Скорость обработки дерева на токарном станке

Токарные станки – группа оборудования, которая сейчас широко используется на мебельных и деревообрабатывающих предприятиях, домашних условиях и при обучении в школах и ВУЗах с целью механической обработки деталей из древесины. Для этого обычным деревянным поленьям определенной длины необходимо придать цилиндрическую форму.

Такие станки имеют важное назначение – с их помощью можно легко, быстро и качественно обрабатывать различные деревянные поверхности, придавая им требуемую форму. На современных моделях токарных станков можно выполнять следующие разновидности работ:

• точить различные детали;
• шлифовать и полировать поверхность деревянных изделий;
• осуществлять обдирку и отрезку;
• нарезать резьбу;
• сверлить отверстия и много подобного.

Типы токарных станков

Кроме токарного станка универсального типа, который сейчас встречается чаще всего, существует немало и других типов такого оборудования. Среди них:

• токарно-винтовой станок. Используется при нарезании на деревянную заготовку резьбы. Кроме того, на подобном станке также обрабатывают деревянные детали, которые имеют форму конуса;
• токарно-фрезерные устройства. Используются при изготовлении пазов, их последующей расточки и обработки других типов;
• настольное оборудование токарного типа. Благодаря небольшим размерам и массе широко используется в домашних условиях и учебных заведениях;
• станки с ЧПУ. Основное их отличие от всех остальных разновидностей токарного оборудования – автоматическая работа без вмешательства человека.

Подготовка болванки и установка подручника

Для обработки на токарном станке может подойти древесина практически любых пород, но конкретный выбор в каждом случае зависит от того, какая именно деталь будет создаваться и каким способом ее будут обрабатывать. Перед началом работы на станке заготовку необходимо предварительно обработать рубанком или топором, придавая ей форму, близкую к цилиндрической.

Подготовленную таким способом к использованию деревянную заготовку как можно сильнее зажимают в станке перед тем, как точить ее. Для его трезубцев с помощью стамески рекомендуется проделать в торцах заготовки небольшие углубления, что предотвратит возможное выпадение заготовки из оборудования во время его работы.

Опорная скоба подручника должна устанавливаться на расстоянии не более 5 миллиметров от болванки и обязательно немного выше оси, вокруг которой она вращается при работе на токарном станке.

Расположив же подручник немного ниже, чем ось вращения болванки, режущий инструмент будет только скоблить поверхность древесины, а не резать ее, как это должно быть. В результате такой работы поверхность станет шероховатой, а не гладкой. Кроме того, в таком случае может произойти перегиб инструмента под заготовку, что, вполне возможно, приведет к ранениям того, кто вытачивает тот или иной предмет на станке.

После каждых 5-10 минут проведенной работы на станке необходимо подкручивать задний шпиндель, что позволит предотвратить снижение надежности зажима болванки. По мере того, как диаметр заготовки будет уменьшаться, подручник необходимо постепенно приближать к ее поверхности.

Использование полукруглой и косой стамески

Придавая болванке цилиндрическую форму с использованием полукруглой стамески, резание необходимо осуществлять не только верхней частью лезвия, но также и его боковыми частями. В таком случае затупление инструмента будет проходить не так быстро, к тому же, обрабатываемая поверхность будет иметь не волнистую, а ровную форму, что ускорит и значительно облегчит всю ее последующую обработку.

При гладком обтачивании косяк следует держать таким образом, чтобы его лезвие по отношению до поверхности цилиндрической заготовки располагалось под углом 45 градусов. Вытачивая профиль, косяк можно располагать в разных положениях. Полная торцовка детали на токарном станке, как и частичное протачивание ее торцов осуществляется острым концом такого режущего инструмента, который устанавливается ребром на подручник.

Как правильно держать стамеску при работе

В процессе работы инструмент необходимо удержать на скобе подручника левой рукой, используя всю ладонь. Сверху инструмент можно прижимать только используя большой палец. Всеми остальными охватывать опорную скобу категорически запрещено: это может привести к травмам. К тому же, в таком случае нельзя будет передвигать инструмент вдоль заготовки.

Правая рука должна удерживать ручку инструмента. Благодаря этому при вытачивании мастер может управлять направлением движения инструмента.

