Токарный станок по древесине

Введение

         Мужчина должен быть мастером на все руки. Как часто мы слышали это выражение? А ведь это правда, потому что неженское это дело, ремонтировать старый табурет или прибивать книжные полки. Зачастую простого набора инструментом хватает с головой. Но бывают случаи, что работа мужчины напрямую связана со способностью управляться с куда более сложными конструкциями, чем молоток или отвертка.         
        Когда хочется добавить в дом чего-то теплого и очень красивого сразу же вспоминается дерево. Но, когда приезжаешь в магазин или на рынок то глаза от цен на лоб лезут. Особенно если это какие-то точеные элементы декора. Из этой ситуации есть один прекрасный выход – сделать токарный станок своими руками (по дереву). На первый взгляд это кажется очень сложным, но полистав немного литературы и поискав в интернете можно с легкостью его собрать.

         Токарный станок – это универсальное приспособление для изготовления различного плана деталей, причем не только из дерева. Благодаря такому устройству сделать нужную деталь не составит труда. Можно  изготовить детали различного размера, начиная от шахматной фигуры и заканчивая деталями мебели.

Безусловно, чем больше размеры станка, тем легче проявить фантазию и соорудить сложный предмет из дерева. Но производственные станки стоят не малых денег, да и размеры попросту не позволят установить их у себя дома. А это значит, что нужно подумать над собственной конструкцией.

Принцип работы токарного станка прост. Деревянная заготовка зажимается в параллельном положении относительно пола, затем станок запускает вращательные движения по оси, а подвижный резец, в свою очередь, выступает в роли убирающего от лишнего дерева инструмента.

                                 Цель проекта :        
Цель моего проекта –создание токарного станка для точения древесины.        

                                      Задачи:

1.Освоить технологию выполнения токарного станка.

2.Убедиться , что работы , выполненные своими руками , экономично выгодны.

Планируемый результат: токарный станок для точения древесины.

                       Из истории создания токарного станка.         
         История относит изобретение токарного станка к 650 гг. до н. э. Станок представлял собой два соосно установленных центра, между которыми зажималась заготовка из дерева, кости или рога. Раб или подмастерье вращал заготовку (один или несколько оборотов в одну сторону, затем в другую). Мастер держал резец в руках и, прижимая его в нужном месте к заготовке, снимал стружку, придавая заготовке требуемую форму. Позднее для приведения заготовки в движение применяли лук со слабо натянутой (провисающей) тетивой. Тетиву оборачивали вокруг цилиндрической части заготовки так, чтобы она образовала петлю вокруг заготовки. При движении лука то в одну, то в другую сторону, аналогично движению пилы при распиливании бревна, заготовка делала несколько оборотов вокруг своей оси сначала в одну, а затем в другую сторону. В XIV - XV веках были распространены токарные станки с ножным приводом. Ножной привод состоял из очепа - упругой жерди, консольно закрепленной над станком. К концу жерди крепилась бечевка, которая была обернута на один оборот вокруг заготовки и нижним концом крепилась к педали. При нажатии на педаль бечевка натягивалась, заставляя заготовку сделать один - два оборота, а жердь - согнуться. При отпускании педали жердь выпрямлялась, тянула вверх бечевку и заготовка делала те же обороты в другую сторону. Примерно к 1430 г. вместо очепа стали применять механизм, включающий педаль, шатун и кривошип, получив, таким образом, привод, аналогичный распространенному в XX веке ножному приводу швейной машинки. С этого времени заготовка на токарном станке получила вместо колебательного движения вращение в одну сторону в течение всего процесса точения. В 1500 г. токарный станок уже имел стальные центры и люнет, который мог быть укреплен в любом месте между центрами.

          На таких станках обрабатывали довольно сложные детали, представляющие собой тела вращения, - вплоть до шара. Но привод существовавших тогда станков был слишком маломощным для обработки металла, а усилия руки, держащей резец, недостаточными, чтобы снимать большую стружку с заготовки. В результате обработка металла оказывалась малоэффективной. необходимо было заменить руку рабочего специальным механизмом, а мускульную силу, приводящую станок в движение, более мощным двигателем. Появление водяного колеса привело к повышению производительности труда, оказав при этом мощное революционизирующее действие на развитие техники. А с середины XIV в. водяные приводы стали распространяться в металлообработке. В середине XVI Жак Бессон (умер в 1569 г.) - изобрел токарный станок для нарезки цилиндрических и конических винтов. В начале XVIII века Андрей Константинович Нартов (1693-1756), механик Петра Первого, изобретает оригинальный токарно-копировальный и винторезный станок с механизированным суппортом и набором сменных зубчатых колес. Чтобы по-настоящему понять мировое значение этих изобретений, вернемся к эволюции токарного станка. В XVII в. появились токарные станки, в которых обрабатываемое изделие приводилось в движение уже не мускульной силой токаря, а с помощью водяного колеса, но резец, как и раньше держал в руке токарь. В начале XVIII в. токарные станки все чаще использовали для резания металлов, а не дерева, и поэтому проблема жесткого крепления резца и перемещения его вдоль обрабатываемой поверхности стола весьма актуальной. И вот впервые проблема самоходного суппорта была успешно решена в копировальном станке А. К. Нартова в 1712 г.

         К идее механизированного передвижения резца изобретатели шли долго. Впервые эта проблема особенно остро встала при решении таких технических задач, как нарезание резьбы, нанесение сложных узоров на предметы роскоши, изготовление зубчатых колес и т.д. Для получения резьбы на валу, например, сначала производили разметку, для чего на вал навивали бумажную ленту нужной ширины, по краям которой наносили контур будущей резьбы. После разметки резьбу опиливали напильником вручную. Не говоря уже о трудоемкости такого процесса, получить удовлетворительное качество резьбы таким способом весьма трудно. А Нартов не только решил задачу механизации этой операции, но в 1718-1729 гг. сам усовершенствовал схему. Копировальный палец и суппорт приводились в движение одним ходовым винтом, но с разным шагом нарезки под резцом и под копиром. Таким образом было обеспечено автоматическое перемещение суппорта вдоль оси обрабатываемой заготовки. Правда, поперечной подачи еще не было, вместо нее было введено качание системы "копир-заготовка". Поэтому работы над созданием суппорта продолжались. Свой суппорт создали, в частности, тульские механики Алексей Сурнин и Павел Захава. Более совершенную конструкцию суппорта, близкую к современной, создал английский станкостроитель Модсли, но А. К. Нартов остается первым, кто нашел путь к решению этой задачи. Вообще нарезка винтов долго оставалась сложной технической задачей, поскольку требовала высокой точности и мастерства. Механики давно задумывались над тем, как упростить эту операцию. Еще в 1701 году в труде Ш. Плюме описывался способ нарезки винтов с помощью примитивного суппорта. Для этого к заготовке припаивали отрезок винта в качестве хвостовика. Шаг напаиваемого винта должен был быть равен шагу того винта, который нужно было нарезать на заготовке. Затем заготовку устанавливали в простейших разъемных деревянных бабках; передняя бабка поддерживала тело заготовки, а в заднюю вставлялся припаянный винт. При вращении винта деревянное гнездо задней бабки сминалось по форме винта и служило гайкой, вследствие чего вся заготовка перемещалась в сторону передней бабки. Подача наоборот была такова, что позволяла неподвижному резцу резать винт с требуемым шагом. Подобного же рода приспособление было на токарно-винторезном станке 1785 года, который был непосредственным предшественником станка Модсли. Здесь нарезка резьбы, служившая образцом для изготавливаемого винта, наносилась непосредственно на шпиндель, удерживавший заготовку и приводивший ее во вращение. (Шпинделем называют вращающийся вал токарного станка с устройством для зажима обрабатываемой детали.) Это давало возможность делать нарезку на винтах машинным способом: рабочий приводил во вращение заготовку, которая за счет резьбы шпинделя, точно так же как и в приспособлении Плюме, начинала поступательно перемещаться относительно неподвижного резца, который рабочий держал на палке. Таким образом ни изделии получалась резьба, точно соответствующая резьбе шпинделя. Впрочем, точность и прямолинейность обработки зависели здесь исключительно от силы и твердости руки рабочего, направлявшего инструмент. В этом заключалось большое неудобство. Кроме того, резьба на шпинделе была всего 8-10 мм, что позволяло нарезать только очень короткие винты.

         Вторая половина XVIII в. в станкостроении ознаменовалась резким увеличением сферы применения металлорежущих станков и поисками удовлетворительной схемы универсального токарного станка, который мог бы использоваться в различных целях. В 1751 г. Ж. Вокансон во Франции построил станок, который по своим техническим данным уже походил на универсальный. Он был выполнен из металла, имел мощную станину, два металлических центра, две направляющие V-образной формы, медный суппорт, обеспечивающий механизированное перемещение инструмента в продольном и поперечном направлениях. В то же время в этом станке отсутствовала система зажима заготовки в патроне, хотя это устройство существовало в других конструкциях станков. Здесь предусматривалось крепление заготовки только в центрах. Расстояние между центрами можно было менять в пределах 10 см. Поэтому обрабатывать на станке Вокансона можно было лишь детали примерно одинаковой длины. В 1778 г. англичанин Д. Рамедон разработал два типа станков для нарезания резьб. В одном станке вдоль вращаемой заготовки по параллельным направляющим передвигался алмазный режущий инструмент, скорость перемещения которого задавалась вращением эталонного винта. Сменные шестерни позволяли получать резьбы с разным шагом. Второй станок давал возможность изготавливать резьбу с различным шагом на детали большей длины, чем длина эталона. Резец продвигался вдоль заготовки с помощью струны, накручивавшейся на центральную шпонку. В 1795 г. французский механик Сено изготовил специализированный токарный станок для нарезки винтов. Конструктор предусмотрел сменные шестерни, большой ходовой винт, простой механизированный суппорт. Станок был лишен каких-либо украшений, которыми любили украшать свои изделия мастера прежде.

         Накопленный опыт позволил к концу XVIII века создать универсальный токарный станок, ставший основой машиностроения. Его автором стал Генри Модсли. В 1794 г. он создал конструкцию суппорта, довольно несовершенную. В 1798 г., основав собственную мастерскую по производству станков, он значительно улучшил суппорт, что позволило создать вариант универсального токарного станка. В 1800 г. Модсли усовершенствовал этот станок, а затем создал и третий вариант, содержавший все элементы, которые имеют токарно-винторезные станки сегодня. При этом существенно то, что Модсли понял необходимость унификации некоторых видов деталей и первым стал внедрять стандартизацию резьб на винтах и гайках. Он начал выпускать наборы метчиков и плашек для нарезки резьб. Токарный станок Робертса Одним из учеников и продолжателей дела Модсли был Р. Робертс. Он улучшил токарный станок тем, что расположил ходовой винт перед станиной, добавил зубчатый перебор, ручки управления вынес на переднюю панель станка, что сделало более удобным управление станком. Этот станок работал до 1909 г. Другой бывший сотрудник Модсли - Д. Клемент создал лоботокарный станок для обработки деталей большого диаметра. Он учел, что при постоянной скорости вращения детали и постоянной скорости подачи по мере движения резца от периферии к центру скорость резания будет падать, и создал систему увеличения скорости. В 1835 г. Д. Витворт изобрел автоматическую подачу в поперечном направлении, которая была связана с механизмом продольной подачи. Этим было завершено принципиальное совершенствование токарного оборудования. Шпиндельные технологии Weiss Umwelttechnik GmbH.станке

 Следующий этап - автоматизация токарных станков. Здесь пальма первенства принадлежала американцам. В США развитие техники обработки металлов началось позднее, чем в Европе. Американские станки первой половины XIХ в. значительно уступали станкам Модсли. Во второй половине XIХ в. качество американских станков было уже достаточно высоким. Станки выпускались серийно, причем вводилась полная взаимозаменяемость деталей и блоков, выпускаемых одной фирмой. При поломке детали достаточно было выписать с завода аналогичную и заменить сломанную деталь на целую без всякой подгонки. Во второй половине XIХ в. были введены элементы, обеспечивающие полную механизацию обработки - блок автоматической подачи по обеим координатам, совершенную систему крепления резца и детали. Режимы резания и подач изменялись быстро и без значительных усилий. В токарных станках имелись элементы автоматики - автоматический останов станка при достижении определенного размера, система автоматического регулирования скорости лобового точения и т.д. Однако основным достижением американского станкостроения было не развитие традиционного токарного станка, а создание его модификации - револьверного станка. В связи с необходимостью изготовления нового стрелкового оружия (револьверов) С. Фитч в 1845 г. разработал и построил револьверный станок с восемью режущими инструментами в револьверной головке. Быстрота смены инструмента резко повысила производительность станка при изготовлении серийной продукции. Это был серьезный шаг к созданию станков-автоматов. В деревообработке первые станки-автоматы уже появились: в 1842 г. такой автомат построил К. Випиль, а в 1846 г. Т. Слоан. Первый универсальный токарный автомат изобрел в 1873 г. Хр. Спенсер.





















       Анализ идей и обоснование.

Сначала нам необходимо выбрать станок, который мы собираемся изготовить. Для этого мы рассмотрели несколько вариантов и остановились на третьем, так как первые 2 не соответствуют нашим параметрам.         

Выбор материала и инструмента

Доска необрезная.        
Мотор электрический.

Лак - раствор смол (натуральных или синтетических) в различных растворителях (углеводороды, ацетон, вода, этанол, олифы или эфирные масла) до жидкой или полужидкой консистенции, которые, просыхая в тонком слое, находящемся на каком-либо предмете, образуют прочную пленку.
Циркулярная пила, фуганок, шуруповерт, дрель.                

Технология изготовление изделия.

Станок универсален и легок в использовании. Условно токарный станок можно разделить на следующие части:

Рама;

Передняя бабка; задняя бабка;

Ведущий и ведомый центр;

Электродвигатель;

Упор для резца.

Рама является основой для нашей конструкции, ведь на ней будут размещены все детали и составляющие станка. Это своеобразная база для будущей конструкции, а это значит, что рама должна быть толстой и крепкой. Правильным решением будет сделать раму из металлического профиля, хотя и деревянный брусок может послужить нам надежной рамой. Затем устанавливается передняя бабка. Этот компонент конструкции неподвижен и служит упором для нашей заготовки. В передней части рамы расположен механизм, связывающий электродвигатель и ведущий центр. Благодаря этому союзу деталей осуществляется процесс вращения деревянной заготовки. В свою очередь, по раме двигается задняя бабка, придающая заготовке нужный для нас вид. Упор для резца устанавливается между задней и передней бабками и служит как держатель.

 Передняя бабка, упор для резца и задняя бабка устанавливается строго на одной линии. Нужно отметить, что все компоненты конструкции нужно закрепить как можно крепче. В фиксации вам послужат болты. Наверное, самым важным составляющим станка будет электродвигатель, ведь именно он отвечает за вращательные движения. Принято считать, что даже самого простого электромотора в 200 ватт хватит для домашнего токарного станка. Но если вы собираетесь изготавливать на своем станке увесистые заготовки, то не удивляйтесь скорому перегреву двигателя. Именно по этой причине лучше сразу установить мотор помощнее.         
        
Экономический расчёт

Для того чтобы изготовить станок нам потребуется:

доска 250*2000 =53 рубля        
        лак (1 бутылка)- 80 рублей

мотор- 1500 рублей         
        конденсатор – 450 рублей         
Итого: 2083 рубля.        






















Инструкция по охране труда

при работе на токарном станке по дереву

ИОТ - 034 - 2001

1. Общие требования безопасности

1.1. К самостоятельной работе на токарном станке по дереву допускаются лица в возрасте не моложе 17лет, прошедшие соответствующую подготовку, инструктаж по охране труда, медицинский осмотр и не имеющие противопоказаний по состоянию здоровья.

К работе на токарном станке по дереву под руководством учителя (преподавателя, мастера) допускаются учащиеся с 6-го класса, прошедшие инструктаж по охране труда, медицинский осмотр и не имеющие противопоказаний по состоянию здоровья.

1.2. Обучающиеся должны соблюдать правила поведения, расписание учебных занятий, установленные режимы труда и отдыха.

1.3. При работе на токарном станке по дереву возможно воздействие на ра­ботающих следующих опасных и вредных производственных факторов:

- травмирование глаз отлетающей стружкой при работе без защитных очков или без защитного экрана;

- ранение рук при прикосновении к вращающейся заготовке, а также при неправильном пользовании резцами;

- травмирование осколками плохо склеенной, косослойной, суковатой древесины;

- вдыхание древесной пыли при отсутствии вытяжной вентиляции и местных отсосов;

неисправность электрооборудования станка и заземления его корпуса.

1.4. При работе на токарном станке по дереву должна использоваться следующая спецодежда и индивидуальные средства защиты: халат хлопчатобумажный, берет, защитные очки.

1.5. В учебной мастерской должна быть медаптечка с набором необходимых медикаментов и перевязочных средств для оказания первой по­мощи при травмах.

1.6. Обучающиеся обязаны соблюдать правила пожарной безопасности, знать места расположения первичных средств пожаротушения. Учебная мастерская должна быть обеспечена первичными средствами пожаротушения: огнетушителем химическим пенным, огнетушителем углекислотным или порошковым и ящиком с песком.

1.7. При несчастном случае пострадавший или очевидец несчастного случая обязан немедленно сообщить учителю(преподавателю, мастеру), который сообщает об этом администрации учреждения. При неисправности оборудования , инструмента прекратить работу и сообщить об этом учителю (преподавателю, мастеру).

1.8. В процессе работы соблюдать правила ношения спецодежды, пользования индивидуальными и коллективными средствами защиты, соблюдать правила личной гигиены, содержать в чистоте рабочее место.

1.9. Обучающиеся, допустившие невыполнение или нарушение инструкции по охране труда, привлекаются к ответственности и со всеми обучающимися проводится внеплановый инструктаж по охране труда.

2. Требования безопасности перед началом работы

2.1. Надеть спецодежду, волосы тщательно заправить под берет.

2.2. Проверить исправность режущего инструмента и правильность его заточки.

2.3. Убедиться в наличии и надежности крепления защитного кожуха ре­менной передачи, а также соединения заземления с корпусом станка.

2.4. Проверить отсутствие в заготовке сучков и трещин, надежно зак­репить ее в центрах станка.

2.5. Установить подручник с зазором 2-3 мм от обрабатываемой дета­ли и надежно закрепить его на центровой линии заготовки.

2.6. Проверить исправную работу станка на холостом ходу.

3. Требования безопасности во время работы

3.1. Включить вытяжную вентиляцию и местные отсосы древесной пыли, надеть защитные очки.

3.2. Подачу режущего инструмента к заготовке производить после того, как рабочий вал наберет полную скорость вращения.

3.3. Рабочий инструмент к заготовке подавать плавно, без сильного нажима.

3.4. Своевременно подвигать подручник к обрабатываемой детали. Не допускать увеличения зазора более 2-3 мм.

3.5. Не наклонять голову близко к вращающейся детали или инструменту.

3.6. Не передавать и не принимать какие-либо предметы через работающий станок.

3.7. Замерять обрабатываемую деталь только после полной остановки ее вращения.

3.8. Не останавливать станок путем торможения рукой вращающейся

3.9. Не оставлять работающий станок без присмотра.

4. Требования безопасности в аварийных ситуациях

4.1. При возникновении неисправности в работе станка,   затуплении режущего инструмента, а также при неисправности заземления корпуса станка прекратить работу, отвести режущий инструмент от обрабатываемой детали и сообщить об этом учителю (преподавателю, мастеру).

4.2. При загорании электрооборудования станка немедленно выключить станок и приступить к тушению очага возгорания углекислотным, порошковым огнетушителем или песком.

4.3. При получении травмы сообщить об этом учителю (преподавателю, мастеру), которому оказать первую помощь пострадавшему, при необходимости отправить его в ближайшее лечебное учреждение и сообщить администрации учреждения.

5. Требования безопасности по окончании работы

5.1. Отвести режущий инструмент от обрабатываемой детали и выключить станок. Удалить со станка стружку щеткой, не сдувать стружку ртом и не сметать ее рукой.

5.2. Провести влажную уборку помещения мастерской, выключить вытяжную вентиляцию и местные отсосы древесной пыли.

5.3. Снять спецодежду и тщательно вымыть руки с мылом.

Заключение.         

         После изготовления токарного станка по дереву своими руками рекомендуется ознакомиться не только с правилами работы на этом типе оборудования, но и изучить правила техники безопасности при эксплуатации токарного агрегата.

         Общие инструкции по использованию токарного оборудования для обработки древесины включают в себя несколько пунктов, которые требуют обязательного выполнения. Основными пунктами, требующими выполнения, являются следующие:         
        Выбор заготовки для обработки. Заготовка, предназначенная для обработки не должна иметь сучков, трещин и других дефектов древесины.

Установка заготовки в агрегат для проведения токарных работ. Установка и закрепление заготовки в агрегате осуществляется при помощи спецкрепежа, расположенного на валу передней бабки и на панели задней.

         Выбор оптимальной скорости вращения вала в процессе обработки заготовки. Выбор количества оборотов осуществляется путем перестановки приводного ремня на приводных шкивах, имеющих различный размер посадочных мест.

         Проведение обработки заготовки путем использования для этой цели специальных резцов. В процессе обработки периодически следует измерять фактические размеры детали.        
Цель моего проекта было изготовить своими руками токарный станок – поставленные задачи мною выполнены успешно.