Изготовление полых шаров из металла

Обновлено: 19.05.2024

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления полых деталей вращения с профильной наружной поверхностью. Способ заключается в том, что полую заготовку в виде толстостенной втулки с размещенной в ней оправкой помещают между двумя вращающимися роликами, которые имеют профиль, повторяющий профиль наружной поверхности получаемой детали. Один из роликов перемещают на заданное расстояние или до достижения заданого усилия в направлении оси вращения другого ролика и производят деформирование. Ролики вращают в одну сторону, при этом оправку опирают на нож с выемкой под втулку, расположенной напротив формообразующих поверхностей роликов. На оправке выполняют поясок с выпуклой поверхностью диаметром, равным или меньшим отверстия втулки. Для устранения овальности полученной детали ее обжимают в приспособлении. На торцах втулки выполняют наружные фаски. На ноже имеется уступ для фиксации оправки с установленной на ней втулкой в процессе деформации. Изобретение позволяет повысить производительность процесса и качество получаемых деталей. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения

1. Способ изготовления полых шаров и других деталей вращения с профильной наружной поверхностью и центральным сквозным отверстием, включающий получение полой заготовки в виде толстостенной втулки, размещение ее с оправкой, вставленной в ее центральное отверстие, между двумя вращающимися роликами с профилем на боковых формообразующих поверхностях, повторяющим профиль наружной поверхности изготавливаемой детали, перемещение одного из роликов на заданное расстояние или до достижения заданного усилия в направлении оси вращения другого ролика и деформирование, отличающийся тем, что ролики вращают в одну и ту же сторону, а оправку опирают на нож с выемкой под втулку, расположенной напротив формообразующих поверхностей роликов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на оправке в месте установки втулки выполняют поясок с выпуклой поверхностью, имеющей максимальный диаметр, равный или меньший диаметра центрального сквозного отверстия втулки.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после деформирования заготовки роликами для устранения овальности наружной сферической поверхности детали и извлечения оправки из ее центрального отверстия деталь обжимают в приспособлении.

4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что на обеих торцевых поверхностях толстостенной втулки выполняют наружные фаски.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что на ноже выполняют уступ для фиксации положения оправки с установленной на ней втулкой относительно роликов в процессе деформации втулки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области изготовления полых деталей вращения с профильной наружной поверхностью, преимущественно сферической, и центральным сквозным отверстием путем механической обработки давлением (накаткой) наружной поверхности металлических втулок.

В наибольшей мере данное изобретение может быть использовано при изготовлении шаровых запорных элементов, применяемых в конструкциях запорной арматуры (клапанах, кранах и пр.), входящий в состав трубопроводов различного назначения. Данный способ следует рассматривать как предварительную операцию перед окончательной чистовой обработкой (доводкой) поверхности. Следует отметить также, что данный способ наиболее предпочтителен при изготовлении шаровых элементов из нержавеющей стали, т.к. после накатки получается поверхность высокой степени чистоты, повышенной твердости от нагартовки и достаточно высокой точности (некруглость не более 0,2. 0,3 мм). Перечисленные свойства, являющиеся важными показателями качества запорных элементов, невозможно получить одновременно при обычной механической обработке резанием или штамповке.

Известны различные способы изготовления полых шаров, например в способе [1] цилиндрическую заготовку заполняют водой, которую перед формообразованием замораживают, а после формообразования выпаривают; способ [2] заключается в получении заготовки в виде втулки с коническими наружной и внутренней поверхностями, у которой большие основания ориентированы во взаимно противоположные стороны, и последующей штамповки, которую ведут с ограниченным течением металла заготовки со стороны торца с меньшей толщиной стенки. Способ [3], принятый авторами за прототип, предназначен в основном для изготовления шаровых шарниров в узлах подвески колес автомобилей и включает получение полой заготовки в виде толстостенной втулки, размещение ее с оправкой, вставленной в ее центральное отверстие, между вращающимися роликами с профилем на боковых формообразующих поверхностях, повторяющим профиль наружной поверхности изготавливаемой детали, перемещение одного из роликов на заданное расстояние или до достижения заданного усилия в направлении оси вращения другого ролика и деформирование.

Однако всем перечисленным выше способам присущи недостатки, значительно ограничивающие их использование. Так способ, предлагаемый в аналоге [1], обладает малой производительностью (большое количество технологических операций), а также требует использования в механическом производстве специального оборудования для заполнения цилиндрических заготовок водой, замораживания воды и ее выпаривания из изготовленных деталей. Способы, предложенные в аналоге [2] и прототипе [3], обеспечивают недостаточно высокую точность получения наружной сферической поверхности изготовленной детали. Способ [2] также требует при обработке заготовки выполнения двух слабоконических поверхностей с малыми угловыми допусками.

Предлагаемый авторами способ исключает все перечисленные выше недостатки, присущие прототипу и аналогам. Он предполагает применение высокопроизводительного оборудования и заключается в том, что втулку на оправке, вставленной в ее центральное отверстие, помещают между двумя вращающимися в одну и ту же сторону роликами с профилем на боковых формообразующих поверхностях, повторяющим профиль наружной поверхности изготавливаемой детали, один из которых перемещается на заданное расстояние или до достижения заданного усилия в направлении оси вращения другого ролика, при этом оправку опирают на нож с выемкой под втулку, расположенной напротив формообразующих поверхностей роликов. Ось оправки при этом располагают несколько ниже осей роликов.

В том случае, если при изготовлении полых шаров после деформирования заготовки роликами в готовой детали появляется овальность наружной сферической поверхности, то ее можно устранить путем обжатия детали в приспособлении.

Выполнение наружных фасок на противоположных концах заготовки обеспечивает более равномерное распределение усилий в процессе деформации материала заготовки, что исключает появление местных участков с повышенной степенью деформации, которые являются причиной образования трещин на готовой детали. Кроме того, наличие фасок способствует правильной ориентации заготовки в начальный момент обработки, что важно для придания заготовке устойчивого вращения.

Как показывает опыт технологической отработки способа изготовления полых шаров, оптимальные размеры фасок на заготовке, обеспечивающие исключение растрескивания материала в готовой детали, в зависимости от марки материала должны находиться в следующих пределах:
- угол наклона относительно продольной оси заготовки - от 30 до 60 градусов;
- длина - от 0,1 до 0,3 длины втулки.

Для изготовления полых деталей со сферической наружной поверхностью по предлагаемому способу авторы предлагают выполнять на оправке в месте установки втулки поясок с выпускной поверхностью радиусом, равным радиусу формообразующих поверхностей роликов, и с максимальным диаметром, равным или меньшим диаметра центрального сквозного отверстия втулки. Более точное значение радиуса выпуклой поверхности пояска подбирается экспериментально в зависимости от размера фасок. Наличие такого пояска на оправке обеспечивает наилучшее течение металла при деформировании заготовки роликами, исключая растрескивание материала. Если радиус выпуклой поверхности пояска будет превышать радиус формообразующих поверхностей роликов, который соответствует радиусу сферической поверхности изготавливаемой детали, то, как показывает опыт технологической отработки, готовая деталь получает растяжение вдоль продольной оси оправки, т.е. приобретает форму эллипсоида с большей осью, направление которой совпадает с продольной осью оправки. Варьирование величиной указанного радиуса пояска оправки в сторону его уменьшения позволяет изменять форму наружной поверхности готовой детали от сферы до эллипсоида, сплющенного в направлении, совпадающем с продольной осью оправки. Такая сплющенная форма готовой детали имеет по мнению авторов то преимущество, что указанная выше по тексту операция обжимки детали в приспособлении для выправления формы наружной сферической поверхности детали облегчает извлечение оправки из центрального отверстия готовой детали.

Вместе с тем следует отметить, что уменьшение радиуса пояска на оправке, при котором его величина становится меньше половины радиуса сферической поверхности готовой детали, приводит к большой неустойчивости положения втулки на оправке, выражающейся в "качании" втулки на оправке в течение всего процесса деформирования заготовки, что приводит к появлению неисправимого брака в готовых деталях. Указанное "качание" втулки связано с тем, что размеры пояска на оправке оказываются недостаточными для того, чтобы в процессе деформации заготовки обеспечить плотное прилегание материала втулки к части поверхности пояска на оправке. Тем самым создаются условия для угловых колебаний деформирующейся втулки на оправке в пределах зазора между наружной поверхностью пояска на оправке и внутренней поверхностью центрального сквозного отверстия в деформируемой заготовке (изготавливаемой детали).

Для точной фиксации пояска относительно формообразующих поверхностей роликов на ноже предлагается выполнить уступ, в который должен упираться торец оправки. Этим обеспечивается быстрое и правильное размещение оправки относительно роликов.

Сущность предлагаемого авторами изобретения поясняется прилагаемым иллюстративным материалом.

На фиг. 1 и 2 показан вид обрабатываемой заготовки (втулки) 1, установленной на оправке 2, при деформировании ее вращающимися в одну и ту же сторону роликами 3 и 4, один из которых в процессе деформирования заготовки перемещается в направлении оси вращения другого ролика со скоростью S, при этом оправка опирается на нож 5, в котором выполнена выемка под заготовку, расположенная напротив формообразующих поверхностей роликов. На оправке 2 в зоне установки втулки 1 выполнен поясок B, имеющий выпуклый профиль поверхности с радиусом R (см. фиг. 2). На ноже 5 напротив формообразующих поверхностей роликов имеется выемка Г, охватывающая втулку 1, а также уступ Д, в который упирается своим торцом оправка 2.

На фиг. 3 представлен вариант исполнения втулки 1, отличающийся от приведенного на фиг. 2 тем, что на обоих ее концах выполнены наружные фаски с углом наклона их поверхности 50 o и размером h.

Процесс изготовления полых деталей вращения с профильной наружной поверхностью и центральным сквозным отверстием в случае использования предлагаемого авторами способа происходит в следующей последовательности. В центральное сквозное отверстие заготовки 1, имеющей вид втулки, вставляют оправку 2 и помещают их на нож резьбонакатного станка между роликами 3 и 4, которые вращаются в одну и ту же сторону и имеют на боковых формообразующих поверхностях профиль, повторяющий профиль наружной поверхности изготавливаемой детали. В процессе деформирования заготовки один из роликов перемещают на заданное расстояние или до достижения заданного усилия в направлении оси вращения другого ролика, при этом оправку 2 прижимают к уступу Д и опирают на нож 5, в котором выполнена выемка под втулку, расположенная напротив формообразующих поверхностей роликов. Второй конец оправки придерживают рукой. После завершения операции деформирования заготовки ролики раздвигают в исходное положение. Оправку с установленной на ней теперь уже изготовленной деталью снимают со станка. Снимают деталь с оправки. Если при изготовлении детали в форме полого шара наружная поверхность изготовленной детали приобрела яйцевидную форму, то деталь помещают в технологическое приспособление, где она обжимается и наружная поверхность детали приобретает сферическую форму. Затем процесс изготовления деталей повторяют.

Предложенный авторами способ ориентирован на использование высокопроизводительного оборудования для холодной обработки металла давлением (резьбонакатных станков) и обеспечивает получение высококачественных деталей вращения со сложным профилем наружной поверхности.

Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР N 1779456, B 21 H 1/14, 1992.

Нержавеющие шары и полусферы - доставка по всей России

Компания "Восточная Вершина" изготавливает зеркально отполированные полые шары и полусферы из нержавейки со следующими характеристиками:

материал шаров и полусфер — сталь AISI 304, сталь AISI 430 и других марок;
толщина стенки — до 1,0 мм;
диаметр шара — до 300 мм. Возможно и изготовление шаров и полусфер большего диаметра и толщины по предварительному заказу.

Возможно напыление нитридом титана "под золото" - шары до диаметра 300мм, полусферы до диаметра 500мм. Такие изделия вы сможете использовать не только в дизайне, но и в технических устройствах и приспособлениях.

Стальные сферы и полусферы от компании «Восточная вершина»: от Москвы до Дальнего Востока

Компания «Восточная вершина» предлагает:

оперативное изготовление изделий с использованием шаров и полусфер из нержавеющей стали.
поставку шаров и полусфер из нержавеющей стали по вашему заказу.

Купить у нас сферы и полусферы из металла вы можете в Барнауле и Алтайском крае, а также с доставкой во все регионы России и ближнего зарубежья:

Мы ждем ваших заказов! Смотрите ветку Доставка

Заказы на декоративные изделия с использованием шаров также принимаются в любых городах России, а также Белоруссии и Казахстана. А вкупе с услугами лазерной резки и аргоновой сварки компания "Восточная Вершина" может украсить элементами декора ландшафты и интерьеры от Урала до Дальнего Востока.

Купить металлические шары и полусферы вы можете:

Прайс

Цена по запросу

Большинство размеров всегда в наличии на складе.

При отсутствии на складе необходимого диаметра или количества, срок поставки из Китая 3-4 недели.

При отстутствии на складе необходимого диаметра или количества срок поставки из Китая составит 3-4 недели. Большинство размеров всегда в наличии на складе.

Новое слово в дизайне интерьеров и ландшафтов: изделия с использованием нержавеющей стали

Специалистам известно использование металлических пустотелых шаров и полусфер в технике и на производстве. Сферы из нержавеющей стали используют, например:

как вспомогательное средство в пищевой промышленности;
в технических конструкциях, когда необходимо получить точное зеркальное отражение и при этом сохранить целостность отражающей поверхности в неблагоприятной среде (например, в каминах и термоотражателях).

Применяется нержавеющая сталь и в строительстве, а вот дизайнеры освоили ее как материал для декора сравнительно недавно. Тем не менее, можно сказать, что пустотелые шары и полусферы уже прочно заняли свое место в нашем визуальном пространстве.

Полые металлические сферы и полусферы можно использовать:

в рекламных конструкциях;

в качестве декоративных элементов входных групп, заборов, ворот и ограждений;
в качестве элементов декора помещений: торговых комплексов, ресторанов, кафе, клубов и дискотек, а также офисных помещений и квартир в стиле хай-тек;
в ландшафтном дизайне;
в декоративных объектах инфраструктуры, например, в малых архитектурных формах, скульптурах.

Преимущества изделий из нержавейки: красота и функциональность раз и навсегда

Нержавеющая сталь имеет много достоинств, которые выделяют ее в ряду других материалов для декора.

1. Презентабельность. Декор из нержавеющей стали демонстрирует респектабельность и серьезное отношение к делу.

2. Стойкость к неблагоприятным условиям среды и погодным условиям. Нержавеющая сталь выдерживает температуры от -150 до +850.

3. Долговечность, устойчивость к изнашиванию. Элементы из нержавейки прослужат вам многие годы баз какого-либо ремонта даже при самом напряженном режиме эксплуатации: например, под водой в фонтане.

4. Отсутствие необходимости в уходе. Элементы из нержавейки не требуют покраски, не темнеют, не ржавеют и выглядят абсолютно новыми после многих лет использования.

5. Прочность и стойкость к вандализму. Элементы декора из нержавеющей стали очень сложно повредить, случайно или намеренно.

6. Стопроцентная безопасность в использовании. Должным образом отполированные и обработанные элементы из нержавейки можно устанавливать в больницах, университетах, школах, дошкольных детских учреждениях и других местах с повышенными требованиями к экологичности применяемых материалов.

Технология изготовления зеркальных шаров

Технология изготовления зеркальных шаров. В данной теме хотел отразить технологию изготовления зеркальных шаров.

Под зеркальным шаром понимается полая металлическая сфера, изготовленная из нержавеющей стали толщиной от 1 до 5 мм, отшлифованная до зеркального блеска.

Согласитесь, подобные конструкции выглядят довольно эффектно. Могут быть использованы как детали интерьера и скульптурных композиций. К тому же подобная технология используется для изготовления зеркальных скульптур из нержавеющей стали и куполов церквей.

Согласно каталогам производителя данные конструкции изготавливаются в следующем ассортименте:

По всей видимости, изготовление сфер малого диаметра производиться предварительной штамповкой полусфер, и последующей сваркой двух половинок. Сферы больших диаметров изготавливаются из раскроенных деталей.

Как видно из каталогов материал для изготовления сфер используют AISI 304 приблизительный аналог нашей 08Х18Н10.

Для получения сферического профиля шары после сварки надувают водой под давлением, как воздушные шарики. Дело в том что аустенитные стали хорошо тянуться. Поэтому конструкции из листовой аустенитной стали можно раздувать.

Рассмотрим пример изготовления шара диаметром 300 мм. Как заявлено производителем данный шар изготавливается из листа толщиной 1 мм. Такую толщину довольно сложно сварить без дефектов односторонним стыковым соединением, да и при шлифовки можно протереть до дыр, но если, например, взять толщину 2 мм то возникнут сложности. Во первых шар будет дороже и тяжелее. Во вторых будет труднее формировать заготовки. И в третьих понадобиться большее давление воды для того чтобы шар принял идеальную сферическую форму. Поэтому давайте остановимся на листе толщиной 1 мм.

Расчет параметров приложен в Excel файле.

Раскрой можно осуществить на лазерном комплексе или по старинке на ручной гильотине.

Формирование обечайки и конуса необходимо произвести на вальцах. Сначала подогнуть края по шаблону, а потом вальцевать.

В одной заглушке необходимо просверлить отверстие диаметром равным наружному диаметру трубы по которой будет подаваться вода. Трубка должна быть толстостенной. Материал трубки должен быть тоже нержавейка. На конце трубки должна быть резьба для подсоединения шланга высокого давление. Если трубка будет длинной это хорошо, это позволит использовать её несколько раз. Внутренний диаметр трубки должен быть выбран так чтобы в шар можно было залить воду.

Собрать трубку с заглушкой. Важно чтобы при сборке трубка заходила в шар более чем на два диаметра трубки. Это позволит в последствии заварить отверстие так, чтобы не нагреть тонкий металл шара потому, что если это произойдет, место разогрева провалиться вовнутрь шара. Обварить трубку с обеих сторон угловым швом с полным проваром. Если провара не будет, при шлифовании появятся дефекты.

Собрать обечайку на прихватках без зазора в стык.

Сварить стыковой шов обечайки с помощью ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом. Желательно с поддувом. Подрезы на лицевой стороне не допускаются. Должна быть обеспечена герметичность шва и отсутствие внутренних дефектов, так как при шлифовании они станут видимыми.

Сборка конуса на прихватках ведется по обечайке и припуск по окончанию сборки обрезается так, чтобы в стыковых швах не было зазоров или они были минимальны.

Когда конструкция собрана на прихватках можно приступать к сварке. Если хотите обеспечить поддув, заведите шланг в трубку и обклейте скотчем участки незаваренных швов, чтобы поддув не расходовался зря. Помните, что при замыкании последнего шва может произойти выброс сварочной ванны вверх, в связи с тем, что образовался герметичный сосуд. Это может привести к травме.

В данном случае было использовано дополнительное фланцевое соединение. Но лучшим решение было бы добавление перекрывающего крана на выходную трубу. Это позволил о бы оставить давление воды 3-4 КгС/мм2 после процесса надувания и перекрыть. По моему мнению, шлифовать шары нужно тогда когда в них находиться вода под небольшим давлением, металл не будет нагреваться и проваливаться. По окончанию шлифовки (или удаления усиления сварных швов) воду можно слить. (К сожалению, я не пробовал такую процедуру, но думаю, это будет правильно.)

Ну что ж бачок готов можно приступать к надуванию.

Для надувания необходимо рассчитать давление для каждой конструкции, при котором начнется пластическая деформация и давление, при котором шар разрушиться для того, чтобы знать в каких диапазонах можно надувать.

Для проведения процесса надувания можно использовать водяной гидронасос предназначенный для испытания сосудов работающих под давлением. Необходимо заполнить шар водой и выгнать из него весь воздух.

В целях безопасности перед подачей давления шар необходимо поместить в отдельный контейнер или комнату, в которой никого не будет до тех пор, пока давление с шара не будет снято. Иначе шар может лопнуть или соединение может не выдержать. Это может привести к травме.

Первый шар лучше надувать постепенно. Нагнали давление до определенного уровня, потом сбросили, посмотрели все ли Вас устраивает. Потом еще добавили, сбросили, посмотрели.

Шар необходимо надувать до тех пор пока проваленная околошовная зона вокруг шва не выпрет на уровень основного листа, чтобы при шлифовке не оставались канавки между швом и околошовной зоной.

Вы можете столкнуться с ситуацией когда в определенный момент появиться течь в некачественном сварном шве. Давление не будет нагнетаться. Слейте воду и подварите дефект. Место сварки слегка провалиться. Налейте воды и повторите процедуру.

Если Вы закончили надувание, сбросьте давление до 3-4 Кгс/мм2 и перекройте входной кран. Сбросьте давление в гидронасосе до нуля. Отсоедините шланг высокого давления и перекатывая шар по ПЕСЧАНОМУ полу переместите его на шлифовку. При шлифовки тонкий металл не должен перегреваться (если конечно не усердствовать) так как внутри вода. Перегрев металла приведет к его проваливанию вовнутрь шара.

Да вот так не затейливо болгаркой Вы сначала снимаете усиление сварных швов. Вода внутри. Откройте кран, слейте воду.

Теперь срежьте трубку болгаркой почти заподлицо и аккуратно без значительного перегрева (благо Вы оставили хвостик внутри, который подберет тепло) за плавьте отверстие и зашлифуйте.

И еще. Должно быть какое-то защитное покрытие на шарах, о котором я ничего не знаю. Возможно люди, которые занимаются нанесением оксида титана на церковные купола, знают об этом.

Всем спасибо. Удачи в освоении новых технологий.

PS: Возможно в мои расчеты закралась ошибка. Я их не проверял. Будьте осторожны при их использовании. Соблюдайте технику безопасности. Вышлю файл с расчетами по запросу или выложу на форуме если будет разрешение модератора.

На вопросы буду отвечать редко, по возможности. Работы много.

Часть первая: Через терни к звездам.

Изначально было решено изготовить полые шары спинингованием. (или как там оно называется по научному ротационное формование) Сами потом нагуглите на ютьюбе если интересно. Им кастрюли в делают.

Насмотревшись на ютьюбе роликов как ловко мастера изготавливают кубки, кастрюли и полусферы из тонких блинов решено было по пробовать изготовить полусферу диаметром 150 мм.

Изготовили полусферический пуансон и ролик для обкатки. Попробовали скатать из блина.

Получалось плохо. Решили сделать отверстие в центре. Половники получались знатные, но с трещинами и на полусферу мало походили.

Результат: поперечные трещины от отверстия к торцам, в середине накатки метал стал тонким и пошла трещина вдоль вращения

В результате обработки напильником получилось чудо юдо рыба кит.

Ну и при шлифовке вылезло.

Так и стоит в музее завода у дяди Васи в инструментальном ящике.

Часть вторая: Эх, молодежь!

Кого-то посетила гениальная мысли штампануть и порвав все старческие предупреждения и предрассудки был изготовлен еще один пуансон и оправка. Которые были применены к полусамодельному ручному гидравлическому прессу. Пресс долго упирался. В результате родился еще один выкидыш.

Теперь их стало в два раза больше.

Пуансон полусферы 144 мм. кольцо 148 мм соскругленным краям. Прижимное кольцо с креплениями на двух планках.

Часть третья: Хаппи енд.

Ну а дальше обычная история. Шли дни, срок прошел, клиент начинал нервничать, генеральный начинал психовать, но денег на аутсерсинг (тогда 90 т. р. за комплект, щас значт 180 т. р.) не давал, директор производства с главным инженером ежедневно поднимали данный вопрос на оперативках, стараясь скрывать раздражения. Как обычно вляпались по полной и теперь придется это все разгребать.

Дня три ходил за главным инженером, чтоб тот подписал покупку листа нержавейки толщиной 1 мм. Потом плюнул, пошел делать демо-версию, нашел в цеху лист 2 мм сказал, что буду делать из неё, но возможно не вытяну до конца. Получил раскрой со второго раза из конструкторского отдела, отдал в цех. Долго долбил народ как нужно сделать, все равно сделали по своему, ну да ладно демо оно и есть демо. Ну и поехали.

Получилась вот такая вот шняга, не до давленная. Понес к главному инженеру. Он видать за два месяца натерпелся, увидев демо-версию сразу подписал лист 1 мм. Ну а там дорожка проторенная, знай косяки подчищай.

От оне наши корявости. Не так конечно все радостно как на фотках получилось, но клиент таки заказ принял, отправил на покрытие оксидом титана. Я, посмотрев на то как наше очередное детище забивают гвоздями в упаковочные ящики, пошел дальше бороться со злом в экономикой забытой стране под названием Россия.

Вот такой вот производственный комикс получился.

Применение данной технологии закончилось с окончанием этого единственного в своем роде заказа, кроме случая, когда один из сварщиков изготавливал паровой двигатель для внука, на его школьную презентацию.

Как сделать шар из круглой стальной трубы

В данном обзоре автор поделится идеей, как своими руками сделать шар из круглой стальной трубы. Диаметр шара будет зависеть от диаметра трубы.

Для этого нам потребуется кусок круглой трубы (в данном случае диаметром 60 мм), маркер, карандаш или ручка, угольник, циркуль, а также болгарка и сварочный аппарат.

Рекомендуем также прочитать, как в условиях мастерской изготовить своими руками декоративные элементы из профтрубы.

Производим необходимые расчеты

Первым делом необходимо выполнить расчеты, от результатов которых мы и будем отталкиваться.

Диаметр трубы (в данном случае — 60 мм) делим на 3,14, и потом делим еще на количество сегментов, из которых будет состоять шар.

Автор решил сделать пять сегментов, но лучше сделать их чуть больше — семь или восемь. Полученное число необходимо будет разделить пополам. Запоминаем его (в данном случае у нас получилось число 18,84 мм).

Теперь нужно будет определить длину каждого сегмента. Для этого диаметр трубы умножаем на 3.14 и делим пополам. Получаем в итоге число 94,2 мм. И затем откладываем отрезок нужной длины на листе бумаги.

Делим отрезок на две части — ставим отметку посередине. От этой отметки по оси Х откладываем в разные стороны отрезки длиной по 18,84 мм.

Затем с помощью циркуля чертим дуги, которые должны соединять отложенные отметки на оси Х и точки по краям оси Y.

Приступаем к изготовлению шара

Вырезаем бумажный шаблон ножницами. Прикладываем его к трубе, обводим маркером. Потом вырезаем сегменты болгаркой.

Получившиеся сегменты шлифуем, чтобы убрать заусенцы, свариваем вместе. Готовое изделие также необходимо будет отшлифовать.

Подробнее о том, как сделать декоративный шар из круглой стальной трубы, вы можете посмотреть на видео ниже. Идеей поделился автор YouTube канала Welder DIY.

Как сделать сферу из металла?

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.

Можно ли это сделать?

Видео

: Полировка

На этом этапе некоторые люди начинают шлифовать свой шар все более мелкой наждачной бумагой, зерно которой доходит до тысяч. Я не видел причин делать также, учитывая, что мяч уже был довольно блестящим.

Вместо этого я в несколько заходов отполировал его полиролью для алюминия. Вы щедро смазываете его полиролью, а затем втираете её в металл, пока он не станет черным, затем вы оттираете его с помощью нескольких тряпок.

По мере того как вы трёте его, поверхности сначала будут тусклыми и серыми, но по мере того как вы продолжаете процедуру (и переключаетесь на чистые тряпки), вы увидите, что поверхность становится все более блестящей. Я повторил этот процесс 4 или 5 раз.

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.

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.

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.

Читайте также: