Разновидности, принцип работы и характеристика токарных работ по дереву

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.

Выбор и подготовка заготовки

Основа будущего изделия – брусок квадратного сечения. Брусок должен быть без сучков, без трещин и прочих механических повреждений. С помощью линейки и карандаша намечают центры. Найти центр несложно, достаточно начертить по две диагонали на каждом торце бруска.

Прежде чем крепить болванку в токарный станок, ей надо придать форму, близкую к цилиндрической. Не стоит пытаться обточить цельный брусок, можно сломать инструмент или травмироваться в случае вылета крупных щепок. Но и создавать идеальный цилиндр необязательно, достаточно срезать углы, превратив брусок в восьмигранник. Это можно сделать топориком или рубанком.

Иногда в качестве основы используют не брусок, а заготовку, имеющую сечение, близкое к кругу, например обрезок полена. В данном случае используется несколько другая технология. Придавать полену круглую форму не придется, но возникают трудности в поиске центров. Тут не обойтись без специального инструмента плотника – центроискателя.

Типы по функционалу

При работе на токарном станке необходимо иметь несколько типов резцов, поскольку эти инструменты в зависимости от заточки и формы выполняют различные функции, начиная от грубой обдирки и заканчивая чистовой отделкой готового изделия.

Грубая обдирка

Инструмент, предназначенный для такой работы, содержит пару рабочих граней, которые сопрягаются между собой под острым углом. Такой инструмент более безопасен, чем радиальные аналоги.

Чистовое точение

Резцы этого функциональность нужны, чтобы снять небольшой слой стружки. При помощи этого инструмента нельзя придать форму готовому изделию, можно сделать гладкой только наружную поверхность. Инструменты для чистового точения имеют угол наконечник с правым или левым углом заточки.

Фасонный

Фасонный тип резца имеет полукруглый наконечник. Он предназначается для работы с нестандартными поверхностями. Конфигурация фасонных резцов может быть самой разной, в зависимости от обрабатываемой поверхности и ее формы.

Используется только для единственного процесса – отрезать готовое изделие от остатков заготовки.

Расточный

Эти резцы предназначены для того, чтобы убрать излишки материала в процессе обработки изделия. В области резания для проведения таких операций есть специальный уступ.

С круглым сечением

Необходимы для обработки радиусных заготовок. Рабочая часть такого инструмента может содержать небольшие технологические резцы или быть радиусной.

Для внутреннего точения

Если резец предназначен для внутреннего точения, то на нем обязательно установлен ограничитель, регулирующий глубину точения.

Виды токарных резцов

Широкий круг решаемых задач, которые возникают при создании конструкций из дерева, требует большого количества токарных приспособлений различного назначения. Современные производители предлагают большое многообразие таких изделий. На любой токарный резец возложено выполнение определённых практических задач. Каждый токарный резак состоит из двух частей: рабочей части, производящей обработку или резание и элементов крепления. На рабочую часть выделяют примерно 20 сантиметров от всей длины металлической заготовки. Такой размер обеспечивает свободу манёвра инструментом, что гарантирует точность выполнения требуемых операций. Запас по длине позволяет много раз производить обработку режущей части. Длина хвостовой части определяется длиной будущей ручки. Она должна обеспечивать безопасную работу.

Несмотря на большое многообразие подобных инструментов, все типы токарных резцов можно классифицировать по следующим признакам:

• характеру выполняемых задач;
• материалу, из которого он изготовлен;
• форме наконечника и значению углов заточки.

Такая классификация токарных резцов позволяет точно определить их область применения. По характеру решаемых задач они могут быть отрезными и обрабатывающими. В качестве материала для их изготовления выбирают марки сталей, обладающие повышенной твёрдостью. Это позволяет создать хорошо режущую переднюю кромку.

Токарные резцы, подразделяются на следующие виды:

• отрезные;
• стамески;
• скребки.

Стамески делятся на две группы. Первая предназначена для грубой обработки или резания. Вторая —  применяется для окончательной или чистовой обработки.

В основном они обладают четырьмя формами режущей кромки:

• прямой или плоской;
• радиусной;
• в виде скобы;
• уголковой.

Ширина стамески выбирается в зависимости от размера заготовки. Она изменяется от четырёх до тридцати миллиметров. Основная группа токарных стамесок имеет лезвие, позволяющее вытачивать необходимые фигуры на плоской поверхности. Для придания определённого рифления изготавливаются специальные стамески. К ним относятся:

• рейер полукруглый (его название определяется формой лезвия. С его помощью производят предварительную обработку подготовленной заготовки);
• мейсель имеет обоюдоострую режущую кромку, угол схождения граней достигает 25 градусов. Он идеально подходит для вытачивания различной величины углублений, проточки канавок, вырезания фигур и рисунков. С его помощью осуществляют чистовую обработку поверхности;
• стамеска- крючок (предназначен для изготовления в поверхности различных углублений, Их величина зависит от диаметра крючка);
• стамеска гребёнка – позволяет нарезать резьбу на внешней и внутренней стороне деревянного изделия (с её помощью изготавливают деревянные метизы, для последующего крепления отдельных деталей);
• стамеска-скребок – применяется для чистовой обработки деталей, имеющих поверхность цилиндрической формы.
• клюкарзы (к ним относятся угловые стамески. Они применяются для вырезания на поверхности изделия сложных и объёмных рисунков, орнаментов, барельефов или различных декоративных украшений);
• клепики (применяется для тонкой доработки рельефной поверхности. Особенно она полезна для изготовления сложных изображений, выборки древесины в труднодоступных местах).

Следовательно, стамески могут быть плоские или фигурные. Основными характеристиками, на основании которых производится классификация резцов является форма будущего изделия и его художественное оформление. Работа стамесками производится вручную. Качество получаемого изделия во многом зависит от качества токарного инструмента, плотности древесины и квалификации мастера.

Чистовая обработка производится токарными резцами с углом заточки в правую или левую сторону. Опыт проведенных работ показал, что наиболее приемлемым является угол равный 70-75 градусов. Для финишной зачистки используют токарные изделия, заточенные под углом в 20-25 градусов.

Для решения более сложных (нестандартных) задач применяют фасонные резцы. К ним относят токарные изделия, обладающие режущей частью в форме полукруга.

Многообразие предлагаемых в продаже токарных резцов и возможность самостоятельного изготовления позволяет выбрать такой инструмент, который позволит решать самые сложные задачи и создавать неповторимые детали с самыми причудливыми рисунками из любых типов древесины.

Назначение и виды токарных резцов по дереву

Резец по дереву – предназначен для ручных видов обработки вращающихся деталей на токарном станке.

Конструкционные особенности

Чтобы иметь представление из чего можно сделать резцы по дереву для токарного станка необходимо ознакомиться с его конструкцией, которую формируют две основные части: рабочая (металлическая) и ручка (как правило деревянная).

При этом, рабочая часть разделяется на несколько элементов и состоит из:

• режущей части (лезвия) – посредством нее выполняется затачивание, она является основным элементом, участвующим при обработке заготовки;
• тела – представляет собой основную конструкцию, которая необходима регулирования токарем инструмента;
• хвостовика – зауженной части, которая плавным образом соединяется с телом. На хвостовике осуществляется крепление ручки.

Ручка, в свою очередь, также делиться на две части и состоит из:

• основы – большой части, которая необходима для удержания токарь инструмента;
• шейки – маленькой цилиндрической части с металлическими крепежными кольцами, которые предотвращают поломку рукояти в процессе ее набивания на рабочую часть.

Виды резцов

Исходя из того, какой вид обработки планируется выполнять, подбираются соответствующие токарные резцы по дереву с различной конфигурацией, чем более сложным будет обрабатываемая деталь, тем более изощренной конструкцией они должны обладать. Благодаря конструкции определяется специфичность заточки лезвия.

При изготовлении резцов своими руками должны быть правильно выдержаны стандартные размеры и конфигурация. Под определенную обработку, используется специальные резцы по дереву, которые могут быть отрезными, подрезными, расточными и фасонными.  Каждый мастер может располагать своими особенными, эксклюзивными, узкоспециальными токарными инструментами, которые предназначены для определенных задач.

Однако зачастую мастерами и любителями токарного дела применяются только два основных вида резцов – рейер и мейсель.

Рейер – применяется для грубых, черновых, первоначальных видов обработки заготовок. Конструктивная особенность таких видов инструментов – это наличие лезвия полукруглой формы. Для его изготовления применяется толстая пластина или желобок с полукруглым сечением. При помощи рейера деревянным заготовкам легко придавать приблизительное очертание подобно готовому изделию.

Мейсель – используется для чистовых видов обработки заготовок, придания ним окончательных форм. При помощи него также можно отрезать изделие от оставшейся части изделия. Мейсель схож по форме с таким инструментом как нож-косяк (чем-то напоминая пластину, у которой косое лезвие с двумя гранями, заточенными под одинаковым углом).

Прочие виды токарных резцов по дереву относятся к фасонным. К самым популярным среди них можно отнести:

• стамеску-скребок – позволяет выравнивать цилиндрические поверхности на заготовках. Имеет схожую форму с прямой стамеской, у которой односторонняя заточка;
• гребенку – используется при выполнении резьб и нанесении декоративного оформления (узоров);
• крючковые – позволяют вытачивать в заготовке плоскости;
• кольцевые – используются для тех же операций, что и крючковые;
• для грубых видов обработки – выглядят как треугольное лезвие. Позволяют придавать заготовкам цилиндрическую форму. Такие виды наиболее безопасны среди прочих, поскольку имеют имеют наименьшую площадь соприкасания с поверхностью заготовки.

Скребок

Крючок

Основные приемы работы со станком

Станок – вещь, требующая навыков работы по обработке древесины. Достаточно под неправильным углом установить резец и заготовку легко можно испортить, а в особо тяжелых случаях и травмироваться можно. Да и выбор заготовки имеет значение.

Какая древесина подойдет лучше всего

Часто можно встретить рекомендации поначалу работать с мягкими породами дерева (липа, тополь и т. д.). Такие породы дерева можно посоветовать, если изготавливать планируется что-либо декоративное, не воспринимающее серьезную нагрузку при эксплуатации. А вот для более-менее серьезных изделий нужна древесина потверже, например, деревянные точеные ножки для стола лучше изготавливать из дуба, подойдет и сосна, но не липа, осина или тополь.

Отдельно стоит остановиться на качестве заготовки – древесина должна быть целой, без намеков на дефекты

Также желательно исключить из работы те куски дерева, в которых есть сучки, причем неважно, насколько прочно они сидят в массиве, при вращении с большой скорость такой сучок может вылететь на большой скорости и даже защитные очки могут спасовать

Такой сучок гарантированно вылетит при обработке

То же можно скачать в отношении трещин. Ведь точно неизвестно, насколько глубоко она идет и как себя поведет заготовка. Вполне вероятно, что при обработке она просто треснет в самый ответственный момент.

Также желательно перед обработкой удалить кору. Если ее оставить, то на рабочем месте просто будет больше мусора, к тому же кора непрочная, из-за этого легко ошибиться при разметке заготовки.

Как работать со станком

В распоряжении человека несколько тел вращения (шар, конус, шар и цилиндр), комбинируя которые, он и создает свое творение на станке. Этого вполне достаточно, те же точеные балясины из дерева, как правило, используют лишь цилиндрическую поверхность, плавно изменяется только радиус.

Инструкция по работе будет выглядеть примерно так:

нежелательно в станке закреплять 4-угольную заготовку. Даже на низких оборотах удары по инструменты будут чувствительными. Лучше всего начерно топором обтесать углы и добиться формы, хотя бы отдаленно напоминающей цилиндрическую;

Ребро желательно стесать

при установке важно, чтобы заготовка не задевала сам станок. Для этого она просто проворачивается вручную на полный оборот;
снятие стружки нужно проводить аккуратно, за несколько проходов с легким нажатием на резец

Важно соблюдать правильный хват – правая рука лежит на рукояти, а левая надежно прижимает металлическую часть его к подручнику. Его нужно немного наклонить по ходу вращения (угол до 30ᵒ);

Порядок действий при точении

• обработку начерно проводят до тех пор, пока величина припуска не станет равной 2-3 мм. После этого можно переходить к чистовой обработке, сменив резец;
• если нужно выбрать полость, то это делается до наружной обработки с постоянным контролем толщины стенки;
• после придания нужной формы уже готовое изделие отрезается отрезным резцом, шлифуется.

Выборка полости

Завершающим этапом можно считать пропитку защитными составами. Это позволяет достичь 2 цели – проявить текстуру и защитить дерево. Например, деревянные точеные лавочки будут подвергаться воздействию дождя, снега, отрицательных температур, так что пропитка антисептиками лишней не будет.

Устройство деревообрабатывающего токарного станка

Конструктивно различные типы таких агрегатов для обработки изделий из дерева построены из элементов, имеющих одинаковое функциональное назначение. Независимо от принадлежности к категории схема токарного станка включает следующие элементы:

• массивную станину (на ней располагаются основные узлы);
• переднюю бабку с закреплённым шпинделем;
• заднюю бабку с элементами фиксации заготовки;
• суппорт, служащий для подачи обрабатывающего инструмента;
• привод передачи вращения;
• двигатель;
• система управления скоростью вращения (выполняется дискретным с несколькими скоростями вращения);
• элементы схемы электрооборудования;
• органы ручного управления (обычно они реализованы с помощью различной формы рукояток, маховиков, электрических кнопок или переключателей);
• средства защиты от пыли и опилок;
• отдельные станки снабжаются специальной системой защиты при возникновении аварийной ситуации;
• фартук;
• наиболее совершенные аппараты оснащаются мощным пылесосом для удаления отходов древесины.

Несмотря на единообразие элементов, каждый производитель предлагает своё устройство токарного станка по дереву, с применением своих технических решений. Станина изготавливается из чугуна или стали и имеет большой вес, что позволяет стабилизировать вращение двигателя и всех вращающихся деталей. На ней крепятся все основные узлы.

Любая бабка токарного станка в том числе и для работы по дереву выполнена по стандартной схеме. Она имеет:

• шпиндель, оснащённый системой крепления обрабатываемой заготовки;
• несколько подшипников (в состав включены три подшипника: упорный, передний и задний);
• специальные регулировочные гайки;
• муфта для переключения.

Вторым элементом является задняя бабка токарного станка. Она обладает двумя степенями свободы. Такая особенность позволяет изменять положение заготовки в горизонтальном и вертикальном направлении. Данная система крепления обеспечивает качественную обработку деталей самой сложной формы. Для увеличения жёсткости крепления заготовки в токарных станках применяется пиноль. Она изготовлена в форме гильзы, перемещается вдоль главной оси.

На суппорт токарного станка возложены две функции:

• фиксация инструмента из имеющегося в комплекте;
• перемещение в заданных плоскостях для обработки.

Суппорт расположен на станине. Он снабжён двумя видами салазок (поперечными верхними и продольными, которые называются кареткой). Для осуществления разворота он имеет поворотную систему. Вся система изменение положения суппорта называется приводом подач. Связь суппорта со шпинделем осуществляется через реверсивное устройство, называемое трензель.

Вращение деталей токарного станка осуществляется с помощью ременной передачи, которая служит передаточным элементом от электрического двигателя к передней бабке. Эти элементы составляют привод главного движения. Для каждой конструкции производитель предлагает своё количества переключение скоростей вращения шпинделя. В основной массе станков диапазон скоростей вращения деталей варьируется от 200 об/мин до 1000 об/мин.

Элементы электрической схемы расположены в отдельном блоке. Благодаря происходит распределение управляющих сигналов на все устройства станка. Блок состоящий из электрических элементов, находящихся под напряжением относится к первому классу защиты.

Фартук станка преобразовывает вращательное движение в поступательное. Кроме этого он обеспечивает синхронное вращение ходового валика суппорта и ходового винта. Предусмотренная система механической защиты предотвращает одновременное включение этих валов. Плавное переключение подач обеспечивается с помощью маточной гайки.

Для защиты от возможных перегрузок в фартуке станка предусмотрен подвижный механизм падающего червяка. Такие перегрузки возникают в результате увеличения внешнего давления на поверхность заготовки, особенно при использовании ручного инструмента. Такой эффект наблюдается при резком снижении скорости вращения заготовки, замедлении движения режущего инструмента. Особенно это свойственно станкам на которых производится ручная обработка заготовки.

Большое значение на качество обработки дерева влияет заданная скорость вращения заготовки. Для этого в станке предусмотрена коробка скоростей. Она позволяет выбирать величину крутящего момента в зависимости от типа дерева и выполняемой операции.

Устройство токарного станка по дереву

Идеей собрать свой токарник по дереву рано или поздно начинает болеть практически каждый мастер. Кто-то приходит к этому самостоятельно, после долгих расчетов и раздумий, а кто-то вспоминает детство, и школьную мастерскую там ведь тоже были станки по дереву. Да и сложного, в том, чтобы собрать деревообрабатывающий станок по образу и подобию школьного нет. Ведь материал в виде отрезков труб в гараже найдется уж точно.

Первым делом стоит вспомнить все основные части конструкции того самого, школьного станка по дереву. Деталей здесь вроде и немного, но каждая из них выполняет определенную роль, без которой все превращается в груду металлолома.

Основой любого станка выступает станина. Это массивное основание, на котором крепится все остальное оборудование. Станина должна быть максимально прочной и жесткой, во время работы она должна выдерживать большие нагрузки не только в виде массивной заготовки, но и в виде вибрации и действия разнонаправленных сил при обработке деревянной заготовки.

Передняя бабка токарного станка представляет собой устройство, в котором устанавливается приводной вал. С одной стороны вала устанавливается устройство зажима заготовки – токарный самоцентрирующийся патрон, планшайба или устройство, на которое навинчивается или набивается заготовка из дерева. С другой стороны токарного вала крепится ведущая шестерня, шкив с одним или несколькими ручьями для ременной передачи. Токарный вал должен обеспечивать вращательное движение со скоростью до 3000 оборотов, для бытовых нужд этого достаточно. Поэтому токарный вал обычно устанавливается на подшипниках или втулках

Ось вала является основной осью токарного станка, и чем выше вал над станиной, тем больше диаметр заготовки можно обрабатывать.  Обработка деталей на станке осуществляется при помощи ручных резцов, а учитывая скорость вращения вала, неосторожное прикосновение к шкиву или ремням может повлечь травму, поэтому передний узел обязательно закрывается защитным экраном или кожухом. Жесткое крепление защиты к передней бабке обязательное условие безопасной работы

С противоположной стороны устанавливается задняя бабка. Это жесткий упор, с конусом-центром, который находится точно по оси токарного вала. Центр может двигаться вдоль оси для закрепления заготовки. Чтобы зафиксировать положение центра, нужно предусмотреть механизм его фиксации.

Во время работы на токарнике используются ручные резцы. Для того чтобы не держать их на весу между передней и задней бабкой устанавливается подручник – упор под резцы.

Для вращения рабочего вала устанавливается привод, это может быть электродвигатель с прямой или ременной передачей, а может быть и привод от мускульной силы. Кстати, первые токарные станки по дереву были именно с ручным приводом – по типу лучковой пилы, это потом, они были вытеснены ножным приводом.

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

Как самостоятельно затачивать инструмент?

Для заточки резцов можно использовать ручной или электрический инструмент. Второй способ использовать предпочтительнее, так как на хорошем электроинструменте заточка происходит быстрее, а порой и качественнее.

Необходимые инструменты

Для заточки лезвия потребуются:

• точильный брусок;
• абразивный камень.

Первичную грубую чистку лезвия осуществляют на абразивном камне. В конце используют точильный брусок с мелкой крошкой.

Также можно осуществлять заточку лезвия на электрическом точильном станке.

Особенности

Для правки или заточки лезвия инструмента можно воспользоваться электрическом точильным станком. Лучше выбирать модели с двумя точильными кругами.

На первом можно делать грубую чистку и обработку. На втором — чистовую заточку. Соответственно, круги должны быть с разной величиной абразивной крошки.

Во время работы необходимо остужать лезвия в машинном масле. Иначе оно может перегреться и потерять свои эксплуатационные качества. Также остывание в масле способствует закалке инструмента.

Особенности выполнения заточки

При заточке нужно учитывать:

1. Правильные углы заточки для каждого резца.
2. Для новичков лучше брать более развернутые, а не острые углы заточки. С ростом навыка можно уменьшать угол.
3. Для грубой очистки и первичной обработки также используют заточку с более развернутым углом.
4. Первичную заточку лезвия и формирование режущей кромки делают еще до работы на электрическом точильном станке.

https://youtube.com/watch?v=yvY5NvN_wLA

По мере освоение инструмента мастер придет к собственным углам заточки того или иного резца, который будет удобен в работе.