: плашек, метчиков, развёрток, зенкеров и других режущих инструментов. Такой широкий ассортимент применяемых инструментов позволяет проводить широкий спектр обрабатывающих операций.

Регулировка и ремонт задней бабки

Первоначальная регулировка данного элемента производиться специалистами на заводе. Длительная эксплуатация приводит к нарушению этих регулировок. Это ухудшает показатели точности обработки. Поэтому необходимо периодически проводить регулировку. Она направлена на возвращение параметров узла в исходное положение. Регулировка включат следующие операции:

• величины люфта образовавшегося между направляющими станины и основанием узла;
• минимальных зазоров в передних и задних подшипниках крепления пиноли (для моделей у которых пиноль вращается);
• устранение возникшего смещения центра относительно шпинделя.

Особое значение имеет соблюдение геометрической соосности между шпинделем и пинолью.

Для проверки в шпинделе зажимают стальной вал диаметром, например 100 мм и длиной около 500 мм. С другой стороны его зажимают пинолью. Величина выбранного вала зависит от характеристик станка. На направляющих станины устанавливают специальную стойку, снабжённую индикаторной головкой. Её перемещают вдоль установленной болванки и производят измерения параметра смещения. При необходимости производят регулировку положения центра упора.

Периодичность проверки, порядок регулировки указаны в паспорте каждого станка. Опыт профессионалов показывает, что целесообразно проводить такие проверки один раз в полгода. Нарушение параметров, выход из строя превращает агрегат в токарный станок без задней балки. Проведение плановых профилактических осмотров на предприятиях проводят опытные наладчики. Они могут квалифицированно определить изменение параметров и появившиеся неисправности.

После проверки может возникнуть необходимость на проведение восстановительных или ремонтных работ. Ремонт задней бабки токарного станка позволяет устранить неисправности и восстановить следующие параметры:

• точность стыковки станины с корпусом узла;
• высоту расположения шпинделя и пиноли.

Ремонт этого узла предполагает проведение работ над пинолью, винтом подачи, механизмов крепления.

Самым трудоёмким считается восстановление точности отверстия, в котором закреплена пиноль. От этого зависит центровка со шпинделем. Основным способом ремонта является расточка с последующей доводкой. При окончательной установке применяют акрилопласты, например, стиракрил марки ТШ. Этими материалами устанавливают высоту расположения центра упора и точность посадки. Подобный способ ремонта менее затратен, чем расточка и изготовление новой пиноли.

Ремонт пиноли производят шлифовкой наружной поверхности. Чтобы восстановить конусное отверстие применяют специальную втулку. Сложность такого ремонта заключается в том, что наружная поверхность цилиндрическая, а внутренняя коническая. Трудность обработки связана с прочностью материала упора. Она изготовлена из легированной стали с последующим закаливанием. Это значительно повышает твёрдость.

После долгой эксплуатации приходиться проводить ремонт отверстий, в которых находятся подшипники. Наиболее эффективным считается замена корпусов на новые. После замены производят подгонку внутреннего диаметра каждого подшипника. Окончательно проверяют наличие радиального биения. Оно должно быть нулевым.

Ремонтировать мостик можно без применения акрилопласта.

Восстановление отверстия, в котором расположен узел, предполагает следующую последовательность действий:

1. Расточка отверстия, в котором будет расположена пиноль. Это увеличивает начальный диаметр на 3 мм. Поэтому необходимо соблюдать точность обработки, конусность и овальность.
2. В переднюю бабку устанавливают заранее изготовленную оправку. Её внешний диаметр соответствует внутреннему диаметру расточенного отверстия.
3. Вращением шпинделя в передней бабке проверяют величину биения оправки. С помощью этой операции устанавливают центры высот обеих бабок.
4. Производят герметизацию отверстий под пиноль и её крепление.
5. В залитое акрилопластом отверстие помещают пиноль.
6. Дают высохнуть конструкции в течение двух часов.
7. Затем ещё раз проверяют все параметры.

Длительная эксплуатация токарного станка по металлу предполагает проведение периодического осмотра, ремонтных и восстановительных работ с последующей детальной настройкой. Качественно проведенный ремонт повышается надёжность, точность обработки и безопасность.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.