Заготовку в шпинделях необходимо закреплять как можно надежнее. В противном случае болванка может вылететь из станка, что может привести к ранениям работника. Именно поэтому запрещено обрабатывать на токарном станке заготовки, в торцах которых есть трещины.

Некоторые правила по безопасной работе

Кроме вышесказанного, опасность для работающего за токарным станком также вызывает значительное расстояние между скобой подручника и поверхностью детали, его расположение ниже оси вращения болванки, неравномерный или слишком сильный нажим на деталь инструментом.

Все подобные отступления от правил работы могут привести к вылету обрабатываемой заготовки из станка, перегибу инструмента под деталь или к его поломке.

Все проверки детали в процессе работы с нею – измерение ее диаметра, оценка гладкости поверхности, сверка ее с оригиналом и тому подобное – можно проводить только при остановленном токарном станке.

Точить на оборудовании всегда рекомендуется в защитных очках, чтобы обезопасить глаза от стружки, которая обязательно образовывается во время выполнения подобной работы.

В статье дана информация о токарных станках, использующихся при создании различных изделий.

Разновидности станков для обработки дерева

• Универсальный. Используется для обдирки заготовок, нарезки, заточки, шлифовки, сверления, нанесения резьбы.

• Токарно-винтовой станок. Предназначен для обработки конусовидных заготовок, нанесения резьбы.

Для обработки древесины допустимо использовать металлорежущий станок. Предварительно следует убрать масляные подтеки, чтобы к ним не прилипали опилки, закрыть все щели, отверстия, ведущие к мотору (если таковые имеются).

Техника безопасности

• Приступать к выполнению работ можно только в защитной спецодежде.

• Нельзя подходить к инструменту с распущенными длинными волосами, висящими украшениями.
• Перед включением агрегата необходимо проверять заземление.
• Эксплуатация механизма возможна только после проверки состояния оборудования, тестирования холостого хода.
• Нужно надежно фиксировать заготовку для избежания ее срыва.
• Технология точения древесины на токарном станке не подразумевает силовых воздействий на деталь. Все движения должны быть плавными, осуществляться только на полном ходу вала.
• Нельзя передавать предметы через работающий станок.
• Нельзя прикасаться к работающим механизмам.

Технология обработки

Принцип работы — постепенное снятие стружки с заготовки с помощью станка и ручных инструментов.

Станина должна располагаться параллельно телу. Не следует нагибаться над рабочим местом, отходить от него далеко. Оптимальное расстояние — длина предплечья. Высота установки — на уровне локтя.

Нужно соблюдать время работы, делать перерывы через каждые 20–30 минут.

Первичная обработка болванки производится захватом инструмента сверху, сомкнув пальцы снизу. Так надежно удерживается грубое изделие при высоких оборотах токарного станка.

Обрабатывать обточенную деталь удобнее нижним захватом. Это положение обеспечивает более точное движение инструмента при финишной корректировке.

Этап 1: делаем заготовки

1. Нужно взять брусок любой породы дерева. Его размеры должны незначительно отличаться от габаритов предполагаемого изделия.
2. Топором заготовке придается форма цилиндра. Крепить к станку целиковый брусок не рекомендуется: велик риск получить травму от отлетевших крупных кусков древесины.
3. Обозначается место, где будет произведено вытачивание формы (центр вращения).

Этап 2: выбор стамески

Для обработки болванки требуется 3 стамески:

• Желобчатая. Ее полукруглая форма подходит для снятия грубого верхнего слоя с заготовки.
• Желобчатая полукруглая вогнутая. Для подготовки изделия к финишной отделке.
• Косая. Помогает вытачивать конусы, подрезать торцы, производить чистовую обработку.

Этап 3: фиксация заготовки

На всех станках предусмотрено место для крепления обрабатываемой детали. Зачастую крепежом выступает шестигранник с шипами. Чтобы заготовка не выпала из механизма при работе, рекомендуется с помощью стамески сделать в ее торцах углубления в местах прилегания шипов.

Опорную скобу подручника (поддержку для руки) устанавливают на расстоянии 5 мм от болванки и немного выше оси вращения. По мере стачивания объема заготовки подручник приближают к поверхности изделия, подкручивают задний шпиндель станка через каждые 5–10 минут.

Этап 4: точение изделия

Сначала нужно запустить вал. Только после набора скорости можно начинать отделку.

При работе на станке необходимо поочередно использовать стамески, менять их по мере обточки грубой болванки.

Точение на токарном станке начинается с черновой обработки. Устанавливают скорость вращения 1000–1500 об/мин. Используют полукруглую стамеску, ее лезвие и боковые части. Держат инструмент обеими руками, опираясь на подручник. Вести приспособление необходимо в направлении снятия стружки одной рукой, второй нужно только придерживать ручку стамески. Нельзя давить на дерево.

Затем меняют обрабатывающий инструмент. Для создания контура выемок используется желобчатая полукруглая стамеска. Острый торец приспособления направляют под углом около 45° к детали, углубляя лезвие внутрь заготовки в отмеченных местах. На этом этапе осуществляется художественная резьба по дереву.

Выточенный элемент обрабатывается косой стамеской.

Правильно обработанное изделие имеет гладкую поверхность.

В видео объясняются тонкости процесса.

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

« Кадетская школа № 4 г. Горно-Алтайска»

Механическая обработка древесины.

Токарный станок для лобового точения древесины

выполнил Зырянов Никита

руководитель проекта Красиков Евгений Васильевич

г. Горно-Алтайск -2018-

Обоснование проблемы и потребности

Технология точения древесины на токарном станке

-точение детали на центрах

-вытачивание внутренних полостей

-обработка детали по копиру

-выбор режима резания

-обработка деталей на токарных станка с ЧПУ

-инструменты для точения древесины

История и современность токарной обработки древесины

Анализ токарных станков, оптимальный вариант

-школьный станок СТД-120

Электрическая схема станка

Технические характеристики станка СЛТД-2018

Преимущества и недостатки

-требования к заготовке

Правила безопасной работы

-технологическая оценка станка

-экологическая оценка станка

-эстетическая оценка станка

-экономическая оценка станка

Рецензия на работу

Обоснование проблемы и потребности

Всем известно, что в настоящее время сохранение и рациональное использование материалов и энергии приобретает первостепенное значение не только для экологии, но и для оптимизации технологических процессов с целью достижения планируемого результата в обработке материалов.

Сегодня выточенные детали широко используются в производстве мебели, оформлении интерьера, создании бытовой утвари, сувениров, игрушек и прочих предметов. Подобные изделия носят как конструктивный, так и декоративный характер.

Точение древесины более полно раскрывает декоративные качества этого материала, создает возможность для использования лесоматериалов распространенных сортов, которые не отличаются красивой текстурой. Кроме этого токарное производство активно использует древесину кустарников и отходы, которые получаются в ходе раскроя пиломатериалов на деревообрабатывающих заводах.

В нашей школе большое внимание уделяется обработке материалов. Знания и умения, полученные на уроках технологии, пригодятся в дальнейшем. Поэтому хочется сделать для школы что-нибудь приятное.

Я изучил технологию токарной обработки древесины и поставил своей целью создать станок для лобового, внутреннего точения древесины.

Технология точения древесины на токарном станке

Точение детали на центрах

Сущность процесса резания при точении заключается в снятии поверхностного слоя обрабатываемой заготовки в виде стружки. При этом заготовка вращается, а стамеска перемещается относительно заготовки.

Для точения лучше всего подходит однородная по текстуре древесина. Это береза, липа, осина, бук, вяз, орех.

Последовательность точения детали

а- закрепление заготовки; б – закрепление заготовки разрез; в- черновая обработка рейером; г- чистовая обработка мейселем; д- обрезка (торцевание) заготовки.

Вытачивание внутренних полостей

Для вытачивания внутренних поверхностей заготовку закрепляют только в передней бабке станка, кулачковым патроном, планшайбой или трубчатым патроном.

-вытачивание грубого контура изделия рейером;

-выравнивание торца заготовки мейселем, рейером или скребком;

-выборка внутренней полости. Подручник располагают поперек направляющих станка, полукруглую стамеску вводят в заготовку перемещая ее от центра к краю, до получения выемки нужной формы и размера. Полые поверхности небольшой глубины и небольшого диаметра выбирают полукруглой стамеской при продольном размещении подручника, инструмент при этом располагают под наклоном и перемещают от центра к краю. Внутренние поверхности сложной формы обрабатывают специальными стамесками – крючками, кольцами;

-доводка внешней формы заготовки;

-отрезка и снятие детали со станка.

Точение полых изделий

а- на планшайбе; б- в трубчатом патроне

Обработка детали по копиру

Большой объем одинаковых деталей удобно изготавливать с помощью копира.

В качестве режущего инструмента, в зависимости от конструкции станка, можно использовать токарные резцы, установленные в суппорте станка, стамески с упором или фрезы.

Выбор режима резания

Скорость главного движения резания на токарных станках для различных точек режущей кромки различна и зависит от расстояния до оси вращения заготовки. Средняя скорость для средней точки определяется по формуле:

где Dcp- средний диаметр заготовки, мм;

n- частота вращения шпинделя, об/мин;

Частоту вращения шпинделя выбирают в зависимости от диаметра заготовки, при установке планшайбы диаметром более 400 мм частота вращения шпинделя не должна превышать 800 об/мин.

Скорость главного движения резания для древесины мягких пород 10-12 м/с, для древесины твердых пород 0,5-3 м/с.

Обработка деталей на токарных станка с ЧПУ

Токарные станки с ЧПУ, в качестве режущего и инструмента имеют концевые фрезы или комбинируются концевой и дисковой фрезами.

При обработке детали концевой фрезой можно получить различный фигурный профиль на заготовке. Перемещение фрезы и скорость вращения заготовки задается с помощью программного обеспечения в зависимости от формы будущей детали.

Инструменты для точения древесины

Токарные резцы по дереву – предназначенные для ручной обработки вращающейся в станке детали.

Они состоят из двух основных частей: рабочей /металлической/ и ручки /обычно деревянной/.

В свою очередь, рабочую часть можно условно разделить на:

-режущую /лезвие/ – это та часть, которая затачивается и вступает во взаимодействие с заготовкой;

-тело – основная часть, за которую токарь удерживает резец «нерабочей» рукой на подлокотнике станка;

-хвостовик – зауженная часть, в которую плавно переходит тело. Хвостовик предназначен для крепления на нём ручки.

Ручку можно условно разделить на две части:

-основа – это большая часть, которую токарь держит в «рабочей» руке;

-шейка – маленькая цилиндрическая часть с металлическим крепёжным кольцом, которое предотвращает растрескивание ручки при набивании её на хвостовик рабочей части.

Виды токарных резцов

В зависимости от вида выполняемой работы, токарные резцы по дереву имеют различную конфигурацию, чем сложнее изделие, тем изощрённей будет и их конструкция, которая будет определять специфическую заточку лезвия. У каждого мастера могут быть свои особенные, эксклюзивные, узкоспециальные токарные инструменты, предназначенные для выполнения какой-то особенной работы. Поэтому изучать конструкцию каждого отдельного резца нет необходимости.

Для успешной работы начинающего токаря достаточно будет двух видов: рейера и мейселя.

Рейер – предназначен для грубой, черновой, первоначальной обработки заготовки. Конструктивной особенностью такого вида является лезвие по форме напоминающее полукруг. Изготавливается он из толстой пластины или из желобка полукруглого сечения. С помощью рейера деревянной заготовке придают приблизительные очертания будущего изделия.

Мейсель – для чистовой обработки заготовки, придания ей окончательной формы. Также, с его помощью можно производить отрезание изделия от остатков заготовки. По форме мейсель напоминает нож-косяк /пластина с косым лезвием, заточенная с двух сторон под одинаковым углом/.

С помощью рейера и мейселя можно легко выполнять токарные работы средней сложности. Обрабатывая заготовку по внешней поверхности. В некоторых случаях возможна работа с внутренними поверхностями детали.

Все остальные токарные резцы по дереву можно отнести к группе фасонных. Среди них наиболее популярными являются такие виды:

-стамеска-скребок – для выравнивания цилиндрической поверхности заготовки, напоминает по форме прямую стамеску с односторонней заточкой;

-гребёнка – предназначена для выполнения резьбы и нанесения декоративных канавок и рисок;

-крючок – для вытачивания в заготовке полостей;

-кольцо – имеет то же предназначение, что и крючок;

-для грубой обработки – имеет форму лезвия в виде треугольника, предназначен для придания заготовке цилиндрической формы. Такой вид наиболее безопасный из всех остальных благодаря малой площади прикасания инструмента с заготовкой.

История и современность токарной обработки древесины

В древние века в Греции и Риме существовали приспособления для обработки керамики и дерева. По утверждению историков за 400 лет до нашей эры с успехом применялось устройство, на котором обтачивались механически вращавшиеся /от ручного привода / изделия из металла, керамики, дерева.

В дальнейшем устройство для точения претерпело ряд конструктивных изменений. Оно приводилось в движение уже ногой человека и привязывалось бичевой к двум соседним деревьям. Обрабатываемое изделие крепилось между двумя, привязанными к стволам деревьев, отточенными колами.

Вращение изделия осуществлялось веревкой, верхний конец которой был привязан к пружинящей ветке дерева, посередине веревка обвивала изделие, а нижний конец веревки заканчивался петлей. Человек вставлял ногу в петлю, и, нажимая и отпуская веревку, приводил изделие во вращательное движение. Это токарное устройство применялось очень долго в самых разнообразных модификациях.

В начале XV века основание токарного станка представляло собой деревянную скамейку. На скамейке-станине находилось две бабки, соединенные бруском, служившим опорой для резца. Это избавляло токаря от необходимости держать резец на весу. Детали станка изготовлялись из дерева. Над станком свешивалась укрепленная на столбе гибкая жердь. К концу жерди прикреплялась веревка. Веревка обвивалась вокруг вала, спускалась вниз и привязывалась к деревянной педали. Нажимая на педаль, токарь приводил во вращение деталь. Когда токарь отпускал педаль, гибкая жердь тянула веревку назад. При этом заготовка вращалась в обратную сторону, так что токарю приходилось, как и в лучковых станках, попеременно то прижимать, то отодвигать резец.

В начале XVII века начинают применяться станки с непрерывным канатным ручным приводом от маховика, расположенного за станком.

Токарный станок с ножным приводом

Главные характеристики токарного оборудования с ЧПУ — высокая скорость и точность обработки материала, за счёт которых можно выполнять полный спектр работ по дереву от нарезки, до изготовления объёмных 3D-изображений. Обработка выполняется в автоматическом режиме по заданной программе. Основные настройки задаются исходят из подготовленного графического файла. Оператор должен заранее позаботиться о подготовке файла, чтобы быть уверенным в точности расчётов.

Обработка деревянных заготовок на фрезерном оборудовании осуществляется в три этапа. Первый тап является черновым. На этом этапе используются цилиндрические концевые фрезы. Фреза совершает один или два прохода с целью придания материалу формы. В процессе снимается значительная часть слоя материала с прицелом на дальнейшую обработку. На втором этапе производится более глубокая обработка материала, а третий этап является финальным.

Анализ токарных станков, оптимальный вариант

Существует три вида токарных станков по дереву.

Промышленные. Предназначаются они для массового производства, поэтому у них очень высокая производительность. Такие станки обладают большим функционалом, поэтому рассчитаны только на поточный вариант производства. Обладают большим весом /не менее 200 кг/ и мощностью свыше 1 кВт.

Для небольших производств. Это малогабаритные станки, которые весят от 40 до 90 кг. Мощность их двигателя в пределах 500-1000 Вт. Функционал небольшой, но достаточный, чтобы обеспечить нужды мастерской.

Настольный или бытовой токарный станок. Название уже говорит само за себя – его устанавливают обычно на верстак и используют для изготовления единичных изделий. Мощность такого станка для дома не превышает 500 Вт, весит он в пределах 20 кг.

Как выбрать токарный станок в зависимости от его характеристик. Основной критерий выбора – мощность. Все будет зависеть от того, какие задачи возлагаются на устройство. Если необходимо иногда в домашних условиях что-то сделать своими руками, то маломощный настольный токарный станок по дереву будет оптимальным вариантом.

Второй критерий выбора – размер обрабатываемой детали. Здесь учитываются два показателя: расстояние от установленной детали до станины и межцентрового расстояния – 33-110 см.

Третья характеристика – скорость вращения шпинделя. Здесь достаточно широкий диапазон: 400-3500 об/мин. Чем быстрее вращается заготовка, тем точнее и чище ее обработка.