Відомо, що у багатьох верстатів інструмент робить обертальний рух щодо деталі, а відрізняються вони один від одного переважно лише горизонтальним або вертикальним розташуванням робочого органу, а також застосуванням додаткового обладнання і пристосувань. Це і наштовхнуло на думку про використання для різних операцій єдиного силового вузла, що складається з супорта з укріпленими на ньому шпиндельной головкою і електродвигуном, пов'язаними ремінною передачею. А для того щоб шпиндель міг займати і горизонтальне і вертикальне положення, - зробити весь вузол поворотним! Ця ідея і була реалізована. Для володіють навичками роботи на токарному і фрезерному верстатах виготовлення універсала труднощів не представить.
На підставі - прямокутному дюралюмінієва аркуші 25Х400Х500 мм - кріпляться дві стійки - циліндричні сталеві стрижні Ø 38 мм. Вони з'єднуються на рівні підстави і вгорі двома містками, виготовленими зі сталевого бруска товщиною 25 мм.
Повзун супорта головки шпінделя - фрезерований латунний брусок розмірами 75X100X160 мм.
Хоча масивність цих деталей обумовлює підвищену трудомісткість виготовлення, від їх жорсткості залежить майбутня точність роботи верстата.
Для того щоб супорт мав можливість переміщатися уздовж стійок, на його повзунові укріплена гайка ходового гвинта, а сам гвинт - сталевий стрижень з різьбленням М20 - встановлений між стійками в верхньому і нижньому містках і при обертанні маховика має можливість повертатися в підшипниковому вузлі нижнього містка і в латунном підшипнику ковзання - лімбі - верхнього.
Мал. 1. Верстат в горизонтальному варіанті:
1 - шпиндельний вузол в зборі, 2 - фланець кріплення токарного патрона, 3 - токарний патрон, 4 - оправлення для установки пилкового диска, 5 - опорний стіл, 6 - пила.
Мал. 2. Вертикальний варіант верстата:
1 - маховик з рукояткою, 2 - лімб-підшипник, 3 - верхній місток, 4 - гвинт вертикальної подачі (М20), 5 -гайка супорта з розрізним фланцем, 6 - повзун супорта шпиндельного вузла, 7 - поворотний супорт, 8 - шків шпинделя , 9 - затискні гайки, 10 - маслоудержівающіе кільця, 11 - підшипник № 205, 12 - шпиндель, 13 - корпус, 14 - осьової болт фіксації поворотного супорта, 15 - додатковий болт, 16 - кришка підшипника, 17 - підшипник № 202, 18 - завзятий підшипник № 8102, 19 - шайба, 20 - гайки, 21 - нижній місток, 22 підстава верстата, 23 - гвинтова ніжка.
Для компенсації можливого осьового зазору в різьбовому з'єднанні у фланці гайки супорта передбачений паз, підгортаючи який неважко зменшити зазор. Хвостовик ходового гвинта кріпиться гайками в нижньому містку через два підшипника: радіальний № 202 і завзятий № 8102. Та «кая конструкція забезпечує вільне обертання гвинта при можливості повної вибірки осьового зазору.
Механізм вертикальної подачі дозволяє точно визначати переміщення повзуна, орієнтуючись по кутовому повороту ходового гвинта. Для цього на конічної поверхні лімба-підшипника завдано ряд рівномірно розподілених по колу рисок. Ціну розподілу лімба отримуємо, розділивши крок ходового гвинта на їх кількість.
Велике значення для точності роботи верстата має вільний, але безлюфтовое переміщення повзуна по напрямних. Це залежить, по-перше, від точності витримування міжосьових відстаней отворів під стійки в трьох деталях: повзунові, верхньому і нижньому містках і, по-друге, від забезпечення беззазорний сполучення: стійки - повзун. Перша умова легко забезпечується спільною обробкою цих деталей при виготовленні, а друге - підгонкою зовнішнього діаметра стійок до діаметру отворів в повзунові.
Силовий вузол верстата складається з поворотного супорта, шпиндельної головки і пластин фіксації електродвигуна. Весь вузол, встановлений на повзунові, має можливість повертатися навколо горизонтальної осі на будь-який кут і закріплюватися в обраному положенні за допомогою центрального і додаткового болтів.
Виготовити поворотний супорт можна з круглого сталевого стрижня Ø 100 мм і довжиною 170 мм, профрезерований в його циліндричної поверхні сегментний паз для установки несучих пластин електродвигуна і ще дві паралельні майданчики - для кільцевого затиску шпиндельного вузла.
Електродвигун кріпиться на кронштейні за допомогою двох сталевих пластин, з'єднаних болтами через пази, що забезпечують можливість регулювання його положення. Це дає можливість встановити шківи електродвигуна і шпинделя в одній площині, а також забезпечити необхідне натягнення приводного ременя.
Шпиндельна головка складається з деталей, легко виточують на токарному верстаті: корпусу, шпинделя, маслоудержівающіх кілець, затискних гайок і многоручьевого шківа.
Шпиндель - пустотілий сталевий вал - приводиться в обертання від електродвигуна за допомогою клинопасової передачі за допомогою укріпленого на шпонке шківа. Робочий хвостовик шпинделя має внутрішнє оверстіе під конус № 2, а по зовнішньому діаметру - різьблення МЗЗ. Це дає можливість встановлювати в ньому інструмент з ионическим хвостовиком - свердла, розгортки, зенкери, розточні головки, цанги, свердлильні патрони, а за допомогою перехідних фланців і оправою - токарний патрон, планшайби, шліфувальний, полірувальний кола, відрізні керамічні та дискові фрези, пили .
Звичайно, для найбільш ефективного використання цих інструментів будуть потрібні деякі пристосування. Так, при вертикальній орієнтації шпинделя для виконання свердлильних робіт бажано застосування верстатних лещат. При свердлінні дрібних деталей зручніше користуватися робочим столом важеля або шестеренчатого типу.
Значно розширить функціональні можливості верстата застосування координатного столу з укріпленими на ньому верстатними лещатами. Завдяки наявності двох взаємно перпендикулярних ходових гвинтів деталь, затиснуту лещатами, можна буде зміщати щодо обертового інструменту в двох напрямках (по двох координатах). Це дозволить при вертикальній компоновці виконувати фрезерні роботи, а при горизонтальній, затиснувши деталь у патроні, а різець - в лещатах, - токарні. Для того щоб точити деталі значної довжини і обробляти тверді матеріали: сталь, чавун, бронзу, на столі можна закріпити задню бабку, а супорт обладнати додаткової розсувний стійкою, що закріплюється на підставі.
Мал. 3. Силовий вузол верстата:
