Содержание
по дереву или металлу, методы точения
Сферические изделия выполняют функцию рукояток на различном оборудовании, либо в мебельной фурнитуре. Обычно для изготовления подобных элементов хорошо подойдут токарные станки по дереву с ЧПУ, однако опытным токарям и столярам подобная задача не в новинку. В следующей статье поэтапно разберемся в процессе создания шарообразной детали на токарном станке.
Содержание:
- 1 Можно ли это сделать?
- 1.1 По металлу
- 1.2 По дереву
- 2 Пошаговая инструкция
- 2.1 Выбор заготовки
- 2.2 Создаем проточку
- 2.3 Провести фиксацию
- 2.4 Провести точение с помощью передней подачи
- 2.5 Сделать форму с помощью напильника
- 2.6 Провести чистку наждачной бумагой
Можно ли это сделать?
Создание сферической детали на токарном оборудовании более простой процесс, чем это кажется на первый взгляд. При этом можно воспользоваться, как вспомогательным оборудованием, если предусматривается производство небольшой партии, так и стандартной оснасткой станка в случае штучного изготовления.
Самым доступным способом является точение по ранее заготовленному шаблону.
По металлу
Работа с металлом на порядок сложнее в сравнении с другими материалами ввиду более высокой твердости, однако более знакома и не имеет непривычных особенностей. Точение шара же займет не менее двух проходов и потребует работы на высоких оборотах для получения удовлетворительного результата. В целом процесс мало отличим от прочих токарных операций и не имеет определенной специфики.
По дереву
По сравнению с металлической, деревянная заготовка более податлива обработке, ввиду чего имеется возможность проводить обработку не только резцом токарного станка, но и ручными стамесками и коронками, предназначенными для этой операции.
При точении вместо привычной стружки остается древесная пыль, поэтому работать нужно строго в респираторе, включив вытяжку.
Нелишним будет заранее убрать подтеки масла на станке и установить пылесос на резцедержатель, что упростит уборку после работы.
Пошаговая инструкция
Данный способ изготовления подходит как при работе с металлом, так и с деревом. Дополнительное станочное оборудование и нестандартные конструкции не требуются. Понадобиться лишь образец. В качестве такового можно применить выточенный на станке шар со стержнем либо шарик от подшипника требуемого диаметра.
Для возможности установки последнего, к нему нужно жестко присоединить стержень-хвостовик нужного диаметра ровно по центру. Сделать это можно при помощи сварки либо резьбового соединения.
Выбор заготовки
В обоих случаях заготовка детали должна иметь цилиндрическую форму с запасом (примерно 1/10) длины для крепления в патроне и небольшим припуском на обработку по ширине. Если стальной пруток — это стандартизированный материал в металлургии, то для столярных работ чаще всего сырье поставляется в виде бруса.
Прежде чем приступить к работе нужно придать материалу форму цилиндра, закрепив в поводковом патроне и обточить.
Важно!
Прежде чем приступить к работе, визуально проверьте заготовку на предмет кривизны, прокрутив в кулачковом патроне.
Создаем проточку
Диаметр шара равняется диаметру проточек и расстоянию между ними. Зажав заготовку в трех-кулачковом патроне, проточите будущую деталь на заданном расстоянии от торца. Созданная проточка послужит своеобразной меткой при обработке с использованием поперечной подачи. Также необходимо зенковать отверстие для последующей фиксации в жестком центре при обработке заготовки абразивом.
Провести фиксацию
Теперь, при помощи жесткого центра, установленного в заднюю бабку и патрона, проводим фиксацию. Расслабив патрон ключом, помещаем в него заготовку. Теперь нужно сделать отступ от проточки и надежно закрепить деталь в патроне.
В задней бабке необходимо закрепить шаблон. Выверив необходимое расстояние и положение заготовки относительно образца можно приступать к следующему шагу.
Провести точение с помощью передней подачи
Для придания формы шара заготовке, необходимо использовать два одинаковых отрезных резца, как правило с округлой режущей кромкой. Закрепите резцы в держателе суппорта на одной стороне с одинаковым вылетом.
Суть способа заключается в ведении резца-копира касаясь окружности шарообразного образца, в то время как зеркально закрепленный проходной резец производит обтачивание заготовки повторяя вектор движения второго.
Точение производится прямой и поперечной подачей, в результате которой образуется поверхность в виде лесенки. После придания формы шара материалу, производится чистовой проход с малой толщиной снимаемого слоя и подачей. Снятие слоев материала производится в пределах проточки. После чего ее нужно убрать, совместив поперечную и переднюю подачу.
Сделать форму с помощью напильника
После обработки резцом образуется ступенчатая поверхность, которую необходимо обработать напильником.
Для металла следует выбрать напильник с насечкой номер 0 или 1. Для дерева с простой одинарной насечкой. Инструмент с полукруглой формой рабочей части значительно упростит процесс, однако не является обязательным условием. В качестве упора желательно использовать суппорт без резца, он послужит надежной опорой и уменьшит вероятность травмирования.
Устанавливаем площадку суппорта на уровне детали перед операцией. Убрав образец, подводим жесткий центр к ранее созданному зенкером отверстию, переместив бабку вперед и фиксируем. Запускаем станок на минимальной скорости дожидаясь момента когда шпиндель наберет обороты. Упираем хвостовик или рукоять напильника в суппорт и плавным движением сверху вниз опускаем рабочую часть напильника к заготовке.
При этом нужно крепко держать его двумя руками по оба конца инструмента, чтобы исключить удар инструмента. В случае использования напильника плоского сечения необходимо плавно водить им от края до края для равномерной обработки.
Важно!
Ведите напильник противоположно движению шпинделя, чтобы не допустить отскок инструмента.
Провести чистку наждачной бумагой
При чистовой обработке воспользуйтесь наждачной бумагой. Для каждого материала понадобится различное зерно абразива. Для металла в районе Р800-Р1000, для дерева Р400-Р600. Существует два способа полировки поверхности с помощью абразивной ленты. В первом случае полотно растягивается двумя руками и натягивается на обрабатываемую поверхность, во втором наждачная бумага крепится в специальном бруске.
Необработанные концы, использованные для крепления, удаляются вручную. Как вы можете заметить изготовление детали в виде шара является вполне легкой и выполнимой задачей, не требуя при этом сверхсложных надстроек на текущем оборудовании.
Фрезеровка: характеристики процесса и сферы применения
Механическая обработка деталей фрезами называется фрезерование. Фреза — это режущий инструмент, имеющий острые кромки, который вращается.
Заготовка при этом движется. Фреза выбирает излишек материала по заданным параметрам. С помощью фрез можно получить канавки, лыски, пазы, фаски на деталях. Также существует специальный вид фрез — дисковые, которым производят отрезку.
Фрезерный станок
Обработка деталей происходит на фрезерном станке. Управление станком может быть ручным или автоматизированным. В том числе, она осуществляется при помощи системы числового программного управления (ЧПУ). В настоящее время при производстве изделий применяются станки с ЧПУ. Обработка деталей на них происходит в автоматическом режиме при помощи специальной программы на компьютере. Фактически управляются такие станки программой. В компьютер также закладываются чертежи деталей, которые изготавливаются на станке. Рабочий необходим, чтобы установить заготовку, снять готовую деталь и следить за исполнением управляющей программы. На станках самого последнего поколения уже используется лазер вместо фрез.
Изделия, выполненные фрезерованием
На оборудовании с ЧПУ можно изготовить большое количество разнообразных изделий.
Возможности фрезерного станка просто потрясают. Особенно, если он попал в руки мастера, наделенного творческой фантазией, эстетическим восприятием.
Сферы применения фрезерования
Детали, изготовленные на фрезерном станке, используются в автомобилестроении, авиапромышленности, судостроении и многих других отраслях.
Большинство работ в производстве, а также обработке машинных механизмов и различных деталей выполняется на фрезерах. Изготовление втулок, шестеренок, элементов двигателя и корпуса, обработка цилиндров. Высокоточное оборудование позволяет качественно работать с любыми металлами, независимо от твёрдости.
Фрезеровка применяется в ювелирной промышленности. Для нанесения объёмных рельефных узоров на изделия из драгоценных металлов. Создание коллекционных монет. Гравировка украшений, портсигаров, сувениров.
В стоматологии применяется при изготовлении коронок, протезировании.
Архитектура и дизайн. Логотипы, объёмные и плоские символы из нержавеющей стали.
Указатели улиц и номера домов. Широко применяются в современном мегаполисе. Объёмные буквы используются в названиях магазинов, вывесках, брендов компаний. Имеют привлекательный безупречный вид.
Фрезерная обработка алюминия очень популярна. Он применяется в дизайне, интерьере, в качестве рекламных элементов. Благодаря его легкости, а также прочности, алюминий широко используется в кухонной продукции. На высокотехнологичных станках можно делать надписи, узоры с идеальными краями, точных размеров и форм.
Современные фрезера воспроизводят барельефы и 3D композиции. Эффектные орнаменты на металле, изображающие разных животных, людей и растений смотрятся невероятно красиво и реалистично. Изготавливают настенные панно, картины.
Изготовление подарков и сувениров: значки и статуэтки, органайзеры. Оригинальные алюминиевые брелоки. Алюминий имеет высокую вязкость. Имеет риск налипания стружки на фрезу, поэтому используются специальные фрезы.
В промышленности фрезерные станки используются с поистине безграничной возможностью.
Универсальность, многофункциональность, а также высокая эффективность выполняемых работ делают фрезерное оборудование востребованным в любом производстве.
Фрезерование – как сделать – сферические поверхности
перейти на главную страницу
перейти на страницу выше – «Фрезерование – как сделать…»
Фрезерование – как сделать – сферические поверхности заготовка устанавливается на поворотный стол и головка фрезерного станка наклонена, с помощью расточной головки можно обрабатывать различные вогнутые и выпуклые поверхности. Это можно было бы сделать с помощью мухобойки, но проще настроить с помощью расточной головки.
Во всех этих случаях важно, чтобы ось поворотного стола находилась в той же плоскости, что и ось шпинделя в плоскости x/z. Ось сферы, частью которой является разрезаемая поверхность, будет соосна с осью поворотного стола. Движение фрезы к заготовке изменяется из-за поднятия фрезерного стола.
Вырезание выпуклых поверхностей
Данным методом можно изготовить любую сферическую поверхность вплоть до целой полусферы.
Можно выфрезеровать еще большую часть сферы, но другим методом, который будет рассмотрен позже.
Геометрию типичной установки для выпуклой поверхности можно увидеть на рис. ххх.
Рис. геометрия для обработки выпуклой поверхности 1003
If
радиус поверхности = r
радиус сферы = R
наклон вертикальной головки = ?
диаметр фрезы =d
высота поверхности =x
тогда:
sin ? =(d/2)/R
sin ? = x/D
Если ось расточной головки лежит в одной плоскости с осью вращающегося стола, то при вращении расточной головки по окружности каждая точка на этой окружности находится на одинаковом расстоянии от пересечения оси расточной головки и вращающегося стола независимо от вращения вращающегося стола.
Поверхность от A до CB до C является частью сферы с радиусом R.
Диаметр сферы определяется исключительно диаметром режущего круга, то есть диаметром буровой головки и расстоянием от верха (или низа) режущего круга и точки, где проходит ось расточной головки и ось поворотного стола.
Это определяется углом наклона вертикальной головки.
Рис.
8 фрезерование выпуклой поверхности 1
обработка выпуклой поверхности – 8
Ключевой особенностью этого является то, что расточная головка вырезает внешнюю часть круга при каждом обороте головки. Режущая кромка находится снаружи круга. При использовании обычного сверлильного инструмента это означает, что инструмент вращается «неправильным» образом. Это будет резать только при вращении расточной головки в обратном направлении. Режущая кромка, конечно, только одна, но она показана как в верхнем, так и в нижнем положении.
Если кончик фрезы в верхнем положении не находится на одной линии с осью поворотного стола, полученная поверхность не является частью тороида, как можно было бы ожидать.
572 готовая выпуклая поверхность
Рис. готовая поверхность 572
Примером такой части полусферы может быть дверь коптильни. Это часть сферы. Как это работает, легко увидеть из рисунка.
Стоит выточить (на токарном станке) заготовку, чтобы она была нужного диаметра и толщины. Больше пытаться снимать металл, например, на токарном станке, наверное, не стоит.
Обычно невозможно закрепить заготовку непосредственно на поворотном столе. В показанном примере заготовка имеет несколько отверстий, просверленных и нарезанных в задней части. Они используются для установки заготовки на пластину, которая затем крепится к поворотному столу.
Возможно, потребуется установить какую-либо прокладку между заготовкой и пластиной, которая на нее надета и прикручена к фрезерному столу.
Фрезерование полусферы
Примером целой полусферы может быть купол, закрывающий регулятор котла. На самом деле это всего лишь частный случай фрезерования выпуклой поверхности.
Рис.449 – геометрия для фрезерования полусферы – 1004
Если высота поверхности равна радиусу, т. е. X = R, то поверхность является полусферой. В таком случае ? будет 45º.
695 вырезание полусферы
Рис. фрезерование полусферы 695
см.
Заготовка центрируется на поворотном столе
Головка наклонена на 45°.
В этом случае не очевидно, где находится фреза относительно оси вращения заготовки. Но заготовку можно перемещать к расточной головке до тех пор, пока не будет срезано достаточно, чтобы увидеть, когда фреза приближается к оси вращения.
Фрезерование выпуклой поверхности – центровка
Расточная головка устанавливается на диаметр D.
см. установка наружного диаметра расточной головки
Поворотный стол устанавливается на фрезерный стол. Он совмещен с осью вертикальной головки.
см. центрирование поворотного стола
Оси X и Y заблокированы.
Пластина с заготовкой устанавливается на поворотный стол. Заготовка выравнивается со шпинделем с помощью DTI на манипуляторе.
см. центрирование круглой формы
Вертикальная головка наклонена на требуемый угол.
Ось x разблокирована.
Фрезерный стол перемещается по оси x до тех пор, пока вершина расточной головки в самой высокой точке не окажется над серединой заготовки.
Ось X заблокирована.
Шпиндель включен. Заготовка поднимается. Фреза сначала коснется заготовки в точке Z в одном месте на краю заготовки. Но если заготовку немного приподнять, а затем повернуть, тонкое кольцо будет вырезано по всей кромке.
После каждого полного оборота заготовки она снова поднимается и кольцо расширяется.
Наконец, ширина кольца охватывает весь радиус заготовки.
Следует отметить, что диаметр расточной головки был значительно больше необходимого диаметра, но это показывает характер последовательных резов.
Вся резка выполняется с заблокированными перемещениями по осям x и y. Заготовка поднимается до тех пор, пока не будет разрезана. При этом заготовка вращается до тех пор, пока не сделает полный круг.
Отрез образует кольцо на краю заготовки. Каждый раз, когда заготовка поднимается, это кольцо становится шире. Резка считается завершенной, когда фреза наконец достигает середины заготовки.
103 Нечетный случай
Нечетный случай возникает, если диаметр расточной головки проходит над осью поворотного стола.
В этом случае то, что разрезается, все еще является частью сферы, но это поверхность между высотами A и B. Это легко увидеть, если учесть, что высота A — это самая высокая высота, которую когда-либо достигал резак, а B — самая низкая.
Рис. Нечетный случай – 1057
Может показаться, что если бы вертикальная головка была меньше наклонена, то фигурной была бы поверхность, круглая от А до В. Но легко видеть, что если головка стоит вертикально, она не режет поверхность круглая от A до B.
Получается, что срез поверхности представляет собой поверхность между вертикальной высотой A и вертикальной высотой B.
Вырезание вогнутой поверхности
дело. Он настроен на касание указателя в точках A и B. Разница в том, что используется позиция резака, она начинается с позиции A тире и b тире
Рис. Фрезерование вогнутой поверхности – геометрия
632 Обработка вогнутой поверхности
Рис. Фрезерование вогнутой поверхности 632
Подобно этому:
Нравится Загрузка…
Генерация сферических поверхностей | Cutting Tool Engineering
Уникальный метод ручного фрезерования доступен для создания геометрически правильных сферических поверхностей. Этот метод можно использовать для обработки выпуклых и вогнутых сферических поверхностей. Помимо фрезерного станка, единственные необходимые инструменты — это расточная головка и поворотный стол.
Если у вас есть токарный или фрезерный станок с ЧПУ, это действительно просто академическое упражнение. Методика интересна тем, что она является самокорректирующейся и самодоказывающей, чего нельзя сказать о оборудовании с ЧПУ.
Если у вас нет станков с ЧПУ, вы можете добавить в свой набор инструментов изящный трюк.
Я научился этой технике несколько лет назад у своего старого друга-инструментальщика Чарли. Когда он впервые рассказал мне об этом, я был настроен скептически, пока не попробовал. Если у вас есть компьютерная программа для черчения, вы можете легко справиться с математикой и углом установки. Этот метод намного лучше подходит для формирования инструментов и превосходит приспособления с качающейся дугой, потому что сферическая поверхность представляет собой истинное геометрическое создание. Сферическая форма ограничена только точностью шпинделя станка и поворотного стола — двух пересекающихся круговых траекторий, которые создают настоящую сферическую поверхность.
Courtesy of All images: T. Lipton
При работе с выпуклой поверхностью режущая кромка обращена внутрь.
Представьте себе режущий инструмент, который режет только полый круг, вроде кольцевой пилы. Когда инструмент установлен под углом, отличным от оси поворотного стола, и деталь вращается под инструментом, создается сферическая поверхность.
Расточная головка наклонена под углом, представляющим собой хорду желаемого сферического сегмента. Применяется одноточечный режущий инструмент, и в зависимости от того, вогнутая или выпуклая форма, режущая кромка переворачивается. Для выпуклых поверхностей режущая кромка обращена внутрь. Для вогнутых поверхностей режущая кромка обращена наружу, как и при обычной расточной головке.
По мере продвижения инструмента в заготовку поворотный стол поворачивается на 360°. Поворотный стол также подается в инструмент по оси X.
Когда вы впервые попробуете этот метод, используйте пластик, чтобы вы могли быстро увидеть, что происходит, прежде чем применять его к важным деталям. Есть три переменных, которые вы должны понимать, чтобы получить контролируемые результаты. Первый включает в себя базовые расчеты. Второе — это настройка, а третье — выполнение, то есть реальное выполнение.
Графическая установка для резки полной полусферы диаметром 2 дюйма.
При работе с вогнутой поверхностью режущая кромка обращена наружу, как при обычной работе с расточной головкой.
Метод создания сферической поверхности позволяет создать полную сферу.
Одноточечный режущий инструмент проходит по кругу, который не имеет толщины на одной стороне режущей кромки. Если вы подумаете о том, как кольцо любого размера, меньшего, чем сферическая поверхность, может находиться в полном контакте со сферой, вы можете представить, как происходит разрезание.
Материал, который выступает в кольцо, разрезается, когда деталь вращается под режущим инструментом. Это оставляет сферическую поверхность размером с кольцо. Любая плоскость, пересекающая сферу, образует истинный круг, независимо от угла.
На иллюстрации полусферы мы можем видеть базовую графическую установку для разрезания полной полусферы диаметром 2 дюйма. В данном случае хорда равна 1,414 дюйма. Это диаметр, на который расточная головка должна быть установлена (1,414 дюйма) или немного больше, чтобы отрезать диаметр 2 дюйма. Шпиндель будет наклонен на 45 ° относительно оси поворотного стола, чтобы вырезать полную полусферу.
Из рисунка видно, что никакой другой угол не дал бы полной полусферы. Эта ось шпинделя должна быть перпендикулярна хорде сегмента. Осевая линия шпинделя является серединой хорды. Хорда также является гипотенузой прямоугольного треугольника, которая представляет собой максимальное повышение радиуса и расстояние от центральной линии до конечной точки дуги.
Для других радиусов и частичных сегментов требуется немного математики, чтобы получить хорду и угол. Мы можем использовать наш пример рисования, чтобы проиллюстрировать математику. Официального названия диаметра, на который устанавливается расточная головка, не существует, поэтому я называю его «диаметром охвата» (SD). Для работы OD SD должен быть установлен на размер хорды или больше. Для работы с ID SD должен быть меньше или равен аккорду.
Углы менее 45° дают меньше полной полусферы. Углы больше 45° создают все большие и большие части сферы, пока вы не достигнете максимума 180° для полной сферы. Как только вы превысите 45°, расточная головка должна быть установлена точно на длину хорды, прежде чем вы достигнете конечного диаметра.
Вы можете отрегулировать это во время черновой обработки детали, выполняя измерения по ходу дела.
На практике вы не можете вырезать целую сферу за один установ. Вам все равно придется держать деталь и как-то вращать ее. Чтобы создать полную сферу, вы должны использовать две отдельные удерживающие установки. CTE
Об авторе: Том Липтон — профессиональный слесарь, который работал в различных мастерских, производящих детали для разработки потребительских товаров, лабораторного оборудования, медицинских услуг и проектирования машин на заказ. Он получил шесть патентов США и живет в Аламо, штат Калифорния. Колонка Липтона основана на информации из его книги «Металлообрабатывающая раковина или плавание: советы и рекомендации для машинистов, сварщиков и производителей», опубликованной Industrial Press Inc., Нью-Йорк. С издателем можно связаться по телефону (888) 528-7852 или посетить сайт www.industrialpress.com. Указав код CTE-2013 при заказе, читатели CTE получат 20-процентную скидку от прейскурантной цены книги в размере 44,9 доллара США.