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.
Типы токарных станков
Работа на универсальном токарном станке
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.
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.
Отделка заготовки
Данный метод используется для обработки элементов цилиндрической формы разнообразной длины, зафиксированной между центрами задней и передней бабок. Соответственно, вы имеете возможность изготовить любые детали: от стоек перил и ножек стола до крохотных шахматных фигурок. В особенности у искусных мастеров получается изготовление и обтачивание бильярдных киев.
Первый этап работы состоит в определении расположения оси заготовки из дерева, чтобы зажать ее между центром задней бабки и поводковым центром.
Второй этап заключается в том, чтобы изготовить заготовку (из обрезки полена или бруска дерева квадратного сечения). Это может производиться в режиме 1000−1500 оборотов в минуту. В этом случае стружка должна сниматься справа налево посредством желобчатой вогнутой широкой стамески для предварительной обработки рейера. Если заготовка длинноватая, то черновая обработка осуществляется в несколько шагов; подручник при этом придвигается к детали по мере ее отделки, не меняя положения по высоте.
При точении деталей бывают инструменты различной формы для обработки фасонной поверхности:
- крючок,
- полукруглый резец,
- плоская стамеска,
- скошенная стамеска (или в народе — косяк),
- желобчатая стамеска и др.
В зависимости от разновидности применяемого инструмента и стадии рабочего процесса необходимо время от времени приближать подручник к заготовке. По окончании процесса, когда деталь будет уже готова, осуществляется финальная отделка:
- полирование,
- тонирование,
- шлифование,
- вощение и проч.
Последние штрихи происходят, когда подручник уже снят.
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.
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
Действия:
- Нужно взять брусок любой породы дерева. Его размеры должны незначительно отличаться от габаритов предполагаемого изделия.
- Топором заготовке придается форма цилиндра. Крепить к станку целиковый брусок не рекомендуется: велик риск получить травму от отлетевших крупных кусков древесины.
- 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.
Резьбу по дереву начинают с заточки стамесок, других режущих инструментов.
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.
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.
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:
- Закрепить подготовленную болванку, используя элементы крепления конкретного токарного станка (поводковый патрон или планшайбу).
- Установить подручник по центру заготовки с зазором около 3 мм.
- Для устройств с механической подачей необходимо установить копирную линейку.
- Выставить регулировки управления в необходимое положение (в том числе скорость вращения шпинделя).
- Выбрать и проверить качество режущего инструмента.
- Проверить исправность внешних элементов станка, включая электрический кабель питания.
- Включить станок и провести проверку его работоспособности на холостом ходу.
- Если есть возможность провести пробную обработку на черновой заготовке.
От правильной настройки и установки начальных режимов зависит качество обработки и безопасность.
Работа на токарном станке по дереву: советы для начинающих
При черновой обработке квадратного бруска аккуратно срезайте стамеской углы, не слишком на нее налегая. Доведите деталь до цилиндрической формы наибольшего диаметра, придвигая по мере стачивания припуска подручник по направлению к оси вращения.
В зависимости от того, какую форму вам нужно придать детали, проведите карандашом основные линии разметки выпуклых и вогнутых частей, поворачивая заготовку рукой. Размечайте брусок так, чтобы наиболее широкие части детали всегда располагались со стороны передней бабки.
Начните с обтачивания стамеской двух краев заготовки. Опираясь на подручник, она должна плавно входить в дерево (без резких движений), оставаясь перпендикулярно оси вращения.
Проверка размера
Регулярно проверяйте размер штангенциркулем. Опытные столяры обычно прижимают резец локтем к бедру, чтобы освободить руку для измерительного инструмента. Как только штангенциркуль начинает вибрировать, уменьшите толщину стружки. Таким образом обточите прежде всего наибольшие диаметры, а затем переходите к точению шеек, торов, шаров, плеч и т.д.
Для того чтобы выточить полутор, воспользуйтесь желобчатой стамеской для обработки фасонной поверхности. Держа ее перпендикулярно оси, спускайте режущую кромку с внешней стороны внутрь бруска, поднимая и слегка поворачивая ручку. Чтобы получить целый тор, произведите ту же операцию с обеих сторон.
Шейка (свод) вытачивается таким же резцом, что и тор. После черновой обработки донышка посередине шейки проточите правую полушейку, на этот раз ведя инструмент снизу вверх и вправо. Никогда не переводите резец сразу с одной стороны шейки на другую — их нужно вытачивать по очереди.
Листели (маленькие ободки, часто оставляемые с обеих сторон шейки) вытачиваются мейсель-резцом. У него нет задних углов на боковых гранях стержня, как у стамески, но зато есть тонкая канавка для выхода стружек.
Галтель представляет собой плавный переход от одной поверхности к другой — по сути, комбинацию тора и шейки. Поэтому вначале точите шейку, а затем тор, примыкающий к ней.
Деталь, зажатую с двух сторон, никогда не отрезают полностью. Выточите с двух краев канавки, оставляя перемычки маленького диаметра, и отпилите концы ножовкой, предварительно остановив станок.
Чтобы завершить отделку детали, снимите резцедержатель и обработайте деталь снизу мелкой шкуркой (зернистостью от 16 до М63). Во время работы поворачивайте шкурку крест-накрест, чтобы избежать кольцевых царапин.
Для отделки детали во время вращения натрите ее куском воска и отполируйте плотной тканью или пробковым материалом.
Обработка заготовки, зажатой с одного конца
При изготовлении коробочки деревянный брусок закрывается только с одного конца. В зависимости от формы и размеров детали используются разные средства крепления: патрон с тремя или четырьмя кулачками (некоторые зажимают в восьми точках), патрон «свиной хвост» (с установочными винтами, вкручивающимися в деталь), цанговый патрон или планшайба.
Эта работа требует немалого мастерства. Здесь надо проявить большую аккуратность при вытачивании уступа, чтобы диаметр не сделать меньше, чем нужно.
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.
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.
