Токарная работа по дереву: тонкости самостоятельного вытачивания изделий на токарном станке для начинающих от А до Я

Во все времена для украшения интерьера, изготовления отдельных частей мебели большой популярностью пользовались изделия, выточенные из различных пород дерева. Токарные работы по дереву всегда привлекали любителей, желающих проявить творческую фантазию и мастерство. Современные токарные агрегаты позволяют изготовить отдельные детали мебели, элементы интерьера, заготовки и детали для народных промыслов.

Основные принципы токарной обработки

Главным принципом токарной обработки является оптимальное сочетание двух видов движений. Первое – это вращательное, которое производится благодаря использованию электрического двигателя и системы передач, второе – поступательное, в основном ручное, для подачи необходимого токарного инструмента. Этот принцип работы заложен во всех разновидностях токарных станков. Он позволяет работать с деталями самых сложных конфигураций. Обработка на токарных станках осуществляется следующими типами инструмента:

• стамески;
• реймеры;
• мейслеры;
• резцы.

Каждый токарный станок имеет свою систему крепления. Он может быть снабжён дополнительным оборудованием, расширяющим его возможности по обработки различного вида древесины.

Для точной подачи деревянной болванки используется специальный подручник. Он позволяет устанавливать её в требуемом положении с соблюдением необходимой центровки. Правильной и качественной токарной обработке способствует точно установленный угол у валика.

Какие понадобятся резцы для работы?

Видов резцов на стандартном станке насчитывается около 15 штук. Каждый из них предназначен для выполнения определенного приема точения. Использовать неподходящий резец, который выполняет идентичные функции, нельзя. Это может дать эффективный результат, но приведет к поломке оборудования.

Резцы — наиболее важная деталь механима. В ручных и автоматизированных станках они сменятся специалистом при каждом ходе. Исключение составляют лишь специализированные варианты, которые можно настроить так, чтоб резец сменялся автоматически на необходимый на шаг-два вперед. Это свойство значительно экономит время. Автоматические токарные станки изменяют резец автоматически, то есть без участия человека. Это очень удобно, так как отсутствует риск получить травму, особенно при проверке работоспособности, кроме того, существенно экономится время и ресурсы.

Специализированные станки оснащены несколькими резцами, так как они работают с конкретной по форме, типу деталью. А вот универсальные оснащаются десятками резцов с различными размерами. В наиболее масштабных вариантах их может быть 15 разновидностей, при этом различных размеров. Виды:

• прямой резец;
• упорный механизм;
• отогнутый проходной резец;
• отрезной не проходной;
• канавочный резец;
• расточный механизм;
• зенкер;

• сверло;
• резец для проведения резьбы;
• развертка;
• фасонный вариант;
• метчик;
• накатка.

Обратите внимание на то, что в резцах накатки указываются стрелка направления — судят, как перемещается инструментарий при вращении обрабатываемой детали.

Виды оборудования для токарной обработки

Несмотря на многообразие столярных изделий, все операции токарной обработки могут быть реализованы с применением следующих типов агрегатов:

• фрезерного;
• токарного;
• рейсмусового;
• распиловочного.

Фрезерный применяется для проведения работ по вырезанию профиля и рельефных элементов. Для получения необходимой формы и заданной величины рельефа используется фреза конкретного размера.

Токарный станок по дереву позволяет проводить весь перечень работ точения, вырезания углублений, шлифовки и полировки.

Рейсмусовый станок способен осуществлять операции строгания заготовок до заданной толщины. Кроме этого в зависимости от количества ножей на валу и степени их заточки удаётся получить поверхность высокой степени точности.

Распиловочный необходим для проведения работ связанных с предварительной подготовкой плоских деревянных заготовок. Распиловка может производиться вдоль установленного бруска или поперёк с сохранением текстуры дерева.

Все деревообрабатывающие (в том числе и токарные) агрегаты делятся на три категории:

• промышленные (применяются на крупных деревообрабатывающих предприятиях, мебельных комбинатах);
• полупрофессиональные (используются в организациях производящих работы в небольшом количестве);
• бытовые или настольные (применяются для индивидуальной работы в домашних мастерских).

Основными отличиями является производительность и массогабаритные характеристики.

Виды работ

Подобные агрегаты позволяют производить следующие виды токарных работ:

• точение различных видов;
• шлифование;
• отрезание лишней части заготовки;
• сверление торцевых отверстий.

Точение имеет три вида:

• продольное;
• поперечное;
• угловое.

Продольное точение предполагает плавное движение режущего инструмента при постоянной скорости вращения деревянной болванки. Движение токарного инструмента осуществляется с небольшой скоростью параллельно оси вращения. Поперечное точение производится в результате движения токарного инструмента под определённым усилием перпендикулярно оси вращения. Для получения сложных фигур используют угловое точение. В этом случае инструмент направляется под определённым углом к поверхности заготовки. Эти методы позволяют получить самые сложные формы выборки. Следует помнить, чтобы правильно точить деревянную заготовку, следует уточнить её плотность, выбрать скорость вращения шпинделя и необходимый режущий инструмент.

Для работы одним из видов точения применяют следующие приёмы расположения инструмента:

• нижнее;
• верхнее;
• прямое (перпендикулярное или под углом).

Благодаря выбору одного из приёмов можно выточить заданную фигуру или сделать необходимую проточку под любым углом.

Советы новичку, как работать на фрезерном станке по дереву с ЧПУ

Следующие советы помогут новичкам быстрее освоить работу на фрезерном станке с ЧПУ :

1. Приобрести несколько видов качественных фрез. Не нужно покупать целые наборы сомнительного качества. Начать рекомендуется с быстрорежущей стали. Как только появится опыт, лучше купить фрезы из твердосплава.
2. Купить качественные тиски, набор параллелек и комплект прихваток. При обработке детали важным этапом является ее закрепление. Если плохо закрепить деталь в тисках, она сдвинется во время обработки. Тогда оператор и не поймет, в чем проблема.
3. Если в устройстве нет СОЖ, рекомендуется установить генератор тумана. Лучше брать качественный. Он стоит дороже, но при этом прослужит дольше.
4. Изучите работу контроллера ЧПУ. Нужно иметь представление, что делает программа при ее запуске.
5. Работайте как можно дольше с осями до тех пор, пока работа не будет автоматизирована.
6. Приобретите инструмент для измерения фрезы. Перед его эксплуатацией изучите инструкцию.
7. Учитесь регулировать тиски и сам станок. Важно запомнить, что перед началом работы нужно проверять положение тисков.
8. Работу начинайте с мягкой стали, нержавейку лучше оставить на потом.
9. Практикуйтесь на алюминиевых ступенчатых губках до тех пор, пока срезы не получатся параллельными.
10. Изучите программные обеспечения. Для этого рекомендуется читать не только справку в самих ПО, но и изучать интернет-ресурсы.

Новичкам в работе на станках с ЧПУ рекомендуется детально изучить инструкцию и следовать только ей. Работать на таких устройствах несложно, но опыт все же необходим. Обращать внимание стоит на каждый сигнал об ошибке. В этом случае станок прослужит максимально долго.

• 08 ноября 2020
• 2495

Выбор и подготовка заготовки

Дерево относится к той категории поделочного материала, который позволяет создавать самые причудливые и эффектные изделия. Красота и оригинальность изготовленной поделки зависит от породы выбранной древесины, возможностей токарного станка, уровня квалификации мастера, аккуратности проводимой работы.

Работы на токарном станке требуют тщательной подборки деревянной болванки. В качестве древесины выбирают обычно лиственные породы дерева. Наиболее популярными считаются: липа, груша, ольха, дуб, бук, орех, различные виды берёзы. Из наиболее редких пород дерева применяют красное и чёрное. Однако следует помнить, что основа каждой из пород имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при обработке. К таким особенностям относятся:

• плотность;
• наличие оригинальной текстуры;
• отсутствие трещин и сучков;
• для хвойных и некоторых лиственных деревьев, например, вишни отсутствие так называемых просмолок;
• для хвойных пород наличие внешней и внутренней синевы.

Для начинающих специалистов целесообразно выбирать для работы, хорошо просушенные болванки, обладающие цельной структурой и средней плотностью. На них хорошо проводить обучение на самом простом токарном оборудовании. Для приобретения навыков работы с древесиной целесообразно выбрать изделие простой конструкции.

Влажная и сухая древесина

Мокрая древесина обычно обрабатывается лучше. Преимущество не только в простом и быстром захвате материала, но и в минимальном пылеобразовании при работе.

Однако полученный продукт со временем претерпит серьезные изменения. Постепенное высыхание может изменить форму и размеры объекта. Быстрое высыхание может даже вызвать растрескивание.

В отличие от свежей древесины при обработке сухой древесины можно рассчитывать на стабильность формы и окончательный цвет.Однако такая токарная работа более трудоемка, но ряд современных устройств решает эту проблему.

Также важны более низкая доступность и более высокая цена высушенной древесины.

Настройка станка

Для обеспечения получения наилучшей степени токарной обработки деревянной болванки следует произвести его правильную настройку и грамотно выбрать режущий инструмент. Прежде всего следует произвести правильное расположение подручника на токарном по дереву станке. Это позволит оптимизировать процесс обработки.

Настройка станка для обработки древесины включает следующие операции:

1. Закрепить подготовленную болванку, используя элементы крепления конкретного токарного станка (поводковый патрон или планшайбу).
2. Установить подручник по центру заготовки с зазором около 3 мм.
3. Для устройств с механической подачей необходимо установить копирную линейку.
4. Выставить регулировки управления в необходимое положение (в том числе скорость вращения шпинделя).
5. Выбрать и проверить качество режущего инструмента.
6. Проверить исправность внешних элементов станка, включая электрический кабель питания.
7. Включить станок и провести проверку его работоспособности на холостом ходу.
8. Если есть возможность провести пробную обработку на черновой заготовке.

От правильной настройки и установки начальных режимов зависит качество обработки и безопасность.

Как работает ЧПУ станок по дереву?

Станок с ЧПУ по дереву работает по следующему принципу:

1. В первую очередь программа, предназначенная для обработки предмета, вводится в управляющий блок станка.
2. В главном управляющем блоке устройства происходит полная обработка данных, блок управления готовит все команды для последующего движения узлов, а затем отправляет их в приводную систему.
3. Привод держит под контролем движение блоков устройства и скорость их работы.
4. Далее фиксируется информация о скорости движения осей и их положения на данный момент. За это отвечает система обратной связи. Сигнал отправляется в блок управления.
5. В управляющем блоке проводится анализ и сравнивание сигналов обратной связи и первоначальных. При наличии ошибок блок управления отправляет сигнал в исполнительный механизм, который корректирует работу устройства.
6. Пульт управления и дисплей помогает оператору отслеживать команды, программы и другую важную информацию.

Как закрепить заготовку

Важным элементом обработки деревянной заготовки является её правильное крепление на станке. Для решения этой задачи разработаны различные устройства, обеспечивающие надёжную фиксацию практически любой болванки. К таким устройствам относятся:

• поводковый патрон;
• планшайба.

Каждое из таких приспособлений обладает определёнными конструктивными особенностями, которые позволяют надёжно закрепить и удерживать деталь во время обработки.

Для закрепления будущей детали в поводковом патроне следует просверлить небольшое отверстие в центре торца заготовки. В это отверстие вставляют центральный зуб патрона и далее с помощью небольшого усилия вставляют остальные зубья. Такое крепление обеспечивает строгое расположение болванки относительно оси вращения.

Планшайба выполнена в форме круглого металлического диска. В середине этого диска расположено отверстие, через которое она надевается на шпиндель токарного станка. По периметру шайбы изготовлены отверстия, через которые с помощью саморезов заготовка крепится к планшайбе. Для соблюдения центровки целесообразно провести предварительную разметку центра будущей детали.

Как работать на ЧПУ станке по дереву?

Работать на устройстве с ЧПУ не составляет труда. Главное – ознакомиться с основными этапами обработки.

Дизайн детали

Специальное программное обеспечение (CAD) дает возможность создавать детали объемных моделей (2D или 3D), которые вследствие будут полностью собраны. CAD – оптимальная программа для новичков, она полностью автоматизирована, в ней нужно только задать точные параметры деталей.

Программирование

Программное обеспечение CAD позволяет преобразовывать детали в g-код. Работать с ПО легко даже новичку. Все этапы описываются, есть указатели. Ошибку допустить практически невозможно, поскольку обо всех отклонениях сообщается в программе.

Настройка станка

Процесс настройки состоит из следующих этапов:

1. Предстартовый. Перед тем как запустить устройство, нужно убедиться, что охлаждающая жидкость и масло залиты в резервуары по максимуму. На этом этапе важно внимательно изучить инструкцию (особенно если настройка проходит в первый раз).
2. Проверить, нет ли посторонних предметов в рабочей зоне.
3. Также нужно проверить, подается ли воздух в устройство и соответствует ли давление нормам, описанным в инструкции. Для этого обязательно должен быть включен компрессор.
4. Пуск. Подключить устройство к электропитанию и запустить. Главный выключатель можно найти на задней панели станка. Кнопка для запуска питания располагается на панели управления (в левом верхнем углу).
5. Поместить необходимые инструменты в устройство. Требования к порядку размещения инструментов описаны в программе с ЧПУ. Если у станка один инструмент, нужно установить фрезу в шпиндель.
6. Деталь устанавливается в тиски и закрепляется на столе, их положение фиксируется.
7. Коррекционный показатель устанавливается по длине инструмента. Инструменты перемещаются в верхнюю часть детали (их порядок также описывается в требованиях ЧПУ), а после устанавливаются коррекционные показатели.
8. Корректируются направления осей X и Y. После установки деталей и тисков настраивается коррекция заготовочной установки для поиска начальных точек X и Y.
9. Загрузить программу ЧПУ в управляющую систему. Происходит это с помощью флеш-накопителя.

Изготовление деталей

Непосредственный процесс изготовления деталей начинается после настройки устройства. Производство включает в себя несколько шагов:

1. Пробное изготовление. Запустить программу производства в воздухе (от детали нужно отступить примерно 5 см).
2. Запуск основной программы. На этом этапе важно проследить, чтобы устройство не выдавало сигналов об ошибке.
3. После запуска происходит регулировка смещения по требованиям ЧПУ. Нужно проверить показатели детали. Если нужно, провести регулировку коррекции длины инструментов. Этот шаг необходим для того, чтобы проверить, соответствует ли деталь параметрам.
4. Окончание работы. Как только производство закончится, деталь изымается из тисков, инструменты снимаются со шпинделя. Рабочая зона осматривается и очищается, станок выключается и отключается от питания.

Техника безопасности при работе

Работа на токарном станке независимо от опыта требует соблюдения установленных правил безопасности. Это не важно, работает начинающий токарь или умудрённый профессионал. Все правила техники безопасности можно разделить на следующие категории:

• требования, предъявляемые к заготовке;
• правильность фиксации болванки и порядок включения станка;
• подготовка инструмента;
• подготовка средств индивидуальной защиты.

Первая категория требований включает:

• проверить целостность заготовки;
• отсутствие явных дефектов;
• уровень влажности;
• соблюдение требований по форме болванки (это устранит биение детали).

Второй перечень связан с правилами работы. Перед включением токарного агрегата необходимо изучить инструкцию. В ней описана последовательность предварительных работ, порядок включения, правила работы и возможные неисправности. Кроме этого в инструкции в зависимости от установленного устройства фиксации прописаны рекомендации по правильной установке и закреплению болванки. Главными требованиями к токарным работам являются:

• надёжно зафиксировать болванку;
• проверить целостность кабеля питания (по нему подаётся высокое напряжение к двигателю);
• исправность кабеля заземления;
• все органы управления должны быть установлены в исходное положение;
• на станине и поверхности станка не должно быть мусора и лишних предметов;
• снимать стружку во время токарных работ следует постепенно тонким слоем (необходимо избежать глубокого проникновения инструмента в заготовку иначе может произойти её разрушение, что приведёт к попаданию осколков на руки и в глаза);
• целесообразно локоть плотно прижимать к телу (это создаст дополнительный упор, позволяющий улучшить фиксацию инструмента).

Весь инструмент, который планируется использовать в процессе работы, должен находиться в исправном состоянии. Ручки не должны иметь трещин и явных дефектов. Режущая кромка должна быть заточена согласно правилам.

Перед началом работы следует позаботиться о средствах индивидуальной защиты. К ним относятся: защитный халат, головной убор и защитные очки. Наличие индивидуальных средств защиты позволит избежать травм.

Режущий инструмент токарного станка

Эффективность, которой отличается работа на токарном станке, определяется рядом параметров: глубиной и скоростью резания, величиной продольной подачи. Чтобы обработка детали была высококачественной, необходимо организовать следующие условия:

• высокую скорость вращения заготовки, фиксируемой в патроне или планшайбе;
• устойчивость инструмента и достаточную степень его воздействия на деталь;
• максимально возможный слой металла, убираемый за проход инструмента;
• высокую устойчивость всех узлов станка и поддержание их в рабочем состоянии.

Скорость резки выбирается на основе характеристик материала, из которого сделана заготовка, типа и качества применяемого резца. В соответствии с выбранной скоростью резки выбирается частота вращения шпинделя станка, оснащенного токарным патроном или планшайбой.

При помощи различных типов резцов можно выполнять черновые или чистовые виды токарных работ, а на выбор инструмента основное влияние оказывает характер обработки. Изменяя геометрические параметры режущей части инструмента, можно регулировать величину снимаемого слоя металла. Выделяют правые резцы, которые в процессе обработки детали передвигаются от задней бабки к передней, и левые, движущиеся, соответственно, в обратном направлении.

Основные типы токарных резцов

По форме и расположению лезвия резцы классифицируются следующим образом:

• инструменты с оттянутой рабочей частью, ширина которой меньше ширины их крепежной части;
• прямые;
• отогнутые.

Различаются резцы и по цели применения:

• подрезные (обработка поверхностей, перпендикулярных оси вращения);
• проходные (точение плоских торцовых поверхностей);
• канавочные (формирование канавок);
• фасонные (получение детали с определенным профилем);
• расточные (расточка отверстий в заготовке);
• резьбовые (нарезание резьбы любых видов);
• отрезные (отрезание детали заданной длины).

Качество, точность и производительность обработки, выполняемой на токарном станке, зависят не только от правильного выбора инструмента, но и от его геометрических параметров. Именно поэтому на уроках в специальных учебных заведениях, где обучаются будущие специалисты токарного дела, очень большое внимание уделяется именно вопросам геометрии режущего инструмента.

Углы токарного резца

Основными геометрическими параметрами любого резца являются углы между его режущими кромками и направлением, в котором осуществляется подача. Такие углы режущего инструмента называют углами в плане. Среди них различают:

• главный угол – φ, измеряемый между главной режущей кромкой инструмента и направлением подачи;
• вспомогательный – φ1, расположенный, соответственно, между вспомогательной кромкой и направлением подачи;
• угол при вершине резца – ε.

Угол при вершине зависит только от того, как заточен инструмент, а вспомогательные углы можно регулировать еще и его установкой. При увеличении главного угла уменьшается угол при вершине, при этом уменьшается и часть режущей кромки, участвующей в обработке, соответственно, стойкость инструмента тоже становится меньше. Чем меньше значение этого угла, тем большая часть режущей кромки участвует как в обработке, так и в отводе тепла от зоны резания. Такие резцы являются более стойкими.

Практика показывает, что для токарной обработки не слишком жестких заготовок небольшого диаметра оптимальным является главный угол, величина которого находится в интервале 60–90 градусов. Если обрабатывать необходимо заготовку большого диаметра, то главный угол необходимо выбирать в интервале 30–45 градусов. От величины вспомогательного угла зависит прочность вершины резца, поэтому его не делают большим (как правило, он выбирается из интервала 10–30 градусов).

Особое внимание на уроках по токарному делу уделяется и тому, как правильно выбирать тип резца в зависимости от вида обработки. Так, существуют определенные правила, по которым обработку поверхностей того или иного типа выполняют с помощью резца определенной категории.

• Обычные прямые и отогнутые резцы необходимы для обработки наружных поверхностей детали.
• Упорный проходной инструмент потребуется для торцевой и цилиндрической поверхностей.
• Отрезной резец выбирают для протачивания канавок и обрезки заготовки.
• Расточные резцы применяются для обработки отверстий, просверленных ранее.

Отдельную категорию токарного инструмента составляют резцы, с помощью которых можно обрабатывать фасонные поверхности с длиной образующей линии до 40 мм. Такие резцы подразделяются на несколько основных типов:

• по конструктивным особенностям: стержневые, круглые и призматические;
• по направлению, в котором осуществляется обработка изделия: радиальные и тангенциальные.

Токарно-винторезный станок 1В625МП