Токарный станок ( / l eɪ ð / ) — это станок , который вращает заготовку вокруг оси вращения для выполнения различных операций, таких как резка , шлифование , накатка , сверление , деформация , торцевание , нарезание резьбы и точение , с помощью инструментов, которые применяются к заготовке для создания объекта с симметрией относительно этой оси. [1]
Токарные станки используются в токарной обработке дерева , металлообработке , выдавливании металла , термическом напылении , рекультивации и обработке стекла. Токарные станки могут использоваться для формовки керамики , самой известной конструкцией является гончарный круг . Наиболее подходящим образом оборудованные металлообрабатывающие токарные станки также могут использоваться для производства большинства тел вращения , плоских поверхностей и винтовых резьб или спиралей . Декоративные токарные станки могут производить трехмерные тела невероятной сложности. Заготовка обычно удерживается на месте одним или двумя центрами , по крайней мере один из которых обычно может перемещаться горизонтально для размещения различных длин заготовки. Другие методы удержания работы включают зажим заготовки вокруг оси вращения с помощью патрона или цанги , или на планшайбе с помощью зажимов или кулачковой муфты . Конечно, токарные станки также могут выполнять фрезерные операции, устанавливая специальные токарные фрезерные приспособления. [2]
Примерами предметов, которые можно изготовить на токарном станке, являются винты , подсвечники , стволы ружей , кии , ножки столов , миски , бейсбольные биты , ручки , музыкальные инструменты (особенно духовые ) и коленчатые валы .
Токарный станок — древний инструмент. Самые ранние свидетельства о токарных станках относятся к Древнему Египту около 1300 г. до н. э. [3] Также имеются слабые доказательства его существования в микенском греческом месте, датируемом 13 или 14 веком до н. э. [4]
Были найдены явные доказательства наличия токарных артефактов, датируемых VI в. до н. э.: фрагменты деревянной чаши в этрусской гробнице в Северной Италии, а также два плоских деревянных блюда с декоративными токарными краями из современной Турции . [4]
В период Воюющих царств в Китае , около 400 г. до н. э . , древние китайцы использовали вращающиеся токарные станки для заточки инструментов и оружия в промышленных масштабах. [5]
Первая известная картина, изображающая токарный станок, датируется III в. до н. э. в Древнем Египте . [4] Позднее Плиний описывает использование токарного станка для обработки мягкого камня в своей «Естественной истории» (книга XXX, глава 44).
Прецизионные токарные станки для резки металла были разработаны в преддверии промышленной революции и имели решающее значение для производства механических изобретений того периода. Некоторые из самых ранних примеров включают версию с механической кареткой для режущего инструмента и набором шестеренок русского инженера Андрея Нартова в 1718 году, а также другую версию с ползунком, показанную в издании Французской энциклопедии 1717 года . Ползунок был особенно важной разработкой, поскольку он ограничивает движение режущего инструмента для создания точных цилиндрических или конических поверхностей, в отличие от более ранних токарных станков, которые предполагали свободное манипулирование инструментом. [6]
К 1770-м годам прецизионные токарные станки стали практичными и общеизвестными. Суппорт-слайдер ясно показан в издании Encyclopédie 1772 года, и в том же году конный токарный станок для расточки пушек был установлен в Королевском арсенале в Вулидже , Англия, Яном Вербрюггеном . Пушки, расточенные на токарном станке Вербрюггена, были прочнее и точнее своих предшественников и послужили во время Войны за независимость США . Генри Модсли , изобретатель многих последующих усовершенствований токарного станка, работал учеником в мастерской Вербрюггена в Вулидже. [7]
Во время промышленной революции механизированная энергия, вырабатываемая водяными колесами или паровыми двигателями, передавалась на токарный станок через линейный вал, что позволяло работать быстрее и проще. Металлообрабатывающие токарные станки превратились в более тяжелые машины с более толстыми и жесткими деталями. Между концом 19-го и серединой 20-го веков отдельные электродвигатели на каждом токарном станке заменили линейный вал в качестве источника питания. Начиная с 1950-х годов сервомеханизмы стали применяться для управления токарными станками и другими станками с помощью числового программного управления, которое часто было связано с компьютерами для получения компьютеризированного числового программного управления (ЧПУ) . Сегодня токарные станки с ручным управлением и токарные станки с ЧПУ сосуществуют в обрабатывающей промышленности.
Токарный станок может иметь или не иметь ножки, которые устанавливаются на полу и поднимают станину токарного станка на рабочую высоту. Токарный станок может быть небольшим и устанавливаться на верстаке или столе, не требуя подставки.
Почти все токарные станки имеют станину, которая почти всегда представляет собой горизонтальную балку, хотя токарные станки с ЧПУ обычно имеют наклонную или вертикальную балку для станины, чтобы гарантировать, что стружка или щепа не будут падать со станины. Токарные станки по дереву, специализирующиеся на обработке больших чаш, часто не имеют станины или задней бабки, а только отдельно стоящую переднюю бабку и консольный подручник.
На одном конце станины (почти всегда слева, так как оператор смотрит на токарном станке) находится шпиндельная бабка. В шпиндельной бабке установлены высокоточные вращающиеся подшипники. В подшипниках вращается горизонтальная ось с осью, параллельной станине, называемая шпинделем . Шпиндели часто бывают полыми и имеют внутренний конус Морзе на торце шпинделя (т. е. обращенный вправо / к станине), с помощью которого на шпинделе могут быть установлены принадлежности для крепления заготовки. Шпиндели также могут иметь приспособления для крепления заготовки на левом конце шпинделя с другими приспособлениями для выполнения конкретных задач. (т. е. обращенный в сторону от основной станины) конце или могут иметь маховик или другой вспомогательный механизм на своем внешнем конце. Шпиндели приводятся в действие и передают движение заготовке.
Шпиндель приводится в движение либо ножным приводом от педали и маховика, либо ременным или зубчатым приводом от источника питания, такого как электродвигатель или валы воздушной линии. В большинстве современных токарных станков этот источник питания представляет собой встроенный электродвигатель, часто либо в передней бабке, слева от нее, либо под передней бабкой, скрытый в стойке.
В дополнение к шпинделю и его подшипникам, передняя бабка часто содержит детали для преобразования скорости двигателя в различные скорости шпинделя . Различные типы механизмов изменения скорости достигают этого, от конического шкива или ступенчатого шкива до конического шкива с задней передачей (которая по сути является низким диапазоном, аналогичным по чистому эффекту двухскоростной задней части грузовика), до целой зубчатой передачи, аналогичной той, что есть в ручной автомобильной трансмиссии . Некоторые двигатели имеют электронные регуляторы скорости реостатного типа, что устраняет необходимость в конических шкивах или шестернях.
Контрапунктом передней бабки является задняя бабка , иногда называемая свободной головкой, так как ее можно расположить в любой удобной точке на станине, сдвинув ее в нужную область. Задняя бабка содержит ствол, который не вращается, но может скользить внутрь и наружу параллельно оси станины и прямо на одной линии со шпинделем передней бабки. Ствол полый и обычно содержит конус для облегчения захвата различных типов инструментов. Его наиболее распространенное применение — удерживание закаленного стального центра, который используется для поддержки длинных тонких валов при точении, или удерживание сверл для сверления осевых отверстий в заготовке. Возможны многие другие применения. [8]
Металлообрабатывающие токарные станки имеют каретку (состоящую из седла и фартука), увенчанную поперечными салазками, которые представляют собой плоскую деталь, которая располагается крестообразно на станине и может поворачиваться под прямым углом к станине. Над поперечными салазками обычно располагается еще один салазки, называемый составным суппортом, который обеспечивает две дополнительные оси движения, вращательную и линейную. Сверху находится резцедержатель, который удерживает режущий инструмент , который удаляет материал с заготовки. Может быть или не быть ходовой винт , который перемещает поперечные салазки вдоль станины.
Токарные станки по дереву и токарно-давильные станки по металлу не имеют поперечных салазок, но вместо этого имеют банджо , которые представляют собой плоские детали, которые располагаются крест-накрест на станине. Положение банджо можно регулировать вручную; передача не задействована. Вертикально от банджо поднимается резцедержатель, наверху которого находится горизонтальный подручник. При токарной обработке по дереву ручные инструменты крепятся к подручнику и вставляются в заготовку. При токарно-давильной обработке по металлу следующий штифт поднимается вертикально от подручника и служит точкой опоры, против которой инструменты могут быть вставлены в заготовку.
Если на заготовке не обработан конус, идеально совпадающий с внутренним конусом шпинделя, или резьба не совпадает с наружной резьбой шпинделя (два условия, которые встречаются редко), для крепления заготовки к шпинделю необходимо использовать приспособление.
Заготовка может быть прикручена болтами или винтами к планшайбе , большому плоскому диску, который крепится к шпинделю. В качестве альтернативы, для закрепления заготовки на планшайбе могут использоваться собачки планшайбы .
Заготовка может быть установлена на оправке , или круглая заготовка зажата в трех- или четырехкулачковом патроне . Для заготовок неправильной формы обычно используют четырехкулачковый (независимые подвижные кулачки) патрон. Эти зажимные устройства крепятся непосредственно к шпинделю передней бабки токарного станка.
В точной работе и в некоторых классах повторяющихся работ цилиндрические заготовки обычно удерживаются в цанге, вставленной в шпиндель и закрепленной либо тяговым стержнем, либо цанговым колпачком на шпинделе. Подходящие цанги также могут использоваться для крепления квадратных или шестиугольных заготовок. В работе по изготовлению точных инструментов такие цанги обычно относятся к типу цанг с затягиванием, где при затягивании цанги заготовка слегка перемещается назад в переднюю бабку, тогда как для большинства повторяющихся работ предпочтительнее вариант с мертвой длиной, поскольку это гарантирует, что положение заготовки не сместится при затягивании цанги.
Мягкую заготовку (например, дерево) можно зажать между центрами с помощью цилиндрического привода на передней бабке, который врезается в древесину и передает ей крутящий момент.
Мягкий мертвый центр используется в шпинделе передней бабки, поскольку деталь вращается вместе с центром. Поскольку центр мягкий, его можно выровнять на месте перед использованием. Входящий угол составляет 60°. Традиционно жесткий мертвый центр используется вместе с подходящей смазкой в задней бабке для поддержки заготовки. В современной практике мертвый центр часто заменяется вращающимся центром , поскольку он свободно вращается вместе с заготовкой — обычно на шарикоподшипниках — уменьшая тепло трения, что особенно важно на высоких скоростях. При чистовой обработке длинной длины материала его необходимо поддерживать с обоих концов. Этого можно добиться с помощью подвижного или неподвижного люнета . Если люнета нет, торцевая поверхность, на которой обрабатываются детали, может поддерживаться мертвым (стационарным) полуцентром. Полуцентр имеет плоскую поверхность, обработанную по широкому сечению половины его диаметра на заостренном конце. Небольшая часть кончика мертвого центра сохраняется для обеспечения концентричности. Смазку необходимо наносить в этой точке контакта, а давление задней бабки следует уменьшать. При повороте между двумя центрами также можно использовать токарный суппорт или токарный фиксатор . [9]
В токарной обработке дерева одним из вариантов вращающегося центра является чашечный центр , представляющий собой металлический конус, окруженный металлическим кольцом, которое снижает вероятность раскалывания заготовки.
Круглая металлическая пластина с равномерно расположенными отверстиями по периметру, установленная на шпинделе, называется «индексной пластиной». Она может использоваться для поворота шпинделя на точный угол, а затем фиксации его на месте, облегчая повторные вспомогательные операции, выполняемые с заготовкой.
Другие принадлежности, включая такие элементы, как приспособления для токарной обработки конусов, накатные инструменты, вертикальные салазки, неподвижные и подвижные люнеты и т. д., повышают универсальность токарного станка и расширяют спектр выполняемых им работ.
Когда заготовка закреплена между передней и задней бабкой, говорят, что она находится «между центрами». Когда заготовка поддерживается с обоих концов, она более устойчива, и к заготовке можно приложить больше силы через инструменты под прямым углом к оси вращения, не опасаясь, что заготовка может оторваться.
Когда заготовка закреплена только на шпинделе на конце передней бабки, работа называется «обработкой торца». Когда заготовка поддерживается таким образом, к заготовке можно приложить меньшее усилие через инструменты под прямым углом к оси вращения, чтобы заготовка не вырвалась. Таким образом, большую часть работы следует выполнять аксиально, по направлению к передней бабке, или под прямым углом, но осторожно.
Когда заготовка устанавливается с определенной осью вращения, обрабатывается, а затем снова устанавливается с новой осью вращения, это называется «эксцентриковой обработкой» или «многоосевой обработкой». Результатом является то, что различные поперечные сечения заготовки являются вращательно-симметричными, но заготовка в целом не является вращательно-симметричной. Эта техника используется для кулачковых валов, различных типов ножек стульев.
Токарные станки обычно «размеряются» по объему обрабатываемой детали, которую они могут удерживать. Обычно крупная деталь удерживается с обоих концов с помощью патрона или другого привода в передней бабке и центра в задней бабке. Чтобы максимизировать размер, поворот между центрами позволяет обрабатываемой детали находиться как можно ближе к передней бабке и используется для определения самой длинной детали, которую токарный станок будет обрабатывать: когда основание задней бабки будет совмещено с концом станины. Расстояние между центрами дает максимальную длину детали, которую токарный станок официально будет удерживать. Можно получить немного более длинные детали, если задняя бабка будет выступать за конец станины, но это неразумная практика. Приобретение удлинителя или большей станины было бы разумной альтернативой.
Другой размер заготовки — насколько далеко она может быть от центра. Это известно как «размах» («Расстояние от центра головки токарного станка до станины или направляющих, или до упора. Размах определяет диаметральный размер объекта, который может быть повернут на токарном станке; все, что больше, будет мешать станине. Этот предел называется размахом станины. Размах упора — это размер, который будет вращаться над упором, который лежит на станине».) [10] из понятия, что заготовка «размахивается» от центра, на котором она установлена. Это имеет больше смысла для заготовок нестандартной формы, но поскольку токарный станок чаще всего используется для цилиндрических заготовок, полезно знать максимальный диаметр заготовки, которую токарный станок может удерживать. Это просто значение размаха (или высоты центра над станиной), умноженное на два. По какой-то причине в США размах считается диаметром, но это неверно. Чтобы быть точным в отношении размера, лучше, следовательно, описать измерение как «высота центра над станиной». Поскольку части токарного станка уменьшают производительность, можно найти такие измерения, как «качание над поперечным суппортом» или другие названные части.
Самые маленькие токарные станки — это «ювелирные токарные станки» или «часовщики токарные станки», которые, хотя часто и достаточно малы, чтобы их можно было держать одной рукой, обычно крепятся к верстаку. [11] Существуют редкие и еще меньшие мини-токарные станки, предназначенные для точной резки. [12] Обрабатываемые на ювелирном токарном станке детали часто изготавливаются из металла, но можно обрабатывать и другие более мягкие материалы. Ювелирный токарный станок можно использовать с ручными «граверными» инструментами или с «компаундным суппортом», который крепится к станине токарного станка и позволяет зажимать инструмент на месте и перемещать его с помощью винтовой или рычажной подачи. Граверные инструменты обычно поддерживаются Т-образным суппортом, а не крепятся к поперечному суппорту или комбаинному суппорту. Заготовка обычно удерживается в цанге, но также широко используются высокоточные 3- и 6-кулачковые патроны. Обычные размеры отверстия шпинделя составляют 6 мм, 8 мм и 10 мм. Термин WW относится к цанге и токарному станку Webster/Whitcomb, изобретенным компанией American Watch Tool Company из Уолтема, штат Массачусетс. Большинство токарных станков, обычно называемых часовыми, имеют эту конструкцию. В 1909 году компания American Watch Tool представила цангу типа Magnus (цанга размером 10 мм), используя токарный станок той же базовой конструкции, Webster/Whitcomb Magnus. (FWDerbyshire, Inc. сохраняет торговые марки Webster/Whitcomb и Magnus и до сих пор производит эти цанги. [13] ) Распространены две модели станин: станина WW (Webster Whitcomb), усеченная треугольная призма (встречается только на 8- и 10-миллиметровых токарных станках для часовщиков); и континентальная планка D-стиля (используется как на 6-миллиметровых, так и на 8-миллиметровых токарных станках такими фирмами, как Lorch и Star). Использовались и другие конструкции станин, например, треугольная призма на некоторых токарных станках Boley диаметром 6,5 мм и станина с V-образной кромкой на токарных станках IME диаметром 8 мм.
Небольшие токарные станки для металлообработки, которые больше ювелирных и могут располагаться на верстаке или столе, но предлагают такие функции, как держатели инструментов и зубчатая передача для нарезки винтов, называются хобби-токарными станками, а более крупные версии — «настольными токарными станками» — этот термин также обычно применяется к особому типу высокоточных токарных станков, используемых изготовителями инструментов для одноразовых работ. [14] Еще более крупные токарные станки, предлагающие аналогичные функции для производства или модификации отдельных деталей, называются «моторными токарными станками». Токарные станки этих типов не имеют дополнительных встроенных функций для серийного производства, а скорее используются для производства или модификации отдельных деталей в качестве основной роли.
Токарные станки такого размера, предназначенные для массового производства, но не обладающие универсальными возможностями нарезания винта, присущими токарно-винторезным станкам или настольным токарным станкам, называются токарными станками «второй операции».
Токарные станки с очень большим отверстием шпинделя и патроном на обоих концах шпинделя называются «нефтепромысловыми токарными станками».
Полностью автоматические механические токарные станки, использующие кулачки и зубчатые передачи для контролируемого движения, называются токарно-винторезными станками .
Токарные станки, управляемые компьютером, называются токарными станками с ЧПУ .
Токарные станки со шпинделем, установленным вертикально, а не горизонтально, называются вертикальными токарными станками или вертикально-расточными станками. Они используются там, где необходимо обтачивать очень большие диаметры, а заготовка (сравнительно) не очень длинная.
Токарный станок с резцедержателем, который может вращаться вокруг вертикальной оси, чтобы подавать различные инструменты к передней бабке (и заготовке), называется револьверным станком . [15]
Токарный станок, оборудованный делительными пластинами, профильными фрезами, спиральными или винтовыми направляющими и т. д., позволяющими выполнять декоративную токарную обработку, называется декоративным токарным станком.
Возможны различные комбинации: например, вертикальный токарный станок может также иметь возможности ЧПУ (например, ЧПУ VTL ).
Токарные станки можно комбинировать с другими станками, такими как сверлильный станок или вертикально-фрезерный станок . Обычно их называют комбинированными токарными станками .
Токарные станки по дереву являются старейшим видом, за исключением гончарных кругов. Все остальные виды произошли от этих простых токарных станков. Регулируемая горизонтальная металлическая направляющая, подставка для инструмента, между материалом и оператором обеспечивает размещение формовочных инструментов, которые обычно держатся в руках. После формовки общепринятой практикой является нажатие и скольжение наждачной бумаги по все еще вращающемуся объекту, чтобы сгладить поверхность, сделанную с помощью инструментов для формовки металла. Подставка для инструмента обычно снимается во время шлифования, так как может быть небезопасно, чтобы руки оператора находились между ней и вращающейся древесиной. [ необходима цитата ]
Многие токарные станки по дереву также можно использовать для изготовления чаш и тарелок. Чашу или тарелку нужно только удерживать внизу одной стороной токарного станка. Обычно она крепится к металлической лицевой пластине, прикрепленной к шпинделю. На многих токарных станках эта операция выполняется с левой стороны передней бабки, где нет направляющих и, следовательно, больше зазора. В этой конфигурации деталь может быть сформирована внутри и снаружи. Для поддержки инструментов при формировании внутренней части можно использовать специальный изогнутый подручник. Более подробную информацию можно найти на странице токарной обработки по дереву .
Большинство деревообрабатывающих станков рассчитаны на работу со скоростью от 200 до 1400 оборотов в минуту, причем для большинства таких работ оптимальной считается скорость чуть более 1000 оборотов в минуту, а для более крупных заготовок требуются более низкие скорости. [16]
Один из типов специализированных токарных станков — это дублирующий или копировальный токарный станок. Некоторые из них известны как токарные станки Бланшара, в честь Томаса Бланшара . Этот тип токарного станка мог создавать формы, идентичные стандартному образцу, и он произвел революцию в процессе изготовления прикладов оружия в 1820-х годах, когда был изобретен. [17]
В Эрмитаже (Россия) выставлен копировальный станок для декоративной токарной обработки : изготовления медалей и гильошированных узоров, спроектированный Андреем Нартовым в 1721 году. [18] [19]
.jpg/1280px-Patternmaker's_double_lathe_(Carpentry_and_Joinery,_1925).jpg)
Используется для изготовления шаблонов для литейных цехов , часто из дерева, но также и из пластика. Токарный станок для изготовления шаблонов выглядит как тяжелый токарный станок по дереву, часто с револьверной головкой и либо ходовым винтом , либо зубчатой рейкой для ручного позиционирования револьверной головки . Револьверная головка используется для точной резки прямых линий. Они часто имеют приспособление для обработки очень больших деталей на другом конце передней бабки с использованием отдельно стоящего подручника. Другой способ обработки больших деталей — это скользящая станина, которая может отодвигаться от передней бабки и таким образом открывать зазор перед передней бабкой для больших деталей.
На металлообрабатывающем токарном станке металл удаляется с заготовки с помощью закаленного режущего инструмента , который обычно крепится к прочному подвижному креплению, либо к резцедержателю, либо к револьверной головке, которая затем перемещается по заготовке с помощью маховиков или двигателей с компьютерным управлением. Эти режущие инструменты имеют широкий диапазон размеров и форм в зависимости от их применения. Некоторые распространенные стили — ромбовидные, круглые, квадратные и треугольные.
Резцедержатель управляется ходовыми винтами, которые могут точно позиционировать инструмент в различных плоскостях. Резцедержатель может приводиться в действие вручную или автоматически для выполнения черновых и чистовых резов, необходимых для придания заготовке желаемой формы и размеров, или для нарезания резьбы , червячных передач и т. д. Смазочно-охлаждающая жидкость также может подаваться в место резки для охлаждения, смазки и очистки заготовки от стружки. Некоторые токарные станки могут работать под управлением компьютера для массового производства деталей (см. « Числовое компьютерное управление »).
Металлообрабатывающие токарные станки с ручным управлением обычно оснащаются зубчатой передачей с переменным передаточным отношением для привода главного ходового винта. Это позволяет нарезать резьбу с различным шагом . На некоторых старых токарных станках или более доступных новых токарных станках зубчатые передачи меняются путем замены шестерен с различным количеством зубьев на валах или с них, в то время как более современные или дорогие токарные станки с ручным управлением имеют коробку быстрой смены , чтобы обеспечить часто используемые передаточные отношения с помощью рычага. Токарные станки с ЧПУ используют компьютеры и сервомеханизмы для регулирования скорости движения.
На токарных станках с ручным управлением шаг резьбы, который можно нарезать, в некотором роде определяется шагом ходового винта: токарный станок с метрическим ходовым винтом будет легко нарезать метрическую резьбу (включая BA ), в то время как токарный станок с дюймовым ходовым винтом будет легко нарезать резьбу на основе дюймовых единиц, такую как BSW или UTS (UNF, UNC). Это ограничение не является непреодолимым, поскольку для перевода между метрическими и дюймовыми шагами резьбы используется 127-зубчатая шестерня, называемая транспонирующей шестерней. Однако это дополнительное оборудование, которым многие владельцы токарных станков не владеют. Это также более крупное сменное колесо, чем другие, и на некоторых токарных станках может быть больше, чем банджо для крепления сменного колеса, которое можно установить.
Заготовка может поддерживаться между парой точек, называемых центрами , или может быть прикреплена болтами к планшайбе или удерживаться в патроне . Патрон имеет подвижные кулачки, которые могут надежно захватывать заготовку.
При использовании металлообрабатывающего станка есть некоторые эффекты на свойства материала. Химических или физических эффектов немного, но есть много механических эффектов, которые включают остаточное напряжение, микротрещины, наклеп и отпуск в закаленных материалах.
Токарные станки для киев работают аналогично токарно-карусельным станкам, обеспечивая идеальную радиально-симметричную резку для бильярдных киев . Их также можно использовать для восстановления киев, которые изношены за годы.
Стеклообрабатывающие токарные станки по конструкции похожи на другие токарные станки, но заметно отличаются способом модификации заготовки. Стеклообрабатывающие токарные станки медленно вращают полый стеклянный сосуд над пламенем с фиксированной или переменной температурой. Источник пламени может быть как ручным, так и установленным на банджо/поперечном суппорте, который можно перемещать вдоль станины токарного станка. Пламя служит для размягчения обрабатываемого стекла, так что стекло в определенной области заготовки становится пластичным и поддается формованию либо путем надувания (« выдувание стекла »), либо путем деформации с помощью термостойкого инструмента. Такие токарные станки обычно имеют две передние бабки с патронами, удерживающими заготовку, расположенные так, чтобы они оба вращались вместе в унисон. Воздух может подаваться через шпиндель патрона передней бабки для выдувания стекла. Инструменты для деформации стекла и трубки для выдувания (надувания) стекла обычно являются ручными.
При алмазной обработке токарный станок с компьютерным управлением и алмазным инструментом используется для изготовления прецизионных оптических поверхностей из стекла или других оптических материалов. В отличие от обычной оптической шлифовки, сложные асферические поверхности можно легко обрабатывать. Вместо направляющих типа «ласточкин хвост», используемых на направляющих инструмента токарного станка по металлу, направляющие обычно плавают на воздушных подшипниках, а положение инструмента измеряется с помощью оптической интерферометрии для достижения необходимого стандарта точности для оптической работы. Готовая заготовка обычно требует небольшого количества последующей полировки с помощью обычных методов для достижения готовой поверхности, подходящей для использования в линзе, но время грубой шлифовки значительно сокращается для сложных линз.
При выдавливании металла диск из листового металла удерживается перпендикулярно главной оси токарного станка, а инструменты с полированными наконечниками ( ложки ) или роликовыми наконечниками удерживаются вручную, но прижимаются рукой к неподвижным стойкам, создавая давление, деформирующее выдавливаемый лист металла.
Токарные станки для обработки металла почти так же просты, как токарные станки для обработки дерева. Обычно для точения металла требуется оправка, обычно изготавливаемая из дерева, которая служит шаблоном, на котором формируется заготовка (можно делать асимметричные формы, но это очень продвинутая техника). Например, чтобы сделать чашу из листового металла , требуется сплошной брусок дерева в форме чаши; аналогично, чтобы сделать вазу , требуется сплошной шаблон вазы.
Учитывая появление высокоскоростной промышленной штамповки под высоким давлением, токарная вытяжка металла сейчас менее распространена, чем когда-то, но по-прежнему остается ценным методом для производства единичных прототипов или небольших партий, где штамповка была бы неэкономичной.
Декоративный токарный станок был разработан примерно в то же время, что и промышленный токарно-винторезный станок в девятнадцатом веке. Он использовался не для изготовления практических предметов, а для декоративных работ: декоративной токарной обработки . Используя такие принадлежности, как горизонтальные и вертикальные режущие рамы, эксцентриковый патрон и эллиптический патрон, можно изготавливать твердые тела необычайной сложности с помощью различных генеративных процедур.
Специальный токарный станок, токарный станок Rose engine , также используется для декоративной токарной обработки, в частности для токарной обработки двигателей, как правило, драгоценных металлов, например, для украшения корпусов карманных часов. Помимо широкого спектра принадлежностей, эти токарные станки обычно имеют сложные разделительные устройства, позволяющие точно вращать оправку. Резка обычно выполняется вращающимися резцами, а не непосредственно вращением самой работы. Из-за сложности полировки таких работ обрабатываемые материалы, такие как дерево или слоновая кость, обычно довольно мягкие, и резец должен быть исключительно острым. Лучшими декоративными токарными станками обычно считаются те, которые были изготовлены Хольцапффелем на рубеже 19-го века.
Многие типы токарных станков могут быть оснащены вспомогательными компонентами, позволяющими им воспроизводить деталь: оригинальная деталь устанавливается на один шпиндель, заготовка — на другой, и поскольку оба вращаются синхронно, один конец рычага «считывает» оригинал, а другой конец рычага «вырезает» дубликат.
Редукционный токарный станок — это специализированный токарный станок, разработанный с учетом этой особенности и включающий в себя механизм, аналогичный пантографу , так что когда «считывающий» конец рычага считывает деталь размером, например, один дюйм, режущий конец рычага создает аналогичную деталь размером, например, в одну четверть дюйма (редукция 4:1, хотя при наличии соответствующего оборудования и соответствующих настроек возможна любая степень редукции).
Редукционные станки используются при изготовлении монет, где гипсовый оригинал (или эпоксидная мастер-модель, изготовленная с гипсового оригинала, или медная мастер-модель, изготовленная с гипсового оригинала и т. д.) дублируется и редуцируется на редукционном станке, в результате чего получается мастер-штамп .
Токарный станок, в котором бревна древесины обтачиваются очень острым лезвием и обдираются в одном непрерывном или полунепрерывном рулоне. Изобретен Иммануэлем Нобелем (отцом более известного Альфреда Нобеля ). Первые такие токарные станки в Соединенных Штатах были установлены в середине 19 века. Продукт называется шпоном и используется для изготовления фанеры и в качестве косметического поверхностного шпона на некоторых сортах ДСП .
Часовые токарные станки — это тонкие, но точные токарные станки для обработки металла, обычно без возможности нарезания винта , и они до сих пор используются часовщиками для таких работ, как точение балансировочных реек. Ручной инструмент, называемый гравером , поддерживаемый подручником, часто используется вместо инструмента с подвижным креплением. Первоначальные токарные станки часовщиков представляли собой простой токарный станок с мертвым центром, подвижным подручником и двумя свободными головками. Заготовка вращалась с помощью смычка, обычно из конского волоса , обернутого вокруг нее.
Транскрипционные или записывающие станки используются для создания канавок на поверхности для записи звуков. Они использовались для создания звуковых канавок на восковых цилиндрах, а затем на плоских записывающих дисках, изначально также сделанных из воска, но позже в качестве лаков на субстрате. Первоначально режущие станки приводились в действие звуковыми колебаниями через рупор в процессе, известном как акустическая запись , а позже приводились в действие электрическим током, когда микрофоны впервые стали использоваться для звукозаписи. Многие такие станки были профессиональными моделями, но другие были разработаны для домашней записи и были распространены до появления домашней записи на магнитофон.
Национальные и международные стандарты используются для стандартизации определений, экологических требований и методов испытаний, используемых для оценки производительности токарных станков. Выбор стандарта, который будет использоваться, является соглашением между поставщиком и пользователем и имеет некоторое значение при проектировании токарного станка. В Соединенных Штатах ASME разработал стандарт B5.57 под названием «Методы оценки производительности токарных станков с числовым программным управлением и токарных центров», который устанавливает требования и методы для спецификации и тестирования производительности токарных станков с ЧПУ и токарных центров. [20]
{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)