Предлагаем построить токарный станок по металлу своими руками с плавной регулировкой скорости вращения шпинделя.

Для создания такого небольшого токарного станка по металлу потребуются запчасти от разных неисправных электроинструментов.

Станок имеет небольшие размеры и мощный двигатель.

Изготовление регулятора скорости будет показано на шаге 5.

На видео ниже показана работа миниатюрного токарного станка по металлу на различной скорости. Соединительная муфта вызывает вибрацию, которая становится тем больше, чем больше число оборотов.

На шаге 9 имеется еще одно видео.

Шаг 1: Материалы

Вам потребуются некоторые специализированные узлы для самодельного токарного мини станка по металлу.

Основные из них выпускает компания Bosch Rexroth: механический алюминиевый профильный элемент, болты, шайбы, торцевые заглушки. Алюминиевый профиль имеет сечение 45*90 мм и длину 350 мм.

Опорные блоки можно приобрести на сайте VXB.COM. Номер детали WH12A.

Подшипники 608ZZ тоже есть на этом же сайте. Для нашего проекта желательно использовать радиально-упорные роликовые подшипники, но подойдут и шариковые.

Мягкая моторная муфта с резиновой крестовиной с сайта PrincessAuto.com. Электродвигатель 12 В постоянного тока – от беспроводного триммера фирмы Black & Decker. Выключатель с регулятором скорости вращения от литий-ионной аккумуляторной 18-вольтовой дрели Milwaukee.

Остальные необходимые материалы для домашнего токарного станка по металлу будут указаны по мере их появления в инструкции.

Шаг 2: Делаем опоры

Внутренний диаметр опорных блоков равен 20 мм. Вам нужно рассверлить их до 22 мм под наружный диаметр подшипников. Это можно сделать при помощи ручной дрели или сверлильного станка.

Подшипники устанавливаются заподлицо с одной стороны блоков и закрепляются с помощью винтов на блоках.

В качестве пиноля на задней опоре используем коническое бурильное долото диаметром 12 мм, которое будет вращаться вместе с заготовкой. Диаметр зажимного хвостовика пиноля равен 6 мм. Для того, чтобы пиноль плотно вставлялся во внутреннее кольцо подшипника, диаметр которого составляет 8 мм, используем медную трубку-переходник.

В опору со стороны привода устанавливается гибкая полумуфта со шпилькой диаметром 8 мм. Нарежьте резьбу М8 в отверстии полумуфты, вкрутите шпильку и зафиксируйте двумя шестигранными гайками. Возможно, вам придется отрегулировать длину вала установкой на шпильку дополнительных шайб. Затем вставьте свободный конец шпильки в подшипник и зажмите его самостопорящейся гайкой. Постарайтесь собрать узлы как можно аккуратнее.

Шаг 3: Собираем станок

Установите собранные опорные блоки и угловые опоры для двигателя на профильное основание.

В качестве крепления для двигателя используйте металлическую пластину. Просверлите в ней отверстие под вал двигателя, а также отверстия для крепления к двигателю и к угловым опорам. Т.к. вал двигателя меньше отверстия во второй полумуфте, намотайте полоску алюминиевой фольги на вал и насадите на него полумуфту. Далее установите между полумуфтами резиновую крестовину, закрепите на раме-основании двигатель и подшипниковый опорный блок привода.

Зафиксируйте на раме при помощи болтов задний опорный блок.

Установите две дополнительные угловые опоры между опорными блоками. Они будут использоваться в качестве упора для инструмента. Торцы профильного основания можете закрыть специальными торцевыми заглушками.

Шаг 4: Изготавливаем 3-кулачковый патрон

Для изготовления 3-кулачкового зажимного патрона нужны навыки пайки или сварки.

В качестве основания патрона вам потребуется шайба увеличенного диаметра с отверстием 6 мм. Еще нужна гайка с резьбой М8 и установочный винт длиной 12 мм. Вкрутите установочный винт в гайку так, чтобы фаска болта выступала и по ней можно было выровнять отверстия в шайбе и гайке. Они не должны смещаться относительно друг друга. Спаяйте или сварите между их собой. Выверните установочный винт и переверните получившийся узел.

Поместите шестигранную М12 в центр шайбы и установите три шестигранные гайки М8 по трем граням гайки М12.

Припаяйте или приварите гайки М8 к шайбе и удалите М12. Очистите места пайки (сварки) от шлака и обработайте швы напильником. Загрунтуйте и покрасьте патрон в черный цвет (по желанию).

Вкрутите три зажимных винта М8 длиной 12 мм. Теперь у вас есть зажимной патрон с тремя кулачками. Перед работой на настольном станке полностью затягивайте зажимные винты, иначе при работе на высокой скорости обрабатываемую заготовку может сорвать.

Шаг 5: Делаем регулятор скорости вращения

В конструкцию станка рекомендуется добавить регулятор скорости вращения шпинделя, т.к. ротор двигателя крутится с огромной скоростью и, при работе на максимальных оборотах, это становится небезопасно.

Для изготовления регулятора вам понадобится кнопка-регулятор от аккумуляторного электроинструмента. Желательно найти кнопку без блокировки включения.

Соберите регулировочный механизм, как показано на фото. Детали для его изготовления можно найти в металлоломе. В качестве основы для регулировочного механизма можете использовать струбцину.

Посмотрите на регулятор. Вы можете заметить, что кроме толстых красного и черного провода, к нему подходят еще тонкие провода. Для работы регулятора необходимо питание 3,6 В подключить к тонким красному и черному проводам. Для этой цели добавим литий-ионную батарею напряжением 3,6 В, подключенную положительным полюсом – к черному проводу, а отрицательным – к красному (обратная полярность). Выключатель-регулятор работает так: чем сильнее его нажимать, тем выше скорость вращения ротора.

Выключатель имеет рычажок переключения направления вращения. Нужно выбрать такое направление, чтобы патрон при вращении накручивался на резьбу шпильки, иначе при работе станка он просто-напросто открутится.

Для изготовления регулятора используйте отрезок квадратного алюминиевого профиля Bosch Rexroth, несколько болтов М8 и рычаг, изготовленный из металлических обрезков с помощью сварки или пайки (см. фото). Выключатель приклейте к профилю. Регулировка осуществляется с помощью резьбового соединения М8. При завинчивании – кнопка-регулятор постепенно нажимается, и увеличивается скорость вращения ротора двигателя, а при выкручивании – кнопка постепенно отжимается, и скорость уменьшается. При полностью отжатой кнопке, подача питания на электродвигатель прекращается.

Батарейный отсек для литий-ионного элемента питания 3,6 В можно найти в разных устройствах, где такой элемент используется в качестве резервного источника питания, например, в датчике движения.

Провода от источника питания подключаются к нижней части регулятора (там-же, где и тонкие провода цепи управления). Двигатель подключается к клеммам в верхней части регулятора.

Шаг 6: Выбираем источник питания

Для работы станка потребуется напряжение не менее 10 В. Для этого нужно подобрать подходящий источник питания, например, на 12 В. Можете подключить 12-вольтовую батарею, если нет блока питания, но ее не хватит на долгое время работы.

Для обеспечения безопасности, закройте защитными кожухами вращающиеся части станка.

На фотографии можно видеть обработанную с помощью напильника алюминиевую деталь. Деталь была обточена на низкой скорости без охлаждения. Упор для режущего инструмента представляет собой болт М6, установленный в угловые опоры.

Если муфтовое соединение плохо сбалансировано, у станка будет большая вибрация, и его нужно будет жестко крепить на верстак.

Шаг 7: Конструируем двухосевой держатель инструмента

В качестве основания возьмите стальную заготовку размером 125*25*3 мм.

Еще понадобятся болты М8: два – длиной 150 мм и один длиной 200 мм с резьбой по всей длине.

Также нужны одиннадцать гаек М8.

Высверлите резьбу у 8 гаек сверлом на 8 мм. На 4 гайках сточите немного одну из граней. Наденьте по 3 просверленных гайки на два 150-миллиметровых болта и накрутите по одной гайке с резьбой на каждый. Две просверленных гайки наденьте на 200-миллиметровый болт.

Разложите все болты с гайками на стальное основание как показано на фото. Болты должны располагаться как можно более параллельно друг другу. Убедитесь, что две средние гайки на каждом из двух крайних болтов обращены сточенной гранью к пластине-основанию. Эти 4 гайки припаивать не нужно, т.к. они будут двигаться свободно по болтам (скользящие гайки). Крайние 6 гаек припаяйте (приварите) к пластине.

Выньте центральный 200-миллиметровый болт. Возьмите еще одну гайку, сточите немного одну грань и припаяйте эту гайку ребром, противоположным сточенному, в центре стальной квадратной пластины (см. фото).

Поместите эту квадратную пластину в центр нашей конструкции гайкой вниз, затем вставьте 200-миллиметровый болт обратно, вкрутив его в гайку на квадратной пластине. Болт нужно вставить слева-направо, чтобы свободная резьба болта была с правой стороны.

Расположите верхнюю пластину по центру крайних болтов, затем придвиньте скользящие гайки под углы этой пластины и аккуратно припаяйте их к пластине, следя за тем, чтобы они не припаялись к болтам.

Убедитесь, что квадратная пластина свободно перемещается по болтам. Вначале она может двигаться туго, пока шлак не отвалится.

Крайние болты не привариваются к основанию, а держатся на резьбе. Это делается для того, чтобы у них был небольшой люфт, который позволит свободнее перемещаться верхней пластине, если болты были установлены не достаточно параллельно.

Отрежьте концы крайних болтов заподлицо с крайними. Средний болт обрезать не надо, он будет являться винтом подачи.

Весь процесс изготовления, изложенный выше в этом шаге, нужно повторить для болтов М6. Вам понадобится 6 скользящих гаек, два болта длиной 60 мм и один – длиной 75 мм с резьбой по всей длине.

Высверлите 6 гаек сверлом на 6 мм. На 4 гайках сточите немного одну из граней. Наденьте 2 скользящие на каждый 60-миллиметровый болт и навинтите по одной с резьбой.

Наденьте 2 скользящие на 75-миллиметровый болт.

Уложите и выровняйте болты с гайками на верхней квадратной пластине перпендикулярно болтам М8. Убедитесь, что со сточенной гранью обращены этой гранью к поверхности пластины. Осторожно приварите 6 концевых гаек, не трогая скользящие.

Выньте центральный болт и обточите у него головку.

Отрежьте крайние болты заподлицо с припаянными гайками.

Поместите гайку с резьбой М6 в центр между крайними болтами и вставьте центральный болт через эту гайку головкой в сторону от вас, свободным концом с резьбой – к вам. Это будет верхний винт подачи.

Возьмите еще одну стальную квадратную пластину такого же размера, как и предыдущая. Просверлите отверстие в центре этой пластины и снимите у него фаску. Установите пластину по центру верхних салазок. Передвиньте скользящие гайки так, чтобы между ними было примерно 6 мм.

Приварите центральную гайку через отверстие на пластине. Попробуйте подвигать винт подачи. Он должен свободно перемещаться. Затем приварите или припаяйте боковые скользящие. Проверьте скольжение.

Приварите 4 маленьких болта головками по углам верхней пластины.

Изготовьте алюминиевую пластину с четырьмя отверстиями по краям, которыми она надевается и прикручивается к болтам на верхней стальной пластине. Режущий инструмент зажимается между верхней стальной и алюминиевой пластинами.

Винты подачи должны быть надежно зафиксированы, но не должны затягиваться. Для нижнего винта подачи используйте стопорную гайку и муфту (удлиненную гайку): накрутите их, стяните между собой, затем просверлите в гайке-муфте тонкое сквозное отверстие (которое должно пройти через болт в гайке). Вставьте в отверстие маленький гвоздь, обрежьте его до необходимой длины и заклепайте (см. фото). На верхний болт накрутите три гайки и припаяйте их к нему.

Чтобы закрепить получившийся держатель инструмента на станке, приварите 4 шайбы увеличенного диаметра к нижней пластине. Держатель будет прикручиваться к профилю винтами.

Загрунтуйте и покрасьте держатель в черный цвет.

Шаг 8: Настраиваем и регулируем станок

Возможно, вам придется отрегулировать высоту двигателя: резец должен находиться по центру обрабатываемой детали.

Желательно заменить фольгу, намотанную на вал двигателя под полумуфту, на подходящего размера втулку из мягкого металла. Это значительно уменьшит вибрации.

Шаг 9: Доработка станка

Со временем, можно будет сделать некоторые улучшения для вашего станка. Рекомендуется добавить второй подшипник в передний опорный блок.