Kutilská vyvrtávačka

V moderních maloobchodních prodejnách můžete zakoupit souřadnicovou vyvrtávačku pro zpracování a vytváření otvorů s přesným umístěním v pravoúhlém souřadnicovém systému os, lehké frézování, vrtání, značení a přesné měření lineárních rozměrů, zejména vzdáleností od středu ke středu. Pro zpracování šikmých děr a děr, které jsou specifikovány v polárním souřadném systému, můžete k zařízení zakoupit otočné stoly. Ceny strojů pro vyvrtávání přípravků „kousají“, takže se můžete vždy pokusit sestavit zařízení vlastními rukama, protože jste se dříve seznámili s designem a principem fungování zařízení.

Obsah:

Konstrukce vyvrtávacího stroje

Vyvrtávačky jsou zvláště tuhé a pečlivě vyvažují rychle rotující součásti a součásti, aby se snížily vibrace a hladký přenos pohybů. Stroje vyžadují zvláštní podmínky použití, proto je obvyklé instalovat je v izolovaných tepelně konstantních místnostech, kde je teplota neustále udržována na úrovni 20 stupňů nad nulou ± 1 stupeň Celsia.

Hlavními částmi jednosloupových vyvrtávacích strojů jsou lože, vyvrtávací hlava, stojan, stůl se skluzavkou. Dvousloupové vyvrtávačky mají sloupky, lože, vyvrtávací hlavy, pracovní stůl a traverzu. Řezný nástroj a výrobky na souřadnicovém vyvrtávacím stroji se pohybují vzájemně v obdélníkových a polárních souřadnicích.

Postel je základem stroje. Má dva ploché a jedno vodítko ve tvaru T, po kterém se saně pohybuje. Na posteli je umístěn ovládací panel a mechanismus pro nastavení souřadnic. Zadní část postele slouží jako nosná konstrukce pro stojan. Na nosič jsou umístěny následující prvky: převodovka, vodicí blok a kryt převodovky klínového řemene.

Hlava vřetena obsahuje pouzdro s vřetenem. Spouštění a zvedání hlavy vřetena probíhá otáčením ručního kola. Pracovní stůl je určen k instalaci obrobku, který má být zpracován, a jeho pohybu ve směru osy X, což se provádí při pohybu stolu podél podélných vedení. Posuvník slouží k pohybu stolu a obrobku na něm instalovaného ve směru osy Y, když se skluzavka pohybuje podél příčných vodítek lůžka.

Přesné měření velikosti pohybů souřadnic snímku a stolu se provádí pomocí optických zařízení a přesných skleněných pravítek. Pravítko stolu má tisíc dílků a posuvné pravítko 630. Každé dělení se rovná jednomu milimetru. Optická zařízení skluzavky a stolu jsou stejná. Souřadnicové vyvrtávačky jsou také vybaveny různými zařízeními a nástroji pro vyvrtávání a vrtání otvorů, frézování, řezání závitů a lineární značení..

Princip činnosti vyvrtávačky

Princip činnosti vyvrtávacích strojů je následující. Obrobek, který má být obráběn, je upevněn v rovině stolu, vyvrtávací nástroj je umístěn ve vřetenu vyvrtávacích hlav. V závislosti na výšce obrobku jsou vyvrtávací hlava a traverza nastaveny na určitou výšku a fixovány.

Nastavení na zadané souřadnice vřetena nastává pohybem stolu ve dvou směrech, které jsou navzájem kolmé, při práci na jednostranném souřadnicovém vyvrtávacím stroji nebo pohybem stolu podél vodítek v podélném směru a pohybem vyvrtávací hlavy po traverze v příčném směru v případě práce na portálovém dvousloupovém obráběcím stroji.

Vlastnosti vyvrtávačky, její instalace a údržba jsou:

  • přítomnost nápravných zařízení, která kompenzují chybu v rozteči šroubu;
  • používání optických zařízení pro účely počítání souřadnic;
  • použití válečkových vedení, která vnímají hmotnost skluzavky, výrobku, stolu a řezné síly;
  • značná přesnost při montáži sestav obráběcích strojů, zpracování dílů a vysoká kvalita práce;
  • dobrá odolnost proti vibracím a pevný základ.

Proces otáčení vřetena pochází z nastavitelného stejnosměrného elektromotoru prostřednictvím třístupňové převodovky. V mezích každého stupně je rychlost vřetena plynule regulována v rozsahu 50-3000 ot / min. Proces posuvu vřetena je také řízen plynulým variátorem tření. Existuje mechanismus pro vypínání posuvu vřetena v automatickém režimu v dané hloubce a existují mechanické upínače stolu a ruční upínání hlavy vřetena.

Řezací nástroj pro vyvrtávačky přípravků

Řezný nástroj je upnut v otvoru vřetena. Při práci na vyvrtávacích strojích se nejčastěji používají vyvrtávací nástroje – rýhovací, průchozí, závitové a drážkovací, vrtáky, výstružníky, zahlubovače, frézy a závitníky. Nejpoužívanější vyvrtávací nástroj je vyroben ve formě konzolové vyvrtávací tyče s upevněnou tyčovou řezačkou..

Nastavení nástroje je usnadněno při použití břitových destiček s mikrometrickou regulací velikosti. Vyvrtávací hlavy jsou vyvrtávací tyče s frézami umístěnými na diametrálně protilehlých stranách. Pro ořezávání jsou určeny frézy, jejichž řezná část se provádí pod úhlem. Na vrtacích strojích s CNC je obvykle instalován smontovaný vyvrtávací nástroj, který obsahuje jednotnou stopku, hlavu a prodlužovací prvek..

Vyvrtávání válcových otvorů se provádí vyvrtávacími frézami, ořezávání konců velké velikosti – pomocí rýhovacího nástroje, vnitřních válcových ploch významného průměru – vyvrtávací frézou, která je instalována na čelní desce souřadnicového vyvrtávacího stroje v trn.

Hlavní pohyb provádí nástroj, který se otáčí s čelní deskou. Krátké válcové povrchy jsou zpracovány tímto způsobem. Vnitřní drážky a koncové povrchy dílů musí být opracovány příslušnými frézami, které jsou upevněny v radiální podpěře.

Ovládání stolu a posuvníku

Pohyb obrobku do polohy, která je nezbytná pro zpracování dalšího otvoru, se provádí ručním ovládáním pohybů šoupátka a stolu nebo pomocí předběžné sady souřadnic.

Pohyb stolu je ručně řízen otáčením regulátoru z nulové polohy do dělení, které udává rychlost pohybu stolu v milimetrech za minutu. Otáčení stolu nastává v okamžiku otáčení regulátoru, zatímco červené světlo zhasne a rozsvítí se zelené světlo. Poté se stůl bude pohybovat nastavenou rychlostí do strany, což odpovídá nápisu a šipce. Nová poloha tabulky se počítá zhruba podle ukazatele a stupnice pravítka.

Když se stůl přiblíží k požadované poloze, doporučuje se snížit rychlost jeho pohybu otáčením regulátoru a poté jej vypnout umístěním nuly stupnice regulátoru proti nehybnému riziku. Boční pohyb saní na vertikální souřadnicové vyvrtávce můžete ovládat pomocí regulátoru stejným způsobem, jako ovládáte pohyb stolu.

Předběžná sada požadovaného množství pohybu skluzavky a stolu vám umožňuje zkrátit dobu pro jejich instalaci do požadované polohy. Směr pohybu stolu se nastavuje speciálním spínačem. Přepínačem se otočí doleva, aby se stůl posunul doleva, a přesunutím doprava se stůl posune doprava.

Požadované množství pohybu stolu se bude získávat otáčením číselníku. Zdvih stolu pro každou otáčku se snižuje nebo zvyšuje o 100 milimetrů. Čísla a dělení na stupnicích udávají pojezd stolu v setinách milimetru a umožňují nastavit pojezd stolu při dodržení přesnosti na milimetr. Pohyb stolu se vždy počítá od nulových dílků číselníku. Předběžnou sadu zdvihu a směru šoupátka tvoří další číselník a spínač, které jsou uspořádány podobným způsobem.

Výroba vyvrtávačky

Mnoho majitelů sní o CNC vyvrtávacím stroji. Základem každého CNC stroje je souřadnicový stůl, který zajišťuje pohyb součásti a nástroje ve třech rovinách-přední-zadní, pravá-levá, nahoru-dolů. Stůl je duralová deska o rozměrech 260 x 340 milimetrů, na které jsou zespodu paralelně upevněny dvě kolejnice.

Průvodci

Hlavní částí tabulky souřadnic jsou vodítka, která zajišťují snadný a přesný pohyb pohyblivých částí vůči sobě navzájem. V praxi domácích obráběcích strojů zpravidla používají kulaté tyče a pouzdra, která po nich kloužou, například v inkoustových a jehličkových skenerech nebo tiskárnách. Existuje však mnoho problémů, které čekají na každého, kdo je nainstaluje na stroj, související s opotřebením..

Stroje pracují v drsných kovových pracovních podmínkách, prach a hobliny se usazují na mazané tyči a pod pouzdry. Kromě toho je zbytečné doufat, že dosáhneme vysoké přesnosti. Hotoví průvodci se liší jednoduše kosmickou cenou. Nejprimitivnější „kolej“ s vozíkem, půl metru dlouhá, stojí více než 200 dolarů. A na dobrý stroj potřebujete alespoň 6 průvodců, takže budete muset hodně utratit.

Mezera ve vedeních se nastavuje pomocí čtyř šroubů, které jsou zašroubovány do kanálu ze strany v úrovni kolejnice. Na bocích jsou k žlabu připevněny dvě ocelové pláty o tloušťce 4 milimetry a navrchu je vodítko. Svislá kolejnice je namontována kolmo na pohyblivou část. Všechny pohyblivé části jsou poháněny krokovými motory prostřednictvím hnacích zařízení.

Vozíky na psací stroj

Hledání potřebného vybavení, které bychom použili jako průvodce, nás tedy přivedlo k předchůdcům počítačů – starým mechanickým a elektrickým psacím strojům. Potřebují jen kočáry. Vozíky se vyjímají velmi jednoduše – posunou je doleva, odšroubují jednu matici vpravo, která drží celé zařízení, poté posune vozík doprava a stejnou matici odšroubuje vlevo, poté zvedne vozík a odpojí bavlněné vodítko jeho návratu.

Poté musíte rozebrat vozík a odstranit vodicí lišty – dlouhé černé kovové tyče. Je třeba dávat pozor, protože při odstraňování kolejnice se vysypou koule nebo válečky, které umožňují snadné sklouznutí vozíku. Budete potřebovat tyto tyče, válečky a koule, vratnou pružinu vozíku a kolejnicový blok, který je umístěn na pohyblivé části vozíku.

Co je na takových detailech tak dobrého? Vozíky ze starých tiskových strojů jsou vyrobeny z vysoce kvalitní oceli. Jejich kolejnice se velmi pomalu opotřebovávají. Téměř všechny vozíky lze použít zcela a zčásti a vyříznout požadovaný fragment z vozíku, pokud je stroj velký. Vůle v ložiscích vozíků se snadno nastavují, je to dáno konstrukcí vozíků. Navíc o psací stroje dnes není nouze, nahrazuje je počítačizace z kanceláří a jsou odepisovány..

Pokud plánujete vyrobit malou vyvrtávačku vlastními rukama, můžete použít polovinu vozíku, který bude sloužit jako vodítko pro pracovní plochu. Druhou polovinu můžete použít jako vodítko pro příčný pohyb nástroje po souřadnici Y. Chcete -li nástroj pohybovat svisle, použijte jinou část vozíku.

Nástrojový a stolní pohon

V pohonu nástroje a stolu není nic složitého – pro každou osu pohybu existuje krokový motor, domácí kardan, hnací hřídel, bronzová štípaná matice, která je upevněna na pohyblivé části vozíku. Není nutné používat šroub, můžete si také vzít ozubený řemen pohonu, nicméně diskrétnost pohybů a přesnost bude se šroubem řádově lepší. Navíc poskytuje vysokou tažnou sílu..

Nejlepší je vzít motor s ložisky a přepracovat jej, přičemž je nutné eliminovat podélnou vůli hřídele. Za tímto účelem je obvyklé přišroubovat čtvercovou desku k zadní části motoru, kde je uprostřed vybrání, a vložit kuličku z ložiska mezi hřídel a desku. Když je talíř přitahován k zadní části motoru, míč zatlačí na hřídel motoru a zabrání jeho hře..

Domácí kardan

Domácí kardan je vyroben z bronzového nebo ocelového pouzdra, jehož vnitřní průměr je nejprve roven průměru hřídele motoru a vodicího šroubu. Poté nasaďte pouzdro na hřídel motoru, vyvrtejte skrz něj průchozí otvor, jehož průměr se rovná průměru jehly z malého jehlového ložiska. Vložte stopku vodicího šroubu do náboje, otočte náboj na hřídeli motoru o 90 stupňů a vyvrtejte druhý průchozí otvor.

Odstraňte pouzdro, zvyšte jeho vnitřní průměr o 0,5 – 1 milimetr. Poté do něj opět vložte hřídel motoru a dřík hnacího hřídele, z ložiska zatlačte kusy paprsků nebo jehel jízdního kola. Nýtujte otvory v náboji, abyste zabránili vypadnutí jehel. Nezapomeňte do kardanu nakapat pár kapek oleje. Při vhodném průměru vrtáku bude vůle v závěsu jen několik mikronů, což je vhodné pro většinu operací.

Pojezdová hřídel

Hnací hřídel je jednoduchá ocelová tyč se závitem, který je do ní zaříznut. Můžete si ji koupit v domácích potřebách, nebo se můžete pokusit odstřihnout nit sami. U malých strojů stačí průměr hřídele 6 milimetrů, u velkých strojů zhruba 8-10 milimetrů. Rozteč závitů musí být standardní.

Při řezání si vezměte tyč o 100-150 milimetrů delší, než je nutné, a odstřihněte nit po celé délce, s výjimkou ocasu – posledních 10 milimetrů. Poté změřte požadovanou délku hřídele, ze strany od začátku závitu odřízněte další kus.

Obvykle se nit zarovná po 100 milimetrech a matice pak poběží hladce. Pamatujte, že stoupání závitu nebude vždy přesně odpovídat uvedenému a při významné délce šroubu dojde k malé chybě. Délka závitu 400 otáček s krokem 1 milimetr se tedy vždy nerovná 400 milimetrů, odchylky dosáhnou 2 milimetrů..

Dělená bronzová matice

Aby se vytvořila dělená matice, doporučuje se vzít obdélníkovou tyč z bronzu, ve které na stroji s horizontálním stolem vyvrtejte otvor pro nit a odstřihněte nit prvním závitníkem o průměru se rovná průměru pojezdového hřídele. Poté namažte závit matice a hřídele, matici několikrát našroubujte na konec závitové části hřídele, dokud se matice snadno neotáčí. To pomůže minimalizovat vůli v matici..

Abyste ještě více snížili vůli, je třeba matici proříznout, ale ne úplně, poté nainstalovat seřizovací šroub, který v matici působí mírné rušení. Poté by měla být matice upevněna na pohyblivé části a motor s pevnou hřídelí vrtule a kardanem – na pevnou část vozíku. Je nutné zajistit požadovaný poměr hřídele motoru a otvoru v dělené matici.

Výpočet rychlosti a množství krmiva

Po výrobě podávací jednotky musíte vypočítat, jak daleko se bude pohybovat v jednom kroku. Vodicí šroub velkého souřadnicového počítacího stroje se vyznačuje krokem 1 milimetr a úhel otáčení krokového motoru dosahuje 7,5 stupně. Rozdělte 360 ​​o 7,5 a získáte počet kroků na celou otáčku. Motor tedy provede 48 kroků za otáčku..

Jedna otáčka v tuto chvíli způsobí, že se součást nebo nástroj pohne o 1 milimetr. Nyní dělením 1 milimetru na 48 získáte množství pohybu nástroje o jeden krok – 0,0208 milimetru. Poté určete maximální rychlost pojezdu nástroje. Například podle pasu udělá krokový motor až 500 kroků za sekundu..

Rozdělte 500 na 48 (kroky na otáčku) a získejte 10,4 milimetrů za sekundu. To není vůbec špatná rychlost pro volnoběh nástroje, jinými slovy, když je nástroj zvednutý. Rychlost posuvu se vypočítá, ale bez zohlednění takového jevu, jako je rezonance krokového motoru. Ve skutečnosti je to o něco méně, závisí na různých faktorech a je stanoveno experimentální metodou podél každé osy pohybu, ale až po výrobě souřadnicového vyvrtávacího stroje.

Některá doporučení

Po sestavení vyvrtávačky přípravků a jejím seřízení byste neměli spoléhat na šroubová spojení, protože se mohou rychle uvolnit. Je lepší upevnit součásti, které mají být spojeny s kolíky, zvláště pokud jde o vedení a části, které jsou s nimi spojeny.

Nejvíce zatíženým motorem je vertikální posuvový motor při zvedání nástroje kvůli jeho velké hmotnosti. Nedostatek výkonu motoru může vyvolat skutečnost, že v okamžiku volnoběžného pohybu nástroj spadne do součásti. Pro zajištění snadného a bezpečného návratu nástroje lze použít kompenzátor hmotnosti nástroje, který je vyroben z vratné pružiny vozíku starého psacího stroje. Pokud je fréza těžká, doporučuje se použít dvě vratné pružiny.

A nakonec si pamatujte, že je nutné chránit před vstupem čipů do vodítek. To umožňuje vysoce kvalitní díly, žádné zasekávání a dlouhotrvající provoz vyvrtávačky. Zvláště podélná vedení stolu potřebují ochranu. Můžete použít běžnou zástěru vyrobenou z polyetylenu nebo koženky.

About the author