|
|
Подача Прежде всего я определяю размер фрезы и рассчитываю размеры каждой детали в масштабе 1:5. Модель должна корректно фрезероваться и сверлиться, функционировать во всех осях, как реальный пример. Также должна быть возможность регулировать шпиндель и направляющие «ласточкин хвост». Система ребер литой части корпуса должна полностью соответствовать образцу. Я стремился насколько возможно использовать одинаковые материалы для изготовления модели, среди них серый чугун, бронза, а для поворотных частей различные сплавы алюминия и стали. В качестве зажима инструментов удалось использовать только SK30. Первый этап работ Я сделал предельно простые чертежи частей модели от руки, которые я на тот момент мог обрабатывать. В первую очередь я распилил высокопрочный чугун (EN-GJL-400-18) металлорежущей пилой на подходящие по размеру части. После нескольких часов изнурительных работ мне удалось выпилить опорную плиту, нижние салазки, верхние салазки, станину, вертикальный суппорт и корпус шпиндельной бабки. Для зажима заготовок при фрезеровании я использовал свои прецизионные тиски с опускающимся зажимом. Для того чтобы обеспечить высокую точность обработки, лучше всего воспользоватся тисками и индикатором часового типа и установить обработку на 5 мкм (микрометр). Когда я закончил распиловку, я под углом выфрезеровал части модели в соответствии с требуемыми размерами. Теперь я мог начать сборку и уже стало понятно, что в итоге должно получиться. Г-жа Леннартц, высоко оценила эту идею и пообещала мне всестороннюю поддержку. В итоге я отправился в Нойербург, на производство Wabeco, чтобы посмотреть, как проиводятся отдельные детали оригинальных фрезерных станков. Здесь мне сразу бросилось в глаза то, насколько аккуратно изготавливаются внутренние детали станков, которые потребитель, как правило, вообще не видит. Плита основания После того, как я закончил фрезеровать канавки под углом 60˚ под направляющие «ласточкин хвост» и оба фальца, я приступил к обработке нижней части ребер. Я измерил ребра образца и рассчитал размеры в масштабе 1:5 мм. Затем я выфрезеровал реберную конструкцию 3-мм фрезой. После этого я высврелил отверстия для продольной фальцовки, с помощью чего станок в дальнейшем будет крепиться к верстаку. Наконец, я просверлил отверстие для шпинделя по оси Y. Так как станина образца имеет цилиндричнскую форму, я учитывал этот аспект в реберной конструкции плиты основания. Сначалу я сделал резьбовые отверстия M1,6 для крепления шпиндельной бабки, по мере того как я завершил изготовление шпиндельной бабки. Крестообразный суппорт Нижние салазки связывают плиту основания с верхними салазками (стол станка). Направляющие установлены на салазки типа «ласточкин хвост», пазы для которых выфрезерованы под прямым углом. Нижняя часть соединения «ласточкин хвост» подводит нижние салазки к плите основания, верхняя – предусмотрена для верхних салазок. Дополнительно нижние салазки соединяют обе гайки ходового винта по оси X и Y. Для начала я прорезал пазы под нижние направляющие с припуском на 1 мм для регулировочной пластины, затем верхние, также с припуском 1 мм. Так как мои тиски с опускающимся зажимом и индикатором часового типа подводят заготовку на 5 мкм, мне потребовалось лишь повернуть заготовку на 90 и вторая направляющая «ласточкин хвост» установлена под прямым углом к первой. Затем я просвелил отверстия под резьбу M1,2 для крепления регулировочной пластины натяжными болтами. Чтобы закрутить обе гайки ходового винта из красного чугуна, я добавил 2 отверстия на верхней и нижней поверхности нижних салазок. В итоге, мне понадобилось высверлить и выфрезеровать только клеймовый зажим верхних салазок, который позже врезался в реберную систему нижней стороны стола станка.
|
|
|
Верхние салазки Верхние салазки оказались наиболее трудоемкой частью моделирования станка по сравнению со сложной реберной конструкцией, пазами типа «ласточкин хвост» на нижней поверхности и Т-образными пазами на верхней. Для начала я проточил пазы «ласточкин хвост» на нижней части. Затем я измерил реберную конструкцию нижней поверхности и привел ее в соответствие с масштабом 1:5. Благодаря цифровой масштабной линейке на моем фрезерном станке Wabeco не возникает никаких проблем при фрезеровании с заданными координатами. При фрезеровке ребер жесткости я работал только по показаниям масштабной линейки. Фрезу становится не видно в скопившейся на заготовке стружке и необходимо контролировать каждое движение. Когда наконец я собрал стружку пылесосом, я увидео, что реберная конструкция сделана идеально. Ребера не только расположены под прямым углом к опоре, но имеют также поверхность, по которой одна сторона может перемещаться под углом 60° в пазу «ласточкин хвост» параллельно оси Х. Для Т-образных пазов я сначала выфрезеровал просто пазы. Из своего опыта я не знаю фрезы для Т-образных пазов такого размера, соответственно, я самостоятельно выточил её из 3,6-мм твердосплавной концевой фрезы. Теперь у меня были правильные Т-образные пазы в верхних салазках, которые выглядели аккуратно и соответствовали требуемым размерам. Наконец, надо было доделать некоторые мелочи, например, отверстия под резьбу M1,6 для шпиндельного полшипника, на котором сидит кривошипная рукоятка оси X или шесть отверстий M1,2- для регулировочного клина направляющих типа «ласточкин хвост». Станина На станине крепится вертикальный суппорт, на котором закреплен инструментальный шпиндель.Фальц я вырезал в зажиме, чтобы скрепить плиту основания и направляющие «ласточкин хвост», при этом вертикальный суппорт устанавливается под прямым углом к верхним салазкам. Затем я выфрезровал внешнюю форму станины и проверил прямой угол крепления к плите основания. Для реберной конструкции задней поверхности станины я взял за основу размеры оригинального станка, привел их в соответствие с масштабами 1:5 и выфрезеровал деталь. В заключение я высверлил по три отверстия M1,6 под фланец шпинделя. Следом мне оставалось сделать только отверстия под болты, которыми станина крепится к плите основания. Я не забыл про отверстия под резьбу для цифровой масштабной линейки – на образце это M4 и в масштабе 1:5 это M0,8 , а сделал их как 0,8-мм отверстия без винтовой резьбы. также такие не соответствующие оригиналу отверстия были сделаны на нижних и верхних салазках и вертикальном суппорте. Наконец, я проделал десять отверстий под резьбу M1,2 для крышки станины. Вертикальный суппорт Вертикальный суппорт соединяет станина и оснвоание, на нем закреплен инструментальный шпиндель. После фрезерования пазов для направляющих «ласточкин хвост» я скрепил суппорт с делительной головкой и выфрезеровал поверхность передней части таким образом, что зафиксировал круглые винты, в середине которых просверлил 3-мм-отверстия под резьбу. Эти болты закрепляют шпиндельную бабку. для того чтобы обеспечить вращение фрезерной головки направо-налево до 90° в готовой модели, я выфрезеровал круглые Т-образные пазы по поверхности болтов. Во время вращения в этом Т-образном пазу шестигранный болт обесчпечивает передачу усилий как пазовый сухарь. С помощью этого болта и второго болта, который закрепляет винт, можно зафиксировать фрезерную головку под требуемым углом. Затем я просверлил еще одно глухое отверстие на задней поверхности вертикального суппорта, чтобы закрутить гайку шпинделя. Гайка шпинделя затягивается винтом с внутренним шестигранником, который проходит через вертикальный суппорт. Наконец, я просверлил в боковой поверхности салазок еще 4 отверстия под резьбу M1,2 для регулировочного клина направляющих.
|
|
|
Шпиндельная бабка Шпиндельная бабка расположена на вертикальном суппорте и на нее крепится привод двигателя инструментального шпинделя зажимом SK-30. После расточки зажимов вертикальный суппорт и пиноли я выфрезеровал ребра жесткости и продольные пазы для крепления фланцев двигателя. В продольные пазы закрепляются приводные ремни. После фрезерования паза для кожуха, я просверлил отверстие для вала ведущей шестерни, которая приводит в движение пиноль с помощью рукоятки. Для того чтобы сделать крепление инструментального шпинделя я седлал продольные прорезы на передней части корпуса с помощью 0,4 мм дисковой фрезы. Затем я также сделал отверстия для фиксатора делительного механизма. В последнюю очередь я сделал отверстия под резьбу для кожуха, фланца крепления подшипника, пружинный упор, защитный колпак и зажим для инструментального шпинделя. Двигатель Как приводной двигатель я использовал электродвигатель с колоколообразным ротором. Этот двигатель обладает настолько высокой мощностью, что позволяет легко просверлить 2-мм-отверстие в St52. Так как на приводном двигателе образца фреза видна снаружи, то я выточил и выфрезеровал втулку из автоматной стали, которая выглядит так же, как и на двигателе образца. После того как я соединил болтами двигатель и фланец, я установил его в корпус инструментального шпинделя болтовым соединением. Затем я вставил втулку в двигатель и привинтил ее к корпусу шпинделя. Охлаждающие ребра я выпилил с помощью делительной головки. Над двигателем закреплен корпус вентилятора, на котором расположена также коробка выводов электропитания. Корпус вентилятора и коробка выводов электропитания изготовлены из автоматной стали. Как и на образце, можно отвинчивать крышку верхней части, чтобы обеспечить доступ к соединительному кабелю двигателя. На верхней части корпуса вентилятора сделаны правдоподобные отверстия для забора воздуха. Количество и диаметр отверстий полностью соответствуют образцу. Так как ширина перемычки между отверстиями всего 0,25 мм, сразу становится заметным, точно ли расположены отверстия. Благодаря цифровой масштабной линейке на моем высокоскоростном станке Wabeco F1210 движение по каждой из координат осуществляется легко и высоко точно. В коробке электровыводов находится выключатель станка и датчик скорости вращения. Инструментальный шпиндель Пиноль и инструментальный шпиндель были трудоемкими в изготовлении деталями, посадка каждой должна была быть изготовлена максимально точно. В целом, мне пришлось вмонтировать 4 шарикоподшипника, по два в пиноль и во фланец крепления подшипника. Сначала я выфрезеровал продольный паз в пиноле, который необходим для установки зубчатой рейки в вал ведущей шестерни. Затем я приступил к сквозному, расположенному под 90˚ пазу на продольной боковой стороне. В нем находится призматическая шпонка, которая не допускает перекос пиноли. На двух концах пиноли я выточил место под шарикоподшипник, которое находится на противоположной стороне инструментального шпинделя. С помощью очень маленького токарного резца, который я самостоятельно отшлифовал, я предварительно обточил конус SK-30. Затем я отшлифовал конус в соответствии с требуемыми размерами на высокоскоростном станке. Чтобы зафиксировать державку SK-30, я использовал затяжной винт M2. Я сделал шкив из красного чугуна. На переднем конце шпинделя добавлено предохранительное кольцо для упора перемещания пиноли. Также сделано боковое отверстие на заднем конце шпинделя для монтажного штифта. Шпиндель приводится в действие через уплотнительное кольцо круглого сечения.
|
|
|
Мелкие работы Во всех пазах «ласточкин хвост» расположены регулировочные пластины, в которые сделаны глухие отверстия 1 мм диаметром и 0,5 мм глубиной. В этих отверстиях находятся зажимные штифты, которые регулируют перемещение по пазам «ласточкин хвост» с поомщью регулировочного винта. Зажимные штифты также препятствуют случайному смещению регулировочных пластин при регулировке осей. После установки регулировочные винты законтриваются контргайками M1,2. На трех маховичках, которые приводят в движение оси X, Y и Z, лимб имеет цену деления так же, как и у образца. Риски для обозначения цены деления я нанес с помощью делительной головки. Шпиндели всех трех осей (X, Y, и Z) имеют две регулировочные гайки, с помощью которых настраивается ходовой винт подачи со свободным ходом. Между регулировочными гайками и шарикоподшипником шпинделя дополнительно установлена бронзовая пластинка. Допустима фиксация трех осей и пиноли с интрументальным шпинделем в любом положении, как и на образце. При разжатом крпелении пиноль фиксируется в исходном положении с помощью спиральной пружинки в упоре. Для зажима заготовок на модели станка я также изготовил прецизионные тиски с опускающимся зажимом. Размеры и функции модельных и оргинальных тисков идентичны. Итог После 18 месяцев производственных работ и нескольких неудач фрезерный станок был готов, за исключением пары мелочей. Фреза двигается по восходящей от аккумулятора 12 В. Сверлить и фрезеровать одно удовольствие. Державка SK30 прекрасно фиксирует инструментальный шпиндель. В первый раз я не стал покрывать лаком эту модель по совету многих моих коллег-мастреров по изготовлению модельных конструкций. Снова и снова было по-настоящему приятно работать на высокоскоростном фрезерном станке Wabeco F1210 и токарном станке D2400. Все же это стоит того, чтобы приобретать для работ действительно качественные станки. Работа должна приносить удовольствие, а не вызывать разочарование из-за применения станков или инструментов низкого качества.
|
Опубликовано: , Обновлено: