Фундамент под станок токарный станок

Обновлено: 14.05.2024

Еще одна публикация из учебника А.М. Гаврилина, В.И. Сотникова, А.Г. Схиртладзе и Г.А. Харламова «Металлорежущие станки» с полезной информацией о станках с ЧПУ. Сегодня разберем особенности в устройстве оснований и фундаментов для установки станочного оборудования.

Устройство оснований и фундаментов для установки станочного оборудования

Для защиты от внешних вибраций станки следует устанавливать на фундаменты или на специальные виброизоляторы.

Документы, высылаемые заводом-изготовителем вместе со станком, в большинстве случаев содержат указания по устройству фундаментов и их виброизоляции. Виброизоляция станков может быть также обеспечена установкой их на виброопоры или на резиновые прокладки без устройства фундамента.

При выборе типа основания для любого станка должны быть учтены следующие основные факторы: класс точности станка, жесткость конструкции, масса станка, характер нагрузок при работе.

Станки класса точности С устанавливаются на массивные бетонные фундаменты, вывешенные на пружинах с демпферами или резиновых ковриках (рис 17.1 д, е) и боковой виброизоляцией (пробковая крошка, шлак, шлаковата, отходы кожевенно-обувной промышленности) .

Станки класса точности А устанавливают на бетонных фундаментах с боковой виброизоляцией из тех же материалов, которые используются для фундаментов станков класса точности С.

Рис. 17.1. Фундаменты под металлорежущие станки:

а — общая плита цеха; б — ленточный; в — обычного типа; г — свайный; д — на резиновых ковриках; е — на пружинах

Станки класса точности В, имеющие нежесткие станины, а также крупные и тяжелые станки независимо от жесткости станин устанавливаются на бетонные фундаменты с боковой виброизоляцией, аналогично станкам класса точности А.

Станки класса точности П, имеющие нежесткие станины, и крупные и тяжелые станки независимо от жесткости станин устанавливаются на бетонные фундаменты без боковой виброизоляции. На такие же фундаменты устанавливают крупные и тяжелые станки класса точности Н (рис. 17.1, в, г).

Станки классов точности В, П и Н легкой и средней массы, не имеющие резко реверсирующих узлов, устанавливают на виброопоры (рис. 17.2, д). Такие же станки с быстро реверсирующими узлами устанавливают на жесткие (клиновые) опоры (рис. 17.2, в, рис. 17.3)

Рис. 17.2. Способы установки станка на фундамент:

а — с подливкой опорной поверхности станины цементным раствором и креплением фундаментными болтами; б — с подливкой без крепления болтами; в, г — на регулируемых жестких опорах; д — на упругих опораx

Рис. 17.3. Опорные башмаки:

а — для установки станка без закрепления фундаментными болтами; б — для установки станка с закреплением фундаментными болтами

При устройстве фундамента из бетона станок можно монтировать через семь дней после укладки бетона, а пуск станка разрешается на 22-й день.

От разрушения маслами фундамент железнят цементным раствором с жидким стеклом.

Фундамент должен обеспечить:

распределение на грунт сосредоточенной силы веса станка;
увеличение жесткости станины станка;
необходимую устойчивость станка при работе за счет понижения центра тяжести;
увеличение суммарной массы станка и фундамента, что приводит к уменьшению амплитуды вибраций;
защиту станка от вибраций рядом стоящего оборудования. Фундаменты должны быть компактными, сравнительно небольших размеров и простой формы в очертаниях, удобными для размещения и закрепления станка.

Нужно стремиться к тому, чтобы общий центр тяжести станка и фундамента находились на одной вертикали и располагались в центре площади основания фундамента. Допустимое смещение центров тяжести не должно превышать 3. 5 % от ширины фундамента в зависимости от типа грунта.

Высота фундамента делается как можно меньше, но ширину желательно увеличить (уменьшается опрокидывающий момент). Обязательны боковые зазоры. Подошву всего фундамента желательно расположить на одной глубине. Для влажных грунтов делается подготовка из щебня, крупного гравия.

Площадь подошвы фундамента:

где Q — нагрузка на грунт (вес станка, фундамента, детали); R — допустимое давление на грунт.

Допустимое давление на грунт определяют по формуле

где α — коэффициент, учитывающий характер динамических нагрузок, возникающих при работе технологического оборудования (формовочные машины — α = 0,3 . 0,5 ; молоты — α = 0,4; металлорежущие станки — α = 0,8. 1,0); R_H — нормативное удельное давление для грунта (супеси — R _н = 2. 3 кг/см 2 , суглинки — R_H = 1. 3 кг/см 2 , глина — R_H = 1 . 6 кг/см 2 , песок — R _Н = 1,5. 3,5 кг/см 2 ).

Вес фундамента Q _Ф определяют исходя из веса станка:

где К_Ф — коэффициент, учитывающий вид нагрузки технологического оборудования (при статической нагрузке — К _Ф = 0,6. 1,5, при значительной динамической нагрузке — К _Ф = 2. 3); Q _СТ — вес станка.

Высота фундамента берется из расчета веса фундамента и площади его основания или с учетом длины заделки фундаментных болтов (рис. 17.4).

Рис. 17.4. Фундаментные болты:

а, б— изогнутые; в — с анкерной плитой

Материалы для фундаментов: бетон, железобетон (реже бутобетон и кирпич) из портландцемента марок 200. 500 (схватывание бетона от 45 мин до 12 ч).

Ориентировочно глубина фундамента h принимается в зависимости от длины фундамента L :

для токарных, горизонтально-протяжных станков
зубообрабатывающих, карусельных, расточных станков
шлифовальных станков
продольно-фрезерных и строгальных станков
поперечно-строгальных, радиально-сверлильных, вертикальнопротяжных и долбежных станков h = 1,0. 2,0 L.

Расстояние от края колодца для анкеров до края фундамента не менее 120 мм, от дна колодца до дна фундамента минимум 100. 150 мм.

Токарный станок – оборудование требовательное к установке на фундамент. Для безопасности его использования для рабочего и минимизации поломок самого оборудования, особое внимание необходимо уделить подготовке фундамента.

Необычность фундамента под токарное оборудование заключается в том, что при его проектировании необходимо учесть подвод сжатого и подводку электропитания. Обязательны в системе болты заземления. Кроме самого станка на эту бетонную площадку, в зависимости модели, могут быть установлены:

транспортёр, отводящий стружку от рабочего места;
гидростанция с жёлобом подачи и отведения воды;
электрошкаф.

Фундамент должен отвечать требованиям к установке станка, обозначенным в паспорте изделия. Существует несколько различных токарных установок, для каждой из них проект заливки разрабатывается индивидуально.

Необходимость крепления оборудования

Одним из основополагающих факторов для производства фундамента под станок является его назначение. Крепление станка к полу производится преимущественно в том случае, если предназначается он для изготовления деталей с точностью до микрон.

При условии, что оборудование мобильное и периодически перемещается, отдельный фундамент для него не требуется, для его установки необходим идеально ровный бетонный пол или подкладка из бетонной панели, толщиной около 15 см. Учитывая вес оборудования, вплоть до 30 тонн, о его устойчивости можно не беспокоиться.

Во избежание возникновения аварийных ситуаций в цеху, для токарного оборудования всё же необходим собственный фундамент с прокладкой трасс под коммуникационные составляющие, обеспечивающие его работоспособность. Металлические трубы под шланги для подачи воздуха, воды, и электричества с напряжением в 380 В, надёжно сохранят от деформации изолирующий слой и сами провода и шланги.

Высота площадки будет зависеть от диаметра труб и веса оборудования. Площадь фундамента рассчитывается под каждый элемент оборудования отдельно, отчего он может не иметь строгой четырёхугольной формы. Он может выглядеть созданным из отдельных элементов, составленных в единое целое. Несмотря на такую конструкцию, заливается он единой плитой, а не для каждого агрегата в отдельности.

Одним из требований к фундаменту для токарного станка или целого комплекса является выступ площадки из-под каждого узла со всех сторон одинаковой ширины.

Особенности заливки фундамента под токарный станок

На точность обработки на токарном станке оказывает вибрация. При малейшей погрешности в закладке фундамента токарного оборудования, вибрация рабочих частей может усиливаться, что приведёт к поломке сложного механизма.

Избежать подобного нежелательного эффекта поможет правильная проектирование и заливка фундамента. Начало работ должно начаться в конструкторском бюро, где будет составлен проект с указанием высоты, ширины, длины каждого элемента. Так же для большей прочности постамента необходимо равномерное распределение нагрузки, которое создаётся на 3 точки опор. Это отражается в проектно-строительной документации.

За пределы общей площади фундамента выносятся заглубляемые столбы, имеющие квадратное сечение, длина их сторон 50 см. Такие отметки осей применяются для создания платформ объёмом в 150 кубометров и больше.

Учитывая то, что устанавливается станок в цеху, где грунтовые воды, резкие перепады температур и вода не будут взаимодействовать с его фундаментом, достаточно использовать для заливки последнего марки цемента 110 — 140. Наполнителями для бетонов являются гравий, щебень и песок в определённой для каждой марки цемента пропорции.

Фундамент, описание технологии подготовки фундамента для токарных станок с ЧПУ

Общие требования к фундаменту.
Фундамент служит основанием станка, обеспечивающим максимальное использование его возможностей по производительности и точности в течении длительного срока, исключающим влияние станка на работу соседнего оборудования. Для этого необходимо чтобы фундамент при удобном размещении и прочном закреплении станка отвечал требованиям обеспечения уровня колебаний, передаваемых от станка. Жесткость закрепления станка на фундаменте оказывает существенное влияние на точность станка при резании. Основное требование, предъявляемое к установке на фундамент высокоточного станка, является обеспечение надежной защиты от колебаний по полу на фундамент, то есть устройство виброизоляции.
Фундамент для станка должен быть изготовлен в соответствии со строй заданием на фундамент, указанном в документации на станок.
Крепёжные детали (анкерные болты) для установки станка на фундамент поставляются со станком или должны быть изготовлены покупателем станка согласно прилагаемой документации.

Технические условия на изготовление фундамента.

Для станков нормальной точности:
Несущая способность грунта 5кг/м2. При необходимости фундамент нагрузить дополнительной нагрузкой (бетонными блоками, блюмсами и т.п.), превышающей массу станка в 3-4 раза и ежедневно до окончания усадки проверять нивелиром высотные отметки по реперу, не связанному с фундаментом.

Для станков повышенной точности:
Фундамент должен выполняться со свободными боковыми гранями и применяться тяжелый бетон проектных марок по прочности на сжатие 150-200 кг/см2. Для заливки фундамента применять бетонную смесь с объёмным соотношением цемент-песок- щебень 1:1:3 (марка бетона не ниже М250).
Глубина фундамента Н > 0,6 √F, где F - площадь фундамента.
Фундамент армируется единой решёткой по длине, ширине и высоте с величиной ячейки 200 мм. Диаметр арматуры зависит от величины фундамента и может быть от 12 мм до 20 мм.

Прочность бетона фундамента.
Монтаж станка может быть допущен при достижении бетоном прочности на сжатие не ниже 50% проектной (примерно соответствует семидневному бетону). К моменту пуска станка прочность бетона должна быть не ниже 70% проектной (примерно соответствует 15 дневному бетону). Срок полного твердения бетона – 28 дней.
Качество бетона контролируют по прочности контрольных кубиков 200х200х200 мм.
Прочность бетона в готовом фундаменте может быть грубо оценена по звуку и ударам.

Допустимые отклонения от стройзадания.

