Введение
Токарный станок – это станок, который вращает заготовку вокруг оси вращения для выполнения различных операций, таких как резание, шлифование, накатка, сверление, деформация, обточка, нарезание резьбы и точение, с использованием инструментов, которые прикладываются к заготовке для создания объекта с симметрией относительно этой оси. Токарные станки используются в деревообработке, металлообработке, формовании металла, термическом напылении, восстановлении и обработке стекла. Токарные станки могут использоваться для изготовления керамических изделий, наиболее известным примером является гончарный круг. Большинство хорошо оснащенных металлообрабатывающих токарных станков также могут использоваться для производства большинства тел вращения, плоских поверхностей и винтовых резьб или спиралей. Декоративные токарные станки могут создавать трехмерные объекты невероятной сложности. Заготовка обычно удерживается на месте одним или двумя центрами, по крайней мере один из которых обычно может перемещаться горизонтально для размещения заготовок различной длины. Другие способы крепления заготовки включают ее зажим вокруг оси вращения с помощью патрона или цанги, или на лицевую плиту с помощью зажимов или упора. Примеры изделий, которые можно изготовить на токарном станке, включают винты, подсвечники, стволы огнестрельного оружия, кии для бильярда, ножки столов, чаши, бейсбольные биты, ручки, музыкальные инструменты (особенно духовые деревянные инструменты) и коленчатые валы.
A lathe (/l//eɪ//ð/) is a machine tool that rotates a workpiece about an axis of rotation to perform various operations such as cutting, sanding, knurling, drilling, deformation, facing, threading and turning, with tools that are applied to the workpiece to create an object with symmetry about that axis. Lathes are used in woodturning, metalworking, metal spinning, thermal spraying, reclamation, and glass working. Lathes can be used to shape pottery, the best known design being the Potter's wheel. Most suitably equipped metalworking lathes can also be used to produce most solids of revolution, plane surfaces and screw threads or helices. Ornamental lathes can produce three dimensional solids of incredible complexity. The workpiece is usually held in place by either one or two centers, at least one of which can typically be moved horizontally to accommodate varying workpiece lengths. Other work holding methods include clamping the work about the axis of rotation using a chuck or collet, or to a faceplate, using clamps or dog clutch. Examples of objects that can be produced on a lathe include screws, candlesticks, gun barrels, cue sticks, table legs, bowls, baseball bats, pens, musical instruments (especially woodwind instruments), and crankshafts.
История
Токарный станок – древний инструмент. Самые ранние свидетельства о токарном станке относятся к Древнему Египту, около 1300 года до н.э. Существуют также косвенные доказательства его существования на микенской греческой территории, датируемые 13-м или 14-м веками до н.э. Чёткие свидетельства обработанных на станке изделий были найдены, начиная с 6-го века до н.э.: фрагменты деревянной чаши в этрусской гробнице в Северной Италии, а также две плоские деревянные тарелки с декоративными точёными краями из современной Турции. Первая известная картина с изображением токарного станка датируется 3-м веком до н.э. в Древнем Египте. К 1770-м годам прецизионные токарные станки стали практическими и широко известными. Суппорт чётко изображён в 1772 году в «Энциклопедии», а в том же году Ян Вербрюгген установил конный станок для нарезания стволов пушек на Королевском арсенале в Вулвиче, Англия. Пушки, изготовленные на станке Вербрюггена, были прочнее и точнее своих предшественников и использовались в американской войне за независимость. Генри Модсли, изобретатель многих последующих усовершенствований токарного станка, работал учеником в мастерской Вербрюггена в Вулвиче. Во время промышленной революции механизированная энергия, вырабатываемая водяными колёсами или паровыми двигателями, передавалась на токарный станок через приводные валы, что позволяло работать быстрее и легче. Металлообрабатывающие токарные станки превратились в более тяжёлые машины с более толстыми и жёсткими деталями. С конца 19-го по середину 20-го веков индивидуальные электродвигатели на каждом станке заменили приводные валы в качестве источника энергии. Начиная с 1950-х годов, сервомеханизмы стали применяться для управления токарными станками и другими станками с помощью числового программного управления (ЧПУ), которое часто объединялось с компьютерами для получения компьютеризированного числового программного управления (КЧПУ). Сегодня в промышленности сосуществуют токарные станки с ручным управлением и станки с ЧПУ.
Компоненты
Токарный станок может быть как с ножками, которые устанавливаются на пол и поднимают станину до рабочей высоты, так и без них. Станок может быть небольшим и устанавливаться на верстак или стол, не требуя подставки. Почти все токарные станки имеют станину, которая почти всегда представляет собой горизонтальную балку, хотя на станках с ЧПУ обычно используется наклонная или вертикальная балка в качестве станины для обеспечения свободного падения стружки или опилок. Деревообрабатывающие станки, предназначенные для изготовления больших чаш, часто не имеют станины или задней бабки, а только свободно стоящую головку и консольную подставку для инструмента. На одном конце станины (почти всегда слева, если оператор стоит лицом к станку) находится головная бабка. В головной бабке расположены высокоточные вращающиеся подшипники. Внутри подшипников вращается горизонтальный вал, ось которого параллельна станине и называется шпинделем. Шпиндели часто полые и имеют внутреннюю коническую резьбу Морзе на конце шпинделя (то есть, направленную вправо / к станине), к которой можно крепить оснастку для закрепления заготовки. Шпиндели также могут иметь приспособления для крепления заготовки на левом конце шпинделя с другим инструментом для выполнения определенных задач (то есть, направленным от основной станины) или могут иметь маховик или другой вспомогательный механизм на выступающем конце. Шпиндели приводятся в движение и передают движение заготовке. Привод шпинделя осуществляется либо ножной силой через педаль и маховик, либо ременной или зубчатой передачей от источника питания, такого как электродвигатель или приводные валы. В большинстве современных станков этот источник питания представляет собой встроенный электродвигатель, который обычно расположен в головной бабке, слева от нее или под ней, скрытый в подставке. Помимо шпинделя и его подшипников, головная бабка часто содержит детали для преобразования скорости двигателя в различные скорости шпинделя. Для этого используются различные типы механизмов изменения скорости, от конусообразного шкива или ступенчатого шкива до конусообразного шкива с понижающей передачей (которая по сути является пониженной передачей, аналогичной по эффекту двухскоростному заднему ходу грузовика) или целой зубчатой передачи, аналогичной автомобильной коробке передач с ручным управлением. Некоторые двигатели имеют электронные реостатные регуляторы скорости, что устраняет необходимость в конических шкивах или шестернях. Противоположностью головной бабки является задняя бабка, иногда называемая "свободной головкой", поскольку ее можно расположить в любой удобной точке на станине, перемещая ее в требуемую область. Задняя бабка содержит гильзу, которая не вращается, но может перемещаться вперед и назад параллельно оси станины и непосредственно по линии шпинделя головной бабки. Гильза является полой и обычно имеет коническое отверстие для облегчения захвата различных видов инструмента. Наиболее распространенное ее применение - удержание закаленного стального центра, который используется для поддержки длинных тонких валов во время точения, или для удержания сверл для сверления осевых отверстий в заготовке. Возможно множество других применений. Металлообрабатывающие станки имеют суппорт (состоящий из седла и фартука), на котором установлена поперечная каретка, представляющая собой плоскую деталь, расположенную поперек станины и которую можно перемещать под прямым углом к станине. На поперечной каретке обычно установлена еще одна каретка, называемая верхним суппортом, которая обеспечивает 2 дополнительных оси движения: вращательную и линейную. На ней располагается резцедержатель, в котором удерживается режущий инструмент, удаляющий материал с заготовки. Может быть или не быть ведущего винта, который перемещает поперечную каретку вдоль станины. Деревообрабатывающие и металлообрабатывающие станки для раскручивания металла не имеют поперечных кареток, а имеют банджо, которые представляют собой плоские детали, расположенные поперек станины. Положение банджо можно регулировать вручную; передача не требуется. От банджо вертикально поднимается стойка резцедержателя, на вершине которой находится горизонтальная подставка для инструмента. При деревообработке ручные инструменты упираются в подставку для инструмента и вдавливаются в заготовку. При раскручивании металла дальнейший штифт поднимается вертикально от подставки для инструмента и служит опорой, на которую можно давить инструментами в заготовку.
Аксессуары
Если на заготовке отсутствует конус, идеально соответствующий внутреннему конусу шпинделя, или резьба, идеально совпадающая с внешней резьбой шпинделя (два маловероятных условия), для крепления заготовки к шпинделю необходимо использовать вспомогательный инструмент. Заготовку можно прикрепить болтами или винтами к лицевой плите – большому плоскому диску, который монтируется на шпиндель. В качестве альтернативы, для фиксации заготовки на лицевой плите можно использовать упорные плашки. Заготовку можно установить на оправку или зажать круглую заготовку в трех- или четырехкулачковый патрон. Для заготовок неправильной формы обычно используется четырехкулачковый (с независимо движущимися кулачками) патрон. Эти приспособления для крепления устанавливаются непосредственно на шпиндель головки токарного станка. При прецизионной обработке и в некоторых видах серийного производства цилиндрические заготовки обычно удерживаются в патроне, вставленном в шпиндель и закрепленном либо тягой, либо колпаком для закрытия патрона на шпинделе. Подходящие патроны также могут использоваться для крепления квадратных или шестигранных заготовок. В прецизионном инструментальном производстве такие патроны обычно бывают втягивающими, когда при затягивании патрона заготовка слегка перемещается внутрь головки станка, в то время как для большинства серийных работ предпочтительнее патроны с фиксированной длиной, поскольку это гарантирует, что положение заготовки не изменится при затягивании патрона. Мягкую заготовку (например, дерево) можно зажать между центрами, используя упорный шпиндель в головке станка, который врезается в дерево и передает ему крутящий момент. В шпинделе головки используется мягкий центр, поскольку заготовка вращается вместе с центром. Благодаря тому, что центр мягкий, его можно притереть на месте перед использованием. Угол заточки составляет 60°. Традиционно используется твердый центр вместе с подходящей смазкой в задней бабке для поддержки заготовки. В современной практике центр часто заменяется вращающимся центром, поскольку он свободно вращается вместе с заготовкой, обычно на шарикоподшипниках, снижая тепло, выделяемое трением, что особенно важно на высоких скоростях. При чистовой обработке длинной заготовки ее необходимо поддерживать с обоих концов. Этого можно достичь с помощью передвижной или неподвижной упорной бабки. Если упорная бабка недоступна, обрабатываемую торцевую поверхность можно поддерживать неподвижным (стационарным) полуцентром. Полуцентр имеет плоскую поверхность, обработанную на широком участке половины его диаметра на заостренном конце. Небольшой участок кончика центра сохраняется для обеспечения соосности. В этой точке контакта необходимо нанести смазку и уменьшить давление задней бабки. Также может использоваться упор токарного станка или собачка при точении между центрами. В деревообрабатывающей промышленности одним из вариантов вращающегося центра является конусный центр, представляющий собой конус из металла, окруженный кольцевым кольцом из металла, что снижает вероятность растрескивания заготовки. Круглая металлическая пластина с равномерно расположенными отверстиями по окружности, прикрепленная к шпинделю, называется "индексной головкой". Ее можно использовать для поворота шпинделя на точный угол, а затем фиксации его в этом положении, что облегчает повторение вспомогательных операций с заготовкой. Другие вспомогательные инструменты, такие как приспособления для конической токарной обработки, инструменты для нарезания резьбы, вертикальные салазки, неподвижные и передвижные упорные бабки и т. д., повышают универсальность токарного станка и расширяют спектр выполняемых работ.
Способы использования
Когда заготовка закреплена между головным и хвостовым центрами, говорят, что она установлена "в центрах". Когда заготовка поддерживается с обоих концов, она становится более устойчивой, и к ней можно приложить большее усилие через инструмент под прямым углом к оси вращения, не опасаясь, что заготовка сорвется. Если заготовка закреплена только на шпинделе головного центра, такую обработку называют "торцевой обработкой". При такой поддержке к заготовке можно приложить меньшее усилие через инструмент под прямым углом к оси вращения, чтобы она не вырвалась. Таким образом, большинство операций необходимо выполнять по оси, в направлении головного центра, или под прямым углом, но аккуратно. Если заготовку устанавливают с определенной осью вращения, обрабатывают, а затем переустанавливают с новой осью вращения, это называется "эксцентрической токарной обработкой" или "многоосевой токарной обработкой". В результате различные поперечные сечения заготовки обладают осевой симметрией, но сама заготовка в целом – нет. Эта техника используется для изготовления распределительных валов и различных типов ножек стульев.
Размеры
Токарные станки обычно характеризуются по размеру обрабатываемых деталей. Как правило, большие детали закрепляются с обоих концов – с помощью патрона или другого привода в головке станка и центра в хвостовом центре. Для достижения максимального размера, точение между центрами позволяет располагать деталь как можно ближе к головке станка, что определяет максимальную длину детали, которую может обработать станок: когда основание хвостового центра совмещено с концом станины. Расстояние между центрами определяет максимальную длину детали, которую станок может официально удерживать. Возможно обработать детали немного большей длины, если хвостовой центр выступает за конец станины, но это нежелательная практика. Разумнее приобрести удлинитель или станину большего размера. Другая важная характеристика заготовки – это максимальное отклонение от центра. Это называется "диаметр над станиной" ("Расстояние от центра головки токарного станка до станины или направляющих, или до упора. Диаметр над станиной определяет диаметральный размер объекта, который можно обработать на станке; все, что больше, будет мешать станине. Этот предел называется диаметром над станиной. Диаметр над упором – это размер, который может вращаться над упором, установленным на станине.") – от представления о том, что деталь "качается" от центра, на котором она закреплена. Это более понятно для деталей сложной формы, но поскольку токарные станки чаще всего используются для обработки цилиндрических деталей, полезно знать максимальный диаметр детали, которую может удерживать станок. Это просто значение диаметра над станиной (или высоты центра над станиной), умноженное на два. По какой-то причине в США под диаметром над станиной подразумевают диаметр самой детали, что неверно. Для ясности лучше описывать эту характеристику как "высота центра над станиной". Поскольку отдельные части станка могут уменьшать его возможности, можно встретить измерения, такие как "диаметр над суппортом" или другие, относящиеся к конкретным частям станка.
Сорты
Самые маленькие токарные станки – это "токарные станки для ювелиров" или "токарные станки для часовщиков", которые, хотя часто достаточно малы, чтобы поместиться в одной руке, обычно крепятся к верстаку. Существуют редкие и еще более миниатюрные станки, предназначенные для прецизионной резки. Заготовки, обрабатываемые на токарном станке для ювелиров, часто изготавливаются из металла, но можно обрабатывать и другие, более мягкие материалы. Токарные станки для ювелиров могут использоваться с ручными инструментами "граверами" или с "суппортом", который крепится к станине и позволяет зафиксировать инструмент на месте и перемещать его с помощью винтовой или рычажной подачи. Инструменты-граверы обычно поддерживаются Т-образной опорой, а не закрепляются на поперечном или суппортном суппорте. Заготовка обычно удерживается в патроне, но также часто используются высокоточные 3- и 6-кулачковые патроны. Распространенные размеры отверстий шпинделя – 6 мм, 8 мм и 10 мм. Термин WW относится к патрону и токарному станку Webster/Whitcomb, изобретенному American Watch Tool Company из Уолтэма, штат Массачусетс. Большинство токарных станков, обычно называемых часовщиками, имеют такую конструкцию. В 1909 году American Watch Tool Company представила патрон типа Magnus (патрон размером 10 мм), используя токарный станок той же базовой конструкции – Webster/Whitcomb Magnus. (F. W. Derbyshire, Inc. сохраняет торговые марки Webster/Whitcomb и Magnus и до сих пор производит эти патроны.) Существуют два распространенных типа станин: станина WW (Webster Whitcomb) – усеченная треугольная призма (встречается только на токарных станках для часовщиков размером 8 и 10 мм); и континентальная станина D-образного типа (используется как на станках 6 мм, так и на 8 мм производства таких фирм, как Lorch и Star). Используются и другие конструкции станин, такие как треугольная призма на некоторых токарных станках Boley 6,5 мм и станина с V-образным краем на токарных станках IME 8 мм. Токарные станки для обработки металла меньшего размера, которые больше токарных станков для ювелиров и могут быть установлены на верстаке или столе, но предлагают такие функции, как держатели инструментов и зубчатая передача для нарезания резьбы, называются любительскими токарными станками, а более крупные версии – "верстачными токарными станками". Этот термин также обычно применяется к специальному типу высокоточных токарных станков, используемых инструментальщиками для единичных заказов. Еще более крупные станки, предлагающие аналогичные функции для производства или модификации отдельных деталей, называются "лобовыми токарными станками". Эти типы станков не имеют дополнительных встроенных функций для серийного производства, а используются для производства или модификации отдельных деталей в качестве основной функции. Станки такого размера, предназначенные для массового производства, но не предлагающие универсальных возможностей нарезания резьбы лобового или верстачного токарного станка, называются "вторичными токарными станками". Станки с очень большим отверстием шпинделя и патроном на обоих концах шпинделя называются "токарными станками для нефтегазовой промышленности". Полностью автоматические механические токарные станки, использующие кулачки и зубчатые передачи для контролируемого движения, называются многооборотными автоматами. Токарные станки, управляемые компьютером, называются токарными станками с ЧПУ. Станки со шпинделем, установленным в вертикальной, а не горизонтальной конфигурации, называются вертикальными токарными станками или вертикально-токарными станками. Они используются там, где необходимо точить очень большие диаметры, а заготовка (относительно) не очень длинная. Токарный станок с резцедержателем, который может вращаться вокруг вертикальной оси, чтобы представлять различные инструменты в сторону шпинделя (и заготовки), называется башней. Токарный станок, оснащенный индексирующими пластинами, профильными резцами, спиральными или винтовыми направляющими и т.д., для выполнения декоративной токарной обработки, называется декоративным токарным станком. Возможны различные комбинации: например, вертикальный токарный станок также может иметь возможности ЧПУ (например, CNC VTL). Токарные станки могут быть объединены с другими станками, такими как сверлильный пресс или вертикально-фрезерный станок. Их обычно называют комбинированными токарными станками.
Деревообработка
Деревообрабатывающие токарные станки – старейший тип, уступающий лишь гончарному кругу. Все остальные типы станков произошли от этих простых токарных станков. Регулируемая горизонтальная металлическая направляющая, упор инструмента, располагается между заготовкой и оператором, обеспечивая позиционирование режущего инструмента, который обычно удерживается вручную. После придания формы принято прижимать и скользить шлифовальной бумагой по вращающейся заготовке для сглаживания поверхности, обработанной режущим инструментом. Упор инструмента обычно снимается во время шлифовки, поскольку нахождение рук оператора между упором и вращающимся деревом может быть небезопасным. Многие деревообрабатывающие станки также можно использовать для изготовления чаш и тарелок. Чашу или тарелку необходимо удерживать снизу только одной стороной станка. Обычно она крепится к металлической лицевой пластине, прикрепленной к шпинделю. На многих станках эта операция выполняется на левой стороне станины, где отсутствуют направляющие и, следовательно, больше пространства. В такой конфигурации заготовку можно обрабатывать как снаружи, так и внутри. Для поддержки инструмента при обработке внутренней поверхности может использоваться специальный изогнутый упор. Более подробную информацию можно найти на странице, посвященной художественной обработке дерева. Большинство деревообрабатывающих токарных станков рассчитаны на работу в диапазоне скоростей от 200 до 1400 оборотов в минуту, при этом немного более 1000 об/мин считается оптимальной для большинства работ, а для более крупных заготовок требуются более низкие скорости.
Дублирование
Один из видов специализированных токарных станков — это копировальный или дублирующий станок. Некоторые из них известны как станки Бланшара, по имени Томаса Бланшара. Этот тип станка позволял создавать детали, идентичные образцу, и произвел революцию в производстве прикладов для огнестрельного оружия в 1820-х годах, когда он был изобретен. В Государственном Эрмитаже в России экспонируется копировальный станок для художественной обработки, предназначенный для изготовления медалей и гильоше, разработанный Андреем Нартовым в 1721 году.
Создание шаблонов
Используется для изготовления моделей для литейных цехов, часто из дерева, но также из пластика. Токарный станок для изготовления моделей выглядит как мощный деревообрабатывающий станок, часто оснащенный револьверной головкой и либо винтовым механизмом, либо реечной передачей для ручного позиционирования револьверной головки. Револьверная головка используется для точной обработки прямых линий. Такие станки часто имеют возможность точить очень большие детали с противоположной стороны шпинделя, используя отдельно стоящую упорную планку. Другой способ обработки крупных деталей – это подвижная станина, которая может отодвигаться от шпинделя, тем самым создавая зазор перед шпинделем для больших деталей.
Металлообработка
В металлообрабатывающем токарном станке металл удаляется с заготовки с помощью закаленного режущего инструмента, который обычно крепится к прочной подвижной опоре – суппорту или револьверной головке. Затем эта опора перемещается к заготовке с помощью маховиков или компьютеризированных двигателей. Режущие инструменты выпускаются в широком диапазоне размеров и форм в зависимости от области их применения. Некоторые распространенные формы – ромбические, круглые, квадратные и треугольные. Суппорт приводится в действие ведущими винтами, которые обеспечивают точное позиционирование инструмента в различных плоскостях. Суппортом можно управлять вручную или автоматически для выполнения черновой и чистовой обработки, необходимой для придания заготовке требуемой формы и размеров, или для нарезания резьбы, зубчатых колес и т.д. Также режущая жидкость может подаваться к месту резания для охлаждения, смазки и удаления стружки с заготовки. Некоторые токарные станки могут работать под управлением компьютера для массового производства деталей (см. «ЧПУ – числовое программное управление»). Токарные станки с ручным управлением обычно оснащены коробкой передач с переменным передаточным числом для привода главного ведущего винта. Это позволяет нарезать резьбу с различным шагом. На некоторых старых или более доступных новых станках передаточные числа изменяются путем замены шестерен с разным количеством зубьев на валах, в то время как более современные или дорогие станки с ручным управлением имеют быстросменную коробку передач для обеспечения часто используемых передаточных чисел с помощью рычага. Токарные станки с ЧПУ используют компьютеры и сервоприводы для регулирования скорости движения. На станках с ручным управлением шаг нарезаемой резьбы в определенной степени определяется шагом ведущего винта: станок с метрическим ведущим винтом легко нарезает метрическую резьбу (включая BA), а станок с имперским ведущим винтом – резьбу, основанную на имперских единицах измерения, такую как BSW или UTS (UNF, UNC). Это ограничение не является непреодолимым, поскольку для преобразования между метрическим и дюймовым шагом резьбы используется зубчатое колесо с 127 зубьями, называемое транспонирующим колесом. Однако это дополнительное оборудование, которое есть не у всех владельцев токарных станков. Кроме того, это более крупное зубчатое колесо, чем остальные, и на некоторых станках оно может быть больше, чем может вместить упор для смены колес. Заготовка может поддерживаться между двумя центрами или закрепляться на лицевой плите или в патроне. Патрон имеет подвижные кулачки, которые надежно захватывают заготовку. При использовании металлообрабатывающего токарного станка на свойства материала оказывают определенное влияние. Химических или физических изменений мало, но существует множество механических эффектов, таких как остаточные напряжения, микротрещины, упрочнение и отпуск закаленных материалов.
Торговые станки
Токарные станки для киев работают аналогично токарным и вращающимся станкам, обеспечивая идеально радиально симметричную обработку для бильярдных киев. Их также можно использовать для восстановления киев, изношенных с течением времени.
Стеклообработка
Конструкция стеклообрабатывающих токарных станков схожа с конструкцией других токарных станков, но существенно отличается способом изменения заготовки. Стеклообрабатывающие станки медленно вращают полый стеклянный сосуд над фиксированным или регулируемым по температуре пламенем. Источник пламени может быть ручным или установлен на банжо/крестовой салазке, перемещающейся вдоль станины станка. Пламя служит для размягчения стекла, чтобы оно в определенной области заготовки стало пластичным и поддавалось формованию либо раздувом ("выдуванием стекла"), либо деформацией термостойким инструментом. Такие станки обычно имеют два головных центра с патронами, удерживающими заготовку, расположенными так, чтобы они вращались синхронно. Воздух может подаваться через шпиндель патрона для выдувания стекла. Инструменты для деформации стекла и трубки для раздува (выдувания) стекла обычно используются вручную. В алмазной обработке применяется компьютерно-управляемый токарный станок с алмазным резцом для изготовления прецизионных оптических поверхностей из стекла или других оптических материалов. В отличие от традиционной оптической шлифовки, сложные асферические поверхности могут быть легко обработаны. Вместо направляющих типа "ласточкин хвост", используемых в суппорте металлорежущего токарного станка, здесь обычно применяются направляющие на воздушных подшипниках, а положение инструмента измеряется оптической интерферометрией для достижения необходимой точности оптических работ. Готовой заготовке обычно требуется небольшая последующая полировка традиционными методами для получения поверхности, достаточно гладкой для использования в линзе, но время черновой обработки значительно сокращается для сложных линз.
Металлопрокат
При металлоформовании диск из листового металла удерживается перпендикулярно главной оси токарного станка, а инструменты с полированными наконечниками (ложечками) или роликовыми наконечниками удерживаются вручную, но опираются на фиксированные упоры для создания давления, деформирующего вращающийся лист металла. Токарные станки для металлоформования почти так же просты, как и для обработки дерева. Как правило, для металлоформования требуется оправка, обычно деревянная, которая служит шаблоном, по которому формируется изделие (возможно изготовление асимметричных форм, но это очень сложная техника). Например, для изготовления чаши из листового металла необходим цельный деревянный блок в форме чаши; аналогично, для изготовления вазы требуется цельный шаблон вазы. С развитием высокоскоростной, высоконапорной промышленной штамповки, металлоформование сейчас менее распространено, чем раньше, но по-прежнему является ценной технологией для производства единичных прототипов или небольших партий, где штамповка была бы экономически невыгодна.
Декоративная обработка
Декоративный токарный станок был разработан примерно в то же время, что и промышленный станок для нарезания резьбы в девятнадцатом веке. Он использовался не для изготовления практичных предметов, а для декоративных работ – художественной токарной обработки. С помощью таких приспособлений, как горизонтальные и вертикальные режущие рамки, эксцентрический и эллиптический патроны, можно создавать тела сложнейшей формы различными методами генерации. Для художественной токарной обработки также используется специализированный станок – станок Роуза, в частности для машинной гравировки, обычно на драгоценных металлах, например, для украшения корпусов карманных часов. Помимо широкого спектра аксессуаров, эти станки обычно оснащены сложными делительными механизмами, обеспечивающими точное вращение шпинделя. Резание обычно выполняется вращающимися резцами, а не вращением самой заготовки. Из-за сложности полировки изделий, материалы, такие как дерево или слоновая кость, обычно довольно мягкие, а резец должен быть исключительно острым. Лучшими декоративными токарными станками обычно считаются станки, изготовленные Хольцапфелем на рубеже XIX века.
Сокращение
Многие типы токарных станков могут быть оснащены дополнительными компонентами, позволяющими им воспроизводить изделия: оригинальное изделие крепится на одном шпинделе, заготовка – на другом, и при синхронном вращении обоих, один конец рычага "считывает" оригинал, а другой конец рычага "вырезает" копию. Уменьшительный станок – это специализированный токарный станок, разработанный с этой функцией и включающий механизм, аналогичный пантографу, так что когда "считывающий" конец рычага считывает деталь размером в один дюйм (например), режущий конец рычага создает аналогичную деталь размером в одну четверть дюйма (уменьшение 4:1, хотя при наличии соответствующего оборудования и настроек возможно любое соотношение уменьшения). Уменьшительные станки используются при изготовлении монет, где гипсовая модель (или эпоксидная мастер-модель, изготовленная из гипсовой модели, или медная мастер-модель, изготовленная из гипсовой модели и т.д.) дублируется и уменьшается на уменьшительном станке, создавая мастер-штемпель.
Торговые станки
Токарный станок, в котором деревянные бревна вращаются против очень острого ножа и снимаются в виде одного непрерывного или полунепрерывного полотна. Изобретен Иммануэлем Нобелем (отцом более известного Альфреда Нобеля). Первые такие станки в Соединенных Штатах были установлены в середине XIX века. Продуктом является шпон, который используется для изготовления фанеры и в качестве декоративного облицовочного слоя на некоторых видах ДСП.
Часовое дело
Часовые токарные станки – это деликатные, но точные металлообрабатывающие станки, как правило, не оснащенные резьбонарезным оборудованием, которые до сих пор используются часовыми мастерами для выполнения таких работ, как точение балансиров. Ручной инструмент, называемый гравером, опирающийся на упор, часто используется вместо инструмента, установленного в подвижной каретке. Изначальный часовой токарный станок представлял собой простой станок с неподвижным центром, подвижным упором и двумя свободными головками. Деталь вращалась с помощью лука, обычно сделанного из конского волоса, обернутого вокруг нее.
Транскрипция или запись
Транскрипционные или записывающие токарные станки используются для создания канавок на поверхности для записи звука. Они применялись для создания звуковых канавок на восковых цилиндрах, а затем на плоских дисках, изначально также изготавливавшихся из воска, но впоследствии – в виде лака на подложке. Первоначально режущие станки приводились в движение звуковыми колебаниями через рупор в процессе, известном как акустическая запись, а позже – электрическим током, с появлением первых микрофонов для звукозаписи. Многие из этих станков были профессиональными моделями, но другие разрабатывались для домашней записи и были распространены до изобретения магнитофонов для домашнего использования.
Выступление
Национальные и международные стандарты применяются для унификации определений, экологических требований и методов испытаний, используемых при оценке характеристик токарных станков. Выбор стандарта для применения является договоренностью между поставщиком и заказчиком и оказывает влияние на конструкцию токарного станка. В США организация ASME разработала стандарт B5.57 под названием «Методы оценки характеристик токарных станков с числовым программным управлением и токарных центров», который устанавливает требования и методы для определения и испытания характеристик токарных станков с ЧПУ и токарных центров.