Токарная обработка древесины

Токарные станки по дереву (см. таблицу) служат для обработки поверхности заготовок путем точения и придания им формы  тел вращения. Точение (обточка)  есть процесс обработки (снятия стружки0  на токарном станке  при вращательном движении  заготовки  и поступательном движении резца. Подача резца может быть ручной (на подручнике0 и механической (с помощью суппорта, перемещаемого по винту вручную или автоматически).

Токарные станки по дереву находят широкое применение  в модельных цехах при изготовлении модельных комплектов.

В зависимости от того, какую форму нужно получить, изготовляемое  из заготовки,  последняя может быть подвергнута как наружной  обточке, так  и внутренней.

Техническая характеристика токарных станков

ПоказателиС подручникомС подручником, суппортом и выносной план шайбой
ТМ-40ТВ-200мТВ — 63ТВ — 300
Высота центров над станиной, мм200200320300
Расстояние между центрами, мм1600150016001700
Наибольший диаметр заготовки, мм

Над станиной

В выемке станины

 

 

 

400

600

 

 

 

380

600

 

 

 

630

1000

 

 

 

600

1000

Частота вращения шпинделя, об/мин250-2500250-2500135-2500250-2500
Мощность электродвигателя, кВт1,41,22,83
Наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой с помощью  лоботокарного устройства, мм 

 

 

 

 

 

До 2000

 

 

До 2000

Диаметр планшайб, мм200;500200;500300;500300;500
Габаритные размеры станка, мм

Длина

Ширина

высота

 

2600

635

1310

 

2500

635

1310

 

2900

870

1400

 

2920

880

1415

Масса станка, кг77562014001400

 

Наиболее распространенными в модельном производстве являются токарные станки центровые  и лобовые.

На рис 1 а , приведен станок марки ТВ – 200М для выполнения  токарных работ по дереву с ручной подачей резца по подручнику. Этот станок предназначен для обработки длинных и коротких изделий небольшим диаметром, но на нем можно обрабатывать и короткие изделия большого диаметра (позволяет выемка в станине).

На левой стороне станины прочно закреплена неподвижная передняя бабка с  вращающимся  в подшипниках шпинделем,  имеющем коническое отверстие, в которое вставляется стальная гребенка или центр. На конце наружной поверхности шпинделя сделана резьба для   навертывания на него патрона или планшайбы.

Справа на станине размещена задняя бабка, которая может передвигаться вдоль станины и закрепляться в любом месте.  Она предназначена при необходимости для поддерживания вращающееся изделие  с другого конца. В задней бабке имеется пиноль с зажимным центром. Центры передней и задней бабок  устанавливаются на одной прямой  (оси, параллельно верхней плоскости  направляющих  станины станка). Расстояние от плоскости направляющих  станины до оси (линии центров)  называют высотой центров.

Между передней и задней бабками  установлен подручник для упора и установки режущего инструмента(резца)  при точении заготовки вручную.

Подручник перемещается по направляющим станины и может быть закреплен на нужной высоте и требуемым углом.

Привод станка осуществляется ременной передачей  через четырехступенчатые шкивы  от электродвигателя, установленного в передней тумбе. Для быстрой остановки шпинделя служит ручной тормоз.  Находит применение и станок модели ТП-40.

токарные станки по дереву

   На рис  1  б, показан центровой токарный станок ТВ + 300 с механической подачей резца. Этот станок отличается тем,  что на нем можно вести обработку не только  ручным способом, с подручником, но и механическим, с помощью  суппорта, который прочно удерживает резец в правильном положении и сообщает ему подачу в продольном и поперечном направлениях, а также под углом.

Обработка на этом станке может производиться в центрах, на планшайбе или в патроне с помощью подручника (с ручной подачей резца) или с использованием  механической подачи суппорта.

Станина станка опирается на две тумбы и имеет впереди выемку, позволяющую обрабатывать  короткие изделия  диаметром до 1000 мм и шириной (длиной)  до 300 мм. В левой тумбе станка  размещен редуктор  с электродвигателем, обеспечивающим получение  четырех ступеней  частоты вращения. В правой тумбе размещена электроаппаратура.

Шпиндель оборудован тормозным устройством,  обеспечивающим быструю остановку его при отключении  электродвигателя.  Фартук  суппорта обеспечивает  реверсирование (обратный ход)  рабочей подачи суппорта, а также ручное перемещение  суппорта с помощью  маховичка. Суппорт станка позволяет помимо  обычных токарных работ  производить фасонную обработку изделий с помощью копировальной линейки, установленной сзади станка.

Для обработки заготовок диаметром от 1000 до 2000 мм на левый конец шпинделя передней бабки  навертывают планшайбу с прикрепленной к ней заготовкой. Оборудовав станок лобовым  устройством – стойкой, которая устанавливается около передней бабки станка, его превращают  в лобовой. Управление станком кнопочное. Подобный этому станку станок ТВ-63, техническая характеристика которого дана в табл 12.

В модельных цехах для изготовления моделей диаметром до  5000 мм применяют  специальный лобовой станок рис 2, отличающийся от центровых тем, что он состоит  из трех отдельных частей; передней бабки, задней и суппорта,  каждую из которых  устанавливают и закрепляют  независимо от других на чугунных фундаментных плитах.

лобовой токарный станок

 Крупные заготовки до 3000 мм и длиной до 4000 мм также можно обрабатывать на лобовом токарном станке ТЛ – 30, габаритные размеры которого 7000х3600хх1800 мм.

   Токарные инструменты

Деревянные заготовки обрабатываются на токарных станках резцами  с прямолинейными или криволинейными  лезвиями. Резцы предназначаются для черновой и чистовой обработки как наружных, так и внутренних поверхностей  заготовок тел вращения (цилиндрических, конических и фасонных).

При ручной обработке древесины точением, т.е. в том случае, когда используют подручник или упор для режущего инструмента, применяют специальные токарные резцы типа стамесок, вставленные в деревянные рукоятки рис 3,  чтобы было удобнее их держать обеими руками при точении. Рукоятки вытачивают из березы, бука или дуба и покрывают  щелачным лаком; длина их составляет 150-220 мм, диаметр 30-35 мм.

ручные токарные резцы

   Резцы для ручной обработки изготовляют, как и стамески из инструментальной углеродистой стали У8  или хромистой стали (до 0,8% хрома)  и различают по форме и размерам: полукруглые предназначаются для предварительной черновой обточки, плоские – для чистовой.   Резцы имеют ширину от 4 до 40 мм и длину рабочей части 150-200 мм. Угол заострения составляет: у полукруглых 30-35ᴼ; у плоских 25-30ᴼ (чем тверже древесина, тем больше угол).

Для получения в обрабатываемой заготовке какого-либо углубления или выступов  криволинейной формы применяют резцы  с фасонными (фигурными)  лезвиями.

Черновое обтачивание производится  при подаче резца до 2-3 мм (при подаче суппортом – 2-5 мм/об) и глубине обтачивания  до  2-4 мм;  чистовое обтачивание – при подаче 0,5-1,5 мм и глубине обтачивания до 0,5-2 мм.

Рекомендуемые скорости резания при обработке древесины на токарных станках : для мягких пород дерева10-13 м/с; для пород средней твердости 5-7 м/с.

Скорость резания может быть определена как средняя окружность вращающейся в центрах заготовки по формуле  v=πdcрn, где dcр – средний диаметр между начальным размером заготовки и конечным, м: n – частота вращения заготовки, об/с.

При механической обработке применяют резцы, подобные резцам для металлообработки, рис 4, закрепляемые в специальном  зажимном устройстве  суппорта  токарного станка.  Резцы изготовляют из обычной инструментальной стали марок У8А и У9А, твердость которой после закалки должна быть HRC  59-61 (по Роквеллу).

станочные токарные резцы

   По конструкции режущих кромок резцы делятся на: обдирные – для глубокой обточки; проходные – для чистовой обточки; прорезные – для получения соответствующей вытачки(используют такие для подрезки и отрезки обрабатываемой заготовки); подрезные (косые правые и левые) – для подрезания прямоугольных уступов и торцовых поверхностей.

Прорезные и подрезные резцы могут быть закругленными для получения галтельных выточек.

 

Приемы работы на токарных станках

   Заготовка, подготовленная для обтачивания, должна быть надежно закреплена в центрах рис 5 а, б, в.

ручное точение в центрах

   Заготовки небольших размеров обрабатывают вручную. При ручном точении подручник устанавливают так, чтобы лезвие резца находилось на уровне оси вращения заготовки ( линии центров), а край подручника отстоял бы от  заготовки примерно на  расстоянии l= 5-10 мм рис 6 а, тогда удобнее точить и легче удерживать резец в руках.

положение резца

   При точении резец плотно прижимают к подручнику. Резец двигают по подручнику до тех пор, пока заготовка не будет обточена по всей длине (на ширине подручника). При этом не следует углублять ручные резцы в древесину на глубину более чем на 2-3 мм обдирочный и на 0,5 – 1 мм плоский, чтобы не получилось  «подрыва» древесины.

По мере  снятия стружки с заготовки подручник передвигают  вперед, ближе к заготовке, а если заготовка длиннее ширины подручника, то передвигают и вдоль – к передней  или задней бабке.

При механической обработке резец устанавливают  в суппорте на уровне центров. Рабочая часть его должна выступать  не более  чем на длину l =1,5h рис 6 б, чтобы резец во время работы не вибрировал (α не превышает 1 мм).

При обработке заготовок разъемных моделей, склеенных в плоскости разъема через бумагу,  применяют металлические планки, укрепленные на торцовых частях заготовки шурупами  рис 7 а.

приемы проверки толщины склееных половинок заготовки

Углубления планок, в которые вставляют центры станка, обычно оказываются при ввинчивании шурупов несколько смещенными по отношению к геометрическому центру торца заготовки  (который находится на линии разъема).  Поэтому разъемные части после  обточки получают неодинаковыми по толщине рис 7 б,,  т.е. h≠h1≠ r. Чтобы добиться одинаковой толщины разъемных частей, после предварительной обточки к поверхности вращающейся заготовки прижимают  возле одного из торцов  стамеску (или карандаш) и прочерчивают ею замкнутую линию (окружность), описывающую  заготовку рис 82 а. такую же линию делают  и у другого торца. Затем раствором циркуля, равным примерно 0,5  радиуса окружности, прочерчивают риски. От одной из двух точек, образующихся  пересечением описывающей риски и линии разъема, измеряют длину половины описывающей риски. Если длина полуокружности  одной разъемной части  окажется меньше длины другой, заготовку поворачивают так, чтобы разъемная часть с меньшей длиной полуокружности была сверху. Молотком или кувалдочкой наносят  по измерявшемуся  концу заготовки один-два  легких удара, чтобы центр, в котором закреплена заготовка, сместился на торцовую линию разъема. После этого заготовку вновь обтачивают  и вновь проверяют толщину половинок. Если длина обеих полуокружностей окажется одинаковой,  значит одинакова и толщина  разъемных частей. Теперь можно продолжать обработку  заготовки, доводя ее до заданных  формы и размеров. Хотя этот способ и является распространенным, отклонение толщины  половинок от заданной  достигает  иногда 1-2 мм.

На ряде заводов применяют приспособления  более совершенные, которые исключают  предварительную проверку центров и  обеспечивают  получение размеров  разъемных частей  высокой  точности. На рис 8 а, б,

приспособления для обтачивания на станке

представлен чертеж  приспособления,  состоящего из гребенки  (вилки)  — центра  передней бабки  и центрирующих пластин  у передней и задней бабок.  На рис 8 г.,  дано центрирующее приспособление  другой конструкции,  состоящее из двух планшайб,  наиболее удобное  и обеспечивающее  отклонение толщины  разъемных частей  от заданной  не более ± 0,1 мм.  Планшайбы такой конструкции  применяют и для  расточки  стержневых ящиков.

При точении неразъемной заготовки  с волокнами,  расположенными параллельно  оси вращения,  заготовку закрепляют в полом цилиндрическом патроне (чашечном),  который навертывают на передний конец  шпинделя,  укрепленный в передней бабке  станка , рис 9. Перед установкой заготовки  на станок  углы у брусков срубают.

крепление заготовки в чашечном патроне

 Один конец заготовки  с помощью топора  подгоняют под  внутреннее отверстие  патрона и забивают заготовку  в патрон кувалдочкой или  обухом топора.  После обработки изделия патрон  свинчивают посредством цилиндрического стержня, вставляемого в  в одно из отверстий , сделанных в теле патрона.

Заготовки, изготовленные из  дисков или секторов (волокна расположены  перпендикулярно оси  вращения),  диаметром до 300 мм можно закреплять  непосредственно на патроне  рис 10 а. Заготовки диаметром 300-600 мм и более закрепляют  на планшайбе большего диаметра  с помощью вспомогательной доски  рис 10 б.

крепление заготовок на планшайбах

Если заготовка имеет диаметр,  превышающий  600 мм,  ее закрепляют не на доске, а на вспомогательном  деревянном кресте  из обрезных досок  толщиной 40-50 мм.

Применяют  также патроны  и планшайбы другой  конструкции. Для обточки заготовок больших  диаметров  вместо планшайбы  может применяться  патрон-крест рис 10 в.,  привертываемый глухарями к вспомогательному  приспособлению  из обрезных досок, связанных крестообразно.

Изготовление небольших бобышек из круглых заготовок диаметром  до 50-100 мм и толщиной до 25 мм можно производить  на   фланцевом  патроне с  винтом , рис 10 г.

На рис 10 д,  показан прием  обработки  заготовки, укрепленной  на планшайбах.