Стройзадание является проектным заданием для разработки фундамента и определяет конструкцию только верхней части. Верхняя часть, поверхность для установки станка должна быть ровной, «гладкой», без уклонов и выпуклостей.
Допустимые отклонения:
- установочных поверхностей на фундаменте, возведенных до проектной отметки:
По плоскости в любом направлении +-0,2/500 мм
По высоте -5 мм
По уклону 1/1000 мм
Строители обычно творчески относятся к изготовлению фундамента, требования на чертежах не читают - а делают по сантиметровым строительным допускам.
Внимание. Станок, установленный на полу при отсутствии фундамента без выверки по уровню и без крепления к полу, через короткое время теряет свою точность, изнашиваются направляющие и в результате станок требует ремонта.
Подготовительные работы с опорами.
Подготовка клиновых башмаков заключается в снятии консервационной смазки, краски и грязи с рабочих поверхностей, особенно обратить внимание на наклонные и прилегающие к станине.
Смазка наклонных поверхностей консистентной смазкой. Установка клиновых башмаков в крайнее нижнее положение.
Монтаж станка.
Очистить нижнюю поверхность станины станка от консервации и грязи, особенно места прилегания клиновых башмаков.
Установить станину станка на четыре вспомогательные опоры, расположенные по углам станины между анкерными колодцами фундамента, согласно документации так, чтобы отверстия в станине совпадали с центрами анкерных болтов в анкерных колодцах фундамента. Высота вспомогательных опор должна быть на 5 мм меньше высоты клиновых башмаков в нижнем положении.
Собрать всю структуру станка (стойка, стол, шпиндельная бабка, магазин инструментов, телескопическая защита) и часть кабинета, которая не будет мешать заливке бетоном анкерных колодцев.

Установка и выверка станка.
Установить стол станка по центру перемещений. Используя станочный уровень, установленный в центре стола в двух взаимно перпендикулярных положениях, выставить станок на четырёх вспомогательных опорах с точностью 0,1/1000 мм с помощью домкрата и стальных прокладок толщиной 0,5 – 1 мм.
Используя анкерные болты с приваренными шайбами для поддержки клиновых башмаков, привернуть все клиновые башмаки к станине станка (см. чертёж). Площадь в плане анкерного колодца должна быть больше площади клинового башмака. Клиновые башмаки должны быть в нижнем положении. Залить анкерные колодцы водой для пропитки фундамента вокруг колодцев. Выдержать с водой 8 часов.
Заполнить анкерные колодцы малоусадочным бетоном марки не ниже М300. Уплотнить вибратором и подлить вручную бетон под клиновые башмаки так, чтобы он стоял на щебне бетона и был залит по всей нижней поверхности башмака.
Выдержать залитый в анкерные колодцы бетон 4 дня постоянно влажным для лучшего затвердевания.
Ослабить крепёжные гайки на анкерных болтах. Поднять станок с помощью клиновых башмаков, чтобы убрать вспомогательные опоры.
После 7 дней выдержки бетона, залитого в анкерные колодцы, можно выставить станину станка в горизонтальной плоскости в соответствии с сертификатом качества на данный станок с помощью домкрата, клиновых башмаков и станочного уровня 0,02/1000 мм.
Верх фундамента между клиновыми башмаками заровнять цементным раствором и «зажелезнить». Окончательно затвердевший и выдержанный фундамент покрасить маслостойкой краской для предохранения от разрушающего действия масла и СОЖ.
Произвести затяжку гаек на анкерных болтах динамометрическим ключом с моментом, указанном в таблице. При этом, следить за тем, чтобы уровень не изменял показаний при равномерном затягивании гаек.

Фундаменты для фрезерных станков, обрабатывающих центров, расточных и шлифовальных станков могут сильно отличаться по конфигурации и требованиям, будут рассмотрены в дальнейших статьях

У самого маленького настольного станка и огромного прокатного стана есть общая деталь — это станина. На нее крепятся все его подвижные и неподвижные узлы и детали. Станины изготавливают из прочных сплавов, ведь они выдерживать не только вес танка, но и усилия, возникающие в процессе его работы. Со временем станины изнашиваются, для продления жизни станка их подвергают обновляющему ремонту.

Что такое станина

Станина — это основа конструкции станка. На нее крепятся все остальные подвижные и неподвижные детали и узлы. Через нее механизм опирается на фундамент. Станина воспринимает на себя все усилия, возникающие при воздействии инструмента на заготовку. От определенных точек на станине, выбранных началом координат, отсчитываются перемещения движущихся частей станка. В нее входят такие компоненты, как:

корпусные элементы;
поперечные, продольные и вертикальные крепления и ребра жесткости;
направляющие.

Станина – наиболее долгоживущая часть станка, рассчитанная на все время его эксплуатации. Двигатели, привода и рабочие органы могут много кратно заменяться по мере износа, направляющие лишь подвергается периодическому ремонту. Направляющие служат для продольного, поперечного или вертикального перемещения подвижных узлов механизма.

Направляющие бывают двух видов:

незамкнуты, применяемые при обработке деталей большой и средней массы и небольших опрокидывающих моментах;
замкнутые, используются при средних массах деталей и значительных опрокидывающих моментах.

Подвижные узлы могут перемещаться, скользя по направляющим, либо использовать роликовые или шариковые опоры.

Кроме передачи, распределения и компенсации усилий, станина также должна быть способной гасить колебания различной частоты, возбуждающиеся в механизме во время его работы.

Виды станин станков

Различают два основных вида изделия:

горизонтальные опоры;
вертикальные стойки.

Для горизонтальных их форма и сечение выбираются исходя из следующих факторов:

оптимальное размещение узлов и деталей;
автоматизированное или ручное удаление стружки и других отходов производства;
минимальные помехи для подведения передач и коммуникаций к двигателям, приводам, рабочим органам;
отведение охлаждающей жидкости и стружки;
обеспечение расчетных показателей прочности, жесткости, вибропоглощения и шумоподавления;

При проектировании вертикальных стоек максимальное внимание уделяют их жесткости. Для этого выбирают наилучшую форму сечения, комбинируя полые объемы со сплошным литьем, вводя дополнительные стенки, перегородки и ребра жесткости.

При проектировании люков и ревизий, через которые осуществляется диагностика и техническое обслуживание механизмов, приходится достигать компромисса между удобством сервисных работ и требованиями сохранения жесткости.

При выборе сечения станин для фрезерного станка предпочтения отдают трапециевидным формам, наилучшим образом передающим и распределяющим как весовые, так и рабочие нагрузки от деталей и узлов крупных и тяжелых механизмов.

Для станин более легких станков становятся доступны и прямоугольные, и даже треугольные сечения.

Станины также разделяются на монолитные и сборные, состоящие из нескольких отдельно отливаемых и обрабатываемых деталей, которые соединяются в единое целое разъемными либо неразъемными соединениями.

Технические требования к станинам

Технические требования формируются с целью достижения соответствия фактических эксплуатационных качеств станка и проектных требований. Требуется также обеспечить баланс между показателями производительности и себестоимостью изготовления изделия.

Отдельный важный раздел технических требований- это требования к материалам, из которых должна быть изготовлена одна из самых важных деталей станка. Регламентируются:

марка сплава;
физико-механические и химические свойства;
однородность структуры, прочность и упругость как в общем, как и отдельно в наиболее важных и нагруженных местах;
твердость материала направляющих.

Еще один раздел требований — геометрия конструкции. От точности соблюдения размеров, особенно направляющих, зависит точность работы всего станка. Они служат для перемещения рабочих органов, непосредственно обрабатывающих изготовляемое изделие. Не менее важно соблюдение точности изготовления рабочих столов, разметочных плит и других видов оснастки для размещения, закрепления и перемещения заготовок.

Станина станка является точкой (или точками) отсчета координат при разметке и обработке изделия.

Геометрическими требованиями регламентируются как сами размеры, так и их предельные отклонения, параллельности поверхностей, предельно допустимые показатели изогнутости направляющих, углы уклона и радиусы сопряжения.

Немаловажный раздел требований относится к вибропоглощению и шумоизоляции. В нем описываются предельно допустимые показатели по механическим колебаниям конструкций станка на различных частотах, уровни передаваемых на фундамент вибраций. Для шумопоглощения используются специальные покрытия, наносимые как на наружные, так и на внутренние поверхности корпуса и ребер.

Металлы для производства станины и их основные свойства

Из какого материала делают станины станков? Традиционно основными материалами для изготовления станин различного оборудования служили металлы и их сплавы.

В XVII-XX веках наибольшей популярностью пользовался чугун. Он и сегодня сохраняет лидирующее положение, но постепенно отступает под натиском различных сортов стали, сплавов легких металлов, пластиков и композитных материалов.

Учитывая общую тенденцию к снижению массы и габаритов оборудования и повышению их эффективности, перед прогрессивными материалами открываются широкие перспективы.

Для станин легких и средних станков такая замена проходит опережающими темпами. Для тяжелого оборудования значительная часть функций станин переходит к армированному современными материалами железобетону фундамента.

Однако для высоконагруженных станков и производственных комплексов, таких, как прокатные станы, тяжелые прессы, кузнечные станки и сталелитейное оборудование, специальные марки чугуна по-прежнему вне конкуренции.

Его уникальная способность выдерживать большие статические нагрузки, высокая прочность направляющих и коррозионная стойкость выгодно отличают чугун от конкурирующих материалов. Чугунные сплавы с шаровидным графитом, модифицированные с помощью цериевых присадок, обладают такими же эксплуатационными характеристиками, как сталь и существенно дешевле в производстве.

Устройство станины

Основные компоненты конструкции станины токарного станка видны из чертежа станины в разрезе:

опорная поверхность;
продольные ребра;
поперечные ребра, связывающие между собой продольные;
направляющие, имеющие форму призмы;
плоские направляющие, предназначенные для крепления бабок и перемещения суппортов.

Ребра формируются в процессе отливки заготовки под станину станка

Сечение призматических направляющих может принимать различные формы, исходя из направлений возникающих в процессе работы усилий и их величины. Обе направляющих обязательно должны быть строго параллельны в пространстве и иметь идеально гладкую и ровную опорную поверхность. В противном случае о точности обработки деталей на станке не может быть и речи.

Для достижения такого результата их подвергают высокоточной фрезеровке либо обрабатывают на строгальном станке. Далее проводится шлифовка и шабрение. В ходе этой обработки осуществляется неоднократный контроль геометрических показателей на соответствие требованиям технических условий. Окончательная проверка осуществляется после сборки станка и установки на него подвижных деталей и узлов.

Основное назначение

Назначение станины определяется ее ролью среди компонентов станка.

Она является одной из основных деталей и предназначена для выполнения следующих функций:

крепление и размещение в определенном пространственном порядке всех остальных деталей и узлов изделия;
восприятие, распределение и передача на фундамент статических и динамических нагрузок, вызываемых весом деталей и возникающих в процессе работы станка;
создание условий для перемещения рабочих органов станка и заготовок с необходимой точностью по направляющим и рабочим столам.

Кроме того, она выполняет и вспомогательные функции — защиту элементов конструкции от воздействия внешней среды.

Ремонт станины

Несмотря на высокое качество материалов и точность изготовления, во время работы станина испытывает значительные нагрузки и неминуемо изнашивается. Наиболее заметны эти процессы на поверхности направляющих, теряющей свои геометрические и прочностные свойства.

Для восстановления рабочих свойств проводится периодический или внеплановый ремонт направляющих. Для выполнения операции шабрения со станка снимаются движущиеся части, а сама станина закрепляется на жестком массивном фундаменте. Далее операция проводится в следующей последовательности:

проверяется линейность продольного и поперечного профиля с использованием рамного уровня;
если отклонение превышает 0,02 мм на погонный метр, проводят шабрение одной из направляющих с применением линейки и краски для поверки;
параллельно контролируется степень извернутости;
после доведения отклонения до заданных значений переходят ко второй направляющей.

После шабрения проводят шлифовку поверхности.

Шлифовка направляющих

В ходе шлифовки выполняют операции в такой последовательности:

запиливают и зачищают поверхностные забоины и задиры;
станину закрепляют на плите продольно — строгальной установки;
уложенным на уровне задней бабки уровнем измеряют степень извернутости направляющих;
при необходимости корректируют провисание конструкции с помощью компенсирующих прокладок и клиньев;
повторно измеряется извернутость, результаты измерений должны совпасть с первоначальными;
поверхность направляющих шлифуется мелокоабразивной шлифовальной чашей.

После восстановления поверхности направляющих станок монтируется на собственный фундамент и на него крепятся ранее снятые подвижные части.

За срок службы станка такую операцию выполняют несколько раз, возвращая его к активному производственному применению

Токарный станок всегда был самым востребованным типом сложного оборудования. Использовать его для точения самоделок мечтают многие умельцы. Останавливает их необходимость денежных вложений. Да и готовые модели, несмотря на очевидные достоинства, зачастую просто не помещаются в условиях домашней мастерской. Решить эти противоречия способен самодельный токарный станок. Он строится под уникальные требования, с использованием простых материалов. Конечно, такая конструкция не превзойдет промышленных продуктов, но первая же успешная самоделка на токарном станке оправдает все затраты времени и усилий.

Самодельный токарный станок

Особенности конструкции

Задача сделать токарный станок не настолько сложная, как кажется на первый взгляд. Важные конструктивные элементы просто копируются с промышленных образцов. При этом схема самодельного токарного станка не требует реализации всех сборочных единиц, присутствующих в заводских моделях. Изготовить потребуется станину, суппорт и шпиндель. Другие узлы понадобятся только для решения специфических задач.

Конструкция станины

Основу рабочей части большинства станков выполняет станина. Массивное основание предназначено для установки всех механизмов, а также выполняет функцию гашения вибраций, неизбежно возникающих при механической обработке. От правильного выбора станины будут зависеть очень многие характеристики готового изделия. Классические, литые из чугуна, конструкции, в самодельном станкостроении не используются по причине высокой сложности технологии. Практическое применение нашли станины монолитного или сварного типа. Монолитный вариант обеспечивает высокие характеристики по жесткости и гашению вибрации. Основной его недостаток – большой вес. В качестве такого основания отлично подойдет металлическая плита толщиной 10-20 мм. В зависимости от назначения станка возможно применение и других материалов. Монолитные основания доступно получить и с помощью других технологий, например, литьем из полимербетона.

Станина для самодельного токарного станка

Сварная станина выполняется в виде рамы прямоугольного сечения. Для ее изготовления, наиболее часто применяются разнообразные металлические профили. Сварная рама токарного станка отличается простотой изготовления и малой массой. Но кажущаяся простота такого решения оборачивается необходимостью дополнительной обработки посадочных мест под установку оборудования. Компромисс можно достичь, выбрав обычный швеллер. На горизонтальной грани швеллера устанавливаются необходимые элементы, боковые используются в качестве подставки и места крепления вспомогательных устройств.

Станочный суппорт

Чтобы изготовить самодельный суппорт токарного станка своими руками понадобятся направляющие, по которым будет выполняться продольное и поперечное перемещения. В промышленном оборудовании традиционно используются направляющие скольжения типа «ласточкин хвост». В домашних условиях качественно изготовить такой узел невозможно. Поэтому, при выборе, предпочтение отдается готовым цилиндрическим или профильным рельсам с линейными подшипниками. Наилучший вариант построения системы перемещений заключается в установке рельс с подшипниками качения. Они позволяют получить высокую точность, отсутствие люфтов, надежность и длительный срок службы. Не зря такие рельсы стали очень популярны у производителей станков во всем мире. Ведущим их недостатком считается только высокая стоимость.

Существует и дешевое решение. Оно подразумевает использование полированных валов от старых принтеров или иного оборудования.

Движение в продольном и поперечном направлениях, создается с использованием ходовых пар типа винт-гайка. В машиностроении применяются механизмы, построенные на основе резьбовых шпилек, трапецеидальных винтов или шарико-винтовых пар (ШВП). Выбор стандартных шпилек оправдан только для очень простых станков, так как не обеспечивает должной точности и долговечности. Трапецеидальный винт более надежен, устойчив к большим нагрузкам. Лучший, но дорогой, вариант подразумевает применение ШВП. Именно они устанавливаются в точном промышленном оборудовании. Крепление ходовых винтов требует применения подшипниковых блоков, обеспечивающих свободное вращательное движение и невозможность возвратно-поступательного. Такой блок можно сделать самостоятельно, но лучше использовать модели серийного изготовления.

Сборка суппорта будет напоминать работу с детским конструктором, а результат окажется не хуже, чем у заводских моделей.

Шпиндель и коробка подач

Шпиндельная бабка используется для крепления оси шпинделя, установки коробки скоростей и коробки переключения подач (КПП). Рабочая часть устройства любой коробки требует большого числа шестерен и трудно реализуется в домашних условиях. Простым решением проблемы шпинделя будет применение регулируемого привода на основе асинхронного двигателя с частотным инвертором. Такой комплект полностью заменяет классический редуктор.

Самодельная КПП для миниатюрного токарного станка вряд ли понадобится. Небольшие размеры обрабатываемых деталей не потребуют от токаря больших физических усилий, а мелкую резьбу гораздо продуктивнее нарезать леркой. Если все же требуется токарный самодельный аппарат с коробкой подач, то не обязательно искать набор шестерен. Автоматическую подачу можно выполнить на основе маломощных электродвигателей, что позволит в дальнейшем даже применить устройство ЧПУ.

Инструменты, материалы и чертежи

Изготовление настольного токарного станка и его сборку выгоднее всего проводить с использованием серьезного оборудования. Доступ к фрезерному и сверлильному оборудованию позволяет избежать некоторых проблем. Если такого доступа нет, то остается использовать то, что есть под рукой. Не только токарные станки, но и другие сложные самоделки, изготавливаются с помощью ограниченного набора слесарного инструмента и электродрели. Конечно, ко всему этому должны быть приложены «прямые» руки.
Материалы для будущей конструкции выбирают из того, что есть под рукой, стараясь ограничить финансовые затраты. Востребованными окажутся металлический профиль для станины, детали из листового металла, узлы крепления подшипников шпинделя и ходовых винтов, крепежные изделия. Приобрести потребуется рельсовые направляющие, приводные винты, преобразователь частоты. Благо, сегодня существует множество фирм, предлагающих их поставку.

Возможных вариантов, как сделать мини токарный станок, существует множество. Для выбора конкретного решения следует четко определить, для чего будет использоваться станок, какие заготовки на нем будут точиться. Обработка стали требует иного подхода к проектированию, чем для мягкого исходного сырья. В техническое задание включаются габариты конечного изделия, максимальные параметры обрабатываемых заготовок, доступные ресурсы, способы транспортировки станка и иные необходимые пожелания. Проанализировав все пожелания, выполняют чертежи самодельного токарного станка.

Чертеж для сборки станка

Необходимая детализация разрабатывается под имеющиеся комплектующие и возможности. Если этот этап кажется затруднительным, готовые чертежи на токарные станки находятся в свободном доступе.

Инструкция по сборке

Строить самодельный токарный станок по металлу, лучше всего начав со станины. На верхней грани основания готовятся посадочные места под продольные направляющие суппорта, шпинделя, двигателя и другие необходимых элементов. Ведущее требование к этим поверхностям — обеспечение базовой плоскости всего оборудования. Самым лучшим подходом будет фрезеровка площадок на промышленном оборудовании. На нем же желательно сразу просверлить и крепежные отверстия. В противном случае потребуется значительно больше времени для установки и выверки направляющих.

Продольные направляющие суппорта крепятся непосредственно к основанию станка с помощью винтов. Там же устанавливаются и подшипниковые блоки ходового винта. При монтаже добиваются соосности всех элементов. После окончательного закрепления направляющих, на них надеваются подшипниковые модули. Сверху, на монтажную поверхность, крепят основание поперечной оси. В качестве последнего используется металлическая пластина с крепежными отверстиями. Такая же пластина устанавливается на подшипники поперечного перемещения и служит для крепления резцедержки. Завершит самодельный токарный суппорткрепление миниатюрных индикаторных лимбов и маховиков ручного привода на концы приводных винтов.

Шпиндельный узел выполняется из двух подшипниковых щитов, которые также крепятся на станине. Щиты могут быть готовыми или самодельными.

При монтаже следует добиться совпадения главной оси с осями направляющих.

Вал шпинделя необходимо изготовить на токарном станке, либо попытаться подобрать готовый. При монтаже вал запрессовывается в подшипники. С одной его стороны устанавливается токарный патрон, с другой шкив для ременной передачи. Применение каких-либо других типов передач в небольшом станке нецелесообразно. Для возможности грубого регулирования скорости и увеличения вращающего момента шпинделя рекомендуется изготовить ступенчатые многоручьевые шкивы. Аналогичный шкив монтируется и на вал электромотора. Сам мотор устанавливается на раме снизу или сзади шпиндельной бабки. Крепление двигателя должно предусматривать механизм натяжения ремня.

Составные части самодельного токарного станка

На последнем этапе осуществляется монтаж электрооборудования станка. Он заключается в комплектации силового шкафа, в который устанавливаются преобразователь частоты, вводной автоматический выключатель и кнопки пуска и останова шпинделя. Также подключается двигатель и электрическая сеть. На этом сборка станка может считаться оконченной.

Читайте также: