Как прорезать паз в металле в домашних условиях
Обновлено: 24.04.2024
Обычно токарный станок применяется при расточке, нарезании резьбы, развертывании, зенковании и сверлении, но на этом их возможности не заканчиваются. Я предлагаю рассмотреть способ, как с его помощью продолбить шпоночный паз на втулке. Для этого я применяю токарно-винторезный станок 1К62.
Набор инструментов
- резец расточной;
- резец долбежный;
- масло для смазки.
Подготовительный этап
Втулка устанавливается в трехкулачковый патрон. Перед выполнением долбления необходимо сначала подготовить ее внутреннюю и наружную фаску расточным резцом. Они делаются только с той стороны, с которой будет входить долбежный инструмент. Это простейший процесс знакомый даже токарю любителю, потому не требует отдельного рассмотрения.
После подготовки фасок на станке нужно поставить минимальную скорость, чтобы предотвратить прокручивание шпинделя. У многих станков кулачковый патрон может под нагрузкой давать люфт, поэтому в этом случае необходимо поставить распорку. Для этого под него ставится подходящий по высоте болт с гайкой. При ее выкручивании длина упора увеличивается, поэтому он плотно прижимается к патрону, тем самым убирая качение.
Долбежный резец слегка зажимается в резцедержателе. Он выставляет по центру втулки, после чего необходимо провести точную регулировку. Для этого он заводится во втулку, двигаясь продольно с суппортом по салазкам. Получаемая в результате царапина должна идти вдоль отверстия втулки от одного края до второго. В порезанной линии не должно оставаться участка без царапины. Если он есть, то это говорить о наличии перекоса. Когда резец выставлен правильно, его нужно очень крепко зажать, поскольку нагрузка при долблении намного выше, чем при выполнении стандартных токарных работ.
Процесс долбления
Поскольку внутри втулка имеет свой радиус, то перед началом отсчета глубины паза необходимо его срезать, чтобы получить ровную площадку, которая будет нулевой точкой отсчета. Для этого с помощью суппорта двигаю резец вовнутрь втулки по продольным салазкам, снимая тончайшую стружку металла. После его возвращения в изначальное положение приближаю режущую кромку уже по поперечным салазкам к телу втулки на 0,1 мм. Снова делаю продольное движение по каретке. Процесс повторяю до тех пор, пока желоб не утратит радиус. Как только он уйдет, это и будет нулевая точка для отсчета.
Теперь приступаю к долблению шпоночного паза. В моем случае его глубина должна составлять 2,6 мм. Используя шаг по 0,1 мм потребуется сделать 26 движений резца, чтобы достичь такой глубины.
После углубления паза на 2,6 мм нужно не меняя настройки на лимбе сделать еще несколько повторных движений резца, чтобы подчистить плоскость от мелких заусениц. Далее втулка извлекается из патрона. Ее второй торец довольно грубый, но это легко решается. В резцедержатель снова устанавливается расточной резец, и снимаются аккуратные фаски. После этого втулку можно использовать по предназначению.
Долбление на токарном станке продолжительный, хотя и не сложный процесс. В моем случае продольное движение суппорта моторизировано, поэтому все делается относительно быстро. Продолбить паз возможно и на бюджетных станках с ручным приводом, но в этом случае времени понадобится значительно больше.
Смотрите видео
НАРЕЖЕМ ШЛИЦЫ И ПАЗЫ
Для изготовления же «гостовских» шпоночных пазов в деталях я разработал ручной настольный станок (или, можно сказать, приспособление), которым уже несколько лет и пользуюсь. Думаю, что такой станок может пригодиться, как и мне, домашним умельцам, конструкторам-любителям, в школьной мастерской.
Этот вертикально-строгальный станок-приспособление с ручным приводом по конструкции схож со сверлильным, а по принципу работы — с долбёжным.
Вся конструкция собрана на основании размерами 350x350x20 мм. Оно же (основание) является и рабочим столом на котором располагаются стойка со всеми необходимыми для прорезания паэов узлами и суппорт с трёхкулачковым токарным патроном. Толщина основания у моего станка — 20 мм. Сначала это была древесно-стружечная плита (как на фото), но потом я заменил её на стальную с теми же размерами — станок стал массивнее, но и устойчивее.
Здесь же сделаю пояснение: на чертежах есть и другие отличия от изображения станка на фотографиях. Дело в том, что в ходе эксплуатации выявлялось, что некоторые узлы и детали лучше было бы выполнить немного иначе. И эти усовершенствования отражены в чертежах.
Приспособление (ручной станок) для долбления шпоночных пазов и шлицов:
1—основание (стальная плита s20); 2 — стойка (сталь, круг d40); 3 — опорный фланец (сталь); 4 — крепление фланца к основанию (винт М12, 3 шт.); 5—державка (сталь); 6 — стопор державки (винт М12); 7 — ось тяги рычага (половинка шпильки М12 с гайкой, 2 шт.); 8—тяга рычага (стальная полоса 30×8, 2 шт.); 9 — шарнирное соединение тяги с рычагом (болт М12, 2 шт.); 10 — рычаг (стальная полоса 30×8, 2 шт.); 11—пружина сжатия; 12 — консоль; 13 — ползун (винт М12); 14—фиксатор (винт М12); 15—крепление рычага на оси (ганка М12, 2 шт.); 16 — ось ручки (сталь, круг 18); 17 — ручка (труба d30x18,5); 18 — оправка-резцедержатель (сталь, круг d64); 19 — резец; 20 — стопор (винт М10); 21—трёхкулачковый токарный патрон: 22 — суппорт
Близ одного края основания закреплена посредством фланца стойка — стальной стержень диаметром 40 мм и высотой 450 мм. Вдоль всей стойки прорезан продольный паз, а на одном из юнцов выполнена проточка для стыковки с фланцем. Сейчас мне стало понятно, что было бы неплохо сделать стойку и повыше — до 500 мм — нередко бывает необходимость, когда надо сделать паз в длинных (или высоких) деталях (например, ступицах), вот тогда-то подъёма консоли не хватает. Фланец представляет собой большую ступенчатую шайбу с центральным отверстием под стойку и тремя равномерно расположенными отверстиями диаметром 12,5 мм — для крепления к плите основания. Соответственно расположенные, но только резьбовые отверстия М12 выполнены и в столе-основании. Стойка проточенным концом вставляется в центральное отверстие фланца, и детали соединяются сваркой, а после этого фланец прикручивается к основанию.
На стойку насаживаются по скользящей посадке державка и консоль с пружиной сжатия между ними.
Державка представляет собой прямоугольный параллелепипед с небольшой, относительно размеров в плане, высотой с центральным отверстием под стойку и тремя резьбовыми отверстиями М12 — двумя встречными глухими боковыми и одним сквозным с одного из торцов. Конечно, определения «торец» и «бок» у такого геометрического тела идентичные, но, надеюсь, понятны из чертежа. В торцевое отверстие вворачивается стопорной винт державки, а в боковые — шпильки, служащие осями тяг рычагов.
Консоль — деталь посложнее. Представляет собой два полых цилиндра (стоечный и оправочный), соединённых между собой перемычкой из стальной квадратной трубы размерами 60x60x2,5 с помощью сварки. В теле каждого из цилиндров выполнено по резьбовому отверстию М12: в стоечном — под фиксирующий винт удержания от поворачивания, а в оправочном — под стопорный винт. Кроме того, к стоечному цилиндру в его середине с противоположных сторон приварена пара «полушпилек» М12 (можно использовать и винты с такой же резьбой) — они служат осями для рычагов подачи инструмента.
Консоль:
1—стоечный цилиндр (круг d80); 2—перемычка (труба 60х60х2,5); 3—оправочный цилиндр (труба 80×64); 4—ось рычага (шпилька М12, разрезана пополам, 2 шт.)
Державка на стойке на нужной высоте закрепляется стопорным винтом и служит опорой всего механизма подачи инструмента: консоли с закреплённой в ней оправкой с режущим инструментом и системы рычагов для его продольной подачи. Подъём консоли и удержание её в верхнем положении осуществляются пружиной. От поворачивания же на стойке консоль удерживает фиксирующий винт, конец которого, заточенный под соответствующий профиль, скользит в продольном пазе стойки. Трущиеся поверхности деталей перед работой покрываются тонким слоем (как у огнестрельного оружия) консистентной смазки.
Оправка — деталь, с помощью которой инструмент или его держатель закрепляется в консоли. В моём случае оправка и резцедержатель выполнены из стали 45 как одна деталь в форме ступенчатого цилиндра с диаметральным отверстием под резец близ свободного более тонкого конца. Здесь же в торце просверлено резьбовое отверстие М10 — через него соответствующим винтом резец закрепляется в отверстии резцедержателя. На цилиндре большего диаметра сфрезерована лыска — в неё упирается фиксирующий винт М12, который не позволяет оправке поворачиваться при возникновении крутящего момента от резца. Этот же винт удерживает оправку от выпадания из цилиндра консоли. А вот его усилия от выдавливания оправки из цилиндра при рабочем ходе может и не хватить: для этого на оправке оставлен буртик.
Рычаги и тяги изготовлены из стальной полосы сечением 30×8 мм. Рычаги надеты на оси оправочного цилиндра консоли, а тяги — на оси державки. И те и другие между собой скреплены болтами-осями шарнирно.
Между верхними (свободными) концами рычагов вставлена и закреплена ось ручки — цилиндрический стержень диаметром 18 мм с резьбой М12 на концевых проточках. Сама ручка, выполненная в виде втулки диаметром 30×18 мм, свободно надета на смазанную ось. По поверхности втулки предварительно произведена накатка.
Особый рассказ о суппорте станка. Внешне он похож на машинные тиски. А закрепляются заготовки для обработки в смонтированном на верхней подвижной площадке суппорта трёхкулачковом патроне от токарного металлорежущего станка. С помощью суппорта осуществляется подача заготовки относительно режущего инструмента на глубину резания. Забегая вперёд, отмечу, что глубина резания за один проход совсем небольшая — всего 0,2 — 0,3 мм.
Суппорт состоит из сварного корпуса и подвижного стола. Хотя свариваемых элементов корпуса и несколько (5 штук), однако они совсем простые — почти все (кроме стоек) — в форме прямоугольных параллелепипедов. Стойки выполнены из равнополочного стального прокатного уголка 40×40 с наполовину срезанной вертикальной полкой. Кстати, траверсы корпуса и поперечина подвижного стола — это державки (тела) от сломанных токарных отрезных резцов. У кого имеется в наличии фрезерный станок, тот легко изготовит корпус и площадку как одну деталь из массивной заготовки.
Суппорт:
1 —стойка корпуса (уголок 40×40 с обрезанной вертикальной полкой, 2 шт.); 2—площадка корпуса (сталь, лист s7); 3—передняя траверса (державка резца); 4—задняя траверса (державка резца); 5—подвижный стол (сталь, лист в7); 6—поперечина подвижного стола (державка резца); 7—ходовой винт М12; 8—стяжка левая, правая условно не показана (винтМ12,2 шт.); 9—маховик с ручкой; 10—шплинт d3; 11 —накладка (стальной лист sЗ); 12—крепление накладки к корпусу (винт М4, 2 шт.)
Предварительная подводка заготовок к режущему инструменту может быть осуществлена «вручную», путём ослабления винтов, крепящих его корпус К столу-основанию, и перемещения всего суппорта в пазах (продолговатых отверстиях).
Перемещение площадки осуществляется от рукоятки-маховика ходовым винтом с обычной резьбой М12. Матричной гайки, как таковой, в механизме нет Соответствующее резьбовое отверстие, вместе с парой направляющих отверстий, выполнено в поперечине под площадкой. Сами направляющие — пара стандартных длинных винтов М12. Надо сказать, что стол суппорта можно передвигать на расстояние до 60 мм, хотя для нарезания пазов и шлицов, как правило, больше 10 мм и не требуется.
Как было отмечено ранее, глубина резания (подача) при работе на станке небольшая. Для ускорения изготовления «гостовских» шпоночных пазов можно воспользоваться приведённой в начале статьи технологией сверления полукруглых «колхозных» пазов, а затем с помощью долбёжного станка доработать их до прямоугольного сечения.
Как дома проточить шпоночный паз шкива
Купил китайский двигатель для Крота, а у него вал оказался диаметром 20 мм (более распространены на 19 мм).
Долго искал шкив, но нашел только для 19 мм. Отверстие-то мне развернули на 20 мм, но при этом, естественно, паз под шпонку стал мельче.
Задача - как в домашних условиях равномерно углубить (миллиметра на 2) шпоночный паз (сам шкив 60 мм длиной) ?
Попробовал надфилем - муторно, да и вряд ли добьюсь равномерности съема.
Есть идея набрать пакет из пилок по металлу, стянуть покрепче, т.е. сделать что-то похожее на грубый напильник.
Проще шпонку подточить .Ну или напильником шпонпаз увеличить . Я в молодости шпонпаз в шкиву и валу с нуля напильником выгреб А еще делають круглые шпонки ,сверлят отверстие и загоняют туда подходящий пруток .
Если стачивать шпонку, увеличится риск ее среза.
Бормашинкой можно такое сделать или болгарией, если "обмылок" диска поставить. А пилками как надфилем - замаешься.
СНЕГ ИДЕТ написал :
Бормашинкой можно такое сделать или болгарией, если "обмылок" диска поставить.
Диаметр отверстия - 20 мм, как туда болгаркой подлезешь ? В принципе можно и на валу паз углубить, но боюсь вал попортить (а он подороже шкива будет).
Если бормашиной, то какой насадкой ? (Бормашинку-то найду, только не знаю, чем сошлифовывать).
. А пилками как надфилем - замаешься.
А если пилки сразу пакетом шириной во весь паз ?
Крепим, например, этот пакет (зубчиками вверх) в тиски, на выступающую часть пакета "верхом" шкив и ширкаем туда-сюда.
Шарошку наверное по ширине отверстия брать (кстати сколько там? Около 1 см?), но сперва может электролобзиком пропилить края, а выступ потом снимать потихоньку?
Паз шириной 5 мм.
Пилку лобзика вряд ли получится равномерно прижать по всей длине паза, хотя как вариант можно на чем-нибудь попробовать.
Пилку по нержавейке неплохо бы, у шкива хороший металл должен быть.
Пакет из пилок по металлу примерной толщины (можно немножко уже) продеваете сквозь отверстие в шкиве зубчиками к пазу, ну и по-науке, от себя и натягиваете на станок. Пропиливаете паз на нужную глубину, в тиски зажав шкив. Мелкие недоаботки поправляете надфилем. Достаточно быстро получается.
Выпускал Бош рашпиль и напильник для лобзика. Напильник (2608609030). Можно попробовать что-то подобное изобразить.
Берете всего одну пилку по металу ,продеваете,натягиваете в ножовке,сперва чуть края подпилили на десятку или две, потом середину убрали.Края когда подпиливаете старайтесь вдоль стеночки держаться ведь начало паза у вас уже есть,а середину ровняете пусть по всей ширине пилка гуляет. Делов там ровно на пять минут.Так же непложо это получится при помощи хорошего надфиля ,желательно алмазного.Я дольше на пипочки нажимал чтобы это написать,чем вы это будете делать.
Лукас ,
Обезжирить посадочные места, проверить зазор в соединении, если зазор менее 0,25 мм на диаметр то шпонку легко заменит вал-втулочный фиксатор.
Зазор менее 0,1 мм - Loctite 603
Зазор менее 0,25 - Loctite 620, Loctite 638
В автомагазинах продаются бытовые аналоги, если нет вал-втулочных фиксаторов то можно использовать резьбовые фиксаторы.
Обезжиривать - Loctite 7063, в крайнем случае - ацетон.
Для шпонки из стали 45 при условии 100% прилегания, при указанных габаритах соединения максимальное усилие на срез 7038 кгс, на смятие -7560 кгс.
Для вал-втулочного соединения при тех же габаритах, без шпонки, усилие на срез для Loctite 603 - 8500 кгс.
Loctite, конечно, вещь интересная (с клеями Loctite впервые столкнулся в 90-е, когда у нас на заводе монтировали оборудование для производства винчестеров), только где его у нас взять ?
Пройдусь сегодня по автомагазинам, но надежды мало.
Понял, спасибо.
Пока попробую пойти по "простому" пути - купил 6 штук простеньких пилок по металлу (соберу пакет).
Как все относительно, для меня проще вклеить вал, чем углублять паз.
Чтобы прилегание шпонки было полное можно использовать наполненый эпоксид, хотя бы бытовую "Холодную сварку".
Обезжирить все детали соединения, подогреть градусов до 40°С, смочить эпоксидом все поверхности, заполнить пазы и смонтировать.
Да, скорее всего придется шпонку дополнять эпоксидкой, так как вряд ли смогу сделать качественный паз. Но эпоксидка хрупкая, как поведет себя ?
Наполненный эпоксид использовать
Loctite 3471, 3478
Или "Холодную сварку"
У нее прочность слабая, но достаточна чтобы распределить нагрузку по всей поверхности.
А холодная сварка - она же с виду как пластилин.
Как её загнать в узкие щели ?
размять хорошенько, прогреть до 40°, если эпоксид не потечет - можно и до 50 но там сильно сокращается время на сборку.
Эпоксиды в процессе полимеризации при нагреве размягчаются, вплоть до состояния воды.
Вообщем сегодня дома паз пропилил пакетом пилок. Пилки надо жестко фиксировать между собой, иначе получаются борозды. Подправил надфилем.
Завтра в гараже предварительно прикину на двигателе свои результаты.
Окончательно крепить буду по теплу.
В гараже проверил свои "плоды" - шкив со шпонкой прекрасно зашел на вал, правда, слегка прослабил по ширине. Буду убирать эпоксидкой.
Паз уже сделан и выровнен, люфт минимальный (можно и так все оставить).
Как вы себе представляете гравировальным резцом выполнить паз шириной 5 мм., глубиной 2,3 и длиной 60 мм в отверстии ∅20, соблюдая допуски на геометрию?
Эпоксид прекрасно работает на передачу крутящего момента если речь идет о вклеивании вала во втулку с гарантированным зазором под полимер и соблюдением соосности.
Предварительно делается расчет по усилию сдвига, для Loctite 3478 это 37,9 Н/мм2
В данном случае речь иден не о замене шпонки эпоксидом а о заполнении эпоксидом зазоров между шпонкой и шпоночным пазом.
Тем самым устраняем зазоры, распределем нагрузку на 100% площади и увеличиваем предельное усилие на смятие шпонки, устраняем фреттинг-коррозию.
Как сделать полукруглый паз подручными средствами?
проще да , надежность под сомнением , в неудачный момент может прослабится ( темпераментный клиент попадется ) , червячная пара была бы надежней , а еще вариант от водительского кресла , есть червячная , есть на принципе храпового механизма ,но эти варианты под вопросом .
Фунтик , все верно говорите, без сомнений. Но тут разовый и дешевый вариант исполнения, поэтому такой расклад. Думаю, если через рычаг небольшой подтягивать, то держаться будет нормально.
Для разового дешевого заказа надо сделать две такие детальки с такими пазами из листа 3мм. Как можно сделать их подручными средствами? На ум приходит только просверлить отверстия, потом доводить напильником.
Хорошо Вам . У меня неделю голова болит от размышлений. Тоже такое нужно сделать только в 12мм металле. Думаю обойтись двумя фиксированными положениями или сделать паз. Сначала насверлить плотняком отверстий на станке, а потом напильником. Сразу вспоминаю кустарных филиппинских оружейников . Они кольты 1911 напильниками делают.
Настольный сварщик .
Удовольствие от высокого качества длится дольше чем радость от
или сделать паз. Сначала насверлить плотняком отверстий на станке, а потом напильником.Напильник самый замечательный инструмент и чо его современники так боятся стали . 12ММ сталь сверленая и напильнику час работы да и рукам "гимнастика" не один тренажер не даст такого.
[quote name='chdv1971' timestamp='1528365169' post='335599'] Сразу вспоминаю кустарных филиппинских оружейников . Они кольты 1911 напильниками делают.
эх, что филиппинцы я как то в славной Туле наблюдал как слесарь снимает фаски с фрезерованных автоматных затворов , так вот у него быстрые пневмо тески и он смотрит в окно а руки делают свое дело да так быстро что не один современный робот не поспеет за ними , ну и взял я из ящичка один затвор взглянуть на качество работы , а слесарь смеется все там как положено и действительно фаска к фазочке не одного заусенца.
chdv1971 , может быть плазменная\лазерная резка? 12 мм тяжковато забороть напильником )
12 мм тяжковато забороть напильником )
Ну тогда засверлится и сделать нехитрую приспособу под бор машинку или ручной фрезер ну и он сам по радиусу пойдет и главное по немногу брать
Вот нарисовал чуток на скору руку но думаю понятно усе.
P.S. то есть что приспособа то состоит из верхней части - поводка бор машинки , ну а лишнее отверстие на деталюхи если оно мешает то можно и заварить.
Дури во мне немеряно. Мне надо было в швеллере 100мм отверстие сделать. Насверлил со стремянки много дырок. Потом болгарка и зубило. Дырки сверлить в швеллере это не самое стрёмное .
Станок плазменный есть кста. Но есть проблемы с исполнителем. Он первую пластину запрограммил с ошибками. Там простая пластина с отверстием посередине. Он ошибся в размерах пластины. Сегодня отнёс более сложную пластину и побоялся доверить вырезать сектор. Исполнителю вырезал даже картонный шаблон в натуральную величину. Типа прикладывай если чё .
Ну тогда засверлится и сделать нехитрую приспособу под бор машинку или ручной фрезер ну и он сам по радиусу пойдет и главное по немногу брать Вот нарисовал чуток на скору руку но думаю понятно усе. P.S. то есть что приспособа то состоит из верхней части - поводка бор машинки , ну а лишнее отверстие на деталюхи если оно мешает то можно и заварить.
Оно всё красиво конечно. Но фрезером по дереву металл особо не взять. Сто процентов выбьет или фрезу или сам инструмент из колеи.Многие по прямошлифовалке знают. Очень давно периодически думаю о фрезерном станке настольном. Но как посмотрю как они мучаются на элементарной железке, то всё желание пропадает. Алюминий только строгать. Куда уж фрезеру. Фрезер кста есть.
Вон человек со 2:42 минуты тренируется в ручном режиме.
Но фрезером по дереву металл особо не взять. Сто процентов выбьет или фрезу или сам инструмент из колеи.Многие по прямошлифовалке знают.
Но если в руках то конечно не удержать и вот к моей приспособе рычаг поболе и усе пойдет как по маслу.
Фрезу не выбьет и на моем Интерсколе - большом (фото завтра) цанга посерьезнее чем на шлиф машинках любых да и мощи у него не мерено , я люминь как то сразу по 3мм грыз он этого даже не заметил .
Ну и еще раз про "рычаг" и это страшная сила и смотри чо вытворяют
. тады лучше на токарке- к фланцу кольцо выточенное в размер ( сегмент ) приварить ( сварщика надеюсь найдете ).
Да опасно работают , да и шпиндель довольно с большими оборотами крутит а он там в плотную к нему и почти голыми руками.
selco , По молодости давил колпаки на светильники, (до меня здоровый дядька давил, кг 120, во мне 72 кг) сначала тяжело было, потом приноровился. после смены часа за три можно было пятерку заработать.
Сегодня собрался с духом и начал делать сектор. В одном листе сделал кондукторное отверстие, в другом с помощью его насверлил сектор. Металл 12 мм. Потом самое интересное .
Наконец сделал. Немного надо довести, но можно и "так сойдёт" . Применена прямошлифовалка и немного напильник. Отвык от напильника.
Пару дней думал как довести до "завода" своё изделие. И вспомнил о подарке Паши ака "Demonstrator". Приспособа от фирмы Suhner. Берёг абразивы для особого случая.
Немного напильника, немного suhner-a.
chdv1971 ,А что это будет?
chdv1971 , силён!
Делаю такую штуку. Фотка в качестве примера. Мой лучше .
Читайте также: