Posebnost njegovog dizajna je da je vodeći vijak duž X osi fiksiran nepomično (ne rotira). Za statički vijak potrebna je posebna matica s navojem. U CNC mašinama nema velika veličina Obično je pokretna matica čvrsto fiksirana, a vijak se rotira kako bi pomicao nosač. Imam suprotno - matica se okreće oko vijka, pokretana koračnim motorom. Pa, očigledno je da se velika matica za CNC mora napraviti ručno, jer se ovakva jednostavno nigdje ne prodaje!
Zašto bismo rotirali olovnu maticu umjesto olovnog zavrtnja na CNC mašini velike veličine?
- Industrijski kuglični vijak dužine 2 metra ili više košta samo ludi novac (u poređenju sa građevinskom iglom). Mora da je lep veliki prečnik- od 20 mm i više, što košta još više novca. Osim toga, ne može svaki steper izvući takav kolos, a morate instalirati servo, koji košta još više novca (u poređenju sa steperom). I, općenito govoreći, velika CNC mašina obično ima 2 vodeća vijka (po jedan sa svake strane). Ispostavilo se da je to dvostruko ludilo na budžetu.
- Izuzetno ekonomična i dobra opcija je građevinska igla (vidi), ali ako je pokušamo rotirati dužinom od 2 metra, ona će početi skakati kao konopac i na kraju otpasti.
- Na dugačkom krevetu od 2-3 metra s fiksnim vijkom duž X osi možete instalirati ne jednu, već dvije ili čak tri nezavisne Y osi, od kojih će svaka raditi pojedinačno po svom narudžbi. One. na jednom krevetu biće postavljene, takoreći, 2 nezavisne CNC mašine sa jednom mehaničkom zajednička osovina X. Očigledno, sa rotirajućim zavrtnjem nećete dobiti nezavisne kolice, već samo klonirati osovinu.
Izrada trkaće matice za CNC vlastitim rukama prilično je jednostavna: uzmite komad kaprolona potrebne dužine i jednostavno ga izrežite unutrašnji navoj ispod građevinskog stuba. Caprolon je prilično mekan i navoje se mogu rezati čak i sa većinom građevinskih igala, nakon što je prethodno napravio izrezivanje od njega rezanjem žljebova brusilicom. Unutrašnje navoje sam napravio na svom kućnom strugu, a zatim napravio prolaz sa domaćom slavinom od ukosnice za tačnije i čvršće prianjanje navoja. Da biste to učinili, na tokarilici morate posebno ne rezati navoj, kako biste ga ostavili za prolaz same igle. Tada će se matica za pokretanje kretati čvrsto i bez otvora. Zazor se takođe uklanja povećanjem dužine klizne matice. Već na dužini od 35-40 mm, zazor potpuno nestaje. Na internetu možete pronaći mnoge dizajne sa dvostrukom podesivom navrtkom, koja također može ukloniti zazor, ali njegov nedostatak je što značajno komplikuje dizajn. Ako svoju CNC mašinu koristite za hobi, onda će vam obična kaprolonska matica služiti jako, jako dugo - nekoliko godina sigurno! Još ih imam, iako sam čak i aluminij ispilio sa njih. 
Lud za mene velika mašina sa CNC-om će se sam rotirati oko fiksnog vijka, tako da ga podupremo s obje strane ležajevima i prilično čvrsto ga stegnemo između dvije aluminijske ploče. U ove ploče su urezana sjedišta za ležajeve. Nije bitno ako sedišta ispadnu malo nakrivljena. Aluminijum je vrlo mekan, tako da se ležaj može čvrsto pritisnuti u škripcu kroz odstojnike od šperploče. A to je još bolje, jer moramo potpuno eliminirati uzdužno pomicanje matice u procjepu između ove dvije ploče. Za kruto pričvršćivanje ploča jedna na drugu, kao i za prijenos translacijskog kretanja matice na nosač stroja, koristimo lim Debljine 4-5 mm (evo ga - otrcani zarđali komad željeza na fotografiji). Na fotografiji nedostaje slična hrpa ploča u horizontalnoj ravni (odmah ispod matice) - to ću završiti kasnije.
Ostaje samo prenijeti rotaciju s koračnog motora na maticu. Ovo planiram da uradim pomoću zupčastog remena. Ali kvaka je u tome što ću morati da napravim sopstvenu opremu po meri, nešto što nikada ranije nisam radio.
Da bih napravio svoju opremu, morao sam malo napuhati. I morao sam da odustanem od kompjutera. Napisao sam svoj program za proračun remenica sa zadatim parametrima, jer nisam mogao pronaći ništa korisno ili besplatno. Osnova je bila otvorena datoteka na Thingiverse-u u OpenSCAD-u, koju sam prepisao u Python-u i izvezao u DXF. Zupčanik sam napravio od kaprolona - ovo je izdržljiva strukturna plastika koja se lako obrađuje. Osim samog zupčanika, zupčastom remenu je potreban i zatezač (također poznat kao zatezač) za remen. I ja sam ga napravio od kaprolona, ali sam unutra ubacio ležaj.
Nakon ugradnje rotirajuće matice na mašinu, imao sam malih problema sa remenicama za motore, koje su stalno klizile zbog velike brzine rotacije i velike napetosti. Čak sam morao izbušiti male žljebove u osovinama koračnog motora i pričvrstiti remenice za osovine pomoću imbus vijaka. Ali na kraju, rezultat je bio ugodan: cijelom dužinom vodećeg zavrtnja, matica se kretala glatko i ni malo nije treperila.
Ispostavilo se da je smanjenje pokretne matice 30:12 (30 zuba na matici, 12 zuba na remenici motora), tj. Menjač povećava obrtni moment motora za 2,5 puta. Ispostavilo se da je rezolucija mašine na ukosnici sa korakom od 2 mm/okret 0,004 mm (2mm/okret ÷ (200 koraka/okret * 2,5)).
Prilikom odabira glodalica(CNC ruter) odlučiti:
1. sa kojim materijalom ćete raditi? O tome ovise zahtjevi za krutost strukture glodalice i njen tip.
Na primjer, CNC mašina napravljena od šperploče će vam omogućiti da obrađujete samo drvo (uključujući šperploču) i plastiku (uključujući kompozitnih materijala- plastika sa folijom).
Koristeći aluminijsku glodalicu, možete obraditi i prazne dijelove od obojenih metala, a brzina obrade proizvoda od drveta također će se povećati.
Aluminijske glodalice nisu pogodne za obradu čelika, ovdje su potrebne masivne mašine s okvirom od lijevanog željeza, dok će obrada obojenih metala na takvim glodalicama biti efikasnija.
2. sa veličinom izradaka i veličinom radnog polja glodalice. Ovo određuje mehaničke zahtjeve CNC mašine.
Prilikom odabira mašine obratite pažnju na proučavanje mehanike mašine, mogućnosti mašine zavise od njenog izbora i nemoguće ju je zameniti bez značajne izmene dizajna!
Mehanika CNC glodanje mašina napravljena od šperploče i aluminijuma je često ista. Više pročitajte u nastavku teksta.
Ali što je veća veličina radnog polja mašine, to će biti potrebni čvršći i skuplji linearni vodiči za njegovo sastavljanje.
Prilikom odabira mašina za rješavanje problema izrade visokih dijelova, sa velikim razlikama u visinama, uvriježena je zabluda da je dovoljno odabrati mašinu sa velikim radnim hodom duž ose Z. Ali čak i sa velikim hodom po Z osi , nemoguće je proizvesti dio sa strmim nagibima ako je visina dijela veća od radne dužine glodala, odnosno veća od 50 mm.
Pogledajmo dizajn glodalice i opcije odabira koristeći CNC strojeve serije Modelist kao primjer.
A) Izbor dizajna CNC mašine
Postoje dvije opcije za izradu CNC mašina:
1) dizajni sa pokretnim stolom, slika 1.
2) dizajn sa pokretnim portalom, Slika 2.
Slika 1Glodalica sa pokretnim stolom
Prednosti Dizajn mašine sa pokretnim stolom je jednostavnost implementacije, veća krutost mašine zbog činjenice da je portal stacionaran i fiksiran za okvir (bazu) mašine.
Mana- velike dimenzije u odnosu na dizajn sa pokretnim portalom, te nemogućnost obrade teških dijelova zbog činjenice da pokretni sto nosi dio. Ovaj dizajn Prilično je pogodan za obradu drveta i plastike, odnosno lakih materijala.
slika 2 Mašina za glodanje sa pokretnim portalom (portal mašina)
Prednosti dizajn glodalice sa pokretnim portalom:
Kruti sto koji može izdržati veliku težinu radnog komada,
Neograničena dužina radnog komada,
kompaktnost,
Mogućnost izrade mašine bez stola (npr. za ugradnju rotacione ose).
Nedostaci:
Manja strukturalna krutost.
Potreba za korištenjem čvršćih (i skupih) vodilica (zbog činjenice da portal "visi" na vodilicama, a nije pričvršćen za kruti okvir stroja, kao u dizajnu s pokretnim stolom).
B) Izbor mehanike CNC rutera
Predstavljena je mehanika (vidi brojeve na sl. 1, sl. 2 i sl. 3):
3 - držači vodiča
4 - linearni ležajevi ili klizne čahure
5 - noseći ležajevi (za pričvršćivanje vodećih vijaka)
6 - olovni vijci
10 - spojnica koja povezuje osovinu vodećeg vijka sa vratilom koračnih motora (SM)
12 - trna matica
slika 3
Odabir sistema linearnog kretanja za glodalicu (vodilice - linearni ležajevi, olovni vijak - olovna matica).
Sljedeće se može koristiti kao vodič:
1) vodilice sa valjcima, Slika 4.5
Slika 4 
Slika 5
Ova vrsta vodiča našla je svoj put u dizajnu amaterskih lasera i mašina iz industrije namještaja, Slika 6.
Nedostatak - mali kapacitet nosivosti i mali resurs, jer izvorno nisu bili namijenjeni za upotrebu u strojevima s velikim brojem pokreta i velikim opterećenjem, niske čvrstoće aluminijumski profil vodilice dovodi do kolapsa, slika 5 i, kao posljedice, neuklonjivog otvora, što ga čini neupotrebljivim dalju upotrebu mašina
Druga verzija valjkastih vodilica, slika 7, takođe nije pogodna za velika opterećenja i stoga se koristi samo u laserskim mašinama.
Slika 7
2) okrugle vodilice, su čelična osovina izrađena od visokokvalitetnog nosivog čelika otpornog na habanje sa brušenom površinom, površinskim kaljenjem i tvrdim hromom, prikazana pod brojem 2 na slici 2.
Ovo optimalno rešenje za amaterske dizajne, jer cilindrične vodilice imaju dovoljnu krutost za obradu mekih materijala sa malom CNC mašinom po relativno niskoj ceni. Ispod je tabela za odabir prečnika cilindričnih vodilica u zavisnosti od toga maksimalna dužina i minimalni otklon.
Neki Kinezi Proizvođači jeftinih mašina koje ugrađujem vodilice nedovoljnog promjera, što dovodi do smanjenja točnosti, na primjer, kada se koristi aluminijska mašina na radnoj dužini od 400 mm, vodilice promjera 16 mm dovest će do otklona u središtu pod vlastitom težinom za 0,3. 0,5 mm (ovisno o težini portala).
At praveći pravi izbor promjera osovine, dizajn strojeva koji ih koriste je prilično jak, velika težina osovina daje strukturi dobru stabilnost i ukupnu krutost konstrukcije. Na mašinama većim od jednog metra, upotreba okruglih vodilica zahtijeva značajno povećanje promjera kako bi se održala minimalna deformacija, što upotrebu okruglih vodilica čini nerazumno skupim i teškim rješenjem.
| Aksijalna dužina | Mašina za šperploču | Aluminijumska mašina za obradu drveta | Aluminijumska mašina za rad sa aluminijumom | |
| 200mm | 12 | 12 | 16 | 12 |
| 300mm | 16 | 16 | 20 | 16 |
| 400mm | 16 | 20 | 20 | 16 |
| 600mm | 20 | 25 | 30 | 16 |
| 900mm | 25 | 30 | 35 | 16 |
3) profilne šine vodilice
Polirana osovina na velikim mašinama se zamjenjuju profilnim vodilicama. Upotreba nosača po cijeloj dužini vodilice omogućava korištenje vodilica znatno manjih prečnika. Ali upotreba ove vrste vodilica nameće visoke zahtjeve za krutost nosećeg okvira stroja, budući da sami kreveti od duraluminijskog lima ili čeličnog lima nisu kruti. Mali promjer šinskih vodilica zahtijeva korištenje čelične profesionalne cijevi debelih stijenki ili strukturnog aluminijskog profila velikog presjeka u dizajnu stroja kako bi se postigla potrebna krutost i nosivost okvira stroja.
Upotreba posebnog oblika profilne šine omogućava bolju otpornost na habanje u odnosu na druge tipove vodilica.
Slika 8
4) Cilindrične vodilice na nosaču
Cilindrične vodilice na nosaču su jeftiniji analog profilnih vodilica.
Kao i profilni, oni zahtijevaju upotrebu profesionalnih cijevi velikog presjeka u okviru mašine, a ne limenih materijala.
Prednosti - nema otklona i efekta opruge. Cijena je duplo veća od cilindričnih vodilica. Njihova upotreba je opravdana za dužine putovanja iznad 500 mm.
slika 9 Cilindrične vodilice na nosaču
Pokret se može izvesti na sljedeći način: čahure(trenje klizanja) - Slika 10 na lijevoj strani i korištenje linearni ležajevi(trenje kotrljanja)- pirinač. 10 na desnoj strani.
slika 10 Čaure i linearni ležajevi
Nedostatak kliznih čahura je trošenje čahure, što dovodi do pojave zazora i povećanog napora da se savlada trenje klizanja, što zahtijeva upotrebu snažnijih i skupljih koračnih motora (SM). Njihova prednost je niska cijena.
IN U poslednje vreme Cijena linearnih ležajeva je toliko pala da je njihov izbor ekonomski izvodljiv čak i kod jeftinih hobi dizajna. Prednost linearnih ležajeva je manji koeficijent trenja u usporedbi s kliznim čahurama, te, shodno tome, većina snage koračnih motora odlazi na korisne pokrete, a ne na borbu protiv trenja, što omogućava korištenje motora manje snage.
Za pretvaranje rotaciono kretanje u translatornoj CNC mašini potrebno je koristiti navojni zupčanik ( olovni vijak ). Zbog rotacije vijka, matica se pomiče naprijed. Može se koristiti u mašinama za glodanje i graviranje spiralni klizni zupčanici I spiralni kotrljajući zupčanici .
Nedostatak kliznog vijčanog prijenosa je prilično veliko trenje, što ograničava njegovu upotrebu pri velikim brzinama i dovodi do habanja matice.
Klizni spiralni zupčanici:
1) metrički vijak. Prednost metričkog vijka je njegova niska cijena. Nedostaci - niska preciznost, mali korak i mala brzina kretanja. Maksimalna brzina kretanja propelera (brzina mm`s u minuti) bazirana na maksimalnoj brzini motora (600 o/min). Najbolji vozači će zadržati obrtni moment do 900 o/min. Pri ovoj brzini rotacije, linearno kretanje se može postići:
Za M8 vijak (razmak navoja 1,25 mm) - ne više od 750 mm/min,
Za M10 vijak (razmak navoja 1,5 mm) - 900 mm/min,
Za M12 vijak (razmak navoja 1,75 mm) - 1050 mm/min,
Za M14 vijak (razmak navoja 2,00 mm) - 1200 mm/min.
Pri maksimalnoj brzini, motor će imati oko 30-40% svog početno specificiranog momenta, a ovaj način rada se koristi isključivo za kretanje u praznom hodu.
Prilikom rada pri tako malom pomaku povećava se potrošnja glodala; nakon samo nekoliko sati rada stvaraju se naslage ugljika na rezačima.
2) trapezni vijak. U dvadesetom veku zauzimao je vodeću poziciju u mašinama za obradu metala, pre pojave kugličnih vijaka. Prednost - visoka preciznost, veliki korak konac, a samim tim i velika brzina kretanja. Treba obratiti pažnju na vrstu obrade; što je glatkija i ravnomjernija površina vijka, to je duži vijek trajanja prijenosa vijak-matica. Valjani zavrtnji imaju prednost u odnosu na vijke sa navojem. Nedostaci trapeznog prijenosa vijčana matica su u tome što je cijena prilično visoka u usporedbi s metričkim vijkom; trenje klizanja zahtijeva korištenje koračnih motora prilično velike snage. Najrašireniji zavrtnji su TR10x2 (prečnik 10 mm, korak navoja 2 mm), TR12x3 (prečnik 12 mm, korak navoja 3 mm) i TR16x4 (prečnik 16 mm, korak navoja 4 mm). Kod mašina, oznaka takvog zupčanika je TR10x2,TR12x3,TR12x4,TR16x4
Zupčanici sa spiralnim kotrljanjem:
Pogon sa kugličnim vijakom (kuglični vijak). Kod kugličnog vijka trenje klizanja zamjenjuje se trenjem kotrljanja. Da bi se to postiglo, kod kugličnog vijka, vijak i matica su odvojeni kuglicama koje se kotrljaju u udubljenjima navoja. Recirkulacija kuglica je osigurana pomoću povratnih kanala koji idu paralelno sa osom vijka.
Slika 12
Kuglični vijak pruža mogućnost rada pod velikim opterećenjima, dobar glatki rad, značajno produžen vijek trajanja (trajnost) zbog smanjenog trenja i podmazivanja, povećanu efikasnost (do 90%) zbog manjeg trenja. Može raditi pri velikim brzinama, pruža visoku preciznost pozicioniranja, veliku krutost i bez zazora. Odnosno, mašine koje koriste kuglične vijke imaju znatno duži vijek trajanja, ali imaju višu cijenu. Mašine imaju oznake SFU1605, SFU1610, SFU2005, SFU2010, gdje je SFU jednostruka matica, DFU je dvostruka matica, prva dva broja su prečnik zavrtnja, druga dva su korak navoja.
Lead crew Mašina za glodanje se može montirati na sledeći način:
1) Dizajn ležaja s jednim nosačem. Pričvršćivanje se vrši na jednoj strani vijka navrtkom na noseći ležaj. Druga strana vijka je pričvršćena na osovinu koračnog motora preko krute spojnice. Prednosti - jednostavnost dizajna, nedostatak - povećano opterećenje na ležaju koračnog motora.
2) Dizajn sa dva potisna ležaja. Dizajn koristi dva potporna ležaja unutrašnje strane portal. Nedostatak dizajna je što je implementacija složenija u odnosu na opciju 1). Prednost je manje vibracija ako vijak nije savršeno ravan.
3) Dizajn sa dva potporna ležaja u zatezanju. Dizajn koristi dva noseća ležaja vanjske strane portal. Prednosti - vijak se ne deformira, za razliku od druge opcije. Nedostatak je što je implementacija dizajna složenija u odnosu na prvu i drugu opciju.
Running nuts oni su:
Bronza bez zazora. Prednost takvih orašastih plodova je izdržljivost. Nedostaci - teško ih je proizvesti (kao rezultat toga - visoka cijena) i imaju visok koeficijent trenja u odnosu na kaprolonske matice.
Caprolon bez zazora. Trenutno je kaprolon postao široko rasprostranjen i sve više zamjenjuje metal profesionalni dizajni. Pokretna matica od kaprolona punjenog grafitom ima znatno manji koeficijent trenja u odnosu na istu bronzu.
slika 14 Pokretna matica od kaprolona punjenog grafitom
U matici sa kugličnim navojem, trenje klizanja zamjenjuje se trenjem kotrljanja. Prednosti: nisko trenje, sposobnost rada pri velikim brzinama rotacije. Nedostatak je visoka cijena.
Izbor spojnice
1) povezivanje pomoću krute spojnice. Prednosti: krute spojnice prenose više obrtnog momenta s osovine na vratilo, nema zazora pod velikim opterećenjima. Nedostaci: zahtijevaju preciznu ugradnju, jer ova spojnica ne kompenzira neusklađenost i neusklađenost osovina.
2) spajanje pomoću mehove (split) spojnice. Prednost upotrebe spojnice s mehom je u tome što njena upotreba omogućava kompenzaciju neusklađenosti pogonskog vratila i ose koračnog motora do 0,2 mm i neusklađenosti do 2,5 stepeni, što rezultira manjim opterećenjem ležaja koračnog motora i duži radni vek koračnog motora. Takođe vam omogućava da prigušite nastale vibracije.
3) spajanje pomoću čeljustne spojnice. Prednosti: omogućava vam da prigušite vibracije, prenosite više obrtnog momenta sa osovine na vratilo, u poređenju sa split tipom. Nedostaci: manja kompenzacija neusklađenosti, neusklađenost pogonskog vratila i osovine koračnog motora do 0,1 mm i neusklađenost do 1,0 stepeni.
C) Izbor elektronike
Predstavljena je elektronika (vidi slike 1 i 2):
7 - kontroler koračnog motora
8 - jedinica za napajanje SD kontrolera
11 - koračni motori
Postoje 4-žične, 6-žične i 8-žične koračni motori . Svi oni se mogu koristiti. U većini modernih kontrolera, veza se vrši pomoću četverožilnog kruga. Preostali provodnici se ne koriste.
Prilikom odabira mašine važno je da koračni motor ima dovoljnu snagu da pomera radni alat bez gubljenja koraka, odnosno bez preskakanja. Što je veći korak navoja vijaka, bit će potrebni snažniji motori. Tipično, što je struja motora veća, to je veći njegov moment (snaga).
Mnogi motori imaju 8 terminala za svaki polunamotaj zasebno - to vam omogućava da povežete motor sa namotima povezanim serijski ili paralelno. Kod paralelno povezanih namotaja, trebat će vam drajver sa dvostruko većom strujom nego sa serijski spojenim namotajima, ali će biti dovoljna polovina napona.
U slučaju serije, naprotiv, za postizanje nazivnog momenta biće potrebna polovina struje, ali za postizanje maksimalne brzine biće potreban dvostruki napon.
Količina pokreta po koraku je obično 1,8 stepeni.
Za 1.8 ispada 200 koraka po punom okretu. U skladu s tim, za izračunavanje vrijednosti, broj koraka po mm ( “Korak po mm” (Korak po mm)) koristimo formulu: broj koraka po okretu / korak zavrtnja. Za vijak sa nagibom od 2mm dobijamo: 200/2=100 koraka/mm.
Izbor kontrolera
1) DSP kontroleri. Prednosti - mogućnost odabira portova (LPT, USB, Ethernet) i neovisnost STEP i DIR frekvencija signala od rada operativni sistem. Nedostaci - visoka cijena (od 10.000 rubalja).
2) Kontroleri kineskih proizvođača za amaterske mašine. Prednosti - niska cijena (od 2500 rubalja). Nedostatak - povećani zahtjevi za stabilnost operativnog sistema, zahtijeva usklađenost određena pravila postavke, po mogućnosti korištenjem namjenskog računara, dostupne su samo LPT verzije.
3) amaterski dizajn kontrolera na bazi diskretnih elemenata. Niska cijena kineskih kontrolera istiskuje amaterske dizajne.
Kineski kontroleri se najčešće koriste u dizajnu amaterskih mašina.
Odabir napajanja
Nema17 motori zahtevaju napajanje od najmanje 150W
Nema23 motori zahtevaju napajanje od najmanje 200W
Zaxis prodaje olovne zavrtnje i matice sa trapeznim navojem. Katalog sadrži dijelove najpopularnijih standardnih veličina. Vijci se isporučuju u šipkama dužine 1 metar. Na zahtjev kupca, zaposleni u Zaxisu će izrezati po veličini i obraditi čep potrebnog prečnika za spojnu vezu. On gotovih delova ima iskosa, zaobljenja, fileta, nema ivica. U vašoj prijavi navedite hrapavost površine i raspon tolerancije za dijametralne i linearne dimenzije.
Trapezni vijci
Trapezni profil sa vijcima se koristi češće od ostalih zbog optimalna kombinacija samokočenje i performanse vožnje. Konvencionalne niti nisu u stanju prenijeti tako velike sile kao postojane niti, ali su njihova svojstva čvrstoće dovoljna za izvođenje radnih pokreta. Prodajemo olovne šrafove od strukturalnog karbona i od nerđajućeg čelika. Proizvodi su otporni na habanje i imaju dug vijek trajanja. Prazan za olovne vijke je kalibrirana šipka sa termičkom obradom. Profil navoja se formira valjanjem, a njegove radne površine su vrlo čiste. Katalog sadrži olovne vijke prečnika 8, 10, 12, 16, 20 i 28 mm sa korakom od 2, 3, 4, 5. Na sajtu ćete pronaći cene i tehnički opisi za dijelove svih standardnih veličina.
Nuts
Zaxis prodaje matice koje su kompatibilne sa svim vrstama acme vijaka. Katalog sadrži dijelove izrađene od sljedećih materijala:
- postati. Većina budžetsko rešenje za nekritične čvorove;
- bronza. U kombinaciji sa čeličnim olovnim vijcima formiraju parove sa koeficijentom trenja od 0,07-0,1;
- kaprolon. Materijal je 6 puta lakši od bronze i produžava radni vek zavrtnja za 2 puta. Kada se podmazuje vodom, koeficijent trenja u paru je 0,005-0,02. Matice su izrađene sa zagarantovanom čvrstoćom, što osigurava visoku preciznost pozicioniranja.
Dijelovi se izrađuju sa cilindričnim vanjska površina i sa prirubnicom. Vijke možete naručiti na Zaxis web stranici ili putem telefona.
„Da postoji mašina, ali bi bilo šta da se radi s njom“, „Hajde da to uradimo, da vidimo šta će biti, pa ćemo videti“, „Samo se pitam“, „Ne znam kako da testerim sa ubodnu testeru ili turpiju, pa pusti masinu da testere," "Zanimljiv je sam problem i proces resavanja," ,,hocu masinu da mogu da isecem puno kompleta na njoj i zaradim mnogo novca ,” itd. i tako dalje. Takvi poticaji za početak izgradnje tako složenog i skupog uređaja kao što je CNC mašina nisu ozbiljni, iako su uobičajeni.
Moj motiv se nije poklapao ni sa jednim od gore navedenih. Znao sam šta ću raditi na mašini - vidio sam balsa dijelove za svoje avione. Zašto CNC? Ali zato što sam bio umoran od ruku i to je predugo trajalo. Na primjer, evo fotografije gornjih krilnih konzola i stabilizatora kopije aviona I-5, dizajnirane za CNC mašinu i u potpunosti izrezane na njoj.
|
|
|
Ovo je moj prvi model koji je dizajniran isključivo za CNC. Rebra su balza 1,5 mm, sve na čepovima, 80% delova je unikatno. Ako ovo radite ručno, umorit ćete se, a vjerovatno to nećete ni moći. Možete li zamisliti da srušite takav model pri prvom letu? Ili u drugom? Posijedit ćeš! A onda sam uzeo i izrezao novo krilo, ili, možda, stabilizator...
Uredu onda. Zašto mašina? Gde god da pljunete - kancelarija sa laserskim rezanjem! Dao sam fajlove, dobio delove i nije skupo. Da, to je tačno ako proizvodite KIT-ove, ali ne tokom procesa razvoja. Uredima su potrebni volumeni, nisu zainteresovani za rezanje 2-3 dijela, neće čak ni 10 dijelova, dajte im 10 standardnih listova. Da, i ne trčiš prema njima.
Dizajnirati ga iznutra i izvana, a zatim ga laserom izrezati iz lima tako da sve savršeno stane, moguće je samo za jednostavan model, ali ne i kopiju. Možda neko može ovo da uradi, ali ja ne. Dizajnirao sam čvor, isekao ga, zalijepio, vrtio u rukama, ispravio ono što mi se nije svidjelo, nastavio dalje - to je moj pristup. A za ovo, mašina mora biti kod kuće.
Čitajući forum posvećen CNC mašinama na našem sajtu, došao sam do zaključka da su oni koji žele da naprave mašinu centa. Ali ako su ljudi, općenito, prijateljski raspoloženi prema elektronici i programima, barem postoji razumijevanje šta i kako treba raditi, onda je s mehaničkim dijelom mašine to cijev. Svrha članka je upoznati zainteresirane za ovu materiju na primjeru projektovanja određene mašine. Voleo bih da pitanja na forumima budu sadržajnija i zasnovana stvarne činjenice, a ne zasnovano na spekulacijama. Nemam zadatak da podučavam i ukazujem tačno kako VI treba da izgradite SVOJ mašinu. Možete uzeti u obzir moje preporuke, a možete ih zanemariti, to je vaše pravo.
Ovaj članak neće reći ni riječi o elektronici i programima. I ne samo zato što je ovo tema posebnog članka, koji će možda neko napisati. Ne želim nikoga da uvrijedim, ali, po mom mišljenju, elektronika danas nije problem. Za razliku od mehanike, može se prilično lako kupiti u cijelosti - uključite ga i radi, a njegova cijena nije veća od četvrtine svih troškova za mašinu. Ali mehanika prihvatljivog kvaliteta po pristupačnoj cijeni predstavlja problem. Želim da ljudi, osim što žele CNC mašinu, imaju i razumijevanje šta je iza toga.
Postavljamo tehničke karakteristike
Svrha
- Kao što je već spomenuto, mašina je potrebna uglavnom za mljevenje balsa ploča - izrezivanje dijelova avionskih modela iz njih. Za ovaj materijal, mašina mora imati maksimalnu produktivnost. Pored balze, mleveće se građevinska i avionska šperploča, drvo, plastika, fiberglas i karbonska vlakna. Preciznost mašine za navedene materijale ne sme biti gora od 0,1 mm na maksimalnoj dužini.
- Osim nemetala, mašina mora biti dobra u rezanju aluminijskih legura rezačima prečnika do 3 mm sa posmacima od 150...250 mm/min, sa dubinom do 2 mm. Preciznost pri mljevenju aluminijskih legura treba biti oko 0,05 mm na površini od 150x150 mm.
- Glodanje čelika nije predviđeno, osim u određenim slučajevima, a brzina i tačnost nisu regulisani.
- Trebalo bi omogućiti 3D glodanje modela i matrica od nemetalnih materijala za lijepljenje i oblikovanje krila, hauba, svjetala itd.
Optimalno male veličine stona mašina za navedene zadatke moraju imati okvirni dizajn.
Sile rezanja i koračni motor
Postoji zabluda da prilikom glodanja treba pritisnuti rezač kako bi se bolje sjekao. To nije u redu. Zapamtite da ste rezali ubodnom testerom, ako ste malo pritisnuli, turpija je pukla. Brzina rezanja zavisi od toga koliko brzo pomerate ubodnu testeru napred-nazad i od oštrine turpije. Kod glodanja tankim rezačima, uočava se ista slika; ako postavite pogrešne uslove rezanja, rezač se lomi. Stoga ćemo računati na oštre, visokokvalitetne alate i optimalne uslove rezanja. U tim uvjetima, opterećenja na vretenu i reakcije u osloncima se očekuju male, unutar nekoliko kilograma.
Nije potrebno izračunati ove kilograme pomoću formula. Možete jednostavno i jasno procijeniti najveći mogući napor direktno golim rukama. Da biste to učinili, uzmite tanku glodalicu promjera 1 mm i pokušajte da je razbijete u rukama. Iznenadićete se koliko vam je to lako da uradite. Rezač promjera 3 mm teže je slomiti u rukama, ali ipak ovi napori nisu pretjerani. Uništavanje rezača pri prekoračenju dozvoljenih opterećenja bit će osigurač koji će zaštititi našu mašinu od kritičnih naprezanja i kvarova. Krutost mašine mora biti projektovana za ova opterećenja, po mogućnosti sa dvostrukom marginom.
Snaga koračnog motora uglavnom je potrebna ne za rezanje, već za savladavanje sila trenja u vodilicama i vijčanom paru, a te sile zavise od kvalitete izrade, zazora, izobličenja i prisutnosti podmazivanja. Moguće je izračunati ove sile, postoje metode, ali što je mehanizam manji, rezultati su manje pouzdani. Dakle, odabir motora za mašinu na osnovu snage je isti šamanizam kao i odabir motora za model aviona sa motorom sa unutrašnjim sagorevanjem: vući će ili ne, sa rezervom - na granici, tj. iz iskustva ili na osnovu analize prototipova.
Na tržištu postoji mnogo koračnih motora. Odabrati prave iz ovog obilja nije lako. Stoga ćemo se fokusirati na one motore koji se najčešće koriste u takvoj opremi - sovjetski induktorski koračni motori DSHI-200-3 ili DSHI-200-2. Razlikuju se po snazi. Postoji i DSHI-200-1, ali je iskreno slab. DSHI-200 su dobri motori, ako imate sreće, možete pronaći ove motore sa OS indeksom (specijalne serije, vojno prihvaćeni), kvalitet izrade im je bolji, ali obični su sasvim na visini.
Evo tehničkih karakteristika motora DSHI-200-3 (vrijednosti za DSHI-200-2 u zagradama):
- Maksimalni statički moment, nt - 0,84 (0,46).
- Jedan korak, stepen - 1,8 (1,8).
- Greška obrade koraka, % - 3 (3).
- Maksimalna frekvencija podizanja, Hz - 1000 (1000).
- Struja napajanja u fazi, A - 1,5(1,5).
- Napon napajanja, V – 30 (30)
- Potrošnja energije, W - 16,7 (11,8).
- Težina, kg - 0,91 (0,54).
Preciznost
Rezolucija pozicioniranja i tačnost glodanja se često brkaju. Rezolucija ovisi o izboru koračnog motora i vrsti prijenosa. Na primjer, koračni motor DSHI-200-3, kada radi u optimalnom načinu rada u pola koraka, čini 400 koraka po okretu. Stoga, ako koristimo vijčani zupčanik s nagibom vijka od 2 mm, tada će se u jednom koraku radni element pomaknuti za 2 / 400 = 0,005 mm, tj. za 5 mikrona. Sa korakom od 3 mm – 3 / 400 = 0,0075 mm, tj. dalje za 2,5 mikrona, ali će brzina biti za trećinu veća.
Ako koristite zupčanik sa zupčastim remenom, slika koju dobijete je ovakva. Minimalni mogući (iz dizajnerskih razloga) prosječni promjer pogonskog zupčanika je 14 mm. To znači da je za jednu revoluciju putanja 3,14 * 14 = 43,96 mm, tj. kretanje u 1 koraku će biti 43,96 / 400 = 0,11 mm. Za balsu je prihvatljivo, sa škripom, naravno, ali s tim bi se moglo živjeti da je to sve. Ali to, nažalost, nije sve.
Da bi se postigla točnost glodanja, vrijednosti rezolucije treba dodati tehnološku zračnost u vodilicama i prijenosu, kao i vrijednosti pomaka zbog elastičnih deformacija zbog opće krutosti stroja. Zazori se mogu izračunati, ali s općom krutošću to je teže. To je nemoguće izračunati.
U masovnoj proizvodnji prvo se dizajnira i proizvodi prototip (obično na osnovu prototipa, tj. druge mašine). Potom se mašina testira, pažljiva mjerenja, te se vidi da li njena tačnost ispunjava zahtjeve tehničkih specifikacija ili ne. Ako ne odgovori, onda se dizajn analizira i utvrđuje problematična područja, gdje je potrebno, ojačati krutost, izvršiti izmjene u projektnoj dokumentaciji i pokrenuti instalacijsku seriju. Postupak se ponavlja u nekoliko primjeraka. Ovaj postupak se naziva mašinska završna obrada.
I amaterski dizajn je na neki način prototip, ali, nažalost, ispada i konačan. Ovo prisiljava dizajn da uključi očito pretjeranu krutost u strujni krug mašine. Nema potrebe da se plašite ovoga. Bolje je biti siguran ovdje. Želja za stvaranjem elegantnog i originalnog dizajna može igrati okrutnu šalu s dizajnerom. Mašina se možda neće pokazati krutom i možda neće biti drugog pokušaja - preskup je.
Pogrešno shvaćena "dorada" mašine - ispravljanje grešaka u strujnom kolu uvrtanjem dodatnih uglova, uložaka i rebara - ne daje rezultate. To je isto kao i liječenje zuba tabletama - postoji privremeno olakšanje, a onda postaje još gore. Nemoguće je naučiti kako napraviti pouzdane, krute strukture. Morate osjetiti dizajn, ovo dolazi s iskustvom na isti način na koji vozač sa iskustvom počinje osjećati automobil.
Ako želite da napravite pouzdanu i izdržljivu mašinu za svakodnevnu upotrebu, a ne da demonstrirate osnovne mogućnosti, ali nemate dovoljno iskustva u dizajnu, nemojte iskušavati sudbinu, uzmite provereni prototip kao osnovu, to će uštedeti živce, vreme i novac.
Ako odlučite sami dizajnirati mašinu, slijedite nekoliko jednostavnih pravila:
- Ne štedite na krutosti. U sumnjivim slučajevima igrajte na sigurno. Pridržavajte se principa jednake snage i jednake krutosti.
- U nosivom okviru mašine, gde god je to moguće, koristite slepe i pritisnute spojnice ili klinove, jer jednostavna vijčana veza ne pruža krutost.
- Ne zaboravite da je u prosjeku, tokom torzije, krutost proporcionalna kvadratu dimenzija poprečnog presjeka, a pri savijanju je proporcionalna četvrtoj potenciji, tj. Kada se dimenzije poprečnog presjeka dijela udvostruče, njegova krutost se povećava šesnaest puta.
- Nemojte se zanositi perajama. Monolitni aluminijski dio je čvršći od čeličnog dijela jednake čvrstoće i težine, ali rebrast.
Ali mi skrećemo pažnju. Preciznost mašine je deklarisana u projektnim specifikacijama na osnovu zadataka koji će se obavljati na mašini. Tako smo deklarirali tačnost od 0,05 mm na radnoj površini glodanja, ograničenu na dimenzije 150x150 mm. Pokušaćemo da to obezbedimo. Kada mašina bude spremna, vidjećemo šta se zapravo dogodilo, ali za sada napravimo neke procjene.
Prvo. Pogon zupčastim remenom nije prikladan za rješavanje. To znači šraf. Sa stanovišta rezolucije, korak zavrtnja od 2 ili 3 mm nije kritičan, oba su prikladna. Inače, još jedna uobičajena zabluda je da što je manji korak zavrtnja, to je veća preciznost mašine. Rezolucija pozicioniranja postaje veća, ali ne i preciznost glodanja.
Sekunda. Očigledno, najopterećenije vodilice mašine su duž ose X. Očekuje se da će težina nosača X biti unutar 5 kg, očekivane sile rezanja su 2...3 kg. Pod takvim opterećenjima, dvije cilindrične vodilice promjera 16 mm, dužine 700 mm, izrađene od lijepljenog čelika 40X, imat će otklon od oko 2-3 mikrona. Čak i ako je 5 mikrona, i dalje je sasvim prihvatljivo.
Treće. Pretpostavljamo da ćemo moći osigurati krutost dijelova karoserije nosača X tako da neće biti primjetnih deformacija od sila rezanja. Tada će cjelokupna greška (oko 0,04 mm) ostati zbog zazora, uglavnom zbog zazora u parovima vijaka i grešaka u proizvodnji vodećih vijaka.
Vrlo strogi zahtjevi, zapravo, to je maksimum koji se može dobiti domaća mašina. Što se tiče cijele površine glodanja, ako je zadržimo na 0,1 mm na dužini od 700 mm, to će biti jednostavno odlično.
Kod pogona sa zupčastim remenom nema akumulirane greške zavrtnja, već se remen samo uslovno ne rasteže, već se rasteže, pa je tačnost glodanja kod njega niska i retko je bolja od 0,25...0,3 mm preko dužine 700 mm.
Brzina
Mašina ima dve brzine - brzinu kojom se vreteno kreće tokom glodanja (pomak) i brzinu praznog hoda (pozicioniranje). Prvi je podešen prema uslovima rezanja i može varirati u širokom rasponu, drugi bi trebao biti maksimalno mogući. Očigledno, ako je maksimalna moguća brzina niža od optimalnog posmaka pri glodanju materijala za koji je mašina dizajnirana, produktivnost mašine neće biti dovoljna.
Za balsu, optimalni načini mljevenja su sljedeći:
- Debljina lima od 1 do 2 mm – rezač prečnika 0,6 mm (0,8 mm); dovod 600 mm/min; brzina 40000…50000 o/min.
- Debljina lima od 2 do 6 mm – rezač 0,8 mm; dovod 500 mm/min pri istoj brzini;
Za druge materijale postoji manje ubacivanja. Brzina zavisi od vretena. Čak i ako danas nemam vreteno od 50.000 obrtaja u minuti, možda će se pojaviti sutra, tako da se mašina mora napraviti pri brzini od 500...600 mm/min.
DSHI-200-3 ima frekvenciju podizanja od 1000 Hz, u pola koraka je 150 o/min, što znači da će maksimalni pomak zavrtnjem sa nagibom od 3 mm biti 450 mm/min. Malo manjka optimalni režim. S vijkom s nagibom od 2 mm, pomak će biti još manji, samo 300 mm/min, što očito nije dovoljno. Kada motor radi u normalnom režimu, maksimalna brzina je 900 mm/min, ali tačnost pozicioniranja pada na 0,015 mm. Radiće za balsu, ali ne i za aluminijum.
Veličina radne površine za glodanje
Kako kažu, veličina je bitna, i to ne samo u smislu postavljanja optimalne površine radnog komada (100x1000 za balza, 300x500 za balza šperploču). Cijena mašine uvelike ovisi o veličini radne ravni glodanja, posebno ako se koristi vijak. Ovdje je potreban kompromis. Za sebe sam pronašao ovaj kompromis - 700x300x70 mm. Vaše veličine mogu biti različite.
Klizni ležajevi i vodilice
Za relativno precizne male strojeve poput one koju dizajniramo, teško je pronaći alternativu okruglim čeličnim vodilicama s kliznim ležajevima. Barem u cjenovnoj kategoriji na koju računamo.
Nedavno se pojavio veliki broj različitih vrsta linearnih kugličnih ležajeva. Da budem iskren, ne razumijem razloge njihove sve veće popularnosti. Osim jedine prednosti - izuzetne lakoće kretanja (a samim tim i mogućnosti korištenja manje snažnih motora), oni imaju neprekidne nedostatke. Glavni su niska preciznost i povećani zahtjevi za okruženje u kojem rade. Sve vrste dizajnerskih trikova za zaštitu takvih ležajeva od prašine, prljavštine i strugotina ne štede mnogo. Osim toga, svaki dodatni dio u sklopu ležaja, bilo da je to manžetna, strugač ili četka, osim što povećava cijenu, unosi element nepouzdanosti u sklop.
Iz istih razloga izbacit ćemo iz razmatranja sve vrste projektnih shema koje koriste šine i kotače u obliku kugličnih ležajeva, kao neozbiljne za mašinu date preciznosti, i pažljivo pogledati klizne nosače.
Klizni ležajevi imaju male radijalne dimenzije i težinu, njihova proizvodnja ne zahtijeva posebnu opremu, mogu podnijeti velika opterećenja pri velikim brzinama. Ali u našem slučaju to nije važno, važno je nešto drugo. velika prednost– tihi su i imaju visoku sposobnost prigušenja kada su izloženi cikličnim i udarnim opterećenjima.
Materijali
Prilikom odabira materijala za klizne ležajeve fokusirat ćemo se na dostupne materijale koji imaju dobre karakteristike trenja za naše radne uvjete. A ovi uslovi su sledeći:
Kod vodilica sa povećanom preciznošću, kao u našem slučaju, posebnu pažnju treba posvetiti glatkom hodu, što prije svega ovisi o razlici u koeficijentima statičkog trenja i trenja klizanja (i bez podmazivanja i sa slabim podmazivanjem). Ova karakteristika nam je posebno važna, jer... Koristimo koračni motor, a kolica duž vodilica kretat će se barem u malim trzajima.
Nakon jednostavne pretrage, došli smo do sljedeće liste dostupnih i prihvatljivih materijala u smislu nesmetanog rada (sa slabim podmazivanjem) s koeficijentima trenja na čeličnoj osovini:
- Sivi liv – 0,15…0,2.
- Antifrikciono liveno gvožđe – 0,12…0,15.
- Bronza – 0,1…0,15.
- Tekstolit – 0,15…0,25.
- Poliamidi, najlon – 0,15…0,2.
- Najlon – 0,1…0,2.
- Fluoroplast bez podmazivanja – 0,04…0,06.
- Guma kada se podmazuje vodom – 0,02…0,06.
U principu, bilo koji od navedenih materijala se može koristiti za ležajeve, osim gume koja je data za poređenje i livenog gvožđa koje ćemo odbaciti kao egzotičan materijal za kućnu mašinu. Iskreno govoreći, izbor nije veliki. Uglavnom, sve se svodi na sljedeće - metal (bronza) ili nemetal (bilo koji od gore navedenih, osim gume).
Za sebe sam odavno izabrao broncu - provjereno rješenje, moglo bi se reći standardno, široko korišteno i ne zahtijeva detaljno obrazloženje. Ali reda radi, razmotrimo druge opcije.
Nemetalni ležajevi
Nemam ništa protiv nemetalnih ležajeva. Da mi iz nekog razloga bronza nije bila dostupna (doduše, danas je teško zamisliti takve razloge), izabrao bih za ležajeve tekstolit. Tekstolitni ležajevi se izrađuju od višeslojne šifonske tkanine, impregnirane bakelitom i presovane pod pritiskom od cca 1000 kg/cm2, na 150...180 stepeni. Oni rade bolje ako su slojevi okomiti na površinu trenja. Tekstolit se može obraditi karbidnim alatima pri malim posmacima i velikim brzinama rezanja sa prilično malim tolerancijama.
Najlon i najlon rade dobro sa nedovoljnim podmazivanjem ili bez podmazivanja. Ali, kao i sve poliamide, teško ih je obraditi. Najlon i najlonski ležajevi se proizvode brizganjem metalne forme sa dimenzionalnom preciznošću unutar nekoliko stotinki milimetra. Kada se proizvodi sa potrebne tolerancije mogu se pojaviti problemi na univerzalnoj opremi za obradu - niko to neće preuzeti.
Fluoroplastika(teflon) je odličan materijal, ali nažalost nije baš dobar za izradu ležajeva zbog svoje mekoće, visokog koeficijenta linearne ekspanzije, hladnog puzanja (pojava zaostalih deformacija pri dužem izlaganju relativno malim naprezanjima) i potpunog nekvašenje uljem.
Svi nemetalni ležajevi se koriste u kombinaciji sa vođicama povećane tvrdoće (> HRC 50). Pod ovim uslovima pokazuju visoku otpornost na habanje. Zahtjev za povećanom tvrdoćom vodilice nije nedostatak nemetalnih ležajeva, već je dat. Inače, dobra je ideja i zagrijati vodilicu za bronzane čahure.
Resurs
S obzirom na vijek trajanja ležaja, moraju se uzeti u obzir sljedeće stvari. Ako smo prihvatili princip jednake snage i jednake krutosti kao temeljni koncept u dizajnu, ništa nas ne sprečava da usvojimo isti princip u odnosu na resurse glavnih komponenti. Ono što mislim? Glavne komponente naše mašine su olovni zavrtnji sa maticama i vođicama. Logično je napraviti ih na način da vijek trajanja vijčanog para bude srazmjeran vijeku trajanja kliznih ležajeva. One. Jednom ugradnjom ležajeva, oni bi trebali raditi sve dok funkcionišu vijci i matice. Kada parovi vijaka pokvare, mašina će zahtijevati velike popravke, nakon čega se ležajevi mogu zamijeniti. Nepraktično je izvršiti zamjenu ranije; ugradite ležajeve koji će nadživjeti ne samo par vijaka, već i vas i mene.
Poznato je da običan par vijaka sa čeličnim olovnim vijkom i bronzanom maticom traje jako dugo. Uz pravilan odabir parametara i visokokvalitetna proizvodnja, takve jedinice rade godinama svaki dan u tri smjene. Mislim da moja mašina neće biti tako napunjena. Međutim, nemoguće je precizno izračunati resurs. Možete napraviti predviđanja na osnovu iskustva i znanja o predmetu. Mislim da će u ovom slučaju vijčani par služiti oko 8 godina, čak i ako se uzme u obzir da ću na mašini pilati KIT-ove. Za to vrijeme će iscuriti puno vode, a mašina će zastarjeti, pojavit će se nove tehnologije, a cijena proizvodnje može pasti. Možda nema smisla popravljati ga.
Očigledno, par čelični vijak - bronzana matica radi u mnogo težim uvjetima od čelične vodilice - bronzani ležaj, što znači da će, teoretski, ležaj očito imati duži vijek trajanja. Ali ako je razmak koji se pojavljuje kao rezultat razvoja navoja u matici podesiv, onda razmak u brončanoj čahuri ležaja nije. Stoga ćemo prihvatiti (ne iz vedra neba, već na osnovu analize prototipova i sa velikim stepenom vjerovatnoće) da će vijak i bronzani ležaj imati približno isti vijek trajanja.
Hoće li nemetalni ležaj trajati toliko dugo? Nisam siguran. Možda će preživeti, možda ne. U principu, to nije fatalno, možete osigurati zamjenjive obloge, ali to povećava cijenu sklopa ležaja, a osim toga, nakon što ste uložili mnogo novca u proizvodnju stroja, ne želite u početku uzrokovati hemoroide zamjenom ležajevi.
Donosimo odluku
Uzimajući u obzir gore navedeno, prilikom projektovanja vodilica može se donijeti sljedeća tehnička odluka za implementaciju ležajnog sklopa:
- Bušimo rupe u kućištima za čahure sa minimalnim zahtjevima za tolerancije oblika i položaja površina (tj. prilično grubo);
- Čvrsto pritisnemo brončane čahure kliznih ležajeva u dijelove karoserije s otvorom duž unutrašnjeg promjera;
- izbušili smo čahure za vodilice kao dio kućišta sa izračunatim tolerancijama.
Već sada možemo reći da se takvo rješenje čini primjerenim, ali ćemo ipak razmotriti druge opcije.
Prvo što vam padne na pamet je zašto praviti bronzane čahure, pa ih utisnuti i probušiti, kada je tržište prepuno gotovih čaura kliznih ležajeva, sa mnogo više najbolja svojstva nego čista bronza, na primjer, metalni fluoroplastični klizni ležajevi? Nije li ih lakše kupiti i pritisnuti na isti način?
Hajde da to shvatimo. Metalni fluoroplastični ležaj je čelična čaura vakuumski impregnirana teflonskom olovnom kompozicijom dispergovanom u tekućini poroznog antifrikcionog sloja sinterovanih legura bronze. Sama po sebi, kombinacija bronce i fluoroplastike je primamljiva i obećava značajne prednosti u pogledu svojstava. Onako kako je. Metalni fluoroplastični ležaj pri malim brzinama i suhom (!) trenju omogućava vrlo velika opterećenja (do 350 MPa) i ostaje u funkciji u temperaturnom rasponu od -20 do +280 stepeni. Ali, kod opterećenja u rasponu od 0,1...10 MPa i brzina klizanja od 0,2...5 m/s (kao kod nas), koeficijent trenja može varirati od 0,1 do 0,2, tj. biti u granicama konvencionalnih materijala ležajeva pod graničnim podmazivanjem. Ispada isto kao i stavljanje alu felge na felne velikog ušnog Zaporožeca - moguće je, naravno, ali nema smisla.
Tada ćemo možda dobiti na preciznosti, pojednostaviti obradu i time uštedjeti novac? Također ne. Ako u prvom slučaju precizno probušimo bronzanu čahuru, onda ćemo u drugom slučaju morati precizno probušiti sjedište za rukav u tijelu, tj. Ne isključujemo skupu operaciju na dobroj mašini za bušenje. Štaviše, proračun dimenzionalnih lanaca uključuje tolerancije za neusklađenost, izvlačenje, zaobljenost i sl. same kupljene čahure, što će se morati uzeti u obzir, pod uslovom da su te tolerancije poznate i pouzdane, tj. Ovo su dobri, skupi ležajevi, a ne rukavi nepoznatog porijekla - 3 rublje po vrećici. Kao rezultat, sve ovo ne dodaje tačnost našoj mašini, već naprotiv.
Trošak bronzane čahure, koja je jednostavno komad cijevi, iznosi 50 rubalja, a dobar metalni fluoroplastični ležaj je oko 10 dolara. Treba vam 12 ovih ležajeva. Izračunajte sami koliko preplaćujemo, ne dobijajući praktično ništa. Isto se može reći i za druge moguće opcije za kupljene klizne ležajeve - preplaćujemo, ali prednosti nisu očite.
Pa, šta ako nema bronce? Ali ovo je, izvinite, potpuno sranje. Ako imate pristup pristojnoj količini alatnih mašina i započeli ste skup projekat, onda je jednostavno smiješno ne pronaći komad bronce za dvanaest malih čahura i četiri okretne matice!
Od čega i kako napraviti?
Do sada smo uvek govorili: „čelik“, „bronza“… Kakav čelik, a kakva bronza, konkretno?
S obzirom na naše zahtjeve za otpornošću na habanje (nećemo raditi u tri smjene svaki dan) i niske zahtjeve za stabilnosti sila trenja, izbor čelika i bronze, kao i termička obrada čeličnih vodilica, nisu od bitnog značaja. Dakle, ako me pozovu iz fabrike i pitaju: „Nemamo onu bronzu (čelik) koju ste napisali na crtežu. Možemo li napraviti zamjenu sa...?” Odgovoriću odmah i bez ikakve sumnje: „Možeš! Samo da je zaista bronza, a čelik ima prosječan sadržaj ugljika. Na primjer, čelik 30, 40 ili 45.”
Ali ipak morate nešto da zapišete na crtežu, i to morate da zapišete najbolja opcija. Uvek može biti gore. Bronze od kalajnog fosfora (BrOF10-1) i cinka (BrOTsS5-7-12, BrOTsS6-6-3) su pogodne za klizne ležajeve. Bronce bez kalaja (BrAZh9-4, BrS30) bolje funkcionišu sa glatko obrađenim kaljenim vođicama, tako da u svakom slučaju, vođice moraju biti kaljene na tvrdoću od 40...50 HRC i polirane sa hrapavošću Ra 0,63. znati iz kojih čaura će na kraju biti isječeno. Unutrašnju površinu čahure nije potrebno polirati, ali njena hrapavost ne bi trebala biti gora od Ra1,25.
Ne zaboravimo da pored čahura ležajeva imamo i bronzane klizne matice. Tamo su zahtjevi za materijalom stroži, ali u našem slučaju ne mnogo. Ima smisla objediniti materijal za klizne matice i klizne čahure.
Što se tiče geometrije i praznina, ovdje je bolje ne uzimati slobode. Da bi se osigurala funkcionalnost našeg proizvoda na datim tačnostima, maksimalni zajamčeni razmak između čahure i vodilice (prečnik 16 mm) mora biti oko 0,034 mm, što odgovara hodu prema 7. kvaliteti (H8/f7).
U praksi, u slučaju komadne (ne masovne) proizvodnje, oni to rade. Prvo se čahure utisnute u kućišta izbuše do potrebnih tolerancija za oblik i položaj površina, zatim se precizno mjere rezultirajuće rupe, a tek onda se vodilice bruse do veličine koja osigurava potreban zazor. Onda se sve obeležava da se ubuduće ne zbuni koja tela klize duž kojih vodilica.
Osim zazora, važan parametar čahure ležaja je i njegova dužina. Ili bolje rečeno, ne dužina kao takva, već odnos dužine i prečnika (l/d). To je poznato nosivost ležaj je proporcionalan kvadratu l/d odnosa. Uzimajući u obzir pozitivan i negativan utjecaj l/d na nosivost, najčešće se pridržavaju prosječnih vrijednosti l/d = 0,8...1,2. Sa promjerom vodilice od 16 mm, raspon dužina čaura je 12,8…19,2 mm. Međutim, u našem dizajnu nosivost ležaja nije zabrinjavajuća; naša opterećenja su mala. Više brine o osjetljivosti čahura na izobličenja. Očigledno, što je niži l/d odnos, to je niža ova osetljivost. Stoga je bolje odabrati dužinu rukava bližu 13 mm nego 20.
Još jedna napomena. Šta da radim ako ne mogu slijediti sve preporuke u ovom poglavlju? Da li da odustanem od ovoga i da se ne trudim? Pa, zašto ne, samo morate biti spremni na činjenicu da će na kraju kvalitet proizvoda (mašine) stradati. To je sve. Šta ako se ne povrijedi? Patiti će, patiti, pitanje je koliko? Ali to niko sa sigurnošću ne može reći. Pitanje poput: "Šta će se dogoditi ako se bronca zamijeni mesingom, ili ako čak napravimo klizni par - čelik na čelik?" - nema smisla. Probaj, uradi, pa mi reci. Jedno je jasno - biće gore. Usput, u nekritičnim vodilicama niske preciznosti dozvoljen je klizni par čelik-čelik, a dijelovi para moraju imati različitu tvrdoću, na primjer, vodilica je kaljena, a čahura je, naprotiv, tempered.
Vijci i matice
U praksi ovdje mogu postojati samo dvije opcije - klasični čelični olovni vijak s bronzanom maticom opremljenim uređajem za kompenzaciju zazora ili kuglični vijak (kuglični vijak).
Zupčanik sa kliznim trenjem
Gotovo sva opća razmatranja iznesena u prethodnom poglavlju u vezi s izborom materijala za vodilice i klizne ležajeve vrijede i za vijčane zupčanike s trenjem klizanja, nema smisla ih ponavljati. Pogledajmo još jednu stvar važna imovina par vijaka, koji može imati veliki značaj u odnosu na naš slučaj, naime, kapacitet prigušenja kliznog frikcionog vijčanog prijenosa.
Koračni motori imaju neželjeni efekat koji se zove rezonancija. Efekat se manifestuje kao nagli pad obrtnog momenta pri nekim brzinama. To može dovesti do promašenih koraka i gubitka sinkroniciteta. Učinak se manifestira ako se frekvencija koraka poklapa s vlastitom rezonantnom frekvencijom rotora. Ovaj efekat se može boriti u dva smjera. Elektronskim metodama, na primjer, prelaskom na mikrokoračni način rada motora (ili na nivou algoritma rada vozača), te organiziranjem mehaničkog prigušenja.
Šteta je, nakon što ste napravili ili kupili kontroler i napravili mašinu, naletjeti na fenomen rezonancije. Stoga morate unaprijed voditi računa o tome da se rezonantna frekvencija bezbolno prođe pri ubrzavanju i usporavanju motora. Prijelaz na način rada mikrokoraka nije uvijek prihvatljiv zbog oštrog gubitka brzine i momenta na osovini. Da, čak i ako je prihvatljivo, nikada ne škodi imati na umu mehaničko prigušivanje.
Rezonantna frekvencija se izračunava pomoću formule F 0 = (N*T H /(J R +J L)) 0,5 /4*pi,
- F0 – rezonantna frekvencija,
- N – broj kompletnih koraka po obrtaju,
- TH – obrtni moment za korišćeni način upravljanja i fazna struja,
- JR – moment inercije rotora,
- JL – moment inercije opterećenja.
Formula pokazuje da rezonancija u velikoj mjeri ovisi o opterećenju priključenom na motor. Očigledno je da kada je vodeći vijak čvrsto pričvršćen za osovinu motora, ukupni moment inercije sistema će se značajno povećati, što rezonanciju pomera na niže frekvencije, pri čemu se smanjuju svojstva prigušenja viskoznog trenja u zavojima elektrode. niti su dobro ispoljene. Odabirom broja zavoja i podešavanjem razmaka (preference) u navoju možete eliminirati simptome rezonancije.
Ovdje mnogo ovisi o materijalu matice. Potrebna je dobra adsorpcija ulja na materijal. Na primjer, fluoroplastična matica ne može poslužiti kao amortizer zbog potpunog nekvašenja uljem. Capron se, u tom smislu, ponaša bolje, ali i ne previše dobro. Od nemetala, tekstolit je najbolji, jer je prijateljski s uljem. Bronza je dobra sa svih strana.
Lead crew
Vijci su dizajnirani za snagu, otpornost na habanje i stabilnost. Snaga i efikasnost nas malo zanimaju. Otpornost na habanje je zanimljiva u smislu određivanja prosječnog pritiska na radnim površinama navoja i odabira visine navoja. Ali, na osnovu proračuna stabilnosti, moramo odrediti promjer vijka za datu dužinu i odabranu shemu za pričvršćivanje vijka u nosače. Ova šema također mora biti odabrana.
Neću ovdje nadimati obraze, praviti se pametan i zamarati vas proračunima po lukavim formulama. Štaviše, ja sam, iako znam kako se to radi, dugo nisam kalkulirao takve stvari. Naša mašina nije dizalica sa postojanim navojem opterećenja za dato višetonsko opterećenje, već precizan mehanički uređaj. Izbor geometrijski parametri Vijak se može i treba proizvesti na osnovu analize prototipova. Ako analizirate (trebate analizirati industrijsku opremu, a ne domaće proizvode) veliki broj sličnih mašina i uređaja sličnog dizajna, naći ćete sljedeće:
- Nosači vijaka: jedan kraj je čvrsto fiksiran, drugi se oslanja direktno na koračni motor.
- Minimalni prečnik šrafa: 12 mm za dužine do 700 mm, 16 mm za dužine do 1200 mm.
- Profil navoja: trapezni ili trakasti (sa pravokutnim profilom).
- Sa nagibom od 3 mm, visina profila navoja je 1,5 mm.
Možemo izvršiti proračune posebno za našu mašinu i to provjeriti, ali vrijeme je gubitak. Prilikom projektovanja, glavnu pažnju treba obratiti na materijale i tehnologiju, što je u ovom slučaju mnogo važnije. Sledeće će biti navedeno tehnički zahtjevi na šrafove. Treba nastojati da ih ispunite, ali to nije uvijek moguće i prilično je skupo. Ovdje je potrebno tražiti kompromise. Čega se možete odreći, a čega ne, kompleksno je pitanje i svaki dizajner ga rješava različito, u skladu sa svojim preferencijama. Bez insistiranja na svom mišljenju, iznijet ću osnovne zahtjeve kako to zapravo treba biti.
Za termički neobrađene olovne vijke normalne i visoke preciznosti najbolji materijal je toplo valjani čelik A40G. Koriste se i poboljšani čelik 45 i 40X. U ovom slučaju, materijal vodilica se može ujednačiti s materijalom vijka.
U slučaju završne obrade vijka rezačem koristi se čelik U10A koji je žaren na tvrdoću od 197 HB.
Za vijke koji su kaljeni i brušeni prema profilu navoja koriste se čelik razreda 40HG i 65G koji imaju visoku otpornost na habanje. Ova opcija je previše cool za kućnu mašinu, ali kuglični vijci su, inače, jedini način na koji to rade.
Dozvoljena odstupanja vijaka:
- Najveća dozvoljena akumulirana greška nagiba, µm:
- unutar jednog koraka - ±3…6;
- na dužini od 25 mm – 5…9;
- na dužini od 100 mm – 6…12;
- na dužini od 300 mm – 9…18;
- za svakih 300 mm dužine dodaje se 3…5;
- po cijeloj dužini vijka, ne više od 20...40.
- Tolerancije za spoljni, srednji i unutrašnji prečnik navoja ne postavljaju se više od odgovarajućih tolerancija za trapezoidne navoje u skladu sa GOST 9484-81, sa opsegom tolerancije od 7N u skladu sa GOST 9562-81.
- Da bi se osigurala točnost vijaka u smislu koraka i da bi se navoj zaštitio od brzog gubitka točnosti kao posljedica lokalnog habanja, odstupanje u ovalnosti prosječnog promjera navoja pri nagibu od 3 mm treba biti 5...7 µm.
- Otpad vanjskog prečnika vijka pri kontroli u centrima dužine do 1 metar je 40...80 mikrona.
- Ako vanjski prečnik Vijak služi kao tehnološka osnova za rezanje navoja (a to je gotovo uvijek slučaj), tada se tolerancija za vanjski promjer dodjeljuje prema h5.
Nije teško pretpostaviti da tačnost mašine direktno zavisi od odstupanja prema zahtevu 1. Kada bismo vagone pomerali ručno duž nonija, onda bi to bio slučaj, ali u našem slučaju život je lakši, jer se u CNC mašini akumulirana greška može kompenzovati softverom.
Ako bismo započeli trapezoidni navoj, onda bismo već navedenim zahtjevima morali dodati gomilu važnih, ali teško ispunivih zahtjeva za uglovima profila navoja. Ali cijena olovnog vijka je već previsoka za proizvodnju specijalni alat za rezanje trapeznih navoja (i proizvodi se za svaki konkretan slučaj). Za komadnu proizvodnju bez pripreme posebne opreme, trakasti navoj s pravokutnim profilom je sasvim prikladan.
Pa ipak, zašto je trapezni navoj bolji od navoja trake? Samo jedno - bolja otpornost na habanje, jer... radna površina trapezoidni navoji imaju više zavoja, a pritisak na ovu površinu je shodno tome manji. Izbor između trapeznog i trakastog navoja je pitanje kompromisa između trajnosti i cijene. Ako ste spremni platiti pristojan novac (uporediv s cijenom kugličnog vijka) za izdržljivost, odaberite trapezni navoj. Ja lično nisam spreman.
Predviđam pitanje iz serije: "Šta će se dogoditi ako...?" Šta se događa ako uzmete dobar štap i na njemu odrežete metrički navoj s trokutastim profilom? Odgovaram - biće gore. Na prečniku od 12 mm se standardno seče metrički navoj u koracima od 1,75. Visina profila mu je 1.137 mm, što nije dovoljno za otpornost na habanje. Najbliži navoj koji odgovara visini profila (1,624) ima korak od 2,5 i seče se na prečniku od 18 mm. Ispostavilo se da je to pristojan klub. Ali što je najvažnije, zahtjevi za propeler u točkama 1-5 ostaju isti. Dobitak u troškovima proizvodnje, ako ga ima, bit će mali.
Usput, troškovi proizvodnje vijka se povećavaju geometrijska progresija od njegove dužine. To je zbog tehnologije rezanja navoja i upotrebe posebne opreme. Na primjer, za izradu šrafa dužine do 500 mm potreban je jedan stabilan oslonac, a za vijak od 700 mm dva. Potrebno je modificirati postolje za određeni propeler; cijena modifikacije i druge potrebne opreme, kako razumijete, uključena je u cijenu propelera. Da smo napravili 50 šrafova, ili kontaktirali proizvodni pogon u kojem se ti šrafovi masovno proizvode, bilo bi jeftinije, ali inače... Zato sam ga od samog početka stavio u mašinu radno polje duž X - 700 mm, ne 1000. Skupo i ne radi se svuda.
Running nut
Tipično, matice se izrađuju od bronzanih razreda BrO10F1 i BrO6Ts6S3. Ako nađete takvu bronzu, to će biti jako dobro, ali nikako nije pogubno ako koristite bilo koju drugu. Općenito, sve što smo rekli o materijalima za klizne čahure vrijedi i za klizne matice.
Dozvoljena odstupanja matica:
- Tačka 2 za zavrtnje važi i za matice.
- Za razdvojenu maticu, vanjski promjer navoja se određuje na osnovu uvjeta za osiguranje prianjanja matice na vijak duž profila, tako da je postavljen da bude 0,5 mm veći nego prema GOST 9484-81. Unutrašnji prečnik se dodeljuje na osnovu uslova potrebnog razmaka, tako da se postavlja 0,5 mm veći nego prema istom GOST-u.
- U slučajevima kada unutrašnji prečnik matice služi kao tehnološka osnova za završnu obradu tela matice (shvatite, to se dešava), unutrašnji prečnik matice se izrađuje prema H6.
- Dozvoljena odstupanja profila i koraka nisu regulisana, već su ograničena vrijednošću tolerancije za prosječni prečnik.
Prisutnost praznina između navoja para vijaka uzrokuje zazor. Njegovo otklanjanje postiže se konstruktivnim mjerama - zatezanjem razdjelne matice vijkom, oprugom ili stezaljka. Najlakši način je da napravite razdvojenu maticu pomoću zatezača/
Kako dalje?
Sjetite se onoga što smo rekli o vodilicama i kliznim ležajevima: „U praksi to rade. Prvo se buše čahure, a tek onda se vodilice bruse do veličine koja osigurava potreban zazor.” Dakle, kod olovnih vijaka i matica sve se događa upravo suprotno - prvo se prave zavrtnji, a zatim se na njima naoštravaju matice.
Ova okolnost obećava velike koristi. Vijci se praktično ne habaju (tako se remontuju mašine u proizvodnji - prave nove matice za stare šrafove), što znači da u fabriku možete doneti odgovarajući olovni vijak, a oni će vam napraviti maticu. Odgovarajući šrafovi se mogu kupiti, skinuti sa starih mašina i uređaja ili konačno naći na deponiji. Ovo će značajno smanjiti troškove proizvodnje Vaše mašine, jer... cijena olovnih vijaka je više od polovine svih troškova proizvodne mehanike.
Kao što se uvijek događa, takva odluka nema samo prednosti. Kupljeni (pronađeni) vijci već imaju izrezane krajeve, što nalaže potpuno specifičan dizajn nosača, što vam možda neće biti od koristi, kao i korištenje onih ležajeva koji odgovaraju vijku, a ne onih koje biste željeli isporučiti. Često postoji potreba za proizvodnjom nosača dodatni detalji, koji povećavaju troškove i koji ne bi bili potrebni da je dizajn vijaka i matica vaš. Ovo je pravi minus.
Nedavno su se pojavile mnoge kompanije (uključujući i strane) koje prodaju gotove parove vijaka. U principu, troškovi nabavke i proizvodnje se ne razlikuju mnogo, ali postoji problem sa krajevima. Često su ove kompanije spremne da za vas naprave vijke potrebne dužine i sa rezanjem krajeva koje sami nacrtate, ali cena će porasti za 1,5...2 puta. U svakom slučaju, na vama je da sami napravite vijke ili kupite gotove.
Ako niste sigurni da ćete moći proizvesti visokokvalitetne parove šrafova, a odlučite se da u svojoj mašini koristite kupljene ili čak „lijevoruke“ vijke, onda bi bilo ispravno da ih prvo kupite ili pronađete, a tek zatim počnite dizajnirati mašinu. Tačnije, za dizajn, jer se u njemu nema šta posebno dizajnirati.
Kuglični vijak
Kod kugličnog vijka trenje klizanja zamjenjuje se trenjem kotrljanja. To vam omogućava da značajno povećate efikasnost mehanizma na 95...98%, kao i da povećate njegov vijek trajanja za red veličine. Ovo objašnjava široku upotrebu kugličnih vijaka u mašinstvu.
Preciznost kugličnih vijaka je manja od one kod vijčanih zupčanika sa kliznim trenjem. Ovo se jednostavno objašnjava. U konvencionalnom vijčanom pogonu samo su dva dijela u kontaktu i tehnološki razmak (zazor) je podešen, ali kod kugličnog vijka, pored ista dva dijela (vijaka i matice), u rad je uključen i treći dio - lopta, tačnije gomila lopti, a zazor je problematično podešen. Ali to ne znači da kuglični vijak nije tačan. To je tačno, ali tehnološki ta tačnost nije laka. Recimo samo da ako uporedimo kuglični vijak i navojni zupčanik s kliznim trenjem iste preciznosti, onda se kuglični vijak ispostavi znatno skuplji.
Nemam loš odnos prema kugličnim vijcima i ne zagovaram isključivo klasični vijak sa navrtkom. Naprotiv, volim kuglične vijke, i sam sanjam da napravim mašinu od njih. Ali. Osim što je pouzdan, lijep, skup i općenito cool, mnogo obavezuje. Čudno je vidjeti kuglične zavrtnje pored vodilica cijevi zavjesa i najlonskih ležajeva, izbušena. I obrnuto, dobri vodiči s modernim metalnim fluoroplastičnim ležajevima izgledaju ništa manje čudno pored šipke s navojem kupljenom na tržištu i šesterokutne matice za 3 rublje.
Ako koristite kuglične vijke, onda zajedno s dobrim vodilicama, kvalitetnim rukavima kliznih ležajeva, visokokvalitetnim adapterskim spojnicama za spajanje kugličnog vijka na motor, a ostali dijelovi stroja trebaju biti na istoj razini. Inače nema smisla. A ovo je potpuno druga cjenovna kategorija.
Dizajn mašina
- Nije teško smisliti složeni mehanizam s gomilom dijelova. Ovdje vam ne treba puno inteligencije. Teško je smisliti mehanizam koji je jednostavan i tehnološki napredan, ali koji obavlja iste funkcije kao i složeni. Zašto je teško doći do originalnog bicikla? Jer sve je u njemu već izmišljeno, davno! Postavlja se pitanje: da li je potrebno baviti se pronalaskom i dizajnom? Mašina je potrebna za posao, a ne za demonstriranje usijane mašte dizajnera. Stoga, bez daljeg odlaganja, pretražimo internet i izaberemo gotov dijagram dizajna mašine koji zadovoljava naše zahtjeve.
- Strojni dijelovi moraju biti jednostavni geometrijski oblik sa minimalnim brojem operacija glodanja. Osim toga, ovih detalja bi trebalo biti malo. Već ćemo potrošiti mnogo novca na vodilice i šrafove sa maticama, samo da bismo se potrošili na filigranske, čipkaste dijelove karoserije.
- Bez zavarivanja. Ovo je dodatni novac, a osim toga, još uvijek morate žariti zavareni sklop u peći kako biste uklonili zaostala naprezanja i stavili ga na mašinu za mašinsku obradu.
- Materijal svih delova karoserije je legura D16T. Dobit ćemo krutost s velikim monolitnim dijelovima, jer Da bi se dobila potrebna krutost, jedan debeli dio je jeftiniji od tri tanka spojena zajedno.
- Što manje pričvršćivača. Rezanje navoja takođe košta.
- Bilo bi lijepo uključiti mogućnost modernizacije u dizajn. Na primjer, ako je potrebno, promijenite radno polje stroja uz minimalne izmjene.
Internet pretraga je dala rezultate. Svidjela mi se austrijsko-njemačka mašina Step-Four (kočija Z.
Nosač Y je već dvije šipke sa ležajevima i otvorima za vodilice Z. Vodilice moraju biti umetnute u rupe prema čvrstom (prijelaznom) nasjedanju i pričvršćene zavrtnjima. Pričvršćivanje vijcima je više za bezbrižnost nego za stvarno pričvršćivanje. Vodilice trebaju stajati u rupama kao da su ukorijenjene na mjestu. U donjoj šipki se nalazi rupa za ležajni sklop vodećeg vijka, a u gornjoj se nalazi sjedište za koračni motor.
Kočija X – dva zida koja imaju iste konstrukcijske elemente kao i šipke vagona Y. Debljina zidova je 15 mm. Ne možete učiniti manje, inače se vodiči neće dobro držati. Kućišta kliznih ležajeva su zašrafljena u donji dio zidova za pomicanje nosača duž vodilica smještenih u okviru.
Šasija sklopljena.
Ostaje samo pričvrstiti gotovu šasiju mašine na čvrstu i čvrstu osnovu pomoću uglova greda. Osnova može biti, na primjer, komad laminirane ploče koji se koristi za izradu radnih ploča kuhinjski namještaj, ili samo sto. Same grede okvira će zauzeti željeni položaj. Glavna stvar je da ih ne uznemiravate.
Imajte na umu da promjenom dužine vodilica možete jednostavno napraviti mašinu sa bilo kojom (u razumnim granicama) dimenzijama radne ravni glodanja bez mijenjanja dijelova tijela.
Prijenos
Možete započeti ugradnju vijaka.
Kao što smo već rekli, jedan kraj zavrtnja visi direktno na koračnom motoru, a drugi se oslanja na sklop ležaja koji se sastoji od dva ugaona kontaktna ležaja koja sprečavaju da se vijak pomera duž ose. Jedan ležaj osigurava potisak u jednom smjeru, drugi u drugom. Napetost u ležajevima stvara se čep maticom kroz čahure smještene između ležajeva. Sklop ležaja, a samim tim i cijeli vijak, pričvršćen je u kućištu pomoću zavrtnja kroz rupu na vanjskom prstenu.
Ležajevi mogu biti bilo koji. Prijavio sam se sa ukupne dimenzije 6x15x5. U teoriji bi trebao postojati dvostruki kutni kontakt (serija 176 GOST 8995-75), ali ga je teško pronaći. Na tržištu nema ni gomile jednostavnih ugaonih ležajeva, a kamoli duplih. Možete ugraditi obične radijalne ležajeve. Naše aksijalne sile i brzine nisu velike, a ako nakon nekog vremena popucaju, lako se mogu zamijeniti, ne morate ništa ni rastavljati.
Vijak se montira na osovinu motora kroz čahuru sa stezaljkama.
Prijenos obrtnog momenta sa X-koordinatnog pogonskog vijka na nepogonski vijak se vrši pomoću specijalnog plastičnog zupčastog remena.
Sam zupčasti remen i zupčanici su kupljeni. Pojas ove dužine se praktički ne rasteže i treba ga dobro zategnuti. Je li pouzdan? Pouzdan. Da li je moguće postaviti dva stepera duž X ose, po jedan za svaki vijak? Ne znam, nisam probao. Mislim da će biti problema sa sinhronizacijom. A pojas je jeftin i vesel.
Završni dodir. Ugrađujemo držač vretena.
To je sve. Možete pričvrstiti elektroniku, instalirati vreteno i pokrenuti mašinu. Sve bi trebalo da funkcioniše. I radi, moram reći! U osnovi ništa drugo nije potrebno. O da, granični prekidači moraju biti instalirani, ali ne morate. Ovo je opcija; mašina radi savršeno bez krajnjih prekidača.
Brojimo delove karoserije (osim vođica i šrafova) koji se moraju naručiti u fabrici - 14 komada! Plus 2 ugla, plus dva dijela za držač vretena. Ukupno: 18 dijelova. A što se tiče nomenklature, još manje, samo 8. Vrlo dobar rezultat!
Dajemo mu "tržišni" izgled
Gledajući fotografiju prototipa sa sajta, vidimo da postoji čvrsta mašina, ali naša je nekako skeleta i mrtva!
Odmah, hajde da to uradimo!
Ugradićemo kanale - podloge (debljine 5 mm) sa dna okvira i pokriti olovne vijke kanalom - kućištem (debljine 2 mm).
Ugradićemo traverze, takođe iz kanala. Tako ćemo na jednom kraju zatvoriti remen, a na drugom kraju ugraditi konektore sa stepera na traverzu.
|
|
|
Na nosaču X ugradit ćemo kućište koje štiti vodeći vijak Y, a na njega ćemo zašrafiti žljeb u koji će ležati kabel od nosača Z. Isti žljeb ćemo zašrafiti na okvir sa strane pogona.
Hoće li svi ovi poklopci našu mašinu učiniti čvršćom? Naravno, dodaće, ali ne mnogo. Nemoguće je ojačati strukturu i dati joj ukupnu krutost na ovaj način. Strujni krug mašine mora raditi samostalno bez ovih nosača. Ali sada se mašina može lako premještati s mjesta na mjesto, umjesto da je drži pričvršćenu za stol.
Stavimo poklopce, izrežemo (za testiranje) kutije na novoj mašini kako bismo sakrili adapterske blokove za žice od stepera u njima. I, završni dodir, postavićemo staze za kablove.
Nisam veliki stručnjak u oblasti obrade metala i projektovanja konkretno mašina za obradu metala, pa sam možda negde pogrešio ili nisam bio tačan, ispraviće me upućeni drugovi. Osim toga, tokom dugogodišnjeg stvarnog dizajna u instrumentarstvu i mašinstvu, razvio sam određene stereotipe u pristupima projektovanju mašinskih delova (izbor dizajnerskih osnova, karakteristike zadavanja tolerancija i uklapanja, prilagođavanje dizajna specifičnoj fabričkoj opremi itd.), možda će vam ovi pristupi odgovarati Neće odgovarati meni, pa ih ne navodim ovdje. Ali kada sam dizajnirao ovu mašinu, oslanjao sam se upravo na opšta razmatranja koja sam iznela u članku. I ova mašina radi! Kako je predviđeno! Ne znam da li će trajati 8 godina, vreme će pokazati, ali sa projektnom dokumentacijom mogu da napravim ne samo rezervne delove, već još par istih mašina. Ako je potrebno.
- V.I.Anuriev. Priručnik za dizajnera mašinstva. U 3 toma. Moskva. "Mehanički inžinjering". 2001.
- I.Ya.Levin. Priručnik za konstruktore preciznih instrumenata. Moskva. OBORONGIZ. 1962.
- F.L.Litvin. Projektovanje mehanizama i dijelova uređaja. Leningrad. "Mehanički inžinjering". 1973.
- P. I. Orlov. Osnove dizajna. U 3 toma. Moskva. "Mehanički inžinjering". 1977.
- Imenik. Kuglični ležajevi za instrumente. Moskva. "Mehanički inžinjering". 1981.
- Metalhead's Handbook. U 5 tomova. Ed. B.L. Boguslavsky. Moskva. "Mehanički inžinjering". 1